PLC在鍋爐缺水過程中的應用

王啟志 王曉霞 孫炳陽

摘 要：鍋爐缺水，輕則造成管道泄漏，重則造成廠毀人亡的爆炸事故，導致國家財產和人員生命的重大損失。本文采用PLC來控制鍋爐的水位。提高了安全性和工作效率。

關鍵詞：工業鍋爐；缺水報警；PLC控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.09.137

1 鍋爐缺水的現象和原因

蒸汽鍋爐具有工作壓力大，介質溫度高，運行工況復雜等特點。缺水事故約占鍋爐重大事故的50%左右。鍋爐水位低于最低的安全水位，危及鍋爐的安全運行，稱為缺水事故。缺水事故可分為兩種類型：輕度缺水和嚴重缺水。若鍋爐缺水， 將對設備造成嚴重損壞， 如果鍋爐嚴重缺水再進水， 就會引起鍋爐爆炸。這是因為在鍋爐缺水后， 一方面鋼板過熱， 甚至變紅， 使強度大大降低， 另一方面由于鋼板過熱后的溫度與供水溫度相差較大， 鋼板首次接觸水的位置因遇冷而開裂， 在蒸汽壓力的作用下， 龜裂被撕成大的裂口， 汽水從裂紋中噴出， 引起爆炸事故。

在鍋爐設備正常維護，正確運行的情況下， 不會出現鍋爐缺水現象。然而，因為種種原因，缺水仍常常有發生[1-3]。

1.1 缺水現象

（1）水位表內水位模糊，水位計內呈白色；（2）盡管存在水位，但水位不會移動，并形成假水位；（3）高低水位警報器有低水位報警信號；（4）給水流量小于蒸汽流量；（5）有鍋爐裝有過熱器，過熱蒸汽溫度快速升高；（6）嚴重的情況下，可以聞燒焦的味道。

1.2 缺水原因

（1）管理不到位，安全意識較差，責任心薄弱，出現無人監視水位的現象；（2）司爐證人員操作失誤或長時間離崗而無監視水位；（3）供水壓力不足、導致供水管道裂；（4）給水泵缺乏維護，自動調整器失靈，出口閥被關閉或給水閥遲緩或卡死故障；（5）水位計安裝錯誤導致長期水位計長期得不到沖洗，水位計顯示模糊或錯誤的水位，導致操作人員誤判和誤操作；（6） 缺水保護裝置長期處于失修的狀態。

2 PLC鍋爐缺水報警系統

PLC可靠性高，PLC在國內外已廣泛應用于各個工業行業[4，5]。

本系統的工藝流程圖如圖1。

鍋爐的危極低水位報警是為了防止鍋爐缺水發生爆炸事故。液位傳感器時刻測量鍋爐水位，當水位低于設定值時用X001觸點啟動輸出觸點Y001，啟動報警信號并且啟動水泵注水。當水位達到滿水設定值時啟動注水滿延時T1，10秒鐘后，輸出Y003滿水跳閘。當壓力繼電器低于控制壓力時，鍋爐電氣程序進行自動控制運轉。當壓力繼電器大道控制壓力時， Y005不輸出，超壓停爐指示燈亮。當水位低于危及水位時，缺水指示燈亮，電鈴響并且報警，保證鍋爐安全運行。

當水位達到水位下限時，觸點X001啟動Y001低水位報警并啟動水泵注水。當水位達到上限之后觸點X002啟動，注水延時T1運行，10后啟動Y003水滿跳閘開關，當水位低的時候引起的鍋爐壓力不足，引起X003動作，啟動聯動快關Y005。其時序圖如圖3。

3 觸點線圈列表

4 結論

本文采用PLC來控制鍋爐的水位。PLC的高效率，可靠性和耐用性完全克服了手動操作中的各種錯誤。PLC控制可以準確地檢測水位的變化，啟動或停止泵在指定水位的注水，以此達到控制水位的目的，因而可靠簡單。

參考文獻：

[1]石蓉.一起鍋爐缺水事故原因分析[J].內蒙古石油化工，2017（07）

：56-57.

[2]張共清.工業鍋爐缺水事故分析及預防措施[J].科技與創新，2017

（09）：62-63.

[3]許達.鍋爐運行中常見事故淺析[J].中國高新區，2017（05）：113.

[4]吳國明.S7-300PLC在船舶鍋爐加熱系統中的PID應用[J].中國高新科技，2018（23）：100-102.

[5]趙靜，王敏.基于PLC鍋爐專家PID智能控制的研究[J].工業爐，2018（05）：59-61.

作者簡介：王啟志（1971-），男，福建人，博士，副教授，從事自動檢測與控制工作。