鍋爐回水、補(bǔ)水系統(tǒng)自動(dòng)控制的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

張茜 婁萍

鐵煤集團(tuán)機(jī)電運(yùn)維服務(wù)分公司 遼寧鐵嶺 112700

1 概述

本系統(tǒng)主要是研究鍋爐回水、補(bǔ)水過(guò)程中對(duì)溫度、水位的過(guò)程控制，其溫度、水位的控制都能夠通過(guò)液位計(jì)、電磁閥、PID溫度控制儀來(lái)完成，使鍋爐的回水、補(bǔ)水系統(tǒng)完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。此系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠，供水穩(wěn)定，自動(dòng)化程度高。

大明礦水暖隊(duì)冷水間現(xiàn)有三臺(tái)7.5Kw的冷水泵負(fù)責(zé)給回水間補(bǔ)水，回水間有兩臺(tái)22Kw的熱水泵負(fù)責(zé)向鍋爐水箱供水。我礦每年冬季采暖期為5個(gè)月，夏季非采暖期鍋爐主要給浴池供氣，工作現(xiàn)狀為每天三班制、每班兩人，通過(guò)人工啟停水泵來(lái)控制水位和水溫[1]。人工操作控制存在諸多的弊端，例如如果作業(yè)人員對(duì)水位、水溫響應(yīng)控制不及時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致水溫過(guò)高或者水位超高、超低，造成很大的安全隱患，影響鍋爐的安全運(yùn)行。

2 鍋爐用水工藝流程

水箱負(fù)責(zé)給鍋爐補(bǔ)水，回水池在正常情況下接收的是外圍管網(wǎng)的供暖回水，回水池負(fù)責(zé)給水箱補(bǔ)水。當(dāng)供暖的回水量無(wú)法滿(mǎn)足水箱用水時(shí)，冷水池負(fù)責(zé)向回水池補(bǔ)水。但當(dāng)回水池水溫超高溫時(shí)，所采用的熱水泵在水溫達(dá)到80℃以上時(shí)會(huì)產(chǎn)生氣蝕，此時(shí)熱水泵不能正常啟動(dòng)工作，無(wú)法及時(shí)向水箱補(bǔ)水，則需要啟動(dòng)冷水泵，向回水池注入冷水降低水溫，水溫降低到6℃以下后再將水打入鍋爐水箱。這樣不僅解決了熱水泵無(wú)法正常啟動(dòng)這一難題，又能防止回水經(jīng)過(guò)省煤器時(shí)水溫過(guò)高，變成水蒸氣從而體積迅速膨脹，省煤器內(nèi)的水流在管體中迅速流動(dòng)，不規(guī)則運(yùn)動(dòng)的水與管體中的產(chǎn)生的水蒸氣產(chǎn)生摩擦和碰撞，并使管內(nèi)壓劇烈升高，引起很大的噪音水錘，造成安全隱患。

3 方案設(shè)計(jì)

3.1 冷水泵控制原理

在冷水泵控制原理圖上添加了冷水池高低水位報(bào)警。

圖1 冷水泵和熱水泵控制原理圖

回水池增設(shè)水溫超溫控制，當(dāng)回水溫度超過(guò)溫控儀設(shè)定溫度60℃后，冷水泵啟動(dòng)。此時(shí)，1號(hào)電磁閥開(kāi)啟，2號(hào)電磁閥關(guān)閉，往回水池注水。當(dāng)水注滿(mǎn)后，2號(hào)液位計(jì)高位，KAF5吸合，冷水泵停止。當(dāng)回水池水位到達(dá)超低位，水箱水位沒(méi)有到達(dá)高位時(shí)，KA1吸合，冷水泵啟動(dòng)，這時(shí)，2號(hào)電磁閥開(kāi)啟，1號(hào)電磁閥關(guān)閉，冷水池直接給水箱供水。

溫度控制儀WQ的溫度傳感儀設(shè)置在回水池內(nèi)，當(dāng)回水池內(nèi)水溫達(dá)到設(shè)定值時(shí)，溫度控制儀觸點(diǎn)11、12閉合，KA1線(xiàn)圈經(jīng)過(guò)溫度控制儀觸點(diǎn)、經(jīng)過(guò)延時(shí)繼電器的常閉觸點(diǎn)、經(jīng)過(guò)KAF5的常閉觸點(diǎn)（KAF5是2號(hào)液位計(jì)的中間繼電器，受2號(hào)液位計(jì)控制）、經(jīng)過(guò)停止按鈕SB1的常閉點(diǎn)、通過(guò)急停開(kāi)關(guān)回到電源L1，此時(shí)KA1吸合，KA1常閉觸點(diǎn)閉合（此時(shí)KA1不受溫度控制儀控制，KA1自保節(jié)點(diǎn)閉合，保持KA1吸合狀態(tài)），經(jīng)過(guò)S1/S2/S3自由選擇水泵的啟動(dòng)，冷水注入回水池。當(dāng)回水池水位達(dá)到2號(hào)液位計(jì)高位時(shí)，KAF5吸合，KAF5常閉點(diǎn)斷開(kāi)，KA1線(xiàn)圈跳，冷水泵停止工作[2]。

為了防止冷水泵空轉(zhuǎn)，增設(shè)延時(shí)繼電器和電接點(diǎn)壓力表。延時(shí)繼電器的時(shí)間調(diào)整為60秒，當(dāng)電接點(diǎn)壓力表的壓力沒(méi)有達(dá)到水泵正常工作的壓力時(shí)，表示水泵沒(méi)有正常工作，60秒后，延時(shí)繼電器吸合，JS1觸點(diǎn)打開(kāi)，此時(shí)J1沒(méi)有吸合，KA1斷電，冷水泵停止工作。

SB1為手動(dòng)啟動(dòng)按鈕，作用是隨時(shí)可以人工啟動(dòng)冷水泵。當(dāng)回水沒(méi)有正常回到回水池造成回水池水位超低位，2號(hào)液位（回水池）超低位觸點(diǎn)閉合，水箱缺水狀態(tài)下，3號(hào)液位計(jì)（水箱）閉合，冷水泵啟動(dòng)，往回水池注水。

3.2 熱水泵控制原理

當(dāng)水箱水位到達(dá)水位計(jì)低位時(shí)，KA2吸合，熱水泵啟動(dòng)，此時(shí)，3號(hào)電磁閥開(kāi)啟，4號(hào)電磁閥關(guān)閉，回水池內(nèi)的水直接進(jìn)入水箱。當(dāng)水箱水位到達(dá)高位時(shí)，KA2斷電，熱水泵停止。當(dāng)回水池液位到達(dá)高位，水箱水位也到達(dá)高位，這時(shí)，由于暖氣回水持續(xù)進(jìn)入回水池造成回水池水位過(guò)高，這時(shí)4號(hào)電磁閥開(kāi)啟，3號(hào)電磁閥關(guān)閉，當(dāng)回水池水位到達(dá)超高位時(shí)，KAF1吸合，熱水泵啟動(dòng)，水就通過(guò)熱水泵，經(jīng)過(guò)4號(hào)電磁閥直接流入下水道。

4 改造后的效果分析

該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以后，回水間冷水池均可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，由當(dāng)班設(shè)備巡查人員進(jìn)行定期巡查。

（1）此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠,設(shè)備改造成本較低，維護(hù)方便。

（2）增加了整個(gè)鍋爐回水、補(bǔ)水系統(tǒng)的可靠性。人工值守時(shí)，由于各方面原因水泵啟停不及時(shí)，造成水位過(guò)高時(shí)大量水資源浪費(fèi)，白白的流入下水道，水位過(guò)低時(shí)，又不能及時(shí)給鍋爐供水，影響鍋爐的安全運(yùn)行，造成很大的安全隱患。

（3）延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。人工操作設(shè)備時(shí)手動(dòng)啟停頻繁，對(duì)設(shè)備的消耗比較大，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制后，設(shè)備啟停運(yùn)行根據(jù)水位、水溫的要求自動(dòng)運(yùn)行，最大限度的減少了設(shè)備的啟停頻率，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，減少了維護(hù)量。

（4）減少了操作人員和開(kāi)支。