鍋爐回水、補水系統自動控制的設計與應用

張茜 婁萍

鐵煤集團機電運維服務分公司 遼寧鐵嶺 112700

1 概述

本系統主要是研究鍋爐回水、補水過程中對溫度、水位的過程控制，其溫度、水位的控制都能夠通過液位計、電磁閥、PID溫度控制儀來完成，使鍋爐的回水、補水系統完全實現自動化。此系統運行安全可靠，供水穩定，自動化程度高。

大明礦水暖隊冷水間現有三臺7.5Kw的冷水泵負責給回水間補水，回水間有兩臺22Kw的熱水泵負責向鍋爐水箱供水。我礦每年冬季采暖期為5個月，夏季非采暖期鍋爐主要給浴池供氣，工作現狀為每天三班制、每班兩人，通過人工啟停水泵來控制水位和水溫[1]。人工操作控制存在諸多的弊端，例如如果作業人員對水位、水溫響應控制不及時，則會導致水溫過高或者水位超高、超低，造成很大的安全隱患，影響鍋爐的安全運行。

2 鍋爐用水工藝流程

水箱負責給鍋爐補水，回水池在正常情況下接收的是外圍管網的供暖回水，回水池負責給水箱補水。當供暖的回水量無法滿足水箱用水時，冷水池負責向回水池補水。但當回水池水溫超高溫時，所采用的熱水泵在水溫達到80℃以上時會產生氣蝕，此時熱水泵不能正常啟動工作，無法及時向水箱補水，則需要啟動冷水泵，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法正常啟動這一難題，又能防止回水經過省煤器時水溫過高，變成水蒸氣從而體積迅速膨脹，省煤器內的水流在管體中迅速流動，不規則運動的水與管體中的產生的水蒸氣產生摩擦和碰撞，并使管內壓劇烈升高，引起很大的噪音水錘，造成安全隱患。

3 方案設計

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警。

圖1 冷水泵和熱水泵控制原理圖

回水池增設水溫超溫控制，當回水溫度超過溫控儀設定溫度60℃后，冷水泵啟動。此時，1號電磁閥開啟，2號電磁閥關閉，往回水池注水。當水注滿后，2號液位計高位，KAF5吸合，冷水泵停止。當回水池水位到達超低位，水箱水位沒有到達高位時，KA1吸合，冷水泵啟動，這時，2號電磁閥開啟，1號電磁閥關閉，冷水池直接給水箱供水。

溫度控制儀WQ的溫度傳感儀設置在回水池內，當回水池內水溫達到設定值時，溫度控制儀觸點11、12閉合，KA1線圈經過溫度控制儀觸點、經過延時繼電器的常閉觸點、經過KAF5的常閉觸點（KAF5是2號液位計的中間繼電器，受2號液位計控制）、經過停止按鈕SB1的常閉點、通過急停開關回到電源L1，此時KA1吸合，KA1常閉觸點閉合（此時KA1不受溫度控制儀控制，KA1自保節點閉合，保持KA1吸合狀態），經過S1/S2/S3自由選擇水泵的啟動，冷水注入回水池。當回水池水位達到2號液位計高位時，KAF5吸合，KAF5常閉點斷開，KA1線圈跳，冷水泵停止工作[2]。

為了防止冷水泵空轉，增設延時繼電器和電接點壓力表。延時繼電器的時間調整為60秒，當電接點壓力表的壓力沒有達到水泵正常工作的壓力時，表示水泵沒有正常工作，60秒后，延時繼電器吸合，JS1觸點打開，此時J1沒有吸合，KA1斷電，冷水泵停止工作。

SB1為手動啟動按鈕，作用是隨時可以人工啟動冷水泵。當回水沒有正常回到回水池造成回水池水位超低位，2號液位（回水池）超低位觸點閉合，水箱缺水狀態下，3號液位計（水箱）閉合，冷水泵啟動，往回水池注水。

3.2 熱水泵控制原理

當水箱水位到達水位計低位時，KA2吸合，熱水泵啟動，此時，3號電磁閥開啟，4號電磁閥關閉，回水池內的水直接進入水箱。當水箱水位到達高位時，KA2斷電，熱水泵停止。當回水池液位到達高位，水箱水位也到達高位，這時，由于暖氣回水持續進入回水池造成回水池水位過高，這時4號電磁閥開啟，3號電磁閥關閉，當回水池水位到達超高位時，KAF1吸合，熱水泵啟動，水就通過熱水泵，經過4號電磁閥直接流入下水道。

4 改造后的效果分析

該系統實現以后，回水間冷水池均可實現無人值守，由當班設備巡查人員進行定期巡查。

（1）此系統結構簡單可靠,設備改造成本較低，維護方便。

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

（3）延長了設備的使用壽命。人工操作設備時手動啟停頻繁，對設備的消耗比較大，實現自動化控制后，設備啟停運行根據水位、水溫的要求自動運行，最大限度的減少了設備的啟停頻率，延長了設備的使用壽命，減少了維護量。

（4）減少了操作人員和開支。