動力車間鍋爐水處理系統(tǒng)改造

姚棟

安徽中煙工業(yè)有限責任公司阜陽卷煙廠，安徽 阜陽 236020

前言

在香煙生產過程中，鍋爐水處理系統(tǒng)起著承上啟下的作用。但是當設備長時間運行時，就會出現鍋爐除氧水箱水溫不穩(wěn)、水質品質下降問題。除氧水箱受高溫鍋爐回水、冷凝水、軟、反滲透混水、自動排污的熱沖擊，水溫波動較大，影響了化學除氧的效果和鍋爐熱量的不平衡等問題。如何解決這些問題，是擺在我們面前一項重要的任務。

1 鍋爐水處理系統(tǒng)概述及存在問題

1.1 鍋爐水處理系統(tǒng)概述

當車間鍋爐運行時，鍋爐發(fā)出增壓泵啟動信號，增壓泵啟動向鍋爐系統(tǒng)供水，隨著鍋爐燃燒率增加，將產生蒸汽，這時隨著除氧水箱缺水，系統(tǒng)首先向除氧水箱補充冷凝水，由于冷凝水并不能滿足鍋爐用水總量，故系統(tǒng)向除氧水箱補充反滲透水。當除氧水箱的電導率不達標時，則向除氧水箱補充軟化水，調節(jié)除氧水箱的電導率。當補充冷凝水和反滲透水還不夠用時，則向除氧水箱補充軟化水。其中供水的流程為進水進入系統(tǒng)后，經過多介質過濾器、除氯過濾器處理，分別經軟水罐軟化處理和反滲透處理，進入除氧水箱。給除氧水箱供水還有另外兩部分，分別為冷凝水和鍋爐回水。所以除氧水箱供水為四路分別為軟水、反滲透水、冷凝水、鍋爐回水。其中鍋爐回水為自然回水，冷凝水為車間回水，既是高溫水，品質又好，所以優(yōu)先使用冷凝水，當冷凝水不夠時，優(yōu)先補反滲透水，軟水作用為調節(jié)電導率和安全補水。除氧水箱通過同一管道分別向四臺鍋爐供水。

1.2 鍋爐水處理系統(tǒng)存在的問題

1) 改善鍋爐除氧水箱水溫不穩(wěn)、水質品質。除氧水箱受高溫鍋爐回水、冷凝水、軟、反滲透混水、自動排污的熱沖擊，水溫波動較大，影響了化學除氧的效果。

2) 回收冷凝水熱量、排煙余熱回收熱量、鍋爐回收熱量的平衡與利用。

3) 改善鍋爐主供氣閥門的操作,減小操作工勞動強度。

4) 鍋爐水處理系統(tǒng)控制比較分散和獨立，不容易管理和調試，其中一部分與消防水系統(tǒng)控制在一起，比較混亂，電氣控制需要集中在一起比較好。

5)增壓泵由電機直接驅動，模式單一，不容易控制和調節(jié)，改善鍋爐供水狀態(tài)。

6)軟水罐控制器損壞，無法滿足軟化水要求。

7)1#鍋爐節(jié)能器取盤管溫度作為燃燒率的變化量作為參考值，不準確，不能反映鍋爐燃燒率的實際變化。

8)排污方式采用自動排污，上位機不可控，除氧水箱排污直接排到外面，損失很大的熱量，造成很大浪費和損失。同時排污沒有計量和時間標準，這樣也影響藥液的濃度是否達到標準。

9)室外冷凝水回水水溫過高造成開鍋現象和在二樓釋放出大量的霧氣。

2 鍋爐水處理系統(tǒng)的改造方案和方法

2.1 改善除氧水箱的水溫、水質、水位

在水處理系統(tǒng)中，增設熱水箱，使之成為除氧水箱唯一正常工作水源（除安全軟水給水外），以方便水位控制；熱水箱接受冷凝水、軟、反滲透水、余熱回收循環(huán)水，通過熱水箱水溫，水位波動變化。以期實現除氧水箱水位控制和水溫控制的穩(wěn)定。

圖1 鍋爐系統(tǒng)運行原理概略圖

2.2 主氣閥

在通向汽包的主管路上增加電動調節(jié)閥且在鍋爐內部安裝壓力傳感器，在這兩者共同作用下，當壓力滿足一定條件時，主氣閥打開或關閉。注：PLC實際控制中要求大于6bar時打開主氣閥，小于6bar時關閉主氣閥。且當主火關閉時，延時20分鐘關閉主氣閥。

2.3 鍋爐回水部分

經過改造后在四臺鍋爐每一個回水管路加裝電動三通調節(jié)閥，這個電動三通調節(jié)閥具有三個狀態(tài)分別為A:關閉狀態(tài)(4mA，開度為0%)；B:180度直通狀態(tài)（12mA，開度為50%）；C:180度-270度通路（20mA，開度為100%），在這四個三通閥后匯成一條回水管路，連接到增加的熱交換器上，與來自除氧水箱的通過增壓泵向鍋爐供的水，進行熱交換，之后通過熱交換器后的電動調節(jié)閥回到除氧水箱。工作狀態(tài)為：A狀態(tài)：無鍋爐回水。B狀態(tài)：鍋爐回水直接回到除氧水箱。C狀態(tài)：鍋爐回水通過換熱器回到除氧水箱。

2.4 增壓泵部分

增加變頻器驅動增壓泵電機，一臺變頻器分別驅動兩臺水泵。為一主一備。同時在控制柜門裝設手動啟停按鈕、自動/手動切換、主備切換按鈕。以防當PLC出現故障時。造成增壓泵停機，鍋爐無法運轉，影響生產。同時在增壓泵后部安裝壓力傳感器用來參與供水回路的壓力PID控制，達到保壓的目的。

2.5 軟水罐部分

軟化水的投入運行的過程和再生的控制程序，由于原先控制軟水罐的單片機控制器損壞，故需要在PLC中實現軟化水的控制功能，將1、2號軟水罐機頭接線全部接入PLC模塊中，原軟水流量計接線也引入PLC當中，通過編程完全實現了原控制器的要求和功能。其參數設置和顯示通過HMI來實現。

2.6 低燃燒率時禁止控制部分

將鍋爐控制箱內的變頻器輸出引入PLC模塊中，同時調整變頻器輸出模擬量為0至10V的電壓輸出量，這樣當鍋爐點火以后燃燒率變化時，變頻器的輸出頻率也同時相應變化，PLC也就能夠跟蹤燃燒率的變化。適時的輸出控制命令電動調節(jié)閥關閉管路，把節(jié)能器投入運行當中。

2.7 排污熱量回收部分、手動排污降堿和排污影響藥液濃度問題

二樓增加一循環(huán)水箱和排污管道增加換熱器。變更自動排污兩個電動調節(jié)閥其中之一為電動開關閥。電動開關閥為手動上位機控制，排污口增加排污流量計，通過計量流量，控制加藥的時間，調節(jié)藥液的濃度。循環(huán)水箱的循環(huán)管路增設兩臺循環(huán)泵，可給鍋爐隔膜泵降溫，同時回收排污帶走的熱量。

3 結束語

此次鍋爐水處理系統(tǒng)的改造，穩(wěn)定了鍋爐供水的水溫、水位和水質，提高了鍋爐產氣的合格率與效率；對鍋爐回水、排污、排煙的熱能回收，提高了熱利用率，實現了鍋爐的燃燒節(jié)能，在鍋爐的水處理系統(tǒng)中是一次節(jié)能減排的成功案例。