鍋爐減溫減壓控制系統(tǒng)的改造與實(shí)現(xiàn)

張馨

【摘要】鍋爐減溫減壓控制系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中扮演著十分重要的角色。本文首先研究了鍋爐減溫減壓控制系統(tǒng)的主要構(gòu)成，然后結(jié)合其適配減溫器與節(jié)流閥，提出了減溫減壓控制系統(tǒng)改造與實(shí)現(xiàn)的具體方法與舉措。

【關(guān)鍵詞】鍋爐；減溫減壓；控制系統(tǒng)；改造；實(shí)現(xiàn)

一、前言

鍋爐減溫減壓控制系統(tǒng)在其運(yùn)行過程中，受到很多因素的影響，為了實(shí)現(xiàn)對其控制的便利化，有必要對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑?。在探討相關(guān)問題之前，應(yīng)該首先了解減溫減壓控制系統(tǒng)的構(gòu)成與適配等方面的問題。

二、減溫減壓控制系統(tǒng)的構(gòu)成

一般來講，鍋爐減溫減壓控制系統(tǒng)主要由減壓系統(tǒng)、減溫系統(tǒng)、安全保護(hù)裝置和控制系統(tǒng)等組成。

1.減壓系統(tǒng)。蒸汽的減壓過程是靠減壓閥、減壓孔板來實(shí)現(xiàn)的，其減壓級數(shù)由進(jìn)口蒸汽壓力及減壓后出口蒸汽壓力之差值來決定。

2.減溫系統(tǒng)。本系統(tǒng)由減溫水調(diào)節(jié)系統(tǒng)（截止閥、噴水調(diào)節(jié)閥、止回閥）和減溫器組成。系統(tǒng)將冷卻水從帶有霧化噴嘴的文氏管噴入蒸汽混合管道以達(dá)到減溫之目的。

3.安全保護(hù)裝置。本裝置直接代用杠桿全啟動(dòng)安全閥、彈簧全啟式安全閥，當(dāng)出口蒸汽壓力超過允許值量，主安全閥啟跳，將蒸汽排至大氣中，從而使管內(nèi)蒸汽保持允許值，確保本裝置的安全運(yùn)行。

4.控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)主要包括：壓力變送器、壓力智能調(diào)節(jié)儀、熱電阻、溫度調(diào)節(jié)儀、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。溫度控制通過TE-02的指示值與溫度調(diào)節(jié)儀的設(shè)定值相比較，自動(dòng)調(diào)整減溫水調(diào)節(jié)閥的開關(guān)。壓力控制通過PE-02的指示值與壓力調(diào)節(jié)儀的設(shè)定值相比較，自動(dòng)調(diào)整壓力調(diào)節(jié)閥的開關(guān)。

5.智能儀表。組合儀表主要有溫度變送器、溫度傳感器、壓力變送器和遠(yuǎn)傳壓力表，溫度變送器、壓力變送器一般采用4-20mA信號，溫度傳感器通常采用Pt100熱電阻和熱電偶，遠(yuǎn)傳壓力表30-350歐姆，值的注意的是溫度傳感器和遠(yuǎn)傳壓力表的傳輸距離較近，測量誤差相對也較大，溫度變送器、壓力變送器傳輸距離較遠(yuǎn)，測量精度較高。二次儀表主要有智能PID調(diào)節(jié)儀、智能操作器、智能數(shù)字顯示儀、智能報(bào)警儀，PID調(diào)節(jié)儀能顯示測量值，并把測量值和目標(biāo)控制值進(jìn)行比較計(jì)算輸出控制信號，智能操作器可實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的雙重保護(hù)，當(dāng)PID調(diào)節(jié)儀出現(xiàn)故障時(shí)，可手動(dòng)操作智能操作器，智能數(shù)字顯示儀可顯示測量值并可實(shí)現(xiàn)超值報(bào)警?，F(xiàn)場控制主要由配有電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的減溫裝置、減壓裝置。智能儀表還具有一次參數(shù)和二次參數(shù)的變送輸出，可和DCS實(shí)行連控。

在功能方面，一次溫度顯示、一次壓力顯示、二次溫度手動(dòng)/自動(dòng)控制、二次壓力手動(dòng)/自動(dòng)控制、二次溫度、壓力超限閃光聲光報(bào)警，可實(shí)現(xiàn)智能化無人值守運(yùn)行。

三、控制系統(tǒng)改造減溫器的適配減溫器

可調(diào)噴嘴型減溫器通過法蘭直接安裝在蒸汽管道上，其底部裝有多個(gè)可旋轉(zhuǎn)噴出霧化減溫水的噴嘴，噴嘴朝向蒸汽流動(dòng)方向。減溫器的噴水量與需要減溫的蒸汽量和減溫幅度成正比關(guān)系，減溫水量隨工況的變化而精確調(diào)節(jié)，其可調(diào)比大，可達(dá)到1：50。

1.可調(diào)噴嘴型減溫器工作原理

減溫水首先通過環(huán)流套筒（過濾器），過濾掉介質(zhì)中大的顆粒，防止堵塞噴嘴。減溫水過濾后進(jìn)入減壓室，調(diào)節(jié)到霧化壓力再流入噴管內(nèi)，經(jīng)噴嘴噴入蒸汽管道。減溫器是根據(jù)入口蒸汽參數(shù)的變化，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)帶動(dòng)閥桿上下移動(dòng)，控制噴嘴的開度和數(shù)量，精確地調(diào)節(jié)噴水量。噴嘴是按照小流量、中流量、大流量自上而下布置的，根據(jù)流量的大小逐漸開啟，保證了減溫水始終以完全霧化方式旋轉(zhuǎn)噴入蒸汽管道。

2.可調(diào)噴嘴型減溫器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

可調(diào)噴嘴型減溫器集減溫水調(diào)節(jié)閥于減溫器內(nèi)部，系統(tǒng)不需另配減溫水調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)壓力，簡化了系統(tǒng)，降低了成本。減溫器結(jié)構(gòu)小，可全部采用鍛件，不會因高溫蒸汽與外界和低溫減溫水溫差大而造成法蘭連接處開焊?？烧{(diào)噴嘴型減溫器具有極細(xì)的霧化效果，可不在蒸汽管道內(nèi)加襯管保護(hù)。

四、控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與節(jié)流閥的采用

由于用戶要求蒸汽的品質(zhì)較高，該系統(tǒng)必須配備較高程度的自控系統(tǒng)，并要求出口蒸汽有5-10℃的過飽和度。蒸汽及給水分配閥的自控系統(tǒng)采用成熟的DDZ一l型電動(dòng)單元組合儀表，主要有溫度變送器，壓力變送器，比例、積分調(diào)節(jié)器和比例、積分、微分調(diào)節(jié)器，手動(dòng)一自動(dòng)操作器，現(xiàn)場電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，配有一次和二次蒸汽壓力、溫度變送顯示，二次蒸汽超壓超溫報(bào)警及二次蒸汽壓力溫度記錄。運(yùn)行時(shí)，溫度和壓力變送器將二次蒸汽的溫度和壓力變換成電信號進(jìn)入調(diào)節(jié)器與給定值進(jìn)行比較后得到的偏差經(jīng)比例積分微分調(diào)節(jié)后，輸出信號到伺服放大器，再去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，改變減溫減壓裝置上的調(diào)節(jié)閥開度（包括減壓閥、給水分配閥等），從而達(dá)到調(diào)節(jié)后的壓力和溫度參數(shù)符合人為給定的要求。

用于減溫的凝結(jié)水供水系統(tǒng)的自動(dòng)控制則根據(jù)水箱液位來控制電磁閥的開啟。液位過高，開啟通往鍋爐房的電磁閥；液位過低，則開啟通往水箱的電磁閥。由于電磁閥開啟度不易控制，開啟電磁閥會造成給水分配閥處的水壓大幅度波動(dòng)，使二次蒸汽參數(shù)難以保證。為了解決這個(gè)問題，設(shè)計(jì)時(shí)在電磁閥前設(shè)置一個(gè)節(jié)流閥，這樣不僅保證了給水分配閥處的水壓穩(wěn)定，也減少了電磁閥的動(dòng)作次數(shù)，使整個(gè)自控系統(tǒng)更趨完善。

五、減溫減壓控制系統(tǒng)的技術(shù)改造與實(shí)現(xiàn)

根據(jù)對雙減控制系統(tǒng)不穩(wěn)定的原因分析，我們將容易損壞的部分進(jìn)行技術(shù)性變革，提高雙減裝置的工作效率，確保鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行。

1.更換新型配電器

原配電器電路設(shè)計(jì)不合理，聯(lián)結(jié)部份采用焊接結(jié)構(gòu)，容易產(chǎn)生接觸不良；電子元件溫度漂移使得準(zhǔn)確度下降，針對這種情況，我們重新選購了電路設(shè)計(jì)合理、便于維修更換（插拔式）能夠減少維修時(shí)間的新型號配電器，同時(shí)將配電器、壓力變送器的校驗(yàn)周期由原來一年一次改為2個(gè)月一次，保證了參數(shù)測量的精確度。

2.改進(jìn)聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)

原電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)生產(chǎn)廠家設(shè)計(jì)的聯(lián)軸器是整體式，且固定螺栓只有2個(gè)，絲牙容易損壞，而一旦絲牙損壞更換非常麻煩；經(jīng)過重新測量尺寸繪圖加工后，改為由兩塊組成，將聯(lián)軸器的固定螺栓由2個(gè)增加為4個(gè)，外加并帽，并定期檢查固定螺栓松緊程度。

3.環(huán)境溫度高及強(qiáng)電干擾的應(yīng)對措施

由于現(xiàn)場環(huán)境惡劣，環(huán)境溫度高，特別是夏季，可達(dá)到60多度，幾乎工作在儀表技術(shù)參數(shù)的極限范圍電子元件長期工作與此環(huán)境下，極易老化，從而穩(wěn)定性急劇下降。對此，我們仔細(xì)測試了現(xiàn)場儀表上的每個(gè)電子元件的性能，對于技術(shù)參數(shù)指標(biāo)有所偏差可能的不良元件全部予以了更換；對伺服電機(jī)，將相關(guān)技術(shù)參數(shù)提供給馬達(dá)組由其重新繞制，經(jīng)裝配、接線、調(diào)試運(yùn)行試驗(yàn)證明完全可以代替使用；傳輸信號經(jīng)過發(fā)電機(jī)和配電室等強(qiáng)電區(qū)域，易產(chǎn)生干擾信號，我們對系統(tǒng)每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了逐一檢查，改變了局部電纜走向，將不是屏蔽的電纜改為屏蔽電纜，并保證接地牢靠。

4.調(diào)整電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)

對電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行拆檢，我們發(fā)現(xiàn)渦輪渦桿機(jī)構(gòu)滾珠行程軌道不光滑，部分滾珠磨損嚴(yán)重，更換所有的滾珠，打磨不平軌道，改用耐高溫的鋰基脂作為轉(zhuǎn)動(dòng)部件潤滑油；對閥門和電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行重新組裝，保證既能滿足工藝需要，又能符合調(diào)節(jié)要求，合理調(diào)整剎車機(jī)構(gòu)松緊程度；改變手操器的設(shè)定參數(shù)，不斷修正執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作靈敏度，使其既能不可能發(fā)生卡澀又不易造成振蕩而失控現(xiàn)象。

六、結(jié)束語

通過對于鍋爐減溫減壓控制系統(tǒng)改造相關(guān)方面的問題研究，我們可以發(fā)現(xiàn)正確對其進(jìn)行改造，既能夠提升鍋爐運(yùn)作的效率，也能很大程度上減少其故障出現(xiàn)的頻次。與此相關(guān)的人員應(yīng)嚴(yán)格把握好減溫減壓控制系統(tǒng)改造與實(shí)現(xiàn)的具體舉措。

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