干熄焦高溫高壓余熱鍋爐水質(zhì)指標(biāo)自動(dòng)檢測系統(tǒng)的原理與設(shè)計(jì)

谷毅

摘 要：利用干熄焦高溫高壓余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽已經(jīng)是當(dāng)前余熱發(fā)電主要的工藝手段之一。而干熄焦高溫高壓余熱鍋爐水質(zhì)指標(biāo)的檢測是影響該工藝是否能夠大范圍推廣和發(fā)展重要影響因素?；诖吮疚闹饕獙?duì)干熄焦高溫高壓余熱鍋爐水質(zhì)指標(biāo)自動(dòng)檢測系統(tǒng)的原理和相關(guān)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行闡述，旨在對(duì)干熄焦高溫高野余熱鍋爐有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)。

關(guān)鍵詞：干熄焦；余熱鍋爐；水質(zhì)指標(biāo)；自動(dòng)檢測

中圖分類號(hào)：TK227 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）09-0050-01

“所謂干熄焦，主要是指采用惰性氣體將紅焦降溫冷卻的一種熄焦方式。”隨著綠色節(jié)能環(huán)保的提出，干熄焦高溫高壓余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽，具有多方面的優(yōu)勢(shì)。第一是能夠吸收紅焦的熱量，節(jié)約能源，即通過干熄焦所產(chǎn)生的蒸汽高于濕熄焦；第二是能夠改善環(huán)境，減少污染。

干熄焦工藝中所采用的熄焦水主要來自于車間的冷卻水，兩者在冷卻過程中會(huì)產(chǎn)生硫化物等腐蝕性介質(zhì)，最終會(huì)侵蝕周邊環(huán)境，造成大面積空氣污染。所以對(duì)干熄焦高溫高壓余熱鍋爐水質(zhì)指標(biāo)的檢測能夠直接影響到發(fā)電量以及對(duì)周邊環(huán)境的影響程度。實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)指標(biāo)的自動(dòng)檢測能夠節(jié)約人工，高效及時(shí)地對(duì)蒸汽的質(zhì)量指標(biāo)提出評(píng)價(jià)，保證不影響下一道工序的開展。

1 系統(tǒng)的構(gòu)成

為提高系統(tǒng)的適應(yīng)性該系統(tǒng)采用現(xiàn)場總線與工廠底層自動(dòng)化及信息集成技術(shù)。通過檢測電極傳感器、檢測儀表（變送器等），將鍋爐水質(zhì)檢測參數(shù)的非電量信號(hào)轉(zhuǎn)換成電量信號(hào)或小電量信號(hào)轉(zhuǎn)換成大電量信號(hào)，送入工控機(jī)由工控機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集處理。

信號(hào)采集與處理選用工業(yè)計(jì)算機(jī)，采用PC采集卡可完成，對(duì)模擬量轉(zhuǎn)換，并配接口板與檢測儀器連接。操作系統(tǒng)與工控組態(tài)軟件開發(fā)的檢測應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)友好的用戶操作界面HMI，支持Internet網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

變換器的任務(wù)是將傳感器輸出的電位信號(hào)進(jìn)行阻抗變換，并加以放大，處理成計(jì)算機(jī)所能接收的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)或電流信號(hào)。信號(hào)由多芯電纜線傳送給計(jì)算機(jī)采樣接口板的輸入端。

由于被測水中可能含有導(dǎo)致電極污染的物質(zhì)，為了保證電極能長期連續(xù)使用，在電極附近安裝一個(gè)超聲波清洗頭，將附著在電極上的污染物吸引和剝離下來。為了減少流水速度的影響，安裝了電磁攪拌器。

2 干熄焦高溫高壓余熱鍋爐水質(zhì)指標(biāo)自動(dòng)檢測系統(tǒng)原理

干熄焦高溫高壓余熱鍋爐中的高溫高壓主要是指各個(gè)廠區(qū)所采用的不同蒸汽壓力，所以大體上高溫高壓不影響干熄焦鍋爐的水質(zhì)情況。其工作原理主要是通過降低干熄焦系統(tǒng)惰性循環(huán)氣體的問題并吸收其熱量，產(chǎn)生蒸汽用以供熱或發(fā)電。借助于循環(huán)風(fēng)機(jī)，干熄焦主要經(jīng)過冷卻、除塵、與汽水換熱、二次除塵、冷卻、高溫鍋爐給水、熱壓等工序最終形成蒸汽。

此循環(huán)過程為自然循環(huán)，而其中產(chǎn)生水汽的次數(shù)總共有兩次，第一次是產(chǎn)生飽和蒸汽，需要高溫?fù)Q熱，增加蒸汽的溫度，該過程需要展開水質(zhì)的自動(dòng)檢測，避免與惰性氣體過分反應(yīng)，消耗能量，同時(shí)導(dǎo)致蒸汽中具有腐蝕性的元素多量；第二次是在二次過熱器出后做好高壓調(diào)節(jié)，確保蒸汽壓力滿足標(biāo)準(zhǔn)，這一次主要是要求對(duì)主蒸汽管道上的蒸汽進(jìn)行自動(dòng)檢測。

由此可知，對(duì)于干熄焦余熱鍋爐水質(zhì)檢測主要是對(duì)其展開酸性檢測，并且蒸汽兩次產(chǎn)生的過程中展開自動(dòng)檢測。因而要求能夠設(shè)計(jì)定時(shí)定期取蒸汽樣到蒸發(fā)皿進(jìn)行酸性反應(yīng)檢測，使得水質(zhì)保證酸堿平衡。

3 干熄焦高溫高壓余熱鍋爐水質(zhì)指標(biāo)自動(dòng)檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

鍋爐水循環(huán)管理，鍋爐循環(huán)泵流量的調(diào)節(jié)和控制非常關(guān)鍵。在干熄焦鍋爐開工階段鍋爐循環(huán)泵的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和流量計(jì)的準(zhǔn)確性必須確認(rèn)?？山柚诔暡髁坑?jì)檢測各部位流量的分配是否與設(shè)計(jì)相符合。如出現(xiàn)局部循環(huán)不良，則可以對(duì)該部位作內(nèi)窺鏡檢查。檢查管束及節(jié)流圈是否存在堵塞現(xiàn)象。自然循環(huán)也可以采取類似方法。

對(duì)于鍋爐水質(zhì)指標(biāo)檢測主要采用平行樣分析法，按照每兩小時(shí)自動(dòng)取樣檢測的方式，對(duì)每批水樣進(jìn)行平行樣檢驗(yàn)，檢驗(yàn)比率按照樣本數(shù)的20%以下進(jìn)行，樣本相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差限制。

在取樣裝置的安裝上，要求根據(jù)不同廠區(qū)內(nèi)的干熄焦高溫高壓余熱鍋爐的型號(hào)大小、參數(shù)、類型和水質(zhì)監(jiān)督管理的標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)置、設(shè)計(jì)和制造安裝，從而保證采集的水樣具有充分代表性；

在水質(zhì)指標(biāo)自動(dòng)檢測的相關(guān)試劑和器皿選擇中，要求采用不銹鋼制造的取樣管，來進(jìn)行水質(zhì)的除氧，并且利用取樣冷卻器來頂起進(jìn)行干熄焦鍋爐的檢修和清除水垢；對(duì)于水質(zhì)中的氯化物的指標(biāo)測定，主要采用硝酸銀容量法，水樣若和試劑產(chǎn)生橙色反應(yīng)，則自動(dòng)記錄消耗量。

利用公式：氯化物含量=[（滴定水樣消耗硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液的耗量-未產(chǎn)生反應(yīng)時(shí)硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液的耗量）*1.0/水樣的體積]*1000（ml/L）。

干熄焦高溫高壓余熱鍋爐水質(zhì)指標(biāo)自動(dòng)檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：

第一，要求控制水樣為100ml，事先要求對(duì)水樣進(jìn)行蒸餾水稀釋，增加檢測的結(jié)果準(zhǔn)確性；

第二，對(duì)于水樣中溶解固形物的質(zhì)量測定，要求直接對(duì)已被分離懸浮固形物后的濾液經(jīng)過蒸發(fā)干燥所得的殘?jiān)臋z測，不能對(duì)水樣中的固形物直接檢測；

第三，當(dāng)出現(xiàn)水質(zhì)自動(dòng)檢測難題時(shí)，要求檢測人員能夠手動(dòng)調(diào)節(jié)相關(guān)數(shù)據(jù)，并做好登記。如在滴定過程中出現(xiàn)滴定不到終點(diǎn)或是指示劑加入后顏色同系統(tǒng)原有設(shè)定的結(jié)果不同的情況，可能是鐵、銅等離子的干擾，在此情況下，要求人工進(jìn)行試劑添加進(jìn)行聯(lián)合掩蔽，如添加半胱氨酸和2ml三乙醇氨。即干熄焦余熱鍋爐水質(zhì)自動(dòng)檢測系統(tǒng)尚未形成全智能化檢測，要求能夠擁有專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行操作，定時(shí)對(duì)系統(tǒng)或是對(duì)鍋爐工藝操作進(jìn)行檢測，保證系統(tǒng)檢測出來的水質(zhì)質(zhì)量結(jié)果科學(xué)準(zhǔn)確，符合工藝設(shè)計(jì)要求和國家行業(yè)工藝標(biāo)準(zhǔn)；

第四，受到氣候影響，當(dāng)出現(xiàn)極寒天氣時(shí)，所取得的水樣需要事先對(duì)水樣進(jìn)行加熱至30℃-40℃后再進(jìn)行自動(dòng)檢測。

4 結(jié)語

利用現(xiàn)場總線技術(shù)開發(fā)的鍋爐水質(zhì)指標(biāo)自動(dòng)檢測系統(tǒng)，是計(jì)算機(jī)及數(shù)字化通信技術(shù)向工廠底層的延伸，也是工廠實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)之一。該系統(tǒng)利用現(xiàn)場總線技術(shù)給傳統(tǒng)控制系統(tǒng)帶來了巨大的優(yōu)越性。

總之，干熄焦高溫高壓余熱鍋爐水質(zhì)指標(biāo)的檢測原理是基于干熄焦高溫高壓余熱鍋爐的工作原理的，主要檢測的目標(biāo)在于干熄焦余熱鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽。而對(duì)于蒸汽的質(zhì)量檢測，可以參考其他鍋爐的水質(zhì)自動(dòng)檢測原理。最終設(shè)計(jì)出符合干熄焦高溫高壓余熱鍋爐水質(zhì)指標(biāo)制動(dòng)檢測系統(tǒng)，并且使其符合實(shí)踐需要，投入到日常使用。

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