PLC在鍋爐缺水過(guò)程中的應(yīng)用

王啟志 王曉霞 孫炳陽(yáng)

摘 要：鍋爐缺水，輕則造成管道泄漏，重則造成廠毀人亡的爆炸事故，導(dǎo)致國(guó)家財(cái)產(chǎn)和人員生命的重大損失。本文采用PLC來(lái)控制鍋爐的水位。提高了安全性和工作效率。

關(guān)鍵詞：工業(yè)鍋爐；缺水報(bào)警；PLC控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.09.137

1 鍋爐缺水的現(xiàn)象和原因

蒸汽鍋爐具有工作壓力大，介質(zhì)溫度高，運(yùn)行工況復(fù)雜等特點(diǎn)。缺水事故約占鍋爐重大事故的50%左右。鍋爐水位低于最低的安全水位，危及鍋爐的安全運(yùn)行，稱(chēng)為缺水事故。缺水事故可分為兩種類(lèi)型：輕度缺水和嚴(yán)重缺水。若鍋爐缺水， 將對(duì)設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p壞， 如果鍋爐嚴(yán)重缺水再進(jìn)水， 就會(huì)引起鍋爐爆炸。這是因?yàn)樵阱仩t缺水后， 一方面鋼板過(guò)熱， 甚至變紅， 使強(qiáng)度大大降低， 另一方面由于鋼板過(guò)熱后的溫度與供水溫度相差較大， 鋼板首次接觸水的位置因遇冷而開(kāi)裂， 在蒸汽壓力的作用下， 龜裂被撕成大的裂口， 汽水從裂紋中噴出， 引起爆炸事故。

在鍋爐設(shè)備正常維護(hù)，正確運(yùn)行的情況下， 不會(huì)出現(xiàn)鍋爐缺水現(xiàn)象。然而，因?yàn)榉N種原因，缺水仍常常有發(fā)生[1-3]。

1.1 缺水現(xiàn)象

（1）水位表內(nèi)水位模糊，水位計(jì)內(nèi)呈白色；（2）盡管存在水位，但水位不會(huì)移動(dòng)，并形成假水位；（3）高低水位警報(bào)器有低水位報(bào)警信號(hào)；（4）給水流量小于蒸汽流量；（5）有鍋爐裝有過(guò)熱器，過(guò)熱蒸汽溫度快速升高；（6）嚴(yán)重的情況下，可以聞燒焦的味道。

1.2 缺水原因

（1）管理不到位，安全意識(shí)較差，責(zé)任心薄弱，出現(xiàn)無(wú)人監(jiān)視水位的現(xiàn)象；（2）司爐證人員操作失誤或長(zhǎng)時(shí)間離崗而無(wú)監(jiān)視水位；（3）供水壓力不足、導(dǎo)致供水管道裂；（4）給水泵缺乏維護(hù)，自動(dòng)調(diào)整器失靈，出口閥被關(guān)閉或給水閥遲緩或卡死故障；（5）水位計(jì)安裝錯(cuò)誤導(dǎo)致長(zhǎng)期水位計(jì)長(zhǎng)期得不到?jīng)_洗，水位計(jì)顯示模糊或錯(cuò)誤的水位，導(dǎo)致操作人員誤判和誤操作；（6） 缺水保護(hù)裝置長(zhǎng)期處于失修的狀態(tài)。

2 PLC鍋爐缺水報(bào)警系統(tǒng)

PLC可靠性高，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)行業(yè)[4，5]。

本系統(tǒng)的工藝流程圖如圖1。

鍋爐的危極低水位報(bào)警是為了防止鍋爐缺水發(fā)生爆炸事故。液位傳感器時(shí)刻測(cè)量鍋爐水位，當(dāng)水位低于設(shè)定值時(shí)用X001觸點(diǎn)啟動(dòng)輸出觸點(diǎn)Y001，啟動(dòng)報(bào)警信號(hào)并且啟動(dòng)水泵注水。當(dāng)水位達(dá)到滿水設(shè)定值時(shí)啟動(dòng)注水滿延時(shí)T1，10秒鐘后，輸出Y003滿水跳閘。當(dāng)壓力繼電器低于控制壓力時(shí)，鍋爐電氣程序進(jìn)行自動(dòng)控制運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)壓力繼電器大道控制壓力時(shí)， Y005不輸出，超壓停爐指示燈亮。當(dāng)水位低于危及水位時(shí)，缺水指示燈亮，電鈴響并且報(bào)警，保證鍋爐安全運(yùn)行。

當(dāng)水位達(dá)到水位下限時(shí)，觸點(diǎn)X001啟動(dòng)Y001低水位報(bào)警并啟動(dòng)水泵注水。當(dāng)水位達(dá)到上限之后觸點(diǎn)X002啟動(dòng)，注水延時(shí)T1運(yùn)行，10后啟動(dòng)Y003水滿跳閘開(kāi)關(guān)，當(dāng)水位低的時(shí)候引起的鍋爐壓力不足，引起X003動(dòng)作，啟動(dòng)聯(lián)動(dòng)快關(guān)Y005。其時(shí)序圖如圖3。

3 觸點(diǎn)線圈列表

4 結(jié)論

本文采用PLC來(lái)控制鍋爐的水位。PLC的高效率，可靠性和耐用性完全克服了手動(dòng)操作中的各種錯(cuò)誤。PLC控制可以準(zhǔn)確地檢測(cè)水位的變化，啟動(dòng)或停止泵在指定水位的注水，以此達(dá)到控制水位的目的，因而可靠簡(jiǎn)單。

參考文獻(xiàn)：

[1]石蓉.一起鍋爐缺水事故原因分析[J].內(nèi)蒙古石油化工，2017（07）

：56-57.

[2]張共清.工業(yè)鍋爐缺水事故分析及預(yù)防措施[J].科技與創(chuàng)新，2017

（09）：62-63.

[3]許達(dá).鍋爐運(yùn)行中常見(jiàn)事故淺析[J].中國(guó)高新區(qū)，2017（05）：113.

[4]吳國(guó)明.S7-300PLC在船舶鍋爐加熱系統(tǒng)中的PID應(yīng)用[J].中國(guó)高新科技，2018（23）：100-102.

[5]趙靜，王敏.基于PLC鍋爐專(zhuān)家PID智能控制的研究[J].工業(yè)爐，2018（05）：59-61.

作者簡(jiǎn)介：王啟志（1971-），男，福建人，博士，副教授，從事自動(dòng)檢測(cè)與控制工作。