論余熱鍋爐系統(tǒng)電氣控制中存在的問題及處理

張志才 沈 婷

（內(nèi)蒙古電力勘測設(shè)計院有限責任公司）

0 引言

社會需要決定社會供給，在當下社會，余熱鍋爐的應用范圍不斷擴大，企業(yè)對它的要求也隨之愈發(fā)嚴格。對企業(yè)來說，安全可靠的余熱鍋爐，是企業(yè)生產(chǎn)安全的重要保障。而各地頻發(fā)的鍋爐事故中，電氣控制則是尤為顯眼的一個影響因素。這也從側(cè)面證明了合理有效的電氣控制，對鍋爐安全的重要性。

1 余熱鍋爐自動化控制裝置

1.1 功能

自動化控制裝置在保障余熱鍋爐安全方面發(fā)揮著非常重要的作用，在實踐的證明下，該系統(tǒng)也成為很多公司的“寵兒”。不只是其聲光報警等功能，使鍋爐系統(tǒng)的狀態(tài)可以被直觀地觀察到，能夠有效減輕工作人員的檢查工作壓力。此外，余熱鍋爐自動化控制裝置具有操作簡單，維修方面的特征，這都是其廣泛應用于各余熱鍋爐系統(tǒng)的重要原因。

自動化控制裝置的功能主要包括以下幾個方面：①壓力顯示和控制。該裝置在檢測并顯示各點壓力的基礎(chǔ)上，還具備報警功能，便于檢測數(shù)值超標時及時做出反應。②溫度顯示和控制。檢測各點溫度，當檢測結(jié)果不在系統(tǒng)所設(shè)置的溫度范圍內(nèi)發(fā)出警報。③水流量顯示和控制。隨時檢測水流量，便于及時通過控制水流量調(diào)整系統(tǒng)溫度。④水位測量和控制。裝置內(nèi)的水位測量系統(tǒng)能夠自動調(diào)節(jié)鍋爐內(nèi)的水位，更有利于保障鍋爐安全。⑤報警系統(tǒng)。該裝置的報警系統(tǒng)被應用于各個方面，為工作人員及時應對突發(fā)事故、減緩甚至避免損失等提供了極大幫助。

1.2 儀表和傳感器

眾所周知，鍋爐中的環(huán)境特殊，因而對自動化裝置的結(jié)構(gòu)材料等提出了更高的要求。為保證余熱鍋爐自動化控制裝置的正常運行，裝置內(nèi)的儀表和傳感器都進行了獨特設(shè)計，在高精度顯示、低難度操作的同時，使其做到防塵、防震、防干擾，以最大限度地發(fā)揮自動化裝置的功能，保障鍋爐系統(tǒng)的運行安全。

2 余熱鍋爐的熱力計算

余熱鍋爐的設(shè)計理念是將煙氣所帶熱量傳輸給供熱對象，也就是說，余熱鍋爐內(nèi)部，并不會發(fā)生真正的燃燒現(xiàn)象。熱力計算被用來專門計算余熱鍋爐傳遞熱量的數(shù)值，同時也是設(shè)計余熱鍋爐的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，是衡量一個余熱鍋爐性能的重要指標。

根據(jù)原理分析可知，在熱力計算中，首先要計算的是煙氣的傳熱量，在介質(zhì)一定的情況下，傳熱量與煙氣量息息相關(guān)。也就是說，研究鍋爐熱力，最終要測量的，應當是鍋爐系統(tǒng)產(chǎn)生的煙氣的量。小功率燃機余熱鍋爐的設(shè)計和計算具有很大的參考價值。由于我國當前并沒有針對所有傳熱元件建立完善的計算標準，本研究所采用的計算方法，是我國現(xiàn)階段燃氣輪機余熱鍋爐的設(shè)計計算方法。

3 余熱鍋爐系統(tǒng)電氣控制存在的問題

3.1 蒸汽參數(shù)不穩(wěn)定

蒸汽參數(shù)不穩(wěn)定是當前余熱鍋爐系統(tǒng)電氣控制的首要問題?，F(xiàn)階段，我國蒸汽參數(shù)的檢測技術(shù)還非常不完善，相關(guān)的技術(shù)和設(shè)備也亟需改善。由于缺乏完備的技術(shù)及設(shè)施，工作人員無法對蒸汽參數(shù)進行合理嚴謹?shù)臋z測，蒸汽參數(shù)忽高忽低，余熱鍋爐系統(tǒng)電氣控制不穩(wěn)定。

3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理

在實際當中，一個結(jié)構(gòu)合理、性能優(yōu)越的鍋爐結(jié)構(gòu)，卻并不那么容易實現(xiàn)，由于鍋爐本身結(jié)構(gòu)不合理導致的安全漏洞與成本消耗，讓很多企業(yè)都束手無策。而這種不合理，主要表現(xiàn)在兩個方面：①結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理。這是鍋爐結(jié)構(gòu)不合理的主要原因，也是根本原因。由于設(shè)計師的思慮不周，部分鍋爐自規(guī)劃之初就存在著大大小小的問題，而當這些紙面上的問題落到實際生產(chǎn)中，都會影響到最終的質(zhì)量。②鍋爐結(jié)構(gòu)問題解決不合理。遇到問題就要解決問題，解決問題經(jīng)常是需要溯本求源，多方位思量的。但很多時候，相關(guān)的工作人員并不會對結(jié)構(gòu)設(shè)計中所存在的問題進行深入思考和正確解決。

3.3 系統(tǒng)漏風、漏水事故頻發(fā)

余熱鍋爐系統(tǒng)的電氣控制結(jié)構(gòu)的完善性，是系統(tǒng)正常運行的重要保障。然而就目前來看，盡管多次強調(diào)，但系統(tǒng)漏風、漏水現(xiàn)象還是不能得到有效的控制，相關(guān)的安全事故頻頻發(fā)生，甚至愈演愈烈。很顯然，電氣控制結(jié)構(gòu)不完善問題，始終沒有提起足夠的重視。一方面，盡管慘烈的教訓就擺在眼前，但相關(guān)的設(shè)計人員并沒有針對該問題進行深刻的研究探討，企業(yè)投資方也沒有對該項目給出足夠的支持。另一方面，企業(yè)監(jiān)督管理體系的不完善，也是阻礙系統(tǒng)高效運行的重大問題之一。頻頻發(fā)生的安全事故，使人們意識到了公開透明、高效有效的監(jiān)督管理的重要性，很多企業(yè)開始積極求變，以期為系統(tǒng)的安全運行保駕護航，但實際情況并不容樂觀，在這種形勢下，仍然有很多電力公司自我封閉，使原本就極難進行的信息公開、技術(shù)公開工作開展雪上加霜。從大的方面來說，這是監(jiān)督管理體系的問題，從小的方面來說，這是企業(yè)質(zhì)量控制模式的問題，是公司規(guī)章制度的問題，是工作人員專業(yè)技能的問題，也是企業(yè)文化氛圍、人才培養(yǎng)方向的問題。

4 余熱鍋爐系統(tǒng)電氣控制問題處理對策

4.1 維持風量平衡

針對頻發(fā)的鍋爐安全事故，維持風量平衡是解決問題收效最快的方法之一。那么如何維持風量平衡呢？根據(jù)過往經(jīng)驗可知，保證鍋爐走風系統(tǒng)的密閉性，是維持風量平衡的重中之重。受限于我國生產(chǎn)技術(shù)水平，目前市面上見到的煙風系統(tǒng)，大多距離國家標準還是有一定差距的，并且這個差距很難通過后期維護來消除，其根本原因在于我國市場上常用的鍋爐建造基礎(chǔ)材料質(zhì)量不過關(guān)。在這種情況下，為了盡可能實現(xiàn)煙風系統(tǒng)的密閉性，保障余熱鍋爐系統(tǒng)的安全性，建議鍋爐生產(chǎn)單位加大成本投入，以獲取質(zhì)量更好的基礎(chǔ)材料。再者，封閉性越好的設(shè)備，對生產(chǎn)安全的保障就越高，這是一個毋庸置疑的道理?；趯r間、成本、維護等的綜合考量，對于鍋爐應用單位來說，國外先進煙風系統(tǒng)也是一個不錯的選擇。

4.2 優(yōu)化鍋爐結(jié)構(gòu)

上文中的問題分析已經(jīng)足以說明鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性與當前鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計方面所存在的問題，優(yōu)化鍋爐結(jié)構(gòu)的重要意義也就不言而喻。優(yōu)化鍋爐結(jié)構(gòu)，需要對鍋爐結(jié)構(gòu)進行全方面的拆解和組合，這樣才能實現(xiàn)余熱鍋爐系統(tǒng)效能的最大化。優(yōu)化鍋爐結(jié)構(gòu)，首先可以采用提前操作法進行鍋爐運行體系設(shè)計，嚴格限定鍋爐流量范圍。

對除塵系統(tǒng)而言，該系統(tǒng)的設(shè)計，既要考慮充分除塵，又要考慮防濕防腐。對維持風量平衡而言，除了盡可能地選擇高精度零件以實現(xiàn)系統(tǒng)封閉性，能夠準確檢測顯示爐溫，根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行自動化風速控制、鍋爐風向調(diào)節(jié)，是避免因溫度過高而引發(fā)爆炸事故的重要舉措。而在以上兩部分系統(tǒng)的上述優(yōu)化目標中，數(shù)據(jù)檢測與計算則具有重要地位。信息技術(shù)的應用，為鍋爐設(shè)計提供了新的思路和方法，可以很大程度上滿足鍋爐設(shè)計的數(shù)據(jù)需求，將工作人員從復雜繁瑣的數(shù)據(jù)中解放出來，但這并不意味著信息技術(shù)就可以在這一領(lǐng)域一家獨大，沒有了技術(shù)人員的精準分析，沒有了結(jié)合實際情況的實踐研究，信息技術(shù)所檢測收集的數(shù)據(jù)所發(fā)揮的作用是極其有限的。在優(yōu)化鍋爐結(jié)構(gòu)這一領(lǐng)域，鍋爐設(shè)計師們還需要付出很大的努力。

4.3 優(yōu)化水力循環(huán)

位于余熱鍋爐系統(tǒng)內(nèi)部的水力循環(huán)作為影響余熱鍋爐電氣控制的因素之一，同樣需要進行優(yōu)化。由于其位置特點，從內(nèi)部進行優(yōu)化的思路，在行業(yè)內(nèi)已經(jīng)人盡皆知。但事實證明，單從內(nèi)部進行優(yōu)化，并不能大幅度提升系統(tǒng)效率，也就是說，從系統(tǒng)外部優(yōu)化，也應當成為一種思路。

對水力循環(huán)系統(tǒng)的外部優(yōu)化，主要可以從優(yōu)化水質(zhì)檢測與處理、優(yōu)化廢水處理兩個方面展開。首先，水質(zhì)檢測是保證水力循環(huán)系統(tǒng)正常運行的源頭。工作人員應嚴格控制水的硬度和pH值，對于不合格的水源，要進行積極有效的處理，保證進入水力循環(huán)系統(tǒng)的水符合GB1576—2008《工業(yè)鍋爐水水質(zhì)標準》的要求。相比而言，廢水處理則是余熱鍋爐系統(tǒng)保證善始善終的重要證據(jù)。企業(yè)必須積極響應國家的大力倡導，貫徹落實“綠水青山就是金山銀山”的人與自然理念，不斷優(yōu)化余熱鍋爐系統(tǒng)廢水處理過程，維持經(jīng)濟效益與環(huán)境效益的高度平衡［4］。

另外，為保障水力循環(huán)系統(tǒng)的長久運行，鍋爐清潔與維修，也應該受到足夠的重視。以處理鍋爐底部鼓包現(xiàn)象為例，就應該嚴格按照確定形變范圍、對殘樣進行化學成分分析、根據(jù)GB713的Q245R標準要求做出判定、確定挖補區(qū)域的流程來進行。通過這種方法進行測算可得，直徑180mm×200mm左右的鼓包最終切割尺寸應該是鼓包中心部位半徑150mm的圓周［5］。

5 結(jié)束語

總體來說，我國余熱鍋爐系統(tǒng)電氣控制還是很不理想。相比發(fā)達國家的先進，我國在鍋爐結(jié)構(gòu)、檢測技術(shù)等諸多方面都存在一定的不足。之所以造成這種局面，不止是因為我國在相關(guān)領(lǐng)域人才培養(yǎng)和資金投入不足，也因為一些企業(yè)，自欺欺人，鼠目寸光。在這種情況下，嚴格控制是必不可少的，只是古人云，“堵而抑之，不如疏而導之?！北M管大多數(shù)企業(yè)都在余熱鍋爐系統(tǒng)電氣控制方面存在或多或少的問題，但并不是沒有回旋的余地。當相關(guān)問題始終讓人煩惱的同時，也涌現(xiàn)出了一批企業(yè)，他們腳踏實地地搞工作，認真務實地解決問題，為我國企業(yè)在壓力中尋求發(fā)展樹立了積極的榜樣，也為我國余熱鍋爐系統(tǒng)電氣控制相關(guān)研究人員、相關(guān)技術(shù)工作者竭盡所能，探尋更好的鍋爐系統(tǒng)提供了動力。