鍋爐智能監(jiān)控儀表在參數(shù)自動檢測中的應用

張葵

[摘 要]儀表是鍋爐的眼睛，司爐工要通過各種儀表來監(jiān)視鍋爐水位、蒸汽壓力和供熱溫度，了解燃燒狀況。良好而完備的儀表對提高鍋爐效率，節(jié)約燃料，確保鍋爐安全經(jīng)濟運行具有十分重要的意義。本文針對用于鍋爐參數(shù)檢測的普通儀表結構復雜、維護量大且記錄工作繁瑣的不足，建立了采用智能儀表進行鍋爐參數(shù)檢測的可行性方案，闡述了智能儀表設計與實施的全過程及相關的技術處理。

[關鍵詞]自動控制技術；采樣；鍋爐參數(shù)；自動化

中圖分類號：TK223.7 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）09-0345-01

1 引言

鍋爐是生產(chǎn)運行的心臟部位，鍋爐如果發(fā)生事故后果是嚴重的，輕則造成設施設備損壞，造成經(jīng)濟損失，重則爆炸傷人，社會影響極壞，事故可能造成區(qū)域性停產(chǎn)，造成損失面擴大隨著石化、鋼鐵、電廠等企業(yè)自動化水平的不斷提高，對現(xiàn)場儀表控制系統(tǒng)的維護提出了更高要求。用于普通鍋爐參數(shù)檢測的儀表，采用電子線路分立元件組成，結構復雜、維護量大且操作和記錄工作繁瑣。當參數(shù)需要調(diào)整時，統(tǒng)調(diào)難度很大，正常工作過程中，難以保證記錄的實時準確性。影響了鍋爐高效率的穩(wěn)定運行。該智能儀表以單片機為核心控制器，配以必須的外圍接口電路及調(diào)整方便的軟件系統(tǒng)。作者詳細闡述了智能儀表設計與實施的全過程及相關的技術處理。

2 智能監(jiān)控儀表的工作原理及基本功能

GKL-1監(jiān)控儀表包含5個子系統(tǒng)，打開主機電源即進入監(jiān)控狀態(tài)，對各控制監(jiān)控組實施動態(tài)掃描。

2.1 水位監(jiān)控子系統(tǒng)及功能

該子系統(tǒng)采用原“水位報警器”中成熟的光電技術，將水位計液位通過光電信號的轉換，將鍋爐水位在儀表的控制面板上做出數(shù)據(jù)模擬值，具體內(nèi)容包括：

1）正常工作區(qū)間（-30～+30）。當水位上升到+30時系統(tǒng)自動控制關閉上水泵停止給水，當水位下降至-30時系統(tǒng)自動開啟水泵向爐內(nèi)加水，同時儀表面板上的指示燈指示。

2）滿水區(qū)間（+30～+50）。當水位上升+50時提示滿水報警，同時滿水指示燈指示。

3）低水位區(qū)間（-30～-50）。當水位下降到-50時低水位報警，指示燈指示。

4）嚴重缺水區(qū)間（-50以下）。當水位下降到-50以下時，表明嚴重缺水，系統(tǒng)鈴聲報警，同時發(fā)出緊急停爐指令。首先鎖閉上水泵，禁止向爐內(nèi)供水；同時關閉燃油泵，切斷燃料供給；然后系統(tǒng)進入保護狀態(tài)進行延時，延時時間視情況儀表內(nèi)部可調(diào)，延時結束后關閉風機系統(tǒng)鎖閉。系統(tǒng)鎖閉后只有關閉控制系統(tǒng)的電源再打開方可繼續(xù)運行。本系統(tǒng)設計延時的目的是為克服以往缺水后盲目加水導致事態(tài)擴大的問題，解決人的“失誤防護”問題。

另外在智能監(jiān)控儀表中實現(xiàn)了不需斷電進行沖洗水位計，克服同類監(jiān)控儀表關閉電源后忘記復位，自動上水失靈，導致上水時間間隔過長而發(fā)生缺水事故的缺陷。

2.2 壓力監(jiān)控子系統(tǒng)及功能

該子系統(tǒng)由爐體壓力和燃油壓力監(jiān)控組成。

爐體壓力和燃油壓力參數(shù)設定為0～1.6 MPa，根據(jù)實際情況可預先設定。

爐體壓力利用電接點壓力表檢測，當爐體壓力達到警戒壓力（安全閥應該動作卻沒有動作時，爐體報警壓力設定比安全閥稍高），系統(tǒng)報警并停燃油泵，自動進入保護狀態(tài)。燃油壓力同樣利用電接點壓力表檢測，當壓力達到預設值時發(fā)出警告及光電提示。

該子系統(tǒng)的主要功能有：

1）爐體壓力超過警戒線電鈴報警停爐（此功能考慮安全閥萬一失效情況，實行雙重監(jiān)控）。

2）供油壓力超過警戒線報警。

3）給水泵氣鎖（假上水）報警。

4）排污狀態(tài)監(jiān)控報警。

5）高低水位報警。

6）緊急停爐報警。

2.3 溫度顯示子系統(tǒng)及功能

傳感器采用電子溫度傳感器，溫度顯示可監(jiān)視范圍-50～150℃（煙氣溫度-50～250℃）。顯示項目有：出水溫度、回水溫度、燃油溫度、煙氣溫度、給水在省煤器處的溫度等，集中在控制面板以數(shù)值顯示，直觀明了。

2.4 給水泵氣鎖及排污報警子系統(tǒng)

給水泵氣鎖控制參數(shù)設定視電動機功率可預先設定為0.1～45 kW。給水泵氣鎖報警是根據(jù)離心泵的特性，通過對水泵開啟時電流的檢測，與正常值進行比較，初步做出是否氣鎖的判斷并相應發(fā)出聲光報警。

排污系統(tǒng)是利用裝在排污閥上的位移傳感器檢測排污信號，當處于排污過程中系統(tǒng)會提示“正在排污”，排污閥關閉不嚴或誤開時發(fā)出聲光報警。

2.5 記錄打印子系統(tǒng)及功能

該系統(tǒng)提供“黑匣子”功能，儀表內(nèi)部存貯器可保存9 h（一個班次）的運行數(shù)據(jù)參數(shù)，存入儀表存儲器內(nèi)，記錄的參數(shù)有：水位變化、燃油溫度、出水溫度、排污次數(shù)及報警情況，可隨時通過打印機打印在記錄紙上（除排污次數(shù)及報警情況以文字描述之外，其余均以曲線圖形方式記錄打?。?，用于備案保存，對分析鍋爐負荷變化、意外事故的調(diào)查提供真實可靠的歷史數(shù)據(jù)。

具體的打印參數(shù)有：

1）鍋爐水位變化曲線。

2）燃油溫度變化曲線及平均值。

3）出水溫度變化曲線及平均值。

4）回水溫度變化曲線及平均值。

5）排污次數(shù)及具體時間。

6）各種報警情況。

3 結束語

應用智能儀表取代普通儀表，不僅降低了成本，而且功能強、計算準確、維護方便。特別是對于多種不同類型參數(shù)的測試計算，具有顯示直觀、記錄準確、參數(shù)修改方便的優(yōu)點。故使用智能儀表進行鍋爐參數(shù)檢測是企業(yè)技術改造又一新的嘗試。

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