探索鍋爐汽包水位的自動(dòng)化控制

張澤宇

摘 要 本文針對(duì)鍋爐汽包水位的自動(dòng)化控制方法，從控制原理、控制方式以及控制應(yīng)用，這三個(gè)方面展開(kāi)探究分析，以期能夠?yàn)殄仩t汽包水位的自動(dòng)化控制工作，提供參考性建議。

關(guān)鍵詞 鍋爐;汽包水位;自動(dòng)化控制

引言

鍋爐設(shè)施在運(yùn)行工作的過(guò)程中，其中汽包水位的高低情況，會(huì)對(duì)生產(chǎn)建設(shè)以及鍋爐的質(zhì)量安全，產(chǎn)生極為重要的影響。水位過(guò)高或過(guò)低，都有可能誘發(fā)經(jīng)濟(jì)損失與安全事故。通過(guò)對(duì)鍋爐汽包水位進(jìn)行科學(xué)合理的自動(dòng)化調(diào)控，能夠保障鍋爐的安全、高效運(yùn)行。因而針對(duì)鍋爐汽包水位的自動(dòng)化控制方法，進(jìn)行探究分析，有著極大的必要性與現(xiàn)實(shí)意義。

1鍋爐汽包水位的控制原理

通過(guò)相關(guān)研究分析可知，當(dāng)水流量加大后，鍋爐內(nèi)汽包的容積就會(huì)變小，鍋爐中的水位同樣會(huì)隨之下降;然而倘若水流量出現(xiàn)跳動(dòng)性變化時(shí)，鍋爐中的汽包水位則會(huì)發(fā)生連續(xù)的變化，其變化的路線(xiàn)與拋物曲線(xiàn)高度相似。為此，技術(shù)人員可以對(duì)此進(jìn)行研究，從中得到啟發(fā)，將其運(yùn)用到汽包水位的自動(dòng)化控制工作當(dāng)中。通常情況下，鍋爐中的汽包水位不但會(huì)伴隨著給水流量與蒸汽量的增加而增加，還會(huì)因?yàn)槿剂狭康脑黾佣龃?。另外，所開(kāi)展的水位控制工作，應(yīng)當(dāng)按照汽包水位的動(dòng)態(tài)化分析來(lái)開(kāi)展。

2鍋爐汽包水位的控制方式

（1）單沖量控制方式。單沖量方式的鍋爐汽包水位自動(dòng)化控制，屬于一種較為簡(jiǎn)便的水位控制方式。在此當(dāng)中，單沖量就等同于汽包水位，依靠汽包液位來(lái)直接把控給水調(diào)節(jié)閥裝置，其組成結(jié)構(gòu)與控制原理相對(duì)簡(jiǎn)單易懂，操作難度不大，對(duì)成本經(jīng)費(fèi)的需要不高，因而獲得廣泛應(yīng)用。通常情況下，該類(lèi)控制方式主要將給水量作為操作變量。當(dāng)鍋爐工作負(fù)荷較低且穩(wěn)定運(yùn)行，蒸發(fā)量不大時(shí)，水會(huì)在汽包中留存較長(zhǎng)的時(shí)間，出現(xiàn)“假水位”的情況也不會(huì)太顯著，再輔之以必需的安全裝置，便可以符合低負(fù)荷作業(yè)的生產(chǎn)要求;倘若蒸發(fā)量驟然增加時(shí)，“假水位”的現(xiàn)象就會(huì)相對(duì)顯著，還會(huì)使調(diào)節(jié)器接收到錯(cuò)誤的信號(hào)提示，導(dǎo)致調(diào)節(jié)器設(shè)備不能在第一時(shí)間內(nèi)調(diào)節(jié)補(bǔ)水量，嚴(yán)重情況下，還會(huì)由于水位過(guò)低而誘發(fā)更加嚴(yán)重的事故。為此，這種汽包水位的控制方式，往往更適合在小型低壓的鍋爐當(dāng)中應(yīng)用，而不適用于大中型鍋爐[1]。

（2）雙沖量控制方式。該方式是在單沖量控制方式的前提下，增設(shè)了對(duì)蒸汽流量的測(cè)量環(huán)節(jié)，其本質(zhì)是對(duì)單沖量控制方式的完善與修正，在控制鍋爐汽包水位的過(guò)程中，最為關(guān)鍵的影響因素，便是負(fù)荷情況的變化。通常情況下，單沖量的控制方式主要是將汽包液位作為參照來(lái)調(diào)整水量，因此處于該方式下，“假水位”現(xiàn)象造成的影響也相對(duì)較大，導(dǎo)致無(wú)法及時(shí)對(duì)給水實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。相比之下，通過(guò)采取雙沖量的控制方式，借助蒸汽流量負(fù)壓的手段，依靠蒸汽流量來(lái)調(diào)節(jié)給水量，能夠在一定程度上減少“假水位”問(wèn)題造成的影響，確保鍋爐水位的調(diào)節(jié)工作更為及時(shí)、精準(zhǔn)，優(yōu)化控制質(zhì)量。然而這種控制方式同樣存在一定的缺陷，其工作曲線(xiàn)并非線(xiàn)型曲線(xiàn)，而是呈現(xiàn)拋物線(xiàn)的路徑，無(wú)法測(cè)量給水系統(tǒng)帶來(lái)的擾動(dòng)影響，也不能對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償處理。

（3）沖量控制方式。這種汽包水位控制方式，則是在單沖量形式與雙沖量形式的基礎(chǔ)上，增設(shè)水量的流量負(fù)壓控制環(huán)節(jié)，使得汽包液位、蒸汽流量值、給水流量值，這三種信號(hào)有機(jī)組合在一起，通過(guò)相關(guān)運(yùn)算方式，實(shí)現(xiàn)共同控制一處給水閥的效果，確保這三種控制方式能夠同時(shí)在鍋爐中產(chǎn)生作用，從而起到良好的水位控制效果，比之前兩者發(fā)揮更大的作用。這種三合一的控制系統(tǒng)，同樣存在自身的缺陷，便是在操作期間，鍋爐中的物料必須要維持相對(duì)平衡的狀態(tài)，否則當(dāng)三種負(fù)壓出現(xiàn)變化時(shí)，所控制下的汽包水位就會(huì)出現(xiàn)偏差。然而與前兩者相比，這種復(fù)合型控制方式的缺陷較小，其精確性要強(qiáng)于前兩者，抵抗外界的干擾功能也更強(qiáng)，更適合鍋爐系統(tǒng)的水位控制工作。除此之外，鍋爐中的汽包水位數(shù)值，會(huì)借助相關(guān)儀表予以顯示，為工作人員的操控與調(diào)節(jié)提供參照依據(jù)。因而在選用鍋爐顯示儀等設(shè)備方面，工作人員必須提高重視程度。比如，針對(duì)鍋爐在工作過(guò)程中所用到的測(cè)量?jī)x，應(yīng)盡可能地使用WC類(lèi)型的數(shù)字顯示儀表表頭;針對(duì)變壓器的安裝方式，應(yīng)當(dāng)采取垂直儀表頭面安裝的方式，從而有效節(jié)省空間，產(chǎn)生良好的效果。

3鍋爐汽包水位的控制應(yīng)用

針對(duì)鍋爐汽包水位的控制應(yīng)用，以轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)為例。為了符合生產(chǎn)需求，在生產(chǎn)過(guò)程中，煉鋼廠(chǎng)通常會(huì)采取單沖量的控制方式以及雙沖量的控制方式。與此同時(shí)，會(huì)按照生產(chǎn)的實(shí)際情況，在鍋爐系統(tǒng)內(nèi)配置相應(yīng)的報(bào)警聯(lián)鎖設(shè)施，以此確保鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在此過(guò)程中，倘若轉(zhuǎn)爐未曾吹氧，便可以采取單沖量的自動(dòng)調(diào)控方式，根據(jù)調(diào)節(jié)閥的打開(kāi)程度來(lái)調(diào)控各處給水量，在水位上漲至汽包的中部水位時(shí)關(guān)閉;倘若轉(zhuǎn)爐進(jìn)行吹氧時(shí)，便將其調(diào)整至雙沖量的自動(dòng)調(diào)控方式。為了保證鍋爐系統(tǒng)能夠安全運(yùn)轉(zhuǎn)，技術(shù)人員就應(yīng)當(dāng)在操作程序與設(shè)備當(dāng)中，配置安裝相關(guān)聯(lián)鎖報(bào)警裝置，在水位過(guò)高或者過(guò)低的情況下實(shí)施報(bào)警。除此之外，控制系統(tǒng)還應(yīng)當(dāng)同放散閥與水泵相關(guān)聯(lián)，要按照汽包中的壓力狀況、汽包實(shí)時(shí)水位狀況，在第一時(shí)間內(nèi)調(diào)控各個(gè)放散閥的開(kāi)關(guān)和給水泵的補(bǔ)水量，從而滿(mǎn)足鍋爐水位的監(jiān)控、調(diào)節(jié)、預(yù)警的自動(dòng)化控制效果[2]。實(shí)際上，針對(duì)鍋爐系統(tǒng)所開(kāi)展的汽包水位調(diào)控工作，主要是依靠改變給水流量的方式來(lái)進(jìn)行。為此，一方面，想要充分控制好鍋爐中的水位，就應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。鍋爐在常規(guī)運(yùn)行期間，對(duì)其展開(kāi)的監(jiān)測(cè)工作，需要將就地水位計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)，平衡好各個(gè)因素間的關(guān)系，確保汽包水位穩(wěn)定。另一方面，想要確保監(jiān)測(cè)指示計(jì)更加準(zhǔn)確，就需要同就地水位計(jì)予以校對(duì)，還要對(duì)水位報(bào)警等設(shè)施進(jìn)行定期檢驗(yàn)。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在對(duì)鍋爐中的汽包水位，展開(kāi)自動(dòng)化控制的過(guò)程中，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)綜合考慮多方面的因素。要以水位控制的原理為重要參考，考慮三種不同控制方式的優(yōu)劣與適用性，再聯(lián)系生產(chǎn)工作過(guò)程中的實(shí)際情況，科學(xué)合理地開(kāi)展水位控制工作，從而確保鍋爐運(yùn)行效果，促進(jìn)汽包水位控制工作高效穩(wěn)定進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 郝永鋒，陳翅鵬.1、2號(hào)爐汽包水位自動(dòng)控制系統(tǒng)邏輯優(yōu)化[J].百科論壇電子雜志，2018（19）：310.

[2] 張福偉，張福艷.熱工自動(dòng)控制在火力發(fā)電廠(chǎng)汽包水位上的應(yīng)用[J].中國(guó)科技縱橫，2020（1）：144-145.