張葵

[摘 要]儀表是鍋爐的眼睛，司爐工要通過(guò)各種儀表來(lái)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(duì)提高鍋爐效率，節(jié)約燃料，確保鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有十分重要的意義。本文針對(duì)用于鍋爐參數(shù)檢測(cè)的普通儀表結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)量大且記錄工作繁瑣的不足，建立了采用智能儀表進(jìn)行鍋爐參數(shù)檢測(cè)的可行性方案，闡述了智能儀表設(shè)計(jì)與實(shí)施的全過(guò)程及相關(guān)的技術(shù)處理。

[關(guān)鍵詞]自動(dòng)控制技術(shù)；采樣；鍋爐參數(shù)；自動(dòng)化

中圖分類(lèi)號(hào)：TK223.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）09-0345-01

1 引言

鍋爐是生產(chǎn)運(yùn)行的心臟部位，鍋爐如果發(fā)生事故后果是嚴(yán)重的，輕則造成設(shè)施設(shè)備損壞，造成經(jīng)濟(jì)損失，重則爆炸傷人，社會(huì)影響極壞，事故可能造成區(qū)域性停產(chǎn)，造成損失面擴(kuò)大隨著石化、鋼鐵、電廠(chǎng)等企業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表控制系統(tǒng)的維護(hù)提出了更高要求。用于普通鍋爐參數(shù)檢測(cè)的儀表，采用電子線(xiàn)路分立元件組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)量大且操作和記錄工作繁瑣。當(dāng)參數(shù)需要調(diào)整時(shí)，統(tǒng)調(diào)難度很大，正常工作過(guò)程中，難以保證記錄的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確性。影響了鍋爐高效率的穩(wěn)定運(yùn)行。該智能儀表以單片機(jī)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(xì)闡述了智能儀表設(shè)計(jì)與實(shí)施的全過(guò)程及相關(guān)的技術(shù)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(gè)子系統(tǒng)，打開(kāi)主機(jī)電源即進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài)，對(duì)各控制監(jiān)控組實(shí)施動(dòng)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(bào)警器”中成熟的光電技術(shù)，將水位計(jì)液位通過(guò)光電信號(hào)的轉(zhuǎn)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(dāng)水位上升到+30時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)控制關(guān)閉上水泵停止給水，當(dāng)水位下降至-30時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)開(kāi)啟水泵向爐內(nèi)加水，同時(shí)儀表面板上的指示燈指示。

2）滿(mǎn)水區(qū)間（+30～+50）。當(dāng)水位上升+50時(shí)提示滿(mǎn)水報(bào)警，同時(shí)滿(mǎn)水指示燈指示。

3）低水位區(qū)間（-30～-50）。當(dāng)水位下降到-50時(shí)低水位報(bào)警，指示燈指示。

4）嚴(yán)重缺水區(qū)間（-50以下）。當(dāng)水位下降到-50以下時(shí)，表明嚴(yán)重缺水，系統(tǒng)鈴聲報(bào)警，同時(shí)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(shí)關(guān)閉燃油泵，切斷燃料供給；然后系統(tǒng)進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)進(jìn)行延時(shí)，延時(shí)時(shí)間視情況儀表內(nèi)部可調(diào)，延時(shí)結(jié)束后關(guān)閉風(fēng)機(jī)系統(tǒng)鎖閉。系統(tǒng)鎖閉后只有關(guān)閉控制系統(tǒng)的電源再打開(kāi)方可繼續(xù)運(yùn)行。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)延時(shí)的目的是為克服以往缺水后盲目加水導(dǎo)致事態(tài)擴(kuò)大的問(wèn)題，解決人的“失誤防護(hù)”問(wèn)題。

另外在智能監(jiān)控儀表中實(shí)現(xiàn)了不需斷電進(jìn)行沖洗水位計(jì)，克服同類(lèi)監(jiān)控儀表關(guān)閉電源后忘記復(fù)位，自動(dòng)上水失靈，導(dǎo)致上水時(shí)間間隔過(guò)長(zhǎng)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(shè)定為0～1.6 MPa，根據(jù)實(shí)際情況可預(yù)先設(shè)定。

爐體壓力利用電接點(diǎn)壓力表檢測(cè)，當(dāng)爐體壓力達(dá)到警戒壓力（安全閥應(yīng)該動(dòng)作卻沒(méi)有動(dòng)作時(shí)，爐體報(bào)警壓力設(shè)定比安全閥稍高），系統(tǒng)報(bào)警并停燃油泵，自動(dòng)進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。燃油壓力同樣利用電接點(diǎn)壓力表檢測(cè)，當(dāng)壓力達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)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(guò)警戒線(xiàn)電鈴報(bào)警停爐（此功能考慮安全閥萬(wàn)一失效情況，實(shí)行雙重監(jiān)控）。

2）供油壓力超過(guò)警戒線(xiàn)報(bào)警。

3）給水泵氣鎖（假上水）報(bào)警。

4）排污狀態(tài)監(jiān)控報(bào)警。

5）高低水位報(bào)警。

6）緊急停爐報(bào)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(xiàng)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(guān)明了。

2.4 給水泵氣鎖及排污報(bào)警子系統(tǒng)

給水泵氣鎖控制參數(shù)設(shè)定視電動(dòng)機(jī)功率可預(yù)先設(shè)定為0.1～45 kW。給水泵氣鎖報(bào)警是根據(jù)離心泵的特性，通過(guò)對(duì)水泵開(kāi)啟時(shí)電流的檢測(cè)，與正常值進(jìn)行比較，初步做出是否氣鎖的判斷并相應(yīng)發(fā)出聲光報(bào)警。

排污系統(tǒng)是利用裝在排污閥上的位移傳感器檢測(cè)排污信號(hào)，當(dāng)處于排污過(guò)程中系統(tǒng)會(huì)提示“正在排污”，排污閥關(guān)閉不嚴(yán)或誤開(kāi)時(shí)發(fā)出聲光報(bào)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(gè)班次）的運(yùn)行數(shù)據(jù)參數(shù)，存入儀表存儲(chǔ)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(bào)警情況，可隨時(shí)通過(guò)打印機(jī)打印在記錄紙上（除排污次數(shù)及報(bào)警情況以文字描述之外，其余均以曲線(xiàn)圖形方式記錄打?。糜趥浒副４?，對(duì)分析鍋爐負(fù)荷變化、意外事故的調(diào)查提供真實(shí)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(xiàn)。

2）燃油溫度變化曲線(xiàn)及平均值。

3）出水溫度變化曲線(xiàn)及平均值。

4）回水溫度變化曲線(xiàn)及平均值。

5）排污次數(shù)及具體時(shí)間。

6）各種報(bào)警情況。

3 結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)用智能儀表取代普通儀表，不僅降低了成本，而且功能強(qiáng)、計(jì)算準(zhǔn)確、維護(hù)方便。特別是對(duì)于多種不同類(lèi)型參數(shù)的測(cè)試計(jì)算，具有顯示直觀(guān)、記錄準(zhǔn)確、參數(shù)修改方便的優(yōu)點(diǎn)。故使用智能儀表進(jìn)行鍋爐參數(shù)檢測(cè)是企業(yè)技術(shù)改造又一新的嘗試。

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