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锅炉除氧器水温和液位控制系统改造

锅炉除氧器水温和液位控制系统改造

2008/1/14 11:28:00
我公司20T燃气锅炉除氧器没有自控系统在使用中很不方便,我们依据除氧器的工作原理,结合有关的使用人员,自行设计一套自动控温和变频上水系统。现已投入使用中,运行效果良好。 一. 设计思路: 依据除氧器工作原理,水温需要控制在102度左右,水位控制在1172-1204mm之间.除氧器在正常工作时,软水系统送来的软水由软水泵加压送到除氧器,水位由水位控制器负责控制,保持在1172-1204mm之间。水温由气动调节阀调整进入除氧器的蒸汽量来控制.控制系统分为两部分;一水温控制系统。二水位控制系统。为了使岗位操作人员更容易操作,水温液位都要能够在现场显示出来。并能够输出控制信号来控制执行机构,达到工艺要求。 二. 设计方案: (一):水温控制: 由于除氧器水温要求在102度以上,控制精度不是很高的,而市场上现有的自励式气动调节阀就能够达到要求,没有必要再增加电气调节系统,故选用市场上现有的自励式气动调节阀来控制水温。 (二):液位控制: 除氧器液位要求在1172-1204mm之间,而且除氧器的工作方式连续式工作。除氧器内的水是不停的在流动的,上水量要求能够和出水量达到平衡。如果采用工频给水方式,水量的冲击会很大,液位很难控制。而且不利于电机水泵正常工作,经常的冲击启动容易造成电机水泵机械损坏。采作回流控制的方法,水泵长期工作在工频状态下,不利于能降耗,故选用变频驱动。 三:各系统的工作原理: (一)水温控制系统
水温控制系统采用的是自励式气动调节阀,其控温原理是:利用蒸汽温度的不同而产生不同的压力,来调节除氧器的压力的方法来调节除氧器的温度。其工作原理如图所示:阀后压力p2经过控制管线输入执行器的下膜室内,作用在托盘上产生的作用力与弹簧的作用力相反,当p2的作用力与弹簧的作用力相等时调节阀不再动作,弹簧作用力的与p2作用力的大小决定了调节阀芯的位置。当温度升高,p2值增大时,阀腔内的托盘向上运动,阀芯向关的方向运动,p2值减小,温度下降至工艺要求值。温度下降时控制过程与之相反。调节丝杆就可以调节控制温度。控制方法简单效果好,可靠性高。 (二)液位控制: 控制原理图:
岗位操作人员可以在液位控制器K上直接输入控制液位数值L,液位控制器K将给定值与液位变送器LE传来的液位信号(4-20mA)进行运算比较后,送出一个控制信号I(4-20mA)至变频器Q,由就频器一个可变频率,来控制电机M的转数,从而达到控制上水量的目的。当水位升高,L1>L超过设定时,液位控制器K将输出的电流I减小,变频器Q的输出频率Hz数下降,电机转数下降。上水量减少,液位降低。达到工艺控制要求。 四.系统的安装与调试: (一)水温控制:在管道上安装自励调节阀,(进除氧器的蒸汽加热管道),调节阀前后各加一个切断阀,并加旁路管道,以备检修调节阀时用旁路管道加热除氧器。由于被控介质的温度越过了104℃ 因此自励阀管线需要配隔离罐,以防止高温烫坏膜片。投运前必须用低温的隔离液注入膜室和隔离罐中。(隔离液:与被调介质相同的同类液体)。安装图如下:
系统调试时,先开启调节后的切断阀,后开启调节阀前的切断阀,旋转调节丝杆来控制阀后的压力。由于现场没有在管道上安装压力表,调整压力时,以除氧器内的压力为准。我们先参考10T除氧器参数进行设置,将调节阀后的压力设为0.06-0.07MPa水温可保持在103℃ ,此时,除氧器头内上水时的压力为0.02MPa,停止上不时为0.05-0.06MMPa,经过几天的试运行,我们发现,排气口排出大量的蒸汽,我们试改变参数,将压力由0.06MPa降为0.0285MPa。又将上水参数改变,将变频器的频率由20-50Hz改为30-36Hz配合进水控制进水量,蒸汽的排出量减少,节省能源。 (二)液位的控制:控制原理图如下:
为了节省资金,两台除氧器使用两台液位变送器,一台变频器进行控制,两台液位计选用带远传的磁翻板液位计,水位控制仪选用带有PID调节工能的PID调节器,既可以显示液位,又可以进行控制,PID控制器的输出信号为4-20mA的模拟信号,直接送入变频器的模拟输入端,为了方便的控制两台除氧器,变频器的信号输入加信号选择开关。为了可以检修变频器和电机,在工频转换和电机控制电路上加选择开关。 整个系统完成后,进行长时间的调试工作。首先将PID 控制仪的参数设定好,既显示除氧器的液位,又可以显示控制输出的百分比数,使岗位操作人员非常的方便。变频器使用供水专用变频器,自身带有PI调节工能,可以结合起来使用,在调试的过程中,我们使用变频器自身的PI调节器功能,外加电阻用来给定液位设定值,数显仪送来的4-20mA信号为比较信号,这样就可以很容易的控制液位。最初我们将变频器的频率设定为20-50Hz,经过几天的观察,我们发现,电机的这样上水时,电机的间断性较大,不能够完全连续的上水,而且给除氧器的压力也带了一定的影响。经过几天的调试,我们将变频器的上限下限频率作了更改,改为30-36Hz,使上水的次数增加,电机的间断时间减少,达到了多次量少效果,不仅增加了上水的连续性,使除氧器工作在连续工作方式下,而且还大大减少了电力能源的消耗。 五.系统运行情况总结: 经过我们一段时间跟踪监测,我们发现,1.除氧器的液位控制在1172-1204mm可以有利于除氧水在水箱内进一步扩散除氧;2.均衡连续的进水,做到“少量多次”可以避免除氧器内的温度有大的波动;3.各除氧器之间不得有压游现象,若有压游现象出现,应当及早检查分析,找出原因并尽快解决,从而保证除氧器能够在最佳的工况下稳定运行。通过对除氧系统的技术改进和优化操作,除氧器的运行工况良好,除氧效率明显提高。给水溶解氧己降低至15μg/L以下,—般稳定在5μg/L左右,合格率达100%。 此次技改不仅为稳定生产提供了保障。节约人员,节约电力,节省劳动力,减少事故率的产生,减少蒸汽的使用量,减轻锅炉运营负荷,提高锅炉使用效率增,增长锅炉使用寿命。
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