用微機(jī)控制鍋爐安全運(yùn)行

用微機(jī)控制鍋爐安全運(yùn)行殷銘工、劉建輝2（1.撫順礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，遼寧撫順113008；2.遼寧工程技術(shù)大學(xué)，遼寧阜新123000）往往造成重大事故。用微機(jī)控制其安全運(yùn)行，將監(jiān)控重點放在鍋爐壓力、水位、溫度等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以其確保鍋爐的安全運(yùn)行。

　　目前我國小型工業(yè)鍋爐擁有量已近3 0萬臺，由于運(yùn)行、管理、操作水平較低，全國每年都有不同類型的鍋爐事故發(fā)生。工業(yè)鍋爐是一種高溫、高壓容器，如不注意安全，隨時都有爆炸的危險。

　　將給國家財產(chǎn)及生命安全帶來極大隱患。為此，我們研制了微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用在小型工業(yè)鍋爐安全運(yùn)行上，取得了較好的效果。其系統(tǒng)構(gòu)成如所示。主機(jī)采用STD總線工業(yè)控制機(jī)，并配以CRT、打印機(jī)以及各種功能板、邏輯接口等。

　　為實現(xiàn)鍋爐的經(jīng)濟(jì)燃燒，把鍋爐調(diào)節(jié)系統(tǒng)分為熱負(fù)荷調(diào)節(jié)、氧量校正調(diào)節(jié)及負(fù)壓調(diào)節(jié)等3個子系統(tǒng)。這3個子系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)又不可分割地組成了一個完整的鍋爐燃燒系統(tǒng)，并根據(jù)鍋爐對象的特性采用了自整定PI、PID算法，TSWAS（TWO、STEP、WAIT、AND、SEE）算法，以及模糊控制算法。這些算法有機(jī)配合，增加了系統(tǒng)的自適應(yīng)能力。為使鍋爐安全、高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，設(shè)計了以下的微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)安全運(yùn)行功能。

　　設(shè)管路4000m，用于截流龍鳳礦井的來水，再由一580m水倉至地面充填水池和選煤廠接設(shè)管路地面工業(yè)用水系統(tǒng)改造。首先利用了選煤廠閑置的兩座濃縮機(jī)作為地面鍋爐用水的配水設(shè)施，并采取技術(shù)手段對龍鳳礦凈水進(jìn)行必要的處理，配分給地面的各個鍋爐，接設(shè)管路2365m.啟用封停的2充填系統(tǒng)的兩個水池（容積為8000m3），貯存井下的清水，靠自然壓差供選煤廠洗煤接設(shè)管路1 200m.利用3和4充填系統(tǒng)，不需任何投入，即可實現(xiàn)對生產(chǎn)混水的閉路循環(huán)。

　　3利用礦井水的效果老虎臺礦堅持礦井水防治與合理利用相結(jié)合的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，在現(xiàn)有的自然、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)條件下，建立優(yōu)化模式，實施經(jīng)濟(jì)合理的方案，做到在有效防治的同時合理利用，采用高度節(jié)水和重復(fù)用水的工藝流程和技術(shù)手段，取得了顯著的效果。

　　通過實施礦井水利用方案，老虎臺礦井下已于2001年3月停止使用自來水，全面應(yīng)用礦井水，于2001年10月洗煤和部分鍋爐也開始利用礦井水。如果今后井下生產(chǎn)、洗煤和鍋爐全部利用礦井水，經(jīng)測算全年節(jié)約自來水400多萬m3，每年可節(jié)約生產(chǎn)成本800多萬元。

　　股份有限公司虎臺煤業(yè)分公司副總經(jīng)理。

　�。ǎ�2002― 05―01；責(zé)任編輯：梁紹權(quán)）1鍋爐微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行中的自動安全保護(hù)鍋爐的熱負(fù)荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)，即蒸汽鍋爐的主蒸汽壓力調(diào)節(jié)或熱水鍋爐的出口溫度調(diào)節(jié)及蒸汽鍋爐的水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在鍋爐運(yùn)行中，這些系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)屬于定值調(diào)節(jié)。在給定水位、壓力或溫度下，計算機(jī)會根據(jù)給定值采用各種調(diào)節(jié)算法，使系統(tǒng)接近及保持給定值恒定不變。所以不會使鍋爐壓力或溫度超限。以蒸汽鍋爐主蒸汽壓力為例，在給定運(yùn)行中，若用汽負(fù)荷突然變小，必然導(dǎo)致鍋爐壓力上升，計算機(jī)會根據(jù)控制算法自動地減少給煤，減小鼓風(fēng)和引風(fēng)。如壓力降不下來，則在下一個調(diào)節(jié)周期中繼續(xù)減小，直至系統(tǒng)泄壓，從而對鍋爐的安全起自動保護(hù)作用。

　　2蒸汽鍋爐的水位監(jiān)控蒸汽鍋爐的水位計是一個重要的安全附件。

　　通過監(jiān)視鍋爐的水位，保證其在正常水位下運(yùn)行。小型工業(yè)鍋爐最常見、最危險的事故就是減水事故。通常對小型鍋爐的管理方法就是人工監(jiān)視，人工啟動水泵進(jìn)行補(bǔ)水，這種方法容易觀察失誤，錯把缺水當(dāng)成滿水，造成減水事故。6t以上的鍋爐，往往采用一些儀表進(jìn)行監(jiān)控，如高低水位警報器等。把微機(jī)投入到鍋爐運(yùn)行管理之后，在水位定值調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上，安全保障方面又向前推進(jìn)了一步，其控制程序如。

　　極限水位控制圖確定鍋爐運(yùn)行的正常水位及上、下限水位，水位到達(dá)上、下限水位時，水泵自動停止或開啟。

　　若水泵發(fā)生故障，水位繼續(xù)上升或下降到警報水位，警報報警，提醒司爐工人采取應(yīng)急措施。

　　若司爐工人脫崗或睡覺，沒有聽到報警或警報失靈，水位到達(dá)極限上、下水位時，鍋爐自動停車（切斷鍋爐所有電源）。

　　這樣就對鍋爐水位增加了一套后備保護(hù)的監(jiān)控系統(tǒng)，加大了鍋爐運(yùn)行的安全系數(shù)，最終迫使鍋爐停止運(yùn)行，保證了鍋爐的安全。

　　3蒸汽鍋爐的超壓保護(hù)目前小型工業(yè)鍋爐大多數(shù)是依靠壓力表來指示鍋爐內(nèi)部的壓力，依靠安全閥施行超壓保護(hù)。微機(jī)系統(tǒng)在原來基礎(chǔ)上增加了一套在壓力表和安全閥同時失靈情況下的后備保護(hù)和中間環(huán)節(jié)的報警裝置，這樣就大大提高了鍋爐的安全性能，該保護(hù)程序如下。

　　壓力表指示鍋爐壓力，微機(jī)根據(jù)壓力高低自動調(diào)節(jié)鍋爐負(fù)荷。

　　壓力上升到工作壓力時，壓力表報警，提醒司爐人員注意。

　　壓力升至第一安全閥開啟壓力時，安全閥開啟排汽報警并泄壓。

　　若壓力表和第一安全閥同時失靈，壓力升至第二安全閥開啟壓力時，微機(jī)可強(qiáng)制停止鍋爐運(yùn)行。

　　4熱水鍋爐的超壓、低壓報警在供暖循環(huán)系統(tǒng)中，因為水壓控制不好，超壓、低壓常有發(fā)生。超壓時，容易引起用戶的散熱器發(fā)生爆裂，造成經(jīng)濟(jì)損失及人身傷亡事故。低壓時，則保證不了系統(tǒng)水的正常循環(huán)，部分住戶散熱器不熱，影響供熱質(zhì)量。

　　在熱水鍋爐運(yùn)行管理中，經(jīng)常會用人工進(jìn)行補(bǔ)水，控制鍋爐水壓，鍋爐水降至壓力下限時，開泵補(bǔ)水，水壓達(dá)到上限時，停止補(bǔ)水。但往往由于操作失誤，造成不必要的損失。尤其是進(jìn)入采暖期，鍋爐剛剛開始運(yùn)行，供熱管網(wǎng)中有部分氣體沒能完全排除干凈，散熱器爆裂事故最容易發(fā)生。

　　微機(jī)監(jiān)控鍋爐運(yùn)行，會避免由于人工操作失誤帶來的安全隱患。其控制程序如下。

　　鍋爐水壓降至下限水壓時，自動開泵補(bǔ)水。

　　鍋爐水壓上升至上限水壓時，自動停止補(bǔ)水。

　　鍋爐水壓下降至下限水壓以下的極限水壓或水泵失靈，報警并停爐。

　　鍋爐水壓上升至上限水壓以上的第一安全閥開啟壓力時，安全閥泄水降壓。

　　壓力仍繼續(xù)上升，或在第一安全閥失靈的情況下，鍋爐壓力升至第二安全閥開啟壓力時，報警停爐。

　　5熱水鍋爐的超溫報警熱水鍋爐的致命安全問題是爐內(nèi)超溫汽化，爐內(nèi)溫度急劇升高，最后導(dǎo)致鍋爐爆炸。尤其是循環(huán)系統(tǒng)發(fā)生故障或鍋爐房突然停電，鍋爐內(nèi)部介質(zhì)處于停滯狀態(tài)時，爆炸事故最易發(fā)生。

　　為安全起見，我們把鍋爐正常運(yùn)行壓力的飽和溫度以下40*C定為超溫警報點，水溫達(dá)到這一溫度時，自動報警。

　　鍋爐水溫達(dá)到警報點時報警，并自動調(diào)整鍋爐運(yùn)行負(fù)荷。

　　鍋爐水溫超過警報溫度5 *C時，自動停止鍋爐鼓、引風(fēng)機(jī)及停止給煤。

　　6爐膛溫度的控制鍋爐內(nèi)的燃料充分燃燒，使熱效率達(dá)到最佳狀態(tài)。通常將爐膛進(jìn)入到對流段入口處的煙溫控制在900~950C之間，這時則表明爐內(nèi)燃燒合理，充分。若該處溫度高于1000C時，除煤質(zhì)發(fā)生較大變化外，表明爐內(nèi)傳熱系統(tǒng)存在一定問題，此時爐溫報警，提醒司爐人員要進(jìn)行停爐檢查。

　　局部水管系統(tǒng)發(fā)生因水質(zhì)不好、結(jié)垢、堵塞受熱面管子等，都會使?fàn)t內(nèi)輻射受熱面積相對減少，如若不及時處理，很可能會發(fā)生鍋爐爆管事故。

　　把微機(jī)技術(shù)應(yīng)用到小型工業(yè)鍋爐的運(yùn)行管理上，能夠保證鍋爐設(shè)備的安全，大大地減少鍋爐惡性事故的發(fā)生。