張敬花

(邯鋼集團(tuán)邯寶能源中心,河北邯鄲 056000)

電廠鍋爐給水加氨系統(tǒng)自動的必要性及措施

張敬花

(邯鋼集團(tuán)邯寶能源中心,河北邯鄲 056000)

介紹加氨系統(tǒng)自動的必要性及方法。

電廠鍋爐 給水加氨 PH值 自動控制

在電廠鍋爐給水系統(tǒng)中，嚴(yán)格準(zhǔn)確地控制給水pH值，可以有效防止給水管路的腐蝕和金屬表面保護(hù)膜的破壞。因此提高給水品質(zhì)，使機(jī)組在最佳水汽品質(zhì)下運行，采用更先進(jìn)、可靠的加氨自動控制裝置是十分必要的。

1 目前加氨系統(tǒng)的基本配置：(如圖1)

2 氨液配制

(1)開溶氨罐液位計上下閥，關(guān)閉底部排液閥；(2)開溶氨罐進(jìn)二級脫鹽水閥，向溶氨罐內(nèi)加水至2/3；(3)開溶氨罐進(jìn)液氨閥，緩慢開啟液氨瓶角閥，向罐內(nèi)依次加入適量的液氨，爾后關(guān)閉液氨瓶角閥、進(jìn)溶氨罐閥，配置氨液濃度為1%。

3 加氨運行

(1)開啟溶氨罐底部出口閥，運行除氧器出口管線注氨閥。(2)開除氧器出口在線pH儀取樣閥。(3)啟動加氨泵，調(diào)節(jié)加氨泵轉(zhuǎn)速、控制出口pH值8.8一9.2。

4 系統(tǒng)運行中存在的問題

采樣由人工到現(xiàn)場進(jìn)行采集、按照化驗后所得數(shù)據(jù)做出反饋，由于采樣化驗分析時間的滯后，加之外界流量的變化導(dǎo)致反饋的滯后。因此不能連續(xù)、準(zhǔn)確、及時調(diào)整給水水質(zhì)指標(biāo)。由于給水系統(tǒng)中氨存在時，它可以和Cu2+、Zn2+形成銅氨絡(luò)離子和鋅氨絡(luò)離子，會使原來不溶于水的Cu(OH)2、Zn(OH)2保護(hù)膜轉(zhuǎn)變成易溶于水的絡(luò)離子，破壞了它們的保護(hù)作用，使銅和鋅遭受腐蝕?？刂剖抑荒軐刂葡到y(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視而不參與控制，必須到現(xiàn)場進(jìn)行操作，操作人員勞動強(qiáng)度大且安全性低。因而，實現(xiàn)鍋爐給水加氨運行監(jiān)督的自動化，是十分必要的。

圖1

圖2

5 自動加氨系統(tǒng)

5.1 基本原理

溶液導(dǎo)電是依靠離子在電場作用下定向遷移實現(xiàn)。將被測溶液看作一個導(dǎo)體，電極兩端加一定的交流電壓，產(chǎn)生的電流信號經(jīng)放大處理，得到測量溶液的電導(dǎo)率。電導(dǎo)率是通過測量溶液阻抗，再轉(zhuǎn)換為電流信號而得到的，基本不受純水靜電荷的影響，測量準(zhǔn)確率大大提高。

25 ℃給水氫電導(dǎo)率 ≦0。3μs/cm，水中雜質(zhì)對電導(dǎo)率的影響非常小。給水加氨后，氨氣溶于水成為弱堿性溶液，增強(qiáng)了溶液的導(dǎo)電能力，使給水電導(dǎo)率示值增大十倍甚至幾十倍。因此給水電導(dǎo)率大小主要取決于水中氨的濃度。在25℃以下水中氨濃度與pH值和電導(dǎo)率之間存在確定的關(guān)系。根據(jù)給水電導(dǎo)率與pH值的關(guān)系，可以通過測量電導(dǎo)率計算出pH值。如表1所示：

5.2 系統(tǒng)組成

由于氨濃度與電導(dǎo)率基本成線性關(guān)系。因此通過調(diào)節(jié)水的電導(dǎo)率來控制加氨量。加氨自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用電導(dǎo)率表對給水進(jìn)行采樣，通過智能調(diào)節(jié)儀控制變頻器的輸出頻率，從而自動調(diào)節(jié)加氨泵的轉(zhuǎn)速，以調(diào)節(jié)加藥量，使給水電導(dǎo)率值(pH值)控制在一定范圍內(nèi)。通過智能調(diào)節(jié)儀的串行通訊接與上位機(jī)構(gòu)成完整的集散系統(tǒng)。使給水(補(bǔ)給水)系統(tǒng)的含藥量一直穩(wěn)定地保持在最佳值，從而提高了鍋爐系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運行水平，延長了熱力設(shè)備的使用壽命。

組成部分主要包括：

(1)ACS600系列變頻器；ACS600系列變頻器是采用直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)結(jié)合諸多先進(jìn)的生產(chǎn)制造工藝推出的高性能變頻器。它具有很寬的功率范圍，優(yōu)良的速度控制和轉(zhuǎn)矩控制特性。完整的保護(hù)功能以及靈活的編程能力。因而，它能夠滿足絕大多數(shù)的工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用。(2)檢測儀表；DDS-11C型數(shù)字電導(dǎo)率儀為現(xiàn)場使用的數(shù)字顯示電導(dǎo)率儀。測量液體的電導(dǎo)率和電阻率，采用液晶數(shù)字顯示。它具有測量范圍大，誤差小，穩(wěn)定性好，溫度補(bǔ)償范圍廣等特性：(3)DPI智能調(diào)節(jié)儀；在自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，氨含量(測量水的電導(dǎo)率信號)轉(zhuǎn)換成4～20mA(或0～20mA)的標(biāo)準(zhǔn)信號，用此信號與系統(tǒng)要求的氨含量進(jìn)行比較，根據(jù)兩者的差值，通過PID運算后由調(diào)節(jié)儀輸出4～20mA(或0～20mA)的控制信號到變頻器，控制加氨泵的轉(zhuǎn)速，從而維持氨含量為給定值，控制給水的pH值，從而達(dá)到預(yù)期的控制目的?？刂葡到y(tǒng)的方框圖如圖2所示。(4)調(diào)節(jié)器參數(shù)整定；根據(jù)氨含量與pH值和電導(dǎo)率的關(guān)系，調(diào)節(jié)作用應(yīng)選擇反作用，即電導(dǎo)率低于給定值，要增加調(diào)節(jié)器的輸出，使變頻器的輸出頻率升高。反之，作用過程相反。(5)PID參數(shù)的整定；在系統(tǒng)調(diào)試過程中，觀察特性記錄曲線來調(diào)整參數(shù)。在系統(tǒng)投運時，開始用比例作用，使積分時間Ti=∞，微分時間Td=0。可選取比例帶δ=50%，如果特性曲線振蕩過強(qiáng)，則比例帶過小，應(yīng)加大些；如果調(diào)節(jié)過程過于緩慢，余差過大，則表示比例帶過大。這樣逐步調(diào)整，直到衰減率合乎要求為止。再加入積分作用，這時候比例帶增大，如發(fā)現(xiàn)余差消除很慢，調(diào)節(jié)過程過于緩慢，則應(yīng)加強(qiáng)積分作用，把積分時間縮短；如果被調(diào)量振蕩很厲害，則應(yīng)減弱積分作用，即把積分時間加大。若品質(zhì)指標(biāo)還達(dá)不到預(yù)定的要求，則可加入微分作用，這時可將比例帶恢復(fù)到原來數(shù)值，然后逐漸增加微分作用，直到得到較好的調(diào)節(jié)過程。

6 結(jié)語

實現(xiàn)加氨自動控制，徹底改變了以前人工加藥不準(zhǔn)帶來的設(shè)備損害、能源浪費且對于節(jié)省人力、降低消耗、確保爐水安全、保證水質(zhì)的穩(wěn)定性，均產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

[1]李培元.火力發(fā)電廠水處理及水質(zhì)控制[M].北京：中國電力出版社,2000.

[2]錢達(dá)中 主編.發(fā)電廠水處理工程[M].武漢：武漢水力電力大學(xué)出版社,1998.

[3]薛鳳蓮.自動加氨技術(shù)的研究與合同應(yīng)用[J].東北電力技術(shù),2004(8)：27-29.