链条锅炉的仪表测量及自动控制技术

摘要：文章介绍锅炉仪表测量及自控技术在锅炉安全稳定运行过程的重要性，同时表述了影响化工企业锅炉安全稳定运行的主要因素，并在链条锅炉运行控制与仪表自动化的简述中对各要素进行了诠释。

关键词：链条锅炉；仪表测量；自动控制；控制系统（DCS）

1 前言

化工企业的锅炉是重要的生产装置，为大型连续性作业的设备（精馏塔等）提供高品质的蒸汽。因此锅炉能否安全稳定运行，不仅涉及到锅炉自身的安全节能问题，也涉及到化工生产装置的安全、稳产、高产、节能降耗等问题。而锅炉仪表测量及自控技术是锅炉能否安全稳定运行的重要因素。

2链条锅炉的工艺检测控制点

工艺检测控制点包括压力、温度、流量、液位、转速、电流及各类风机、水泵的开关量参数等。

3链条锅炉仪表选型

随着仪表测量控制技术的迅速发展，锅炉各类参数的测量控制仪表种类繁多，测量控制的可靠性、稳定性大大提高。按照仪表的性价比，根据多年的经验，温度测量400℃以下用热电阻 ，常用铂热电阻（分度号Pt100），400~1000℃常用镍铬镍硅热电偶（分度号K），1000 ℃以上常用"铂铑-铂"热电偶（分度号S）。400℃以上如用热电阻测温，热电阻的使用寿命很短，一般不超过一个月，使用热电阻测温时必须采用三线制连接，以克服导线电阻引起的误差， 使用热电偶测温时必须采用补偿导线将热电偶冷端延伸到二次仪表，且二次仪表要做好冷端温度补偿工作，以克服热电偶冷端温度不为零引起的误差。

4链条锅炉主要参数控制

4.1除氧器水位控制：将除氧器水位控制在工艺要求的范围内（±10mm），保证锅炉安全供水。

4.2除氧器压力控制：将除氧器压力控制在工艺要求的范围内（±2KPa），使除氧器温度控制在工艺要求的范围内，确保除氧器除氧需要。

4.3锅炉水、汽压差控制：根据锅炉运行情况，调节锅炉给水泵变频调速器使锅炉给水压力与汽包压力差控制在一定范围内，从而使锅炉汽包水位回路、主蒸汽温度调节回路、减温减压器站的温度、压力控制回路安全、正常运行。

4.4汽包水位控制：汽包水位调节的功能是改变给水量，使之适应锅炉的蒸发量，把汽包水位保持在很小（±10mm）的范围内，以保证锅炉的安全运行和汽水分离的高品质。

4.5主蒸汽温度控制：过热器出口设喷水减温器一组，调节减温器给水量将主蒸汽温度的偏差控制在±5℃范围内。

4.6锅炉燃烧控制：使燃烧所产生的热量适应蒸汽负荷的需要并保证燃烧的经济性和锅炉的安全运行。包括：

4.6.1主汽压力控制：当主汽压力发生变化时，通过入炉燃料量和配风调节主蒸汽压力（±0.2MPa），从而维持一定的蒸汽负荷，并使燃料量与空气量相协调（风煤比），使炉膛烟气含氧量达到最佳，保证燃烧的经济性。

4.6.2炉膛负压控制：采用控制引风机变频器调节引风机风量，使炉膛按工艺要求的负压（±5Pa）运行，炉膛负压控制要注意将送风量增大的信号作为前馈信号，以补偿引风调节的滞后性。

5链条锅炉对控制系统（DCS）基本要求

在自动控制范围内，控制系统应能处于自动方式而不需任何性质的人工干预。锅炉燃烧控制是由送煤和鼓风实现的，煤量与空气量调节不当，会导致锅炉热损失增大，热效率降低。要求系统实现风煤比优化，保证燃烧的经济性。冗余组态的控制系统，在控制系统局部故障时，不引起锅炉的危急状态。控制系统应能调节控制装置以达到规定的性能保证指标，控制设备实现性能要求的能力，不应受到控制系统的限制。控制系统应有联锁保护功能，以防止控制系统错误的及危险的动作，联锁保护系统在锅炉及锅炉辅机安全工况时，应为维护、实验和校正提供最大的灵活性。

6链条锅炉仪表自控技巧

6.1利用变频器实现压力的自动控制：

锅炉液位控制、过热蒸汽温度控制、减温减压器出口蒸汽温度控制是是锅炉自动控制系统中的重要控制回路，而给水泵出口压力与汽包蒸汽压力之差值的变化是重要的干扰因素，其差值控制不稳定，则上述自控回路很难控制，为解决此难题，在锅炉自动控制系统中，将给水泵出口压力与汽包蒸汽压力之差值作为被控参数，通过变频器调节给水泵转速，使压差稳定，从而保证了多个自控系统稳定运行。

6.2变频器在锅炉燃烧系统自动控制中的应用：

在常规控制方案中，锅炉燃烧系统的自动控制通过电动执行器调节安装在风管上的可调风门实现引风机、鼓风机的引风量、鼓风量调节，通过滑差电机实现炉排转速调节，引风机、鼓风机工作在全速状态，设备易损坏，电能浪费严重，执行器故障率高，采用变频器技术后，实现了引风机、鼓风机、炉排的变频调速，使锅炉燃烧系统的自动控制稳定可靠，由于引风机、鼓风机的功率很大，节电效果明显，变频器技术是锅炉实现节能降耗、安全运行的重要手段。

6.3锅炉除氧器温度的自动控制

锅炉除氧器温度是锅炉工艺控制的重要参数之一，若温度控制低了，除氧效果差，会对锅炉产生腐蚀，若温度控制太高，大量蒸汽通过放空阀放出，浪费能源，老方法直接将除氧器温度作为被控参数进行控制，由于除氧器体积较大，温度测量滞后很大，控制效果不理想，如将除氧器内蒸汽压力作为被控参数，因为饱和蒸汽压与温度有一一对应关系，只要压力控稳了，温度自然就稳了，而压力测量滞后很小，很容易控制，就可以彻底解决这一技术难题。

参考文献：

[1]王树青，乐嘉谦。自动化与仪表工程师手册[M].北京：化学工业出版社，2010-01.

[2]施仁。自动化仪表与过程控制（第5版）[M].北京：电子工业出版社，2011-05.

作者简介：姜堃，男，1977年6月出生，安徽省蚌埠市人。大专学历，助理工程师职称。现就职于中粮生化（安徽）股份有限公司，主要从事生产化工仪表的研究工作，有十多年的工作经验。