引言
工业锅炉作为工业和社会的必需品，在国民经济和社会发展中占有重要的地位。以某厂锅炉系统为例，我厂锅炉系统主要提供生产用蒸汽。在锅炉的工作过程中，锅炉内的水体在不断地蒸发过程中逐步浓缩，从而在锅炉水的表面残留下大量的浮油、各种悬浮物和浓缩盐，容易在锅炉底部产生沉积的泥渣、泥垢等物质。为了保证锅炉的工作效率，保持锅炉蒸汽高品质运转，防止锅炉沉积对锅炉壁产生腐蚀，保障锅炉的安全运行，锅炉上具有连续排污、定期排污的特殊装置。
1锅炉连续排污控制的问题和原因分析
蒸汽锅炉，其连续排污装置，在实际运行中是手动控制，控制工艺为在，在锅炉本体和连排扩容器之间，装设有截止阀，根据我厂化验员工对炉水的检测结果，通知司炉人员手动打开或关闭连续排污阀门，以控制炉水指标合格，手动控制连续排污往往达不到控制锅水品质的要求，会出现以下情况：
1.1排污过量
其排污过量的原因是：手动操作阀门开度大小难以控制，并且炉水检测时间为下午15：00到早上9：00点，锅水测试时间间隔长（18小时），为保证炉水质量，司炉人员会将连续排污阀门长开，会导致锅炉排放量太多，而且增加额外的运行成本。
1.2?排污量不足
当锅炉负荷较大时，锅水浓度上升很快，检测间隔时间长，致使锅水含盐量越来越高，超标运行会导致锅水产生泡沫，发生汽水共腾事故，还会引发锅炉虚假水位，增加蒸汽湿度，造成蒸汽大量带水现象，品质恶化，使炉况控制不稳，发生安全事故。
1.3?人员劳动强度大
连续排污为手动控制，阀门开度大小不能准确判断，每次调整连续排污阀门，司炉人员都需要从三楼除氧间检查连排扩容器的压力，防止设备因连排太大而超压运行，并且，连续排污阀门操作频繁，司炉人员要不断的现场调整阀门，检查连排扩容器运行工况，增加了值班人员劳动强度。
2锅炉连续排污控制系统改进
2.1锅炉连续排污运作原理
连续排污主要是排去锅炉水表面和水体内的油污、悬浮物和浓缩盐，从而降低锅炉水的碱性，提高锅炉蒸汽的品质。连续排污系统主要由排污管道与连续排污扩容器组成。连续排污扩容器也称连续排污膨胀器，它与锅炉的连续排污口直接相连，主要功能是对锅炉的连续排污炉水进行减压扩容，排污炉水在连续排污膨胀器内减压绝热膨胀分离为二次蒸汽和废水，其中二次蒸汽由专门的管道引出，进入除氧罐加以利用，而废水则通过下端手动阀直接排出扩容器。
2.2改进设计思路
我们针对连排扩容器进行改造，由于扩容器下端排放口采用直排，在大流量情况下会造成闪蒸蒸汽和废水一起排出，在无流量的情况下，除氧罐蒸汽会在除氧罐内蒸汽压力下进入扩容器内流失。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了改善这一情况，需要增加一套液位控制系统，使扩容器内保留一定的液位，既可以保证扩容器内压力稳定，保证闪蒸蒸汽的稳定产生，又能防止闪蒸蒸汽和除氧罐蒸汽的流失，尽最大可能地节约蒸汽。这就要求系统对液位控制有着很高的要求，要求控制稳定，能够应对不同连续排污流量对液位的影响，保证扩容器安全稳定的运行。根据以上条件自主设计了该套控制系统，该系统由测量机构、控制机构和执行机构组成。其核心是通过传感器将液位信息上传PID控制器，利用PID控制器内部PID计算实现对液位数据处理，反馈给电动调节阀，通过调整调节阀阀度，使扩容罐液位维持在一个稳定的范围内。
2.3锅炉连续排污实施方案
（1）测量机构液位传感器选择。传感器主要考虑常用的磁翻板式液位计及压差式液位计2种，在锅炉向连排扩容器内排污时会造成扩容器内压力波动，影响压差式液位计的测量精度，而磁翻板液位计则采用液位浮力翻版，不受压力波动影响，而且便于现场便于直观观察液位。所以我们最终选取磁翻板液位计作为我们液位信号的来源。（2）现场控制器选择。现场控制器如果预算充足可以考虑市场上常见的西门子PLC控制器，它具有强大的运算功能与高实时性的优点。如果从控制预算角度可以选用XSC5系列PID仪表控制器，能够有效适应现场高温环境，且造价低廉，可以满足我们的设计要求。它可以实现接受来自磁翻板液位计的4mA-20mA液位信号，经过内部PID算法计算后控制现场西门子电动调节阀保证液位稳定。（3）现场PID参数整定。现场控制方式一般采用PID控制，是连续系统控制理论中技术最成熟，应用最广泛的一种控制技术。由于其算法简单、可靠性高等优点，因此在控制系统中控制器最常用的控制规律是PID控制。原理框图如图2所示。
图2PID控制原理图
PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容，PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：理论计算整定法和工程整定方法，一般情况多采用的是工程整定法。通过现场试验与分析，在多次测试中根据液位变化情况调整PID参数，并要及时根据连续排污情况的变化及时修订PID参数。（4）现场电动调节阀选择。现场调节阀要求能够耐高温，高可靠性，能够接受控制信号一般多以4mA-20mA或0V-10V为主，并能通过信号反馈。基于此种情况，一般选用西门子SKD62系列电动调节阀。
3锅炉连续排污控制系统改进效果
改造后的连续排污系统已在实际工厂中投入运行使用，运行效果良好。改造完成后通过长时间的运行观察，当连续排污流量不稳定时，通过PID控制器对调节阀开度的控制，对于流量变化及时响应，对于扩容器内液位做出响应的调整，有效地避免了液位剧烈波动，扩容器内液位稳定，扩容器内压力恒定，其下层液位能有效保证蒸汽进入除氧罐，防止了除氧罐内蒸汽通过扩容器流失。该次对锅炉连排系统的优化改造，不仅可以提高扩容器内闪蒸产生二次蒸汽的稳定性，避免了在某些情况下除氧罐内蒸汽和二次蒸汽的流失损耗，节约了能源，同时后期还可以考虑将控制器内液位等运行数据上传中控室，以便于运行人员可以远程发现问题，并能时刻掌握锅炉排污数据，更好地保证锅炉系统运行。
结语
锅炉在生产工作过程中，会排出很多的污染物。现在锅炉连续排污的技术已经不断的进行研究，并且不断的进行完善锅炉连续排污的系统，这种控制方法能够在锅炉运行时不断的连续的进行检测过炉内的溶解固形物的浓度，一旦发现浓度超标就会进行调控，是锅炉能够正常的运行。
参考文献
[1]耿盼.锅炉排污与节能研究[J].能源与节能，2018（3）：90-92.
[2]陈学俊，陈听宽.锅炉原理[M].北京：北京机械工业出版社，2019.
[3]张子栋.锅炉自动调节[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2018.
论文作者:何玉亮
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年 19期
论文发表时间:2020/3/16
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