ZDKI—3200型電鍋爐調(diào)試與控制摘要：文章主要介紹了瑞典ZANDER&INGESTROMAB公司ZDKI-3200型電鍋爐的特點和組成系統(tǒng)，并對鍋爐的控制系統(tǒng)的功能進行了闡述，詳細地論述了鍋爐控制系統(tǒng)的調(diào)試和控制過程，并分系統(tǒng)講述了系統(tǒng)控制邏輯條件和步驟，對快速掌握ZDKI-3200型電鍋爐的調(diào)試與控制具有指導作用。關鍵詞：ZDKI-3200型電鍋爐；控制系統(tǒng)；自動控制；開關功能1概述目前，大氣污染日益嚴重，為了減少對大氣污染的排放，清潔高效無污染排放的能源轉(zhuǎn)化裝置，正在越來越廣泛地應用于工業(yè)生產(chǎn)中，電鍋爐作為一種高效無污染生產(chǎn)蒸汽的鍋爐，正在被應用于生產(chǎn)中，ZDKI-3200型電鍋爐具有高效節(jié)能環(huán)保、啟動快速、運行控制簡單和維護保養(yǎng)方便的優(yōu)點，用在核電站啟動鍋爐設計上，作為電站運行中斷、啟動和停止期間或主蒸汽系統(tǒng)不可用時，向電站輔助蒸汽系統(tǒng)供應蒸汽。特別適用于緊急狀況下快速滿負荷生產(chǎn)蒸汽。該鍋爐的熱效率高達99.7%以上，從熱備用狀態(tài)到全功率的時間不大于10分鐘，從冷備用到全功率的時間不大于2小時。該鍋爐用于電站輔助蒸汽生產(chǎn)系統(tǒng)一般按兩臺鍋爐設計。ZDKI-3200型電鍋爐是由瑞典ZANDER&INGESTROMAB公司生產(chǎn)的帶加熱器，一級汽水分離器的高壓電極蒸汽鍋爐。按系統(tǒng)該鍋爐主要由給水系統(tǒng)、汽化系統(tǒng)、排污系統(tǒng)、化學加藥系統(tǒng)、取樣系統(tǒng)、壓縮空氣和儀表系統(tǒng)組成，系統(tǒng)構(gòu)成的主要設備有除氧器、給水箱、給水泵、鍋爐本體、循環(huán)泵、補水泵、排污罐和加藥裝置。該鍋爐的主要特點是，能夠快速啟動和產(chǎn)生滿足要求的蒸汽，本系統(tǒng)通常會處于備用狀態(tài)，在鍋爐本體和除氧器內(nèi)安裝了380V低壓電加熱器，在熱備用狀態(tài)維持正常的操作壓力和溫度。2輔助電鍋爐的控制系統(tǒng)2.1控制系統(tǒng)的組成和功能輔助電鍋爐系統(tǒng)是由PLC系統(tǒng)控制，型號：西門子S7-400。操作員界面（HMI）是觸摸屏：西門子MP77，15"。2.1.1觸摸屏顯示器具有以下功能：（1）顯示鍋爐設備總圖，具有實時過程值和操作條件指示；（2）具有操作模式和選項圖；（3）具有控制器和控制器參數(shù)圖，可以在圖中設置參數(shù)、設定值和報警限制值；（4）顯示壓力、蒸汽流量和電功率的趨勢曲線圖；（5）報警處理；（6）運行歷史數(shù)據(jù)值。2.1.2控制系統(tǒng)具備以下功能：（1）控制系統(tǒng)的現(xiàn)場總線不僅提供外部通信到主控室，還為系統(tǒng)外部啟停和監(jiān)控提供關鍵系統(tǒng)數(shù)據(jù)。（2）常用開關裝在控制柜里，用于啟/停/遠程等操作。緊急停爐開關裝在控制柜面板上。（3）設備既可通過就地模式，在控制柜進行啟停，又可通過遠程模式，在主控制室里操場作。如果某些功能運行準備就緒，如補水、冷卻水和電力已可用，且所有手動閥門已處于正確位置，則系統(tǒng)可設置自動啟動。啟動/停止程序所遵循的一系列順序，可以在操作員面板上看到。2.2系統(tǒng)的自動控制和運行假定所有控制器和開關在正確位置，并適合自動運行（正?；騻溆眠\行）。鍋爐啟動順序：鍋爐選擇器選為“自動”或者“1”→循環(huán)泵開始運行→起動液位達到標準→循環(huán)時間在屏幕上倒計時（鍋爐在熱備用狀態(tài)，且循環(huán)泵在設定的時間內(nèi)已循環(huán)，那么這一步就完成了）→斷路器接通→鍋爐升壓過程完成→關暖管閥→換算壓力達到壓力設定值→產(chǎn)生蒸汽。鍋爐停止順序：停止鍋爐設備既可就地操作又可遠程操作→停止液位達到停爐條件→斷開斷路器→循環(huán)泵停止→鍋爐停止。2.3鍋爐的壓力、輸出功率和液位的控制鍋爐的輸出功率是由內(nèi)簡液位控制器控制的，液位控制器的設定值由壓力控制器和功率控制器控制。2.3.1壓力控制器。壓力控制器用于維持鍋爐的壓力設定值，鍋爐啟動初期，按斜線函數(shù)升壓曲線升壓，運行時，設定值等于過程值，然后設定值再以設定的速度增加，當斜線升壓設定值達到要求的設定值時停止。鍋爐溫度上升速度為3℃/min，緩慢升溫可防止熱應力過高，特別是防止陶瓷絕緣件發(fā)生斷裂；在調(diào)整壓力時，控制壓力調(diào)整值與壓力真實值之間不超過1bar而進行分級調(diào)整，此控制回路與功率控制聯(lián)動。為了避免斜線設定值偏離過程值過大，斜線會停下來并等待過程值值增長，直到偏差等于設定值。2.3.2功率控制器。只要負荷低于功率控制器的設定值，功率由壓力控制器控制，壓力控制器用于維持鍋爐壓力設定值。為了避免功率超過功率限制器的設定值，液位控制器的設定值就會暫?；蚪档汀ｅ仩t消耗的功率由電壓和電流信號計算得出。2.3.3液位控制器。液位控制器的控制決定于功率的電極水位，關閉內(nèi)筒底部閥門，并同時打開循環(huán)管道上的閥門，此時液面上升，反向操作可降低液位。啟動：接通10kV斷路器之前，鍋爐處于備用狀態(tài)或者鍋爐處于停止狀態(tài)，液位制器調(diào)整液位，到其內(nèi)部設定值，即是啟動液位，控制器的輸出限制在最小值和最大值之間，以此來調(diào)整電極浸入水中深度。2.4鍋爐的水量控制鍋爐水量控制器控制鍋爐的水量，并調(diào)節(jié)給水控制閥。水量由鍋爐內(nèi)外筒的液位計算出來。正常運行期間，水量控制器啟動。水量的測量由內(nèi)筒液位變送器和外筒液位變送器得來。2.5鍋爐最小壓力和減壓鍋爐蒸汽出口管上有一個控制閥，具有兩個作用，維持鍋爐壓力，降低蒸汽管道上的壓力。這個閥門由兩個控制器調(diào)節(jié)：最小壓力控制器和減壓控制器。信號選擇器選擇兩個控制器輸出信號中最低的那一個，并把選擇出來的信號發(fā)送給控制閥的定位器。2.5.1最小壓力控制器。最低壓力控制器的設定值設定成剛好低于鍋爐壓力控制器的設定值，這樣當鍋爐壓力低時，如啟動時，閥門將會關閉。而且，當發(fā)生快速負荷變動時（可導致鍋爐壓力降低），閥門將按比例關閉，這樣就能維持鍋爐壓力了。這一點非常重要，否則如果壓力降低，溫度就會降低，導致爐水電導率會降低，這將使功率下降。最小壓力控制器只有一個極限函數(shù)。2.5.2減壓控制器。如果鍋爐壓力在設定值，則閥門由減壓控制器調(diào)節(jié)，以維持蒸汽的設定壓力。3循環(huán)泵鍋爐外筒內(nèi)的水通過循環(huán)泵泵入鍋爐內(nèi)筒，在控制器內(nèi)有一限制，用于關小調(diào)節(jié)閥，以維持泵的最低流量。每臺鍋爐配有兩個循環(huán)泵，一備一用。在運行啟動程序期間內(nèi)，為了充分混合加藥，在加藥泵重新啟動前，循環(huán)泵須先運行設定的一段時間。在“備用運行”期間，設定運行時間以混合爐內(nèi)和管道內(nèi)循環(huán)水。啟動鍋爐時，水量要超過啟動循環(huán)泵的最低水量設定值，如果水泵意外停止會報警，這時，另一備用泵會自動啟動。如果兩個水泵都發(fā)出警告，將會啟動報警系統(tǒng)，并停爐。因為要求一個水泵在為鍋爐運行時，兩個水泵會都停止工作一會兒，且換水泵時，警報會延時。手動或自動操縱水泵的條件：鍋爐開關調(diào)到位置“1”；鍋爐外筒內(nèi)低水位警報失效；開關故障警告失效。水泵自動模式下運行的額外條件：所選水泵（運行的水泵）為優(yōu)先。水泵自動模式下啟動的額外條件：鍋爐啟動順序允許水泵啟動；水量超過低水量設定值。自動模式下水泵停止的額外條件：停爐順序允許水泵停止。4給水泵兩臺鍋爐各配有一個給水泵，兩爐共享一個備用泵，如果一個水泵停止或不能不正常工作，則備用泵將自動啟動。每一泵都有一個最小流量閥，用于保證水泵的最小流量。設備正常運行期間，給水泵將連續(xù)運行，備用期間，給水泵為鍋爐加水至兩個水量設定之間的位置。備用期間或鍋爐壓力低于設定值，給水控制閥將在水泵打開前關閉，同時，將閥門開度降低到設定值，以避免高流量對水泵造成的汽蝕風險。如果所選取給水泵異常，將產(chǎn)生警告，且備用泵會自動啟動。自動或手動模式下給水泵運行條件：鍋爐開關置位置1；除氧器內(nèi)低水位報警失效；鍋爐內(nèi)高水位報警失效；除氧器內(nèi)溫度低于140℃；電流接觸器故障報警失效；給水調(diào)節(jié)閥處于關閉狀態(tài)（備用時給水泵的啟動條件如鍋爐壓力低于設定值）。自動模式下給水泵運行的額外條件：鍋爐水量在啟停設定值之間的位置（僅處備用狀態(tài)）。5電導率控制鍋爐電導率用電導率變送器測量，此變送器安裝在鍋爐循環(huán)管道上。鍋爐電導率有電導率變送器維持，電導率變送器還用來控制排污閥，廢水間歇性地從鍋爐內(nèi)筒排到排污罐中（開/關控制）。如果電導率大于等于設定開啟極限時，閥門開啟（間隔）；電導率小于等于設定停止點時，閥門關閉。啟動時，直接給鍋爐添加磷酸鈉，使鍋爐電導率迅速升高，達到需要的功率。為保證電導率測量的準確性，兩臺循環(huán)泵不同時工作。電導率過高會有警報和警告。如果無循環(huán)泵運行則警報和警告不會被啟動，因為用靜水測量所得電導率不可靠。如果出現(xiàn)除氧器高溫警告，閥門會關閉并完全密閉。閥門手動或自動開啟的條件：鍋爐開關在位置1；除氧器內(nèi)高溫警告失效。閥門自動開啟的額外條件：一個循環(huán)泵運行；電導率在啟/停設定點之間。6鍋爐排污為除去鍋爐沉淀固體，其底部的排污閥需要手動開啟，并在每隔12小時、每次約10秒內(nèi)將鍋爐底部的污水排到排污罐內(nèi)。備用狀態(tài)期間，無需底部排污，所以閥門關閉。7鍋爐排氣鍋爐的排氣（通風）：蒸汽出口上有一閥門，當鍋爐壓力小于等于設定啟動極限時閥門打開，當鍋爐壓力大于等于設定關閉點時閥門關閉。設備熱備用期間閥門關閉，因為加熱組件的電源不夠維持壓力。閥門手動或自動開啟的條件：鍋爐開關處于位置1。閥門自動開啟的額外條件：鍋爐不在備用運行狀態(tài)；壓力低于開啟設定點，鍋爐啟動；壓力低于防真空開啟設定點，鍋爐關閉。閥門手動或自動關閉的條件：鍋爐不運轉(zhuǎn)；鍋爐熱備用；壓力高于關閉設定點，鍋爐啟動；壓力高于防真空關閉設定點，鍋爐關閉。8蒸汽管道暖管閥鍋爐和輔助蒸汽系統(tǒng)端點間的蒸汽管道的加溫由一個與蒸汽控制閥并行的旁通電動閥控制。此閥門在鍋爐運行和冷啟動期間會關閉。閥門自動或手動開啟的條件：鍋爐開關處于位置1；閥門故障警告失效。閥門自動開啟的額外條件：鍋爐處于熱備用運行狀態(tài)；鍋爐啟動。閥門手動或自動關閉的條件：鍋爐不運行；閥門故障警告失效。閥門自動關閉的額外條件：壓力高于關閉設定點，鍋爐啟動；鍋爐關閉。9電氣安全箱冷卻安全箱（10kV接線盒）的冷卻：安全箱配有風扇，當高壓斷路器接通時啟動，當高壓斷路器斷開時關閉。手動或自動模式下，風扇運行的條件：（1）鍋爐開關調(diào)到1；（2）電流接觸器故障警告失效。自動模式下風扇運行的額外條件：（1）高壓斷電器開或關；（2）開關：高壓斷路器接通/斷開。10備用期間的鍋爐加熱備用期間，兩個電氣組件會為鍋爐加熱、加壓。這兩個電氣元件在設定（溫度）啟動定值時接通，在設定停止定值處斷開。為保證整個鍋爐的加熱，選中的循環(huán)泵將每小時運行2分鐘（僅夠混合爐水的時間）。當啟動鍋爐時或鍋爐進入備用狀態(tài)時，爐水水量需要超過低水量設定值（見給水泵），這樣循環(huán)泵才能啟動。手動或自動模式下加熱組件運行條件：鍋爐開關處于位置1；鍋爐低液位外簡報警失效；鍋爐高壓報警失效；加熱組件故障警告失效（如果兩加熱組件中有一個出現(xiàn)故障，另一個仍可工作）。自動模式下，加熱組件運行的額外條件：鍋爐處于備用狀態(tài)；鍋爐溫度處于啟停限制值之間；爐水水量超過低水量設定值（啟動條件）。11除氧器控制11.1除氧器壓力控制運行時，除氧器壓力及溫度由除氧器壓力控制器維持，即控制除氧器蒸汽控制閥，壓力開關產(chǎn)生高壓警報，關閉控制閥。11.2除氧器和補水泵的液位控制除氧器液位控制器控制除氧器的液位及調(diào)節(jié)除氧器的除鹽水控制閥。除氧器內(nèi)高水位警報會關閉進入補水的控制閥。共有兩個補水泵，每個補水泵都有最小流量閥，用于保證泵的最小流量。設備正常運行期間，補水泵連續(xù)運行。備用期間，補水泵將除氧器內(nèi)的水添加到兩水量設定點之間的位置。如果運行的水泵異常，會有警告發(fā)出，這時備用水泵會自動啟動。手動或自動模式下，水泵運行的條件：除氧器開關在位置1；除氧器高水位報警失效；除氧器低水位報警失效；電流接觸器故障警告失效。自動模式下，水泵運行的額外條件：除氧器水量在啟停設定值之間（僅備用期間適用）。11.3除氧器溢流控制如果除氧器的液位達到設定的高極限，則除氧器溢流閥就會開啟，直到液位低于設定值時再關閉，高液位警報會使閥門開啟。閥門手動或自動開啟的條件：排污罐高溫警告失效。閥門自動開啟的額外條件：除氧器液位在閥門開/關設定點之間或除氧器高液位警報失效。11.4熱備用運行設備熱備用期間，除氧器要持續(xù)保溫并由兩個電加熱器加熱。這兩個備用電加電熱器在設定的（溫度）啟動定值時接通，在設定的停止極限時斷開。加熱組件手動或自動運行時的條件：（1）除氧器低水位報警失效；（2）除氧器高壓報警失效；（3）加熱組件故障警告失效（當一個組件出故障時，另一個組件仍可工作）。加熱組件自動運行的額外條件：（1）給水系統(tǒng)在備用運行狀態(tài)下；（2）除氧器溫度在啟停范圍內(nèi)。11.5除氧器排氣除氧器排出的過量蒸汽、氣體流經(jīng)排出管從鍋爐頂部排出。從除氧器內(nèi)排出的過量蒸汽、氣體先并行進入兩個孔板，通過與外部鍋爐房頂連接的管道排除。冷凝蒸汽則通過一條與排水口相連的管道排出。這條管道上的一個旁通閥在設定時間（此時除氧器內(nèi)未充水）后手動關閉。熱備用期間，此閥門關閉，以節(jié)省能源。12水處理（加藥）12.1（N2H4）聯(lián)氨除氧器加聯(lián)氨由安裝在聯(lián)氨加藥罐上的加藥泵完成。這樣可以維持加藥期間除氧器內(nèi)的過量聯(lián)氨。通過測量除氧器內(nèi)的過量聯(lián)氨并手動調(diào)節(jié)加藥泵的運行時間來完成加藥工作。當向除氧器內(nèi)添加補充水時才允許加藥。如果除氧器發(fā)出高水位警報則停止加藥泵。如果加藥罐內(nèi)低水位警告，則加藥泵停止。加藥泵自動或手動運行時的條件：（1）除氧器內(nèi)高水位警告失效；（2）加藥罐內(nèi)低水位警告失效；（3）電流接觸器故障警告失效。12.2（結(jié)晶98%Na3P04+12H20）磷酸三鈉鍋爐冷啟動時，通過使用加藥泵直接手動向兩個鍋爐里加磷酸三鈉，以迅速增加爐水電導率和pH值，并降低鍋爐啟動時間。正常運行期間，加藥罐直接向兩個鍋爐加藥。加藥量通過測量鍋爐循環(huán)管管路里的爐水電導率而定。如果要運行加藥泵，需要