电厂锅炉给水加氨系统自动的必要性及措施

2014-12-13张敬花

中国科技纵横 2014年4期

关键词：液氨电导率变频器

张敬花

(邯钢集团邯宝能源中心,河北邯郸 056000)

电厂锅炉给水加氨系统自动的必要性及措施

张敬花

(邯钢集团邯宝能源中心,河北邯郸 056000)

介绍加氨系统自动的必要性及方法。

电厂锅炉给水加氨 PH值自动控制

在电厂锅炉给水系统中，严格准确地控制给水pH值，可以有效防止给水管路的腐蚀和金属表面保护膜的破坏。因此提高给水品质，使机组在最佳水汽品质下运行，采用更先进、可靠的加氨自动控制装置是十分必要的。

1 目前加氨系统的基本配置：(如图1)

2 氨液配制

(1)开溶氨罐液位计上下阀，关闭底部排液阀；(2)开溶氨罐进二级脱盐水阀，向溶氨罐内加水至2/3；(3)开溶氨罐进液氨阀，缓慢开启液氨瓶角阀，向罐内依次加入适量的液氨，尔后关闭液氨瓶角阀、进溶氨罐阀，配置氨液浓度为1%。

3 加氨运行

(1)开启溶氨罐底部出口阀，运行除氧器出口管线注氨阀。(2)开除氧器出口在线pH仪取样阀。(3)启动加氨泵，调节加氨泵转速、控制出口pH值8.8一9.2。

4 系统运行中存在的问题

采样由人工到现场进行采集、按照化验后所得数据做出反馈，由于采样化验分析时间的滞后，加之外界流量的变化导致反馈的滞后。因此不能连续、准确、及时调整给水水质指标。由于给水系统中氨存在时，它可以和Cu2+、Zn2+形成铜氨络离子和锌氨络离子，会使原来不溶于水的Cu(OH)2、Zn(OH)2保护膜转变成易溶于水的络离子，破坏了它们的保护作用，使铜和锌遭受腐蚀。控制室只能对控制系统的参数进行监视而不参与控制，必须到现场进行操作，操作人员劳动强度大且安全性低。因而，实现锅炉给水加氨运行监督的自动化，是十分必要的。

图1

图2

5 自动加氨系统

5.1 基本原理

溶液导电是依靠离子在电场作用下定向迁移实现。将被测溶液看作一个导体，电极两端加一定的交流电压，产生的电流信号经放大处理，得到测量溶液的电导率。电导率是通过测量溶液阻抗，再转换为电流信号而得到的，基本不受纯水静电荷的影响，测量准确率大大提高。

25 ℃给水氢电导率 ≦0。3μs/cm，水中杂质对电导率的影响非常小。给水加氨后，氨气溶于水成为弱碱性溶液，增强了溶液的导电能力，使给水电导率示值增大十倍甚至几十倍。因此给水电导率大小主要取决于水中氨的浓度。在25℃以下水中氨浓度与pH值和电导率之间存在确定的关系。根据给水电导率与pH值的关系，可以通过测量电导率计算出pH值。如表1所示：

5.2 系统组成

由于氨浓度与电导率基本成线性关系。因此通过调节水的电导率来控制加氨量。加氨自动调节系统采用电导率表对给水进行采样，通过智能调节仪控制变频器的输出频率，从而自动调节加氨泵的转速，以调节加药量，使给水电导率值(pH值)控制在一定范围内。通过智能调节仪的串行通讯接与上位机构成完整的集散系统。使给水(补给水)系统的含药量一直稳定地保持在最佳值，从而提高了锅炉系统安全经济运行水平，延长了热力设备的使用寿命。

组成部分主要包括：

(1)ACS600系列变频器；ACS600系列变频器是采用直接转矩控制技术结合诸多先进的生产制造工艺推出的高性能变频器。它具有很宽的功率范围，优良的速度控制和转矩控制特性。完整的保护功能以及灵活的编程能力。因而，它能够满足绝大多数的工业现场应用。(2)检测仪表；DDS-11C型数字电导率仪为现场使用的数字显示电导率仪。测量液体的电导率和电阻率，采用液晶数字显示。它具有测量范围大，误差小，稳定性好，温度补偿范围广等特性：(3)DPI智能调节仪；在自动调节系统中，氨含量(测量水的电导率信号)转换成4～20mA(或0～20mA)的标准信号，用此信号与系统要求的氨含量进行比较，根据两者的差值，通过PID运算后由调节仪输出4～20mA(或0～20mA)的控制信号到变频器，控制加氨泵的转速，从而维持氨含量为给定值，控制给水的pH值，从而达到预期的控制目的。控制系统的方框图如图2所示。(4)调节器参数整定；根据氨含量与pH值和电导率的关系，调节作用应选择反作用，即电导率低于给定值，要增加调节器的输出，使变频器的输出频率升高。反之，作用过程相反。(5)PID参数的整定；在系统调试过程中，观察特性记录曲线来调整参数。在系统投运时，开始用比例作用，使积分时间Ti=∞，微分时间Td=0。可选取比例带δ=50%，如果特性曲线振荡过强，则比例带过小，应加大些；如果调节过程过于缓慢，余差过大，则表示比例带过大。这样逐步调整，直到衰减率合乎要求为止。再加入积分作用，这时候比例带增大，如发现余差消除很慢，调节过程过于缓慢，则应加强积分作用，把积分时间缩短；如果被调量振荡很厉害，则应减弱积分作用，即把积分时间加大。若品质指标还达不到预定的要求，则可加入微分作用，这时可将比例带恢复到原来数值，然后逐渐增加微分作用，直到得到较好的调节过程。