CB锅炉启动控制方式改进

于延茹 席验兵

摘 要：美国原装进口CB蒸汽锅炉运行已十余年，单台额定产汽量为10吨/小时，由于早期的技术水平限制和长期运行，其控制方式已经严重滞后，控制电气元件进入老化期。在锅炉运行过程中经常出现：缺水误报警，无火焰检测，燃气压力报警等一系列控制问题。CB锅炉的控制系统是原装进口，其控制元件采用美国标准，其电气结构特殊，在国内同类产品很少，无法满足设备的备件及互换性，给锅炉的安全运行造成极大安全隐患。针对该问题，结合设备运行实际情况，成立维修电气攻关小组，经过长期观察及论证，查阅大量锅炉技术图纸，深入了解原来锅炉的控制原理和工艺，对锅炉控制进行升级改造，消除设备运行隐患，保持设备稳定运行。

关键词：CB锅炉  PLC  模拟量  Winccflexible画面编程 触摸屏

一 、工作原理及存在问题

1、CB锅炉的控制系统是原装进口，其控制元件采用美国标准，其电器结构特殊。在国内同类产品很少，无法满足设备的备件及互换性。同时CB在中国的市场业务日益下滑，其独家垄断的配件及技术支持很难得到保证，采购和咨询支持渠道相当曲折，造成采购周期长，正常能够供应的原装备件，周期也要长达6个月以上无法保证应急配件更换需要，且采购备件费用较大，曾咨询，仅锅炉燃烧系统核心控制器备件费用高达四十多万元，目前，该控制器已停产，这些因素严重影响到日后设备的稳定运行和维护成本。

2、原CB锅炉核心部件—燃烧控制器，属于2004年代设计的产品，目前其技术严重落伍，并且处于老化期。在锅炉运行过程中多次出现水位检测故障，直接导致锅炉停机，无法保障蒸汽压力稳定输出，严重影响蒸汽的正常保供，且存在严重的安全隐患。

3、锅炉误报警，增大维修故障排查难度。初期维修人员曾多次排查检查锅炉液位系统，火焰探测系统，费时费力，还增加无效备件费用。CB锅炉燃烧器有专利技术保护，端口不开放，无法修改内部参数，更换维修极其困难。

4、由于早期的技术限制，其控制系统没有设计人机界（HMI）面显示，无法在现场观察锅炉运行情况及故障记录查询等。

5、锅炉引风机为15KW电机，控制系统仍然采用老式的接触器控制。在锅炉启动运行时，电流过大，经常造成接触器烧坏，更换频繁。接触器启动方式，也影响电机的运行寿命，增大维护成本。最为关键的是一旦风机出现故障，将导致锅炉燃烧系统风气比发生变化，会造成锅炉燃烧不充分，出现爆燃，造成安全事故。

二 、改进方案及措施

（一）成立维修电工攻关小组，明确成员分工，项目前期查阅了大量锅炉图纸工作，深入了解原来锅炉的控制原理和工艺。根据原工艺流程为：吹扫五分钟，点火燃气阀打开，小火，检测到火焰信号，主燃气阀打开，大火。以原有的工艺流程为基础，对锅炉控制进行升级改造。

关键技术难点：

1、熟练掌握锅炉原有的运行工艺、电气图纸及PLC编程。

2、Winccflexible画面编程及触摸屏与西门子S7-200的联机控制。

3、锅炉控制系统为英文说明书，增加了掌握难度。需要对全英文的图纸翻译，并对照控制器接线，查清每个回路控制功能及关联关系，才能重新编写并开发新的控制器锅炉控制程序。

4、与原有的信号线，控制线匹配确认工作量比较大。

（二）攻关小组借鉴学习了先进锅炉的控制系统，决定采用基于PLC控制的锅炉系统，以触摸屏为本地控制，西门子PLC替换CB锅炉燃烧控制器，同时作为远程I/O站，与主站PLC通讯，再将数据传送至服务器，通过修改部分IFIX画面，达到上位机远程监控。

三、改进效果

项目改进完成后，经过跟踪运行，基于PLC控制的锅炉系统，与主站系统形成了完美组合，完全达到了预期要求。

1、改变了原有引风机的启动方式，采用软启动器启动，启动电流明显降低，实现了平稳启动，对电网冲击影响减小，提高供电可靠性。 采用软停车方式减少对机械的冲击，延长电机及其相关设备的使用寿命， 关键是风机运行更加稳定，确保锅炉风与气的比例稳定，锅炉安全运行，燃烧更加稳定，达到了节能降耗的目的。

2、改变了呆板老旧的控制面板，新的人机界面中增加了多种自动化元素。例如主画面显示锅炉的运行状态，在触摸屏上设置系统参数，给水泵的手/自动操作，故障记录查询等。

控制器检测的报警有如下几种：

增加了现场人机界面，直观形象的观察锅炉运行情况，出现故障时维修人员能迅速排除，避免了误报警，增大了锅炉安全运行的可靠性。

3、降低管理人员和操作人员为保障生产在锅炉房生产保障方面投入的大量精力，在保障生产前提下，

4、降本增效，减少稀有配件采购及高额备件开支费用，以CB锅炉燃烧器为例，两台锅炉备件就节约近80万元左右，采用市场占有率高的设备，方便锅炉备件购买，便于以后维修管理。

5、项目独自创新完成，节约费用投资。如果进行委外改造，增大成本将近二十万元。

本项目从节约备件及人力费用上节约资金将近一百万元，具有很高的经济效益。

四  推广应用

这次CB锅炉启动控制方式改进，为锅炉智能控制提供了新的思路。在保障正常生產的条件下，降低备件采购难度，采用市场率占有高的产品，降低了生产成本。

该项目主要运用的技术，是西门子S7-200与触摸屏的联机控制。该组合控制功能全面，应用灵活，在控制系统特别是小型控制系统中应用广泛。同时在现场显示，功能操作等人机界面功能实现上，触摸屏具有整合度高，成本低，安全可靠，响应迅速，可适用于各类恶劣环境等优点，在小型系统中完全可以满足对HMI的功能需求。

该联机控制技术可以推广到普通开关量控制的锅炉系统，单片机控制的锅炉系统，或者其他任何小型复杂的控制领域。