锅炉回水、补水系统自动控制的设计与应用

张茜 娄萍

铁煤集团机电运维服务分公司 辽宁铁岭 112700

1 概述

本系统主要是研究锅炉回水、补水过程中对温度、水位的过程控制，其温度、水位的控制都能够通过液位计、电磁阀、PID温度控制仪来完成，使锅炉的回水、补水系统完全实现自动化。此系统运行安全可靠，供水稳定，自动化程度高。

大明矿水暖队冷水间现有三台7.5Kw的冷水泵负责给回水间补水，回水间有两台22Kw的热水泵负责向锅炉水箱供水。我矿每年冬季采暖期为5个月，夏季非采暖期锅炉主要给浴池供气，工作现状为每天三班制、每班两人，通过人工启停水泵来控制水位和水温[1]。人工操作控制存在诸多的弊端，例如如果作业人员对水位、水温响应控制不及时，则会导致水温过高或者水位超高、超低，造成很大的安全隐患，影响锅炉的安全运行。

2 锅炉用水工艺流程

水箱负责给锅炉补水，回水池在正常情况下接收的是外围管网的供暖回水，回水池负责给水箱补水。当供暖的回水量无法满足水箱用水时，冷水池负责向回水池补水。但当回水池水温超高温时，所采用的热水泵在水温达到80℃以上时会产生气蚀，此时热水泵不能正常启动工作，无法及时向水箱补水，则需要启动冷水泵，向回水池注入冷水降低水温，水温降低到6℃以下后再将水打入锅炉水箱。这样不仅解决了热水泵无法正常启动这一难题，又能防止回水经过省煤器时水温过高，变成水蒸气从而体积迅速膨胀，省煤器内的水流在管体中迅速流动，不规则运动的水与管体中的产生的水蒸气产生摩擦和碰撞，并使管内压剧烈升高，引起很大的噪音水锤，造成安全隐患。

3 方案设计

3.1 冷水泵控制原理

在冷水泵控制原理图上添加了冷水池高低水位报警。

图1 冷水泵和热水泵控制原理图

回水池增设水温超温控制，当回水温度超过温控仪设定温度60℃后，冷水泵启动。此时，1号电磁阀开启，2号电磁阀关闭，往回水池注水。当水注满后，2号液位计高位，KAF5吸合，冷水泵停止。当回水池水位到达超低位，水箱水位没有到达高位时，KA1吸合，冷水泵启动，这时，2号电磁阀开启，1号电磁阀关闭，冷水池直接给水箱供水。

温度控制仪WQ的温度传感仪设置在回水池内，当回水池内水温达到设定值时，温度控制仪触点11、12闭合，KA1线圈经过温度控制仪触点、经过延时继电器的常闭触点、经过KAF5的常闭触点（KAF5是2号液位计的中间继电器，受2号液位计控制）、经过停止按钮SB1的常闭点、通过急停开关回到电源L1，此时KA1吸合，KA1常闭触点闭合（此时KA1不受温度控制仪控制，KA1自保节点闭合，保持KA1吸合状态），经过S1/S2/S3自由选择水泵的启动，冷水注入回水池。当回水池水位达到2号液位计高位时，KAF5吸合，KAF5常闭点断开，KA1线圈跳，冷水泵停止工作[2]。

为了防止冷水泵空转，增设延时继电器和电接点压力表。延时继电器的时间调整为60秒，当电接点压力表的压力没有达到水泵正常工作的压力时，表示水泵没有正常工作，60秒后，延时继电器吸合，JS1触点打开，此时J1没有吸合，KA1断电，冷水泵停止工作。

SB1为手动启动按钮，作用是随时可以人工启动冷水泵。当回水没有正常回到回水池造成回水池水位超低位，2号液位（回水池）超低位触点闭合，水箱缺水状态下，3号液位计（水箱）闭合，冷水泵启动，往回水池注水。

3.2 热水泵控制原理

当水箱水位到达水位计低位时，KA2吸合，热水泵启动，此时，3号电磁阀开启，4号电磁阀关闭，回水池内的水直接进入水箱。当水箱水位到达高位时，KA2断电，热水泵停止。当回水池液位到达高位，水箱水位也到达高位，这时，由于暖气回水持续进入回水池造成回水池水位过高，这时4号电磁阀开启，3号电磁阀关闭，当回水池水位到达超高位时，KAF1吸合，热水泵启动，水就通过热水泵，经过4号电磁阀直接流入下水道。

4 改造后的效果分析

该系统实现以后，回水间冷水池均可实现无人值守，由当班设备巡查人员进行定期巡查。

（1）此系统结构简单可靠,设备改造成本较低，维护方便。

（2）增加了整个锅炉回水、补水系统的可靠性。人工值守时，由于各方面原因水泵启停不及时，造成水位过高时大量水资源浪费，白白的流入下水道，水位过低时，又不能及时给锅炉供水，影响锅炉的安全运行，造成很大的安全隐患。

（3）延长了设备的使用寿命。人工操作设备时手动启停频繁，对设备的消耗比较大，实现自动化控制后，设备启停运行根据水位、水温的要求自动运行，最大限度的减少了设备的启停频率，延长了设备的使用寿命，减少了维护量。

（4）减少了操作人员和开支。