锅炉排污系统自动控制的应用

温来泉++杨蕤++魏云辉

摘 要 锅炉排灰对锅炉的正常运转起到了重要的作用，目前多数燃油锅炉的吹灰均由人工手动操作，时间和排量只能根据经验控制，难以达到量化排放，将排灰方式改为自动控制可以实现定时、定量的自动排灰，可有效的减少锅炉受热面的积灰和结焦，控制供水中的溶解固形物和悬浮物，防止因盘管结垢严重导致锅炉故障，提高锅炉的热效率。‘

【关键词】锅炉吹灰 自动控制 防止故障 提高热效率

锅炉是一种利用燃料等能源的热能或工业生产中的余热，将介质加热到一定温度和压力的换热设备。但由于水质和燃料的缺陷，长期使用后，锅炉的炉胆容易结垢，炉腔表面容易结灰，排管内壁容易机构和堵塞。导致锅炉热效率降低，因此，操作人员要定时、定量的对锅炉进行排灰、排污工作，以保证锅炉正常运转。

1 锅炉热效率低原因分析

锅炉吹灰就是为了防止炉胆受热面积灰采用的有效措施，锅炉吹灰方式主要有蒸汽吹灰、水吹灰、压缩空气吹灰。蒸汽吹灰一般采用低温过热器出口的过热蒸汽，清洁炉膛、烟道的受热面积灰；水吹灰器一般采用锅炉连续排灰水或生水，清洁水冷壁表面及冷灰斗斜面的积灰；压缩空气吹灰器则采用空压机系统的压缩空气，清洁炉膛、烟道的受热面积灰。

锅炉定时排污是为了减少锅炉盘管内壁杂质的沉积，增加盘管的流通面积，减少沿程压力损失，减小供水压力的增大。为减小盘管内壁的结垢和堵塞，一般采用水质软化、化学除氧和定时排污等相关方法进行处理，降低盘管内壁结垢和杂质的产生。当所产生的杂质达到一定程度时就需要对排管内部进行手动排污。

一般地，吹灰的频度由燃料决定，或根据空气预热器出口烟温来掌握。排烟温度升高表明对流受热面有较多飞灰沉积，需要吹灰。排污的频度可根据锅炉上水压力进行观察和判断，上水压力高则表明锅炉盘管内部杂质沉积较多。锅炉吹灰和定时排污是锅炉正常运行一个重要手段，直接影响锅炉安全与经济运行。合理的吹灰和排污可有效减少锅炉受热面的积灰和结焦以及盘管的堵塞，降低排气温度，防止锅炉结垢、节约能源有着重要的作用。

渤海5号目前使用九江莱顿锅炉有限公司生产的LT3锅炉，该锅炉于2007-3-23安装使用，锅炉采用蒸汽吹灰，自安装以后，运行基本正常。但由于长期运行，锅炉效率明显下降，盘管容易高温，锅炉进水压力也较高。现场分析认为盘管有结垢现象，要求轮机员增加排灰次数，运行一段时间后，发现效果有所好转。

2 锅炉热效率低解决方案

渤海5号设备部门综合考虑锅炉运行情况，本着提高锅炉整体性能的目的，从设备的可靠性，经济性，及现场布置条件，参考锅炉使用说明书，汲取当前先进技术，讨论提出锅炉排灰系统改造方案。

2.1 解决方案制定

将人工手动排灰改为自动排灰，自动排灰可以定时、定量的自动排灰，并且制定2套改造方案：

方案一：通过软件实现。由于现用CPU224型号的可编程控制器输出端口已全部使用，需要升级为S7-300站，增加输入输出模块。锅炉运转后，PLC内部计时器开始计时，达到预定时间后，输出模块给继电器一个触发信号，继电器吸合，电磁阀得电，按照预设工作时间，锅炉自动排灰30秒，排灰结束后，PLC进入下一个循环周期，继续计时，循环排灰，达到预定自动排灰目的。

方案二：通过硬件实现，主要采用数显循环定时器，实现定时循环功能。当锅炉启动后，投入数显循环定时器，定时器开始计时，达到预定时间后，循环定时器输出继电器动作，这时与常开触电连接的蒸汽电磁阀得电，锅炉开始自动排灰，当排灰30秒后，循环定时器进入“OFF”计时段，循环定时器输出继电器复位，电磁阀失电，完成一次自动排灰。当循环定时器进入下一次“ON”计时段时，锅炉继续排灰，锅炉实现自动排灰功能。

综合考虑两种方案，平台决定采用第二种方案，通过硬件实现。这样锅炉控制系统改动较小，也不需要升级S7-224站为S7-300站，节约费用，一个数显循环定时器市值仅为500元左右。

2.2 改造所需材料

技改所需材料为：

ECY-R4-S数显循环定时器1个（南京英雷科电子技术有限公司）；

1-1/2〞蒸汽电磁阀1个；

1-1/2〞蒸汽截止阀1个；

XB2BD21C转换开关1个；

LA126B按钮开关1个；

1-1/2〞钢管1.5m，1-1/2〞三通2个，1-1/2〞弯头2个；

ECY-R4-S数显循环定时器（图1）接线端子说明：

1、4接线端子接LA126B按钮开关常开触点，定时器复位；

2、3接线端子接XB2BD21C转换开关，实现自动排灰系统启停功能；

5、6接线端子接1-1/2〞蒸汽电磁阀；

8、9接线端子接220V交流电源；

2.3 锅炉自动排灰管线连接

锅炉自动排灰蒸汽管线连接图。

采用图2所示管路连接后，截止阀1为总阀，截止阀2为手动排灰阀，电磁阀3为自动排灰阀。当需要手动排灰时，操作者可以打开阀1、2，进行手动排灰，当需要自动排灰时，打开阀1，启动自动排灰系统，即可进行自动排灰。当自动排灰电磁阀需要保养修理时，可以关闭阀1，完成对电磁阀3的检修。

3 结束语

渤海5号锅炉运行时一般燃烧率较高，在此状态下排灰，可以保证锅炉正常运行。排灰系統改造后，操作者只要在每次启动锅炉后，转动自动排灰系统启动开关，锅炉自动排灰系统就投入使用，当操作者需要调整排灰时间和周期时，可以通过设置循环定时器“ON”时间段，设置排灰时间，设置“OFF”时间段，设置排灰周期，当按下复位按钮时，定时器清零，系统重新开始计时。

锅炉排灰系统改造方法简单，运行安全，投资小，改造后可提高排灰效果，进而减少燃料消耗，降低设备故障率，提高锅炉热效率，效果明显，可以进一步提升设备性能。

作者单位

中海油田服务股份有限公司钻井事业部 天津市 300451