河南中烟黄金叶生产制造中心
摘要：结合本企业锅炉补水的现状，分析其运行特点，给水电动阀进水的弊端现象。利用变频器内置的PID调节功能对锅炉补水系统进行更新和优化，达到恒压供水的目的和作用，并且节省电能，有效地提高了补水的精度。并且对给水泵的叶轮以及阀门、输送管道的寿命延长提出了科学依据和阐述。
关键词：变频器；PID调节；节能[1]；锅炉补水
前言
本单位在前期技改时安装的是4台德国标准HD01-20000燃油燃气双炉胆蒸汽锅炉，每台蒸发量为20吨/小时，额定压力为1.6Mpa。锅炉给水系统采用的是BS4591电动执行器，安装在给水泵与锅炉连接管道中间部分。
根据水位的反馈信号，调节电动执行器的开启刻度和杠杆拉伸距离来控制锅炉补水的压力和流量电动调节阀的内部有配套的位置闭环控制器，使它的开度跟随PID[2]控制器的输出信号，直接用他的开关量输出信号来控制电动调节阀。由于电动调节阀是积分型执行机构，它的两个开关量输入脉冲信号用来控制电动阀体的电机正转或者是反转，使调节阀的开度（及阀门阀芯的位置）增大或减少。但在实际应用中发现，电动执行器控制阀接收到锅炉本体水位返回信号之后，存在一种滞后现象，阀体动作反映迟钝缓慢，并且还容易造成内部卡死等故障。由于电动阀内部传动部分大都是尼龙塑料制成，长期动作后传动机构很容易磨损变形，造成蜗杆和涡轮咬合不严打滑。另外一个原因是由于电磁阀体大都安装在给水泵管道和锅炉进水连接处，与锅炉本体位置比较靠近，受到热传导和热传递的影响，同样也会造成电动阀体内部机械元件提前老化以及控制电路损坏等原因。电动执行阀动作不灵敏，造成锅炉炉膛供水不精确，严重困扰着锅炉的运行安全等不良因素。
由于是电动阀控制锅炉补水，供水泵始终处于50HZ运行，当需要少量补水时，电动阀处于半关闭状态，进水母管的压力增大。较高的水压将会对供水管道造成相应的冲击，以及叶轮和阀门都将在高压的情况下造成相应的损坏和破坏，水泵电机始终都在高转速运行，很大一部分电能得到浪费。主要缺点是（1）机械磨损大，内部电器元件故障率高。（2）供货期长，耽误正常的生产需求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（3）水位调节滞后，反应缓慢，水位显示不精确。（4）投资大，维修率高等不足之处。
通过原有的锅炉DCS控制系统中的手动操作，首先把进水电动阀体完全打开，再通过控制信号转换装置，切断该控制信号。同时将锅炉炉体的液位信号、锅炉蒸汽流量、锅炉给水流量、锅炉本体压力等信号输入到PLC。让PLC将锅炉的液位、锅炉压力等信号进行PID调节运算处理后，再由控制信号转换装置将PLC运算后输出的4—20mA模拟信号传送到变频器，从而控制变频器的输出频率和转速。在控制系统中，关键问题是调节计算机内部PID各个参数并经过运算（P比例调节、I积分系数、D微分系数）。PID控制器主要有四个参数TS、KC、T1、TD需要进行整定参数如果整定不好，系统的动静态性能达不到要求，甚至会使系统不能稳定运行。PID的参数与系统动态、静态性能之间的关系是参数整定的基础。
通过改造后任意一台锅炉控制水位均具备两种控制模式，第一种是维持以前的锅炉自控模式另外增加一种由供水泵变频调节锅炉水位的控制方式，此控制方式中操作员需在锅炉控制柜的面板上将水位调节选为手动模式并将电动阀体开到100%。选用新的控制模式后在日常运行过程中锅炉的启停及供气压力的设定仍在锅炉控制柜面板上它操作，水泵的启停信号及锅炉水位目标值的设定在控制室监控电脑上完成。1、同时可在监控系统中通过管理员的权限账户进入工程参数来进行锅炉水位控制模式的切换过程。2、在切换控制模式后需要及时调整水位参数，调节相关的水位调节比例带和水位积分调节时间等两个参数的设定。3、在切换控制模式后需要调整相应的目标值参数，当锅炉水位控制为锅炉本身自控时，变频器调节的目标参数为供水压力，当锅炉水位控制为变频调节模式时变频器调节的目标参数为锅炉水位，在监控系统中通过管理员权限的账户进入操作参数调整来进行锅炉水位控制模式的切换过程。4、应急处理：（1）当末端负荷出现剧烈震荡时出现系统不合理将会自动切换水泵为手动控制模式防治水泵来回切换。（2）当末端负荷或锅炉本体燃烧负荷出现剧烈震荡导致锅炉水位出现超上下限而变频控制出现未优化响应可以直接通过手动调节水泵频率来实现也未在短时间内达到一定的水位要求，防止因为水位的影响造成相应的停机故障。
结束语
锅炉补水控制由原来的电动阀体控制水位改变为由变频器控制给水泵的转速来控制锅炉炉体内部水位和压力，总体来讲有一下4种优点（1）给水泵电机控制是由变频器频率控制和改变，可以大量的节约电能浪费。（2）锅炉炉体内部的水位更加精准，上下幅度小，锅炉运行更加稳定安全可靠。（3）由于是受PLC内部的软件控制，对硬件设施的维修率降低，节省相应的维修费用成本。（4）不增加外部的硬件设施，只需要在PLC内部更改相关程序，控制给水泵的转速。（5）投入低，效益高。
参考文献
[1]周游昌.能源与节能技术[M].北京：中国统计出版社
[2]柳春生.电气控制与PLC技术.北京：机械工业出版社
论文作者:肖国伟
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/14
标签：锅炉论文; 水位论文; 阀体论文; 变频器论文; 信号论文; 参数论文; 模式论文; 《防护工程》2019年10期论文;