動力車間鍋爐水處理系統改造

姚棟

安徽中煙工業有限責任公司阜陽卷煙廠，安徽 阜陽 236020

前言

在香煙生產過程中，鍋爐水處理系統起著承上啟下的作用。但是當設備長時間運行時，就會出現鍋爐除氧水箱水溫不穩、水質品質下降問題。除氧水箱受高溫鍋爐回水、冷凝水、軟、反滲透混水、自動排污的熱沖擊，水溫波動較大，影響了化學除氧的效果和鍋爐熱量的不平衡等問題。如何解決這些問題，是擺在我們面前一項重要的任務。

1 鍋爐水處理系統概述及存在問題

1.1 鍋爐水處理系統概述

當車間鍋爐運行時，鍋爐發出增壓泵啟動信號，增壓泵啟動向鍋爐系統供水，隨著鍋爐燃燒率增加，將產生蒸汽，這時隨著除氧水箱缺水，系統首先向除氧水箱補充冷凝水，由于冷凝水并不能滿足鍋爐用水總量，故系統向除氧水箱補充反滲透水。當除氧水箱的電導率不達標時，則向除氧水箱補充軟化水，調節除氧水箱的電導率。當補充冷凝水和反滲透水還不夠用時，則向除氧水箱補充軟化水。其中供水的流程為進水進入系統后，經過多介質過濾器、除氯過濾器處理，分別經軟水罐軟化處理和反滲透處理，進入除氧水箱。給除氧水箱供水還有另外兩部分，分別為冷凝水和鍋爐回水。所以除氧水箱供水為四路分別為軟水、反滲透水、冷凝水、鍋爐回水。其中鍋爐回水為自然回水，冷凝水為車間回水，既是高溫水，品質又好，所以優先使用冷凝水，當冷凝水不夠時，優先補反滲透水，軟水作用為調節電導率和安全補水。除氧水箱通過同一管道分別向四臺鍋爐供水。

1.2 鍋爐水處理系統存在的問題

1) 改善鍋爐除氧水箱水溫不穩、水質品質。除氧水箱受高溫鍋爐回水、冷凝水、軟、反滲透混水、自動排污的熱沖擊，水溫波動較大，影響了化學除氧的效果。

2) 回收冷凝水熱量、排煙余熱回收熱量、鍋爐回收熱量的平衡與利用。

3) 改善鍋爐主供氣閥門的操作,減小操作工勞動強度。

4) 鍋爐水處理系統控制比較分散和獨立，不容易管理和調試，其中一部分與消防水系統控制在一起，比較混亂，電氣控制需要集中在一起比較好。

5)增壓泵由電機直接驅動，模式單一，不容易控制和調節，改善鍋爐供水狀態。

6)軟水罐控制器損壞，無法滿足軟化水要求。

7)1#鍋爐節能器取盤管溫度作為燃燒率的變化量作為參考值，不準確，不能反映鍋爐燃燒率的實際變化。

8)排污方式采用自動排污，上位機不可控，除氧水箱排污直接排到外面，損失很大的熱量，造成很大浪費和損失。同時排污沒有計量和時間標準，這樣也影響藥液的濃度是否達到標準。

9)室外冷凝水回水水溫過高造成開鍋現象和在二樓釋放出大量的霧氣。

2 鍋爐水處理系統的改造方案和方法

2.1 改善除氧水箱的水溫、水質、水位

在水處理系統中，增設熱水箱，使之成為除氧水箱唯一正常工作水源（除安全軟水給水外），以方便水位控制；熱水箱接受冷凝水、軟、反滲透水、余熱回收循環水，通過熱水箱水溫，水位波動變化。以期實現除氧水箱水位控制和水溫控制的穩定。

圖1 鍋爐系統運行原理概略圖

2.2 主氣閥

在通向汽包的主管路上增加電動調節閥且在鍋爐內部安裝壓力傳感器，在這兩者共同作用下，當壓力滿足一定條件時，主氣閥打開或關閉。注：PLC實際控制中要求大于6bar時打開主氣閥，小于6bar時關閉主氣閥。且當主火關閉時，延時20分鐘關閉主氣閥。

2.3 鍋爐回水部分

經過改造后在四臺鍋爐每一個回水管路加裝電動三通調節閥，這個電動三通調節閥具有三個狀態分別為A:關閉狀態(4mA，開度為0%)；B:180度直通狀態（12mA，開度為50%）；C:180度-270度通路（20mA，開度為100%），在這四個三通閥后匯成一條回水管路，連接到增加的熱交換器上，與來自除氧水箱的通過增壓泵向鍋爐供的水，進行熱交換，之后通過熱交換器后的電動調節閥回到除氧水箱。工作狀態為：A狀態：無鍋爐回水。B狀態：鍋爐回水直接回到除氧水箱。C狀態：鍋爐回水通過換熱器回到除氧水箱。

2.4 增壓泵部分

增加變頻器驅動增壓泵電機，一臺變頻器分別驅動兩臺水泵。為一主一備。同時在控制柜門裝設手動啟停按鈕、自動/手動切換、主備切換按鈕。以防當PLC出現故障時。造成增壓泵停機，鍋爐無法運轉，影響生產。同時在增壓泵后部安裝壓力傳感器用來參與供水回路的壓力PID控制，達到保壓的目的。

2.5 軟水罐部分

軟化水的投入運行的過程和再生的控制程序，由于原先控制軟水罐的單片機控制器損壞，故需要在PLC中實現軟化水的控制功能，將1、2號軟水罐機頭接線全部接入PLC模塊中，原軟水流量計接線也引入PLC當中，通過編程完全實現了原控制器的要求和功能。其參數設置和顯示通過HMI來實現。

2.6 低燃燒率時禁止控制部分

將鍋爐控制箱內的變頻器輸出引入PLC模塊中，同時調整變頻器輸出模擬量為0至10V的電壓輸出量，這樣當鍋爐點火以后燃燒率變化時，變頻器的輸出頻率也同時相應變化，PLC也就能夠跟蹤燃燒率的變化。適時的輸出控制命令電動調節閥關閉管路，把節能器投入運行當中。

2.7 排污熱量回收部分、手動排污降堿和排污影響藥液濃度問題

二樓增加一循環水箱和排污管道增加換熱器。變更自動排污兩個電動調節閥其中之一為電動開關閥。電動開關閥為手動上位機控制，排污口增加排污流量計，通過計量流量，控制加藥的時間，調節藥液的濃度。循環水箱的循環管路增設兩臺循環泵，可給鍋爐隔膜泵降溫，同時回收排污帶走的熱量。

3 結束語

此次鍋爐水處理系統的改造，穩定了鍋爐供水的水溫、水位和水質，提高了鍋爐產氣的合格率與效率；對鍋爐回水、排污、排煙的熱能回收，提高了熱利用率，實現了鍋爐的燃燒節能，在鍋爐的水處理系統中是一次節能減排的成功案例。