淺（qiǎn）析耐腐蝕鹽水流量計在鍋爐自動化控製中的應用

摘要：ＤＣＳ係統能夠提高設（shè）備的（de）控製質量，確保設備運行的穩定性與安全性。結（jié）合 ＤＣＳ係統特點，討（tǎo）論其在有色鉛鋅冶煉餘（yú）熱（rè）鍋爐自動化控製中所（suǒ）起到的具體作用，為餘（yú）熱鍋爐的自動化控製提供一些參考和借鑒。
１ 有（yǒu）色鉛鋅冶煉餘熱鍋爐簡述
１． １有色鉛鋅冶煉工藝流程
在（zài）有色金屬冶煉過程中，將原料、燃料和輔助材料根據熱（rè）平衡原理按一定比例進行配料，配料後的物料（liào）與（yǔ）空氣或高含氧（yǎng）的混合空氣在熔煉（liàn）爐中進行氧化（huà）或還原反應，熔煉出（chū）有色金屬（shǔ）產品。同時，在熔煉過程中會產生（shēng）大量的（de）高溫煙氣（ １２００ ℃ 左右），高溫煙氣經過餘熱鍋爐時，與餘熱鍋爐水側的軟化水進行熱量交換，煙溫迅速降至 ２５０℃ 以下，再經收塵、製酸或脫硫裝置進一步（bù）收塵、降（jiàng）溫（wēn）、淨化，*終（zhōng）達標排放。餘熱鍋爐水側的（de）軟化水經熱量交換後產生（shēng）中壓飽和蒸（zhēng）汽（４ ＭＰａ 左右），送至餘熱（rè）發電機組發電。具體的工藝流程如圖 １ 所示。

１．２餘熱鍋爐
在有色鉛鋅冶煉中，大多數選擇是爐窯水管式餘熱鍋爐（lú）。從鍋爐控製對象來分，它主要由除鹽水箱、除氧給水泵、除氧器、汽包給水泵（bèng）、餘熱鍋（guō）爐本體、汽包、分汽缸、刮板除灰機、清灰係統等組成；根據自動化儀表來分，其主要由測量儀表（水位、壓力、流量、溫度等），執行機（jī）構（電動、氣動調節閥（fá）、變頻器），設備電器控製以及 ＤＣＳ 係統等組成。
２ＤＣＳ 係統在有色鉛鋅（xīn）冶（yě）煉餘（yú）熱鍋（guō）爐控製的應（yīng）用要點
２．１ＤＣＳ係統保證入爐煙氣（qì）穩定供熱
保障餘熱鍋爐係統的（de）穩定運行，不僅要對餘熱鍋爐水側的軟化水進行控（kòng）製，同時也需要將熔煉中產生（shēng）煙氣的熱能控製在一定（dìng）的範圍內，這樣才能保障餘熱鍋爐及餘熱（rè）發電的穩定運行（háng）。因此，這就（jiù）要求（qiú）不僅對進入熔煉爐的物料按熱平衡原理計算（suàn）出的比例進行自動配料，對進入熔煉爐氣體的流量、含氧量以及壓力也需要進行控製，而且還需（xū）要對物料與氣體之間的比例進行控製，這樣才能使物料在熔煉爐內充分進行氧化或還原反應。考慮以上（shàng）需求，可以利用功能強大的 ＤＣＳ 係統實現： ① 對原料、燃料和輔助材料（liào）按比例進行精確穩定動態配（pèi）料，保證入爐物（wù）料有可靠的熱平衡（héng）穩（wěn）定性。 ② 對（duì）入（rù）爐混合空氣的流（liú）量以及（jí）含氧量（liàng）進行動（dòng）態控製。 ③ 根據空料比或氧料比（bǐ），對入爐加料量與混合空氣的流（liú）量、含氧量之（zhī）間實現（xiàn）綜合聯動的比值調節。 ④ 為保障（zhàng）出口煙氣的熱能穩定控製，根據入爐煙氣（qì）溫度，可以（yǐ）通過 ＤＣＳ係統做到生產工藝的聯動。總（zǒng）之，通過 ＤＣＳ 係統，能綜觀全（quán）局，實現各種複雜的控製，其不僅穩定生產、保證產量，也保障了出口煙氣的熱能穩定控製，確保鍋爐內蒸汽的壓力始終保持（chí）在穩定狀態，符合定值標準，以*少的熱（rè）量能（néng）耗實現標準的燃燒（shāo）效果，控製冶煉工藝熔煉爐的生產穩定 。
２．２ＤＣＳ係統對餘熱鍋（guō）爐運行關鍵參數的控製調節
（１）ＤＣＳ係統（tǒng）對餘熱鍋爐（lú）水側的自動化控製可分為汽包水位（wèi）三衝量串級自動調節控製，汽包、分（fèn）汽缸蒸汽壓力ＰＩＤ調節自動控製，給水泵的變頻（pín）控製，除氧器水位ＰＩＤ調節自動控製（zhì），除氧器軟化水蒸氣加熱自動控製，除鹽水箱水（shuǐ）位（wèi）自動控製，清灰振動時序控製以及綜合聯動等。
（２）在餘熱鍋爐控製中，汽（qì）包水位（wèi）控製是重中之重。因鍋爐是發電、冶煉（liàn）、化工等工業部門重要的能（néng）源、熱源動（dòng）力設（shè）備，盡管鍋爐種類（lèi）很（hěn）多，但蒸汽（qì）發生係統（tǒng）和蒸汽處理係統基（jī）本是相同的（de）。餘熱鍋爐設備（bèi）是一個比較複雜的調節對象，為（wéi）保證餘熱鍋爐設備的安全穩定並提供合格的蒸汽，餘（yú）熱鍋爐汽包的水位控製至關重要。汽（qì）包水位過高會影響汽水分離，使（shǐ）蒸汽帶液，損壞汽輪機葉片；水位過低會損壞鍋爐，甚至引起爆炸（zhà）。鍋爐汽包水（shuǐ）位調節（jiē）就是使給水量與鍋爐的蒸汽量相平衡，並維持汽包水位在工藝規定的範圍內（nèi）。目（mù）前汽包水位控製方式有單衝量、雙衝量和三衝量 ３ 種，其中三衝（chōng）量汽包水位控製（zhì）是目前汽包水（shuǐ）位*佳的控製方式之一。利用 ＤＣＳ 係統特點，通過編程方式實現：汽包的水位是主衝量（主信號），蒸汽（qì）流量、給水量是輔（fǔ）助前（qián）饋衝量，根據蒸汽流量（liàng）、給水量的變化及時校（xiào）正調節（jiē）閥閥位開度。其中，汽包水位是主回路調節控製，給水量的調節回路是副回路串級（jí）控製，其汽包水（shuǐ）位的設定值（zhí）由主回路來確定，副（fù）回路的（de）給定值（即給水流量）由主回路調節器輸出來控製決定；蒸汽流量變化及時提前補償副回路（lù）給定值，從而實現前饋—串（chuàn）級（jí）複雜的係統功能調節。通過 ＤＣＳ 係統的（de）操作站（人機界麵），利用 ＤＣＳ 係統的 ＰＶ 、 ＳＰ 、 ＯＰ 運行趨勢圖 ，對主、副回路（lù）ＰＩＤ 參數進行直觀整定；根據汽包水位不同限值、熔煉爐不同（tóng）工況階段，通過 ＤＣＳ 係統可以（yǐ）做到對汽包水位進行分程設定不（bú）同的值，實現對汽包水位的穩定控製。
（３）餘熱鍋爐采用 ＤＣＳ係（xì）統，不（bú）僅延長鍋爐係統的使用年（nián）限，而且對餘熱（rè）鍋爐安全運行提供了（le）保障，如：一旦（dàn）出現汽包水位過低等嚴重情況， ＤＣＳ係統就會立刻（kè）聯動執行停（tíng）風、停料、進一步停爐（lú）等緊急避險操作。
２．３ＤＣＳ係（xì）統對餘熱鍋爐（lú）水（shuǐ）力循環的（de）控製
爐窯水管（guǎn）式（shì）餘熱鍋爐水側水力循環分（fèn）強製（zhì）循環和自然循環兩種。對於強製循環餘熱（rè）鍋爐來說，不僅需要對循環動力、循環軟化水流量、各循環點水溫進行監控，還（hái）需要對水力循環中的水質進（jìn）行監測。因此，要綜合提高餘熱鍋爐的應用質量。如：鍋爐內的水酸堿值應該保持（chí）在 １０～１２ ；硬度不易（yì）過高，我國《工 業 鍋 爐 水 質 》（ ＧＢ１５７６ - ２００８ ）文件中提出了（le）嚴格標準；需要使用儀（yí）器儀表對爐水情況進行（háng）定（dìng）期分析，取樣化驗，並做好排（pái）汙工作，以免（miǎn）灰塵雜物沉積過多，在鍋爐底部形成結（jié）垢，伴隨水循環（huán）發生管堵現象。雖然我國很（hěn）多企業在使用鍋（guō）爐餘熱資源時已（yǐ）經較為成熟，但是（shì）ＤＣＳ係統在鍋爐水質自動測（cè）控方麵上仍存在一（yī）定困（kùn）難，需要盡（jìn）快（kuài）完善監督管理體係，從而推進我國鍋爐係統應用的不（bú）斷發展（zhǎn）。
２．４ＤＣＳ係統進行數（shù）據采集（jí）監測組網
（１）ＤＣＳ係統能夠對采集的數據進行實時存貯，對曆史數據（jù）可以按時間進行查詢，通過趨勢圖可以分析故障發生原因，還可以對測點數據超限通過 ＤＣＳ畫（huà）麵（miàn）發出聲光（guāng）報警、關鍵測點數據嚴重超限時可以自動（dòng）聯鎖停（tíng）機等。這些（xiē）功能為技術人員、操作人員、儀表維修人員分析、判斷、及（jí）時處理設（shè）備或工藝故障提供了很（hěn）好的工具，為（wéi）安（ān）全生（shēng）產提供了有力保障。
（２）在有（yǒu）色鉛鋅冶煉過程中，為提高產（chǎn）品的回收率，需要對物料（liào）進行多工序冶煉，這就產生出多種形式（shì）的熔煉（liàn）爐（lú），也（yě）就配套（tào）生成了（le）多台（tái）餘熱鍋爐。根據工藝、設備、生產管理（lǐ）等方麵的要求，需要對它們進（jìn）行集中管理與（yǔ）控製。因此，利用 ＤＣＳ開放的（de）網（wǎng）絡結構和國際性的（de）開放現（xiàn）場總線這一特性，可以做到對多（duō）台鍋爐（例如：鉛鋅冶煉中的（de）底（dǐ）吹爐（lú）、側（cè）吹爐、煙化爐、鋅（xīn）碚燒爐的餘熱（rè）鍋爐（lú））、配（pèi）套冶煉生產（chǎn）線以及餘（yú）熱發電機組進行數據采集監測綜合組網，對（duì）每台鍋爐產生的（de）中壓飽和蒸汽進行（háng）並網控製、集中輸送，從而保障餘熱能源的充分利用、發電機組（zǔ）的穩定運行（háng），實現（xiàn）了公司內各工序之間的本地控製、異地數據共（gòng）享、統一調度（dù）、餘熱能（néng）源*大化利用。
２．５ＤＣＳ係統（tǒng）儀表設備的選型
對於整套自動化儀表係統來說，ＤＣＳ 係統（tǒng）是“上層建築”，而儀表設備是“經濟基礎”，儀表設備的準確性和穩（wěn）定性對自動化控製（zhì）是十分重要的。有色鉛鋅冶煉及餘熱鍋爐工藝涉及的儀表設備種類繁多：有測（cè）溫的，如熱電偶、熱電阻；有測壓的，如壓力和差壓（yā）變送器；有流量測量，如采用差壓式（如孔板、阿流巴等）、渦街、電磁、熱式質量等原理的流（liú）量計；有分析氣體成分（fèn）的分析表、水位計；有氣動、電動調節閥等執行（háng）機構。因此，對儀表設備的選型、安裝和使用應注意幾點：
（１）對引風機出口煙氣流量的測量，可（kě）選用熱式質量流量計；對常壓、常溫、導電液體介質的流量測量（liàng），可選用耐腐蝕鹽水流（liú）量計；對於（yú）氣體、蒸汽的流量測量，可（kě）采用孔板等帶溫壓補償的流量計。
（２）汽包兩側水位的測量應采用不同原（yuán）理製（zhì）造的水位計。傳統的測量（liàng）方法是采（cǎi）用平（píng）衡容器（qì）差壓式水位計，由於（yú）該測量方式的引壓管道（dào）在冬天時管道內易結冰，不能（néng）正常工作，因（yīn）此需要對引壓管道進（jìn）行伴熱保溫。同時，它也不能實施全工況測量，存在“假（jiǎ）水位（wèi）”測量，例如在鍋爐啟停、連排、排空、事故等不（bú）穩定運行工況下建立穩定差壓條件時間（jiān）較長，恢複時間較（jiào）長或幹（gàn）脆不能建立正（zhèng）常差壓，需要人工幹預（yù）等。汽包水位（wèi）*佳的測量（liàng）方法（fǎ）是采用智能汽包電容液位計或導波雷達液位計，雖然價格略高，但生產中無須對管道伴熱保溫（wēn）且平時基本不需要維護。但要注意的是，由於（yú）汽（qì）包內的水在不同壓力和溫度下對汽包電液位計形成的電容值略有（yǒu）不同，或對導波雷達液位計的電（diàn）磁波吸（xī）收略有不同，因此（cǐ）在汽（qì）包電容液位計或導波雷達液位計（jì）安裝（zhuāng）完成後，需（xū）根據實際（jì）工況（kuàng）進行遷移校正（zhèng）。
（３）在鍋爐設備的安裝調試期，設（shè）備全部安裝完成後（hòu）進行（háng）水壓試驗前，*好將安裝（zhuāng）好的鍋爐儀表如調節閥、流量計等先拆卸下來，用短接連接；或將儀表設備前後的手（shǒu）動（dòng）閥關閉，將旁路閥打開。這是由於鍋爐設備在焊接時會留下許多焊渣或（huò）鐵塊在管道內，水壓試驗時（shí）這些焊（hàn）渣或鐵（tiě）塊會損壞儀表設備，如（rú）調節閥（fá）的閥芯或閥體，從而導致閥門關不嚴，嚴重時甚至影響正常生產。
３ 結語
在工業自（zì）動化控製（zhì）係統發展過程中， ＤＣＳ係統的應用對於控製餘熱鍋爐正常運行是十（shí）分關鍵的。近幾年，餘熱鍋（guō）爐的資（zī）源利（lì）用率不斷提高（gāo）， ＤＣＳ 係統的應用（yòng）範（fàn）圍也更為廣泛，為（wéi）企業取得了良好的經濟效益。

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