论文部分内容阅读
[摘 要]仪表是锅炉的眼睛，司炉工要通过各种仪表来监视锅炉水位、蒸汽压力和供热温度，了解燃烧状况。良好而完备的仪表对提高锅炉效率，节约燃料，确保锅炉安全经济运行具有十分重要的意义。本文针对用于锅炉参数检测的普通仪表结构复杂、维护量大且记录工作繁琐的不足，建立了采用智能仪表进行锅炉参数检测的可行性方案，阐述了智能仪表设计与实施的全过程及相关的技术处理。
[关键词]自动控制技术；采样；锅炉参数；自动化
中图分类号：TK223.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）09-0345-01
1 引言
锅炉是生产运行的心脏部位，锅炉如果发生事故后果是严重的，轻则造成设施设备损坏，造成经济损失，重则爆炸伤人，社会影响极坏，事故可能造成区域性停产，造成损失面扩大随着石化、钢铁、电厂等企业自动化水平的不断提高，对现场仪表控制系统的维护提出了更高要求。用于普通鍋炉参数检测的仪表，采用电子线路分立元件组成，结构复杂、维护量大且操作和记录工作繁琐。当参数需要调整时，统调难度很大，正常工作过程中，难以保证记录的实时准确性。影响了锅炉高效率的稳定运行。该智能仪表以单片机为核心控制器，配以必须的外围接口电路及调整方便的软件系统。作者详细阐述了智能仪表设计与实施的全过程及相关的技术处理。
2 智能监控仪表的工作原理及基本功能
GKL-1监控仪表包含5个子系统，打开主机电源即进入监控状态，对各控制监控组实施动态扫描。
2.1 水位监控子系统及功能
该子系统采用原“水位报警器”中成熟的光电技术，将水位计液位通过光电信号的转换，将锅炉水位在仪表的控制面板上做出数据模拟值，具体内容包括：
1）正常工作区间（-30～+30）。当水位上升到+30时系统自动控制关闭上水泵停止给水，当水位下降至-30时系统自动开启水泵向炉内加水，同时仪表面板上的指示灯指示。
2）满水区间（+30～+50）。当水位上升+50时提示满水报警，同时满水指示灯指示。
3）低水位区间（-30～-50）。当水位下降到-50时低水位报警，指示灯指示。
4）严重缺水区间（-50以下）。当水位下降到-50以下时，表明严重缺水，系统铃声报警，同时发出紧急停炉指令。首先锁闭上水泵，禁止向炉内供水；同时关闭燃油泵，切断燃料供给；然后系统进入保护状态进行延时，延时时间视情况仪表内部可调，延时结束后关闭风机系统锁闭。系统锁闭后只有关闭控制系统的电源再打开方可继续运行。本系统设计延时的目的是为克服以往缺水后盲目加水导致事态扩大的问题，解决人的“失误防护”问题。
另外在智能监控仪表中实现了不需断电进行冲洗水位计，克服同类监控仪表关闭电源后忘记复位，自动上水失灵，导致上水时间间隔过长而发生缺水事故的缺陷。
2.2 压力监控子系统及功能
该子系统由炉体压力和燃油压力监控组成。
炉体压力和燃油压力参数设定为0～1.6 MPa，根据实际情况可预先设定。
炉体压力利用电接点压力表检测，当炉体压力达到警戒压力（安全阀应该动作却没有动作时，炉体报警压力设定比安全阀稍高），系统报警并停燃油泵，自动进入保护状态。燃油压力同样利用电接点压力表检测，当压力达到预设值时发出警告及光电提示。
该子系统的主要功能有：
1）炉体压力超过警戒线电铃报警停炉（此功能考虑安全阀万一失效情况，实行双重监控）。
2）供油压力超过警戒线报警。
3）给水泵气锁（假上水）报警。
4）排污状态监控报警。
5）高低水位报警。
6）紧急停炉报警。
2.3 温度显示子系统及功能
传感器采用电子温度传感器，温度显示可监视范围-50～150℃（烟气温度-50～250℃）。显示项目有：出水温度、回水温度、燃油温度、烟气温度、给水在省煤器处的温度等，集中在控制面板以数值显示，直观明了。
2.4 给水泵气锁及排污报警子系统
给水泵气锁控制参数设定视电动机功率可预先设定为0.1～45 kW。给水泵气锁报警是根据离心泵的特性，通过对水泵开启时电流的检测，与正常值进行比较，初步做出是否气锁的判断并相应发出声光报警。
排污系统是利用装在排污阀上的位移传感器检测排污信号，当处于排污过程中系统会提示“正在排污”，排污阀关闭不严或误开时发出声光报警。
2.5 记录打印子系统及功能
该系统提供“黑匣子”功能，仪表内部存贮器可保存9 h（一个班次）的运行数据参数，存入仪表存储器内，记录的参数有：水位变化、燃油温度、出水温度、排污次数及报警情况，可随时通过打印机打印在记录纸上（除排污次数及报警情况以文字描述之外，其余均以曲线图形方式记录打印），用于备案保存，对分析锅炉负荷变化、意外事故的调查提供真实可靠的历史数据。
具体的打印参数有：
1）锅炉水位变化曲线。
2）燃油温度变化曲线及平均值。
3）出水温度变化曲线及平均值。
4）回水温度变化曲线及平均值。
5）排污次数及具体时间。
6）各种报警情况。
3 结束语
应用智能仪表取代普通仪表，不仅降低了成本，而且功能强、计算准确、维护方便。特别是对于多种不同类型参数的测试计算，具有显示直观、记录准确、参数修改方便的优点。故使用智能仪表进行锅炉参数检测是企业技术改造又一新的尝试。
参考文献
[1] 郑慧莉.大型循环流化床锅炉的仪表与控制系统[J].中国电力 ，2006，（01）.
[2] 张桂玲，李花.新型单片机在工业智能仪表中的应用[J]. 电子元器件应用，2005，（03）.
[3] 李淑媛.石化装置蒸汽发生系统的仪表工程设计[J]. 石油化工自动化 ， 2006，（05）.
[4] 卞正岗.传感器和检测仪表的现状和发展趋势[J]. 自动化博览 ， 2006，（S2） .
[5] 王军波，邹继军，饶运涛，王进宏，李栓明. USB总线与CAN总线协议转换器设计[J]. 东华理工学院学报 ， 2006，（03） .
[6] 张海洋，高成，高泽溪. 多路温度采集系统[J]. 电子测量技术 ， 2005，（04） .
[关键词]自动控制技术；采样；锅炉参数；自动化
中图分类号：TK223.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）09-0345-01
1 引言
锅炉是生产运行的心脏部位，锅炉如果发生事故后果是严重的，轻则造成设施设备损坏，造成经济损失，重则爆炸伤人，社会影响极坏，事故可能造成区域性停产，造成损失面扩大随着石化、钢铁、电厂等企业自动化水平的不断提高，对现场仪表控制系统的维护提出了更高要求。用于普通鍋炉参数检测的仪表，采用电子线路分立元件组成，结构复杂、维护量大且操作和记录工作繁琐。当参数需要调整时，统调难度很大，正常工作过程中，难以保证记录的实时准确性。影响了锅炉高效率的稳定运行。该智能仪表以单片机为核心控制器，配以必须的外围接口电路及调整方便的软件系统。作者详细阐述了智能仪表设计与实施的全过程及相关的技术处理。
2 智能监控仪表的工作原理及基本功能
GKL-1监控仪表包含5个子系统，打开主机电源即进入监控状态，对各控制监控组实施动态扫描。
2.1 水位监控子系统及功能
该子系统采用原“水位报警器”中成熟的光电技术，将水位计液位通过光电信号的转换，将锅炉水位在仪表的控制面板上做出数据模拟值，具体内容包括：
1）正常工作区间（-30～+30）。当水位上升到+30时系统自动控制关闭上水泵停止给水，当水位下降至-30时系统自动开启水泵向炉内加水，同时仪表面板上的指示灯指示。
2）满水区间（+30～+50）。当水位上升+50时提示满水报警，同时满水指示灯指示。
3）低水位区间（-30～-50）。当水位下降到-50时低水位报警，指示灯指示。
4）严重缺水区间（-50以下）。当水位下降到-50以下时，表明严重缺水，系统铃声报警，同时发出紧急停炉指令。首先锁闭上水泵，禁止向炉内供水；同时关闭燃油泵，切断燃料供给；然后系统进入保护状态进行延时，延时时间视情况仪表内部可调，延时结束后关闭风机系统锁闭。系统锁闭后只有关闭控制系统的电源再打开方可继续运行。本系统设计延时的目的是为克服以往缺水后盲目加水导致事态扩大的问题，解决人的“失误防护”问题。
另外在智能监控仪表中实现了不需断电进行冲洗水位计，克服同类监控仪表关闭电源后忘记复位，自动上水失灵，导致上水时间间隔过长而发生缺水事故的缺陷。
2.2 压力监控子系统及功能
该子系统由炉体压力和燃油压力监控组成。
炉体压力和燃油压力参数设定为0～1.6 MPa，根据实际情况可预先设定。
炉体压力利用电接点压力表检测，当炉体压力达到警戒压力（安全阀应该动作却没有动作时，炉体报警压力设定比安全阀稍高），系统报警并停燃油泵，自动进入保护状态。燃油压力同样利用电接点压力表检测，当压力达到预设值时发出警告及光电提示。
该子系统的主要功能有：
1）炉体压力超过警戒线电铃报警停炉（此功能考虑安全阀万一失效情况，实行双重监控）。
2）供油压力超过警戒线报警。
3）给水泵气锁（假上水）报警。
4）排污状态监控报警。
5）高低水位报警。
6）紧急停炉报警。
2.3 温度显示子系统及功能
传感器采用电子温度传感器，温度显示可监视范围-50～150℃（烟气温度-50～250℃）。显示项目有：出水温度、回水温度、燃油温度、烟气温度、给水在省煤器处的温度等，集中在控制面板以数值显示，直观明了。
2.4 给水泵气锁及排污报警子系统
给水泵气锁控制参数设定视电动机功率可预先设定为0.1～45 kW。给水泵气锁报警是根据离心泵的特性，通过对水泵开启时电流的检测，与正常值进行比较，初步做出是否气锁的判断并相应发出声光报警。
排污系统是利用装在排污阀上的位移传感器检测排污信号，当处于排污过程中系统会提示“正在排污”，排污阀关闭不严或误开时发出声光报警。
2.5 记录打印子系统及功能
该系统提供“黑匣子”功能，仪表内部存贮器可保存9 h（一个班次）的运行数据参数，存入仪表存储器内，记录的参数有：水位变化、燃油温度、出水温度、排污次数及报警情况，可随时通过打印机打印在记录纸上（除排污次数及报警情况以文字描述之外，其余均以曲线图形方式记录打印），用于备案保存，对分析锅炉负荷变化、意外事故的调查提供真实可靠的历史数据。
具体的打印参数有：
1）锅炉水位变化曲线。
2）燃油温度变化曲线及平均值。
3）出水温度变化曲线及平均值。
4）回水温度变化曲线及平均值。
5）排污次数及具体时间。
6）各种报警情况。
3 结束语
应用智能仪表取代普通仪表，不仅降低了成本，而且功能强、计算准确、维护方便。特别是对于多种不同类型参数的测试计算，具有显示直观、记录准确、参数修改方便的优点。故使用智能仪表进行锅炉参数检测是企业技术改造又一新的尝试。
参考文献
[1] 郑慧莉.大型循环流化床锅炉的仪表与控制系统[J].中国电力 ，2006，（01）.
[2] 张桂玲，李花.新型单片机在工业智能仪表中的应用[J]. 电子元器件应用，2005，（03）.
[3] 李淑媛.石化装置蒸汽发生系统的仪表工程设计[J]. 石油化工自动化 ， 2006，（05）.
[4] 卞正岗.传感器和检测仪表的现状和发展趋势[J]. 自动化博览 ， 2006，（S2） .
[5] 王军波，邹继军，饶运涛，王进宏，李栓明. USB总线与CAN总线协议转换器设计[J]. 东华理工学院学报 ， 2006，（03） .
[6] 张海洋，高成，高泽溪. 多路温度采集系统[J]. 电子测量技术 ， 2005，（04） .