張家口發電廠給水自動加氨探討
1 引言
火力發電廠(chang)鍋爐給(gei)(gei)水系統即給(gei)(gei)水和給(gei)(gei)水的組成部(bu)分。主要是指凝汽器(qi)(qi)出口至省煤(mei)器(qi)(qi)入口的水系統，包括凝結水泵(beng)、低(di)壓加熱(re)器(qi)(qi)、除(chu)氧器(qi)(qi)、給(gei)(gei)水泵(beng)和高(gao)壓加熱(re)器(qi)(qi)以及相連的管道。
在(zai)給水(shui)(shui)系統(tong)中流動的(de)(de)水(shui)(shui)，是由汽(qi)機凝結(jie)水(shui)(shui)、化(hua)學(xue)(xue)補(bu)給水(shui)(shui)、各種(zhong)疏水(shui)(shui)和(he)生(sheng)產返回水(shui)(shui)等組成的(de)(de)，水(shui)(shui)質較(jiao)純，通常不(bu)會因為鹽類析出(chu)而(er)在(zai)管(guan)壁上結(jie)垢，可能發生(sheng)的(de)(de)水(shui)(shui)質問題是金(jin)屬(shu)的(de)(de)電(dian)化(hua)學(xue)(xue)腐(fu)蝕。這類腐(fu)蝕不(bu)僅會造成給水(shui)(shui)管(guan)道及(ji)(ji)相關設備(bei)的(de)(de)損壞(huai)，而(er)且由于(yu)腐(fu)蝕產物隨給水(shui)(shui)進入鍋內，導致在(zai)鍋爐蒸發面上發生(sheng)金(jin)屬(shu)腐(fu)蝕產物沉積，嚴(yan)重時造成鍋爐管(guan)的(de)(de)損壞(huai)。由此可見(jian)，給水(shui)(shui)污染及(ji)(ji)給水(shui)(shui)系統(tong)金(jin)屬(shu)的(de)(de)腐(fu)蝕，對于(yu)鍋爐機組的(de)(de)安(an)全運行具有重要影響(xiang)。
在以除鹽水(shui)為(wei)補充水(shui)的(de)高參數(shu)、大容量(liang)汽(qi)(qi)包(bao)(bao)鍋爐(lu)中(zhong)(zhong)，采用加氨調節給(gei)水(shui)pH值方法(fa)已成為(wei)我國火力(li)發電(dian)廠(chang)汽(qi)(qi)包(bao)(bao)鍋爐(lu)調節給(gei)水(shui)pH值最(zui)廣泛使用的(de)方法(fa)。在GB/T 12145--1999《火力(li)發電(dian)機組及蒸汽(qi)(qi)動力(li)設備(bei)水(shui)汽(qi)(qi)質(zhi)量(liang)》中(zhong)(zhong)規定：汽(qi)(qi)包(bao)(bao)爐(lu)中(zhong)(zhong)，鍋爐(lu)蒸汽(qi)(qi)壓(ya)力(li)12.7～18.3 MPa，要求給(gei)水(shui)氫(qing)電(dian)導(dao)率(氫(qing)離(li)子交(jiao)換后，25 ℃)≤0.3 μS/cm，pH值為(wei)8.8～9.3(25 ℃，有銅系統)，或pH值為(wei)9.0～9.5(25 ℃，無銅系統)。加氨的(de)多少直接影響給(gei)水(shui)pH值的(de)大小，用給(gei)水(shui)pH值控制加氨最(zui)直接、效果最(zui)好，原理(li)如下[1][4]：
NH4OH+H2CO3= NH4HCO3+H2O （1）
NH4OH+NH4HCO3=(NH4)2CO3+H2O （2）
汽包爐中，鍋爐蒸汽壓力為(wei)12.7～18.3 MPa，對于有銅合(he)金的(de)給(gei)水(shui)(shui)系統，要求(qiu)控(kong)制(zhi)給(gei)水(shui)(shui)的(de)pH值在(zai)(zai)8.8～9.3(25 ℃)范圍(wei)(wei)內。給(gei)水(shui)(shui)pH值控(kong)制(zhi)范圍(wei)(wei)為(wei)±0.5，在(zai)(zai)25 ℃時，測量電池只(zhi)要產(chan)生5.916 mV的(de)誤(wu)(wu)差，在(zai)(zai)pH值控(kong)制(zhi)范圍(wei)(wei)內就會產(chan)生20%的(de)誤(wu)(wu)差，因(yin)而用(yong)給(gei)水(shui)(shui)pH值作為(wei)加氨(an)控(kong)制(zhi)信號盡管最直接(jie)、效果最好，但實際(ji)應用(yong)有一定的(de)難(nan)度。
結合各種理論(lun)及實踐經驗(yan)，采(cai)用(yong)給(gei)水直接電導(dao)率(lv)調節加氨量來達到間接調節PH值的(de)目的(de)。
2 給水pH值自動控制加氨方案
目前(qian)張家口發電廠(chang)8臺(tai)機組爐(lu)內(nei)分(fen)別以(yi)四個單元(yuan)制(zhi)進(jin)行加(jia)氨(an)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)，2臺(tai)機組配(pei)1套氨(an)加(jia)藥裝(zhuang)置(zhi)，共4套，每(mei)(mei)套裝(zhuang)置(zhi)為(wei)2箱5泵(beng)(beng)（4用1備(bei)），每(mei)(mei)臺(tai)泵(beng)(beng)配(pei)變頻器，能(neng)接受(shou)來(lai)自張家口發電廠(chang)輔(fu)控(kong)(kong)(kong)系(xi)統(tong)(tong)的4～20mA DC控(kong)(kong)(kong)制(zhi)信號(hao)，并輸出相應(ying)的4～20mA DC反(fan)饋信號(hao)，實現(xian)加(jia)藥系(xi)統(tong)(tong)的開環或閉環控(kong)(kong)(kong)制(zhi)。泵(beng)(beng)就(jiu)地控(kong)(kong)(kong)制(zhi)柜有泵(beng)(beng)的狀(zhuang)態(tai)指示及(ji)啟停按鈕、故(gu)(gu)障(zhang)等狀(zhuang)態(tai)信號(hao)、手(shou)動調節及(ji)遠方控(kong)(kong)(kong)制(zhi)的功(gong)(gong)能(neng)以(yi)及(ji)低(di)低(di)液位停泵(beng)(beng)功(gong)(gong)能(neng)。一臺(tai)泵(beng)(beng)故(gu)(gu)障(zhang)時(shi),可(ke)切換(huan)上備(bei)用泵(beng)(beng),備(bei)用泵(beng)(beng)具備(bei)相同(tong)的功(gong)(gong)能(neng)。
下圖為一單元爐(lu)內(nei)加氨系統輔控(kong)畫面。
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圖2.1：一單元爐內加氨(an)系統(tong)輔控畫面
含自動(dong)(dong)(dong)(dong)加氨(an)的(de)(de)爐內加藥系統(tong)是采用四方（電氣）集團(tuan)有限公司的(de)(de)遠(yuan)(yuan)程(cheng)(cheng)I/O控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)站[2]。將DCS分散控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)單(dan)元和I/O控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)卡件安裝于遠(yuan)(yuan)程(cheng)(cheng)就地(di)位置（遠(yuan)(yuan)程(cheng)(cheng)控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)柜），并(bing)具(ju)有與輔控網絡接(jie)入能(neng)力(li)。DCS分散控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)單(dan)元具(ju)有遠(yuan)(yuan)程(cheng)(cheng)邏輯下(xia)裝功能(neng)，在輔控網進行(xing)(xing)邏輯組(zu)態(tai)后，可(ke)直接(jie)遠(yuan)(yuan)程(cheng)(cheng)下(xia)裝到就地(di)控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)單(dan)元中，由(you)就地(di)控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)單(dan)元實現自動(dong)(dong)(dong)(dong)控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)運(yun)行(xing)(xing)[3]，能(neng)夠(gou)有效代替現有運(yun)行(xing)(xing)人員(yuan)的(de)(de)大部分就地(di)操(cao)(cao)作，實現減(jian)員(yuan)增效、安全生產的(de)(de)目的(de)(de)。各爐內子(zi)系統(tong)將具(ju)有就地(di)手(shou)動(dong)(dong)(dong)(dong)控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、節(jie)點(dian)操(cao)(cao)作員(yuan)站遠(yuan)(yuan)程(cheng)(cheng)手(shou)動(dong)(dong)(dong)(dong)控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、輔控中心操(cao)(cao)作員(yuan)站遠(yuan)(yuan)程(cheng)(cheng)手(shou)動(dong)(dong)(dong)(dong)控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)以及程(cheng)(cheng)序(xu)自動(dong)(dong)(dong)(dong)控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)多(duo)級監(jian)控方式。正常情況下(xia)采用程(cheng)(cheng)序(xu)自動(dong)(dong)(dong)(dong)控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，將自動(dong)(dong)(dong)(dong)控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)邏輯下(xia)裝在各遠(yuan)(yuan)程(cheng)(cheng)站DPU中，通過各遠(yuan)(yuan)程(cheng)(cheng)站實現工藝流程(cheng)(cheng)的(de)(de)控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)。就地(di)手(shou)動(dong)(dong)(dong)(dong)控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)一(yi)般作為檢(jian)修、調試之(zhi)用，運(yun)行(xing)(xing)人員(yuan)通過就地(di)操(cao)(cao)作箱對(dui)各設(she)備進行(xing)(xing)手(shou)動(dong)(dong)(dong)(dong)控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)。
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圖(tu)2.2： 1-4單元爐(lu)內加藥系(xi)統輔(fu)控(kong)網絡示意圖(tu)
給(gei)水(shui)（精(jing)處(chu)理(li)出口）加氨(an)(an)采(cai)用自動加氨(an)(an)軟件實現的方法(fa)為：采(cai)用PID控制(zhi)，過(guo)程值(zhi)采(cai)用給(gei)水(shui)（精(jing)處(chu)理(li)）pH值(zhi)，在輔控操(cao)作(zuo)員站上位機給(gei)定設定值(zhi)SP，配置PID參數(shu)，經過(guo)自動計算給(gei)出輸出值(zhi)op，用于控制(zhi)加氨(an)(an)泵的轉速。此PID為正(zheng)作(zuo)用，即轉速越(yue)高，加氨(an)(an)量越(yue)高，理(li)論上在pH會逐步上升。
在(zai)工(gong)藝(yi)正常(chang)情況(kuang)下，pH值(zhi)能在(zai)SP限(xian)制(zhi)值(zhi)內(nei)跟蹤。但當(dang)工(gong)藝(yi)條件發生了突變，例如突然(ran)補水量(liang)(liang)的增(zeng)加(jia)，由于PID控制(zhi)對慣(guan)性大(da)、突變多的情況(kuang)反應較慢，這時候會出現(xian)規程值(zhi)越過sp的上(shang)下限(xian)。另(ling)外純水PH測量(liang)(liang)受靜(jing)電(dian)(dian)荷、溫度、測量(liang)(liang)電(dian)(dian)極質量(liang)(liang)、液接電(dian)(dian)位等(deng)各(ge)種因素(su)的影(ying)響較大(da)，測量(liang)(liang)很不可靠。而且pH值(zhi)的可值(zhi)范圍非常(chang)小，造成調節(jie)時常(chang)常(chang)不穩定(ding)，因此在(zai)爐內(nei)加(jia)氨(an)上(shang)，采用檢測pH值(zhi)控制(zhi)氨(an)泵(beng)轉(zhuan)速(su)的方式不能完全實現(xian)自動(dong)控制(zhi)。
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圖2.3：變(bian)頻泵的直接輸入式調(diao)速面板
3 給水(shui)流(liu)量控制加氨方案
給(gei)(gei)水(shui)(shui)(shui)流(liu)量(liang)也是加氨控(kong)制(zhi)(zhi)的(de)一個重要指(zhi)標。鍋爐給(gei)(gei)水(shui)(shui)(shui)流(liu)量(liang)增大(da)，則補水(shui)(shui)(shui)量(liang)增加，為保持(chi)給(gei)(gei)水(shui)(shui)(shui)pH值(zhi)在控(kong)制(zhi)(zhi)范(fan)圍(wei)內(nei)(nei)，加氨量(liang)增大(da);反之流(liu)量(liang)減少(shao)，補水(shui)(shui)(shui)減量(liang)，加氨量(liang)減少(shao)。不(bu)(bu)同(tong)容量(liang)的(de)機(ji)組、不(bu)(bu)同(tong)的(de)系統給(gei)(gei)水(shui)(shui)(shui)流(liu)量(liang)的(de)大(da)小(xiao)與加氨量(liang)的(de)關(guan)系不(bu)(bu)同(tong)，但它們都有一定的(de)對應關(guan)系。為了使給(gei)(gei)水(shui)(shui)(shui)pH值(zhi)在控(kong)制(zhi)(zhi)范(fan)圍(wei)內(nei)(nei)運行，可以(yi)用給(gei)(gei)水(shui)(shui)(shui)流(liu)量(liang)信號(hao)控(kong)制(zhi)(zhi)加氨量(liang)，這樣就避免出現給(gei)(gei)水(shui)(shui)(shui)pH值(zhi)測量(liang)不(bu)(bu)準確、控(kong)制(zhi)(zhi)范(fan)圍(wei)小(xiao)、誤差大(da)、不(bu)(bu)易實施的(de)弊端(duan)。
通(tong)過(guo)以(yi)上分析可以(yi)看出，用給水pH值(zhi)控(kong)制(zhi)加氨(an)(an)量最直接，但是，給水pH值(zhi)測量影(ying)響因素多、誤差大(da)，且(qie)pH值(zhi)控(kong)制(zhi)范圍小，僅(jin)0.5，因此用給水pH值(zhi)控(kong)制(zhi)加氨(an)(an)量實施困(kun)難(nan)。目前國內通(tong)常用流(liu)量信號(hao)控(kong)制(zhi)加氨(an)(an)，有的用給水流(liu)量作(zuo)為主調(diao)節信號(hao)，給水電導率(lv)或pH值(zhi)作(zuo)為輔助信號(hao)控(kong)制(zhi)加氨(an)(an)。由于給水流(liu)量大(da)小隨機組負荷變(bian)(bian)化(hua)和(he)系統運行調(diao)節而(er)變(bian)(bian)化(hua)，給水流(liu)量與(yu)pH值(zhi)數學模(mo)型(xing)因機組不同(tong)而(er)異，需要在(zai)運行中摸索確(que)定(ding)，因此用流(liu)量信號(hao)控(kong)制(zhi)加氨(an)(an)的精度、準確(que)度不高。
4 給水電導率的測量及電導率換算pH值的方法
4.1給(gei)水電導率的測量
溶(rong)液(ye)導(dao)(dao)(dao)電(dian)是(shi)依靠離(li)子在(zai)電(dian)場作用(yong)下(xia)定向遷移實現的(de)(de)(de)。將(jiang)被測(ce)溶(rong)液(ye)看作一個導(dao)(dao)(dao)體，在(zai)電(dian)極兩端加一定的(de)(de)(de)交流(liu)電(dian)壓(ya)，產生的(de)(de)(de)電(dian)流(liu)信號(hao)經(jing)放大(da)處理，得到測(ce)量(liang)溶(rong)液(ye)的(de)(de)(de)電(dian)導(dao)(dao)(dao)率(lv)。電(dian)導(dao)(dao)(dao)率(lv)表(biao)征被測(ce)溶(rong)液(ye)的(de)(de)(de)導(dao)(dao)(dao)電(dian)能力時，是(shi)指水中各(ge)種(zhong)正(zheng)、負離(li)子導(dao)(dao)(dao)電(dian)能力的(de)(de)(de)總和。電(dian)導(dao)(dao)(dao)電(dian)極是(shi)2塊金屬板(ban)(在(zai)線儀表(biao)測(ce)量(liang)電(dian)極大(da)多數為(wei)不(bu)銹鋼筒套式結構(gou))，比較(jiao)穩定，也不(bu)受其他(ta)外界因(yin)素的(de)(de)(de)干擾。另外，電(dian)導(dao)(dao)(dao)率(lv)是(shi)通過測(ce)量(liang)溶(rong)液(ye)阻抗(kang)，再轉換為(wei)電(dian)流(liu)信號(hao)而(er)得到的(de)(de)(de)，因(yin)而(er)基(ji)本(ben)不(bu)受純(chun)水靜電(dian)荷的(de)(de)(de)影響，測(ce)量(liang)準(zhun)確(que)率(lv)大(da)大(da)提高。
4.2分布電容(rong)和溫(wen)度(du)的影(ying)響小
機組正常(chang)運行情況下，給水(shui)氫(qing)電(dian)導率(lv)(lv)≤0.3μS/cm(25 ℃)。加氨后，給水(shui)在(zai)pH8.8～9.3范圍內(nei)，電(dian)導率(lv)(lv)通(tong)常(chang)在(zai)1～6μS/cm范圍內(nei)變(bian)化(hua)，此時電(dian)導率(lv)(lv)較(jiao)(jiao)小，電(dian)極表面(mian)極化(hua)電(dian)阻的(de)影(ying)(ying)響較(jiao)(jiao)小，分(fen)布(bu)電(dian)容影(ying)(ying)響較(jiao)(jiao)大，可以采用低(di)頻率(lv)(lv)的(de)測量電(dian)流(liu)，減少分(fen)布(bu)電(dian)容的(de)影(ying)(ying)響。
電導(dao)率(lv)在1～6 μS/cm范圍內變化(hua)，電導(dao)率(lv)隨溫(wen)度的(de)變化(hua)基本為直線，故溫(wen)度補償可以(yi)按式(3)進行補償：X(25 ℃)=Xt /[1 +β(t-25)] （3）
式（3）中X(25 ℃)——水(shui)樣(yang)換算為基準溫度25 ℃下的電(dian)導率(lv);
Xt——水(shui)樣在t ℃時的電導(dao)率;
β——水樣溫(wen)度補(bu)償系數。
水樣電導率(lv)在1～6μS/cm范圍內(nei)變(bian)化(hua)時(shi)，β可(ke)以取0.02/℃。
4.3給(gei)水電(dian)導率換算(suan)給(gei)水pH值(zhi)
25 ℃給(gei)(gei)水(shui)氫電(dian)(dian)導(dao)(dao)率(lv)(lv)≤0.3μS/cm時，水(shui)中(zhong)的(de)(de)雜質對電(dian)(dian)導(dao)(dao)率(lv)(lv)的(de)(de)影響非(fei)常(chang)小。給(gei)(gei)水(shui)加(jia)氨(an)(an)后，氨(an)(an)氣(qi)溶(rong)于水(shui)成為(wei)弱(ruo)堿性溶(rong)液，增強了(le)溶(rong)液的(de)(de)導(dao)(dao)電(dian)(dian)能力，使給(gei)(gei)水(shui)電(dian)(dian)導(dao)(dao)率(lv)(lv)示值增大十(shi)倍(bei)(bei)甚至幾十(shi)倍(bei)(bei)。因此給(gei)(gei)水(shui)電(dian)(dian)導(dao)(dao)率(lv)(lv)大小主(zhu)要取決于水(shui)中(zhong)氨(an)(an)的(de)(de)濃度。水(shui)中(zhong)氨(an)(an)濃度與pH值和電(dian)(dian)導(dao)(dao)率(lv)(lv)之間(jian)存在確(que)定(ding)的(de)(de)關系。
在25°C的純水(shui)體系(xi)中，電導(dao)率的，pH值和(he)加(jia)氨量符(fu)合(he)以下公式的關系(xi)：
pH=lgk+8.57 （4）
A=(13.1k2+62.5k)*10-3 （5）
式(shi)（4）（5）中：pH為水樣(yang)的(de)pH值；K為水樣(yang)的(de)電導率，單位μs/cm； A為水樣(yang)的(de)加(jia)氨量，mg/L
德國VGB標(biao)準和歐洲標(biao)準都(dou)建議采用測(ce)量給水(shui)，凝結水(shui)的(de)(de)電導率來換算(suan)pH，以達到間接(jie)測(ce)量水(shui)樣pH值的(de)(de)目的(de)(de)。
利用上述關系式，經(jing)理論分析并(bing)結合電廠的實際情況，得到(dao)用電導率換(huan)算(suan)給水pH值(zhi)的使用范圍(wei)及誤差，結果見表4.1。
表4.1：給水(shui)全揮(hui)發處理（AVT）的電導率、pH值(zhi)和加(jia)氨量的控制范圍
| 給水處理方式 |
pH值 |
電導率/ μs/cm |
氨濃度/ mg/L | 誤差 |
| AVT處理 | 8.8~9.3 | 1.720~5.430 | 0.146~0.726 | ≤0.01 |
為了檢驗電導率換(huan)算(suan)pH值這種(zhong)方法在(zai)現(xian)場(chang)應(ying)用的(de)(de)可行(xing)性，國內一些研究機構利(li)用這種(zhong)方法并(bing)結合實踐(jian)做了深入(ru)的(de)(de)動態模擬實驗，得到數據和理論計算(suan)的(de)(de)比(bi)較如下表4.2所(suo)示：
表4.2 ：25 ℃給水不同加氨量時pH值、電導(dao)率理論和實測誤(wu)差(cha)比較統計
| 加氨量/ mg/L | 理論pH值 | 實測pH值 | pH誤差 | 理論電導率/μs/cm | 實測電導率/μs/cm | 誤差/％ |
| 0.194 | 8.9 | 8.89 | 0.01 | 2.14 | 2.15 | 0.47% |
| 0.264 | 9.0 | 9.00 | 0 | 2.69 | 2.69 | 0 |
| 0.364 | 9.1 | 9.1 | 0 | 3.39 | 3.39 | 0 |
| 0.508 | 9.2 | 9.19 | 0.01 | 4.27 | 4.25 | 0.47％ |
4.4 電(dian)導率測(ce)量值(zhi)換算pH值(zhi)時的注意事項(xiang)
（1）電(dian)導率表必須(xu)經過檢驗，以確保(bao)電(dian)導率測量的(de)準(zhun)確性。
（2）水樣氫電(dian)導率應小于0.3μS/cm。
（3）該方法適用于給誰、凝結(jie)水的pH值測量, pH值應(ying)大于8.5。
5自動加氨控制的解決方案
5.1給(gei)水電(dian)導率測量精度高，控制范(fan)圍大(da)
目前有一種多功能分析儀表(biao)，它可以(yi)直(zhi)接(jie)測量(liang)(liang)給(gei)(gei)(gei)水的(de)電(dian)導(dao)(dao)(dao)(dao)率(lv)(lv)，在(zai)(zai)25 ℃、水樣(yang)穩定、保證電(dian)導(dao)(dao)(dao)(dao)率(lv)(lv)測量(liang)(liang)結果(guo)準確(que)的(de)前提(ti)(ti)下，具有把(ba)電(dian)導(dao)(dao)(dao)(dao)率(lv)(lv)換算成pH值(zhi)(zhi)的(de)功能。在(zai)(zai)儀表(biao)表(biao)頭上(shang)可以(yi)同時顯示給(gei)(gei)(gei)水電(dian)導(dao)(dao)(dao)(dao)率(lv)(lv)值(zhi)(zhi)和pH值(zhi)(zhi)，這樣(yang)用(yong)給(gei)(gei)(gei)水電(dian)導(dao)(dao)(dao)(dao)率(lv)(lv)作為(wei)控制(zhi)信(xin)號的(de)同時，還(huan)可以(yi)監測給(gei)(gei)(gei)水pH值(zhi)(zhi)。由表(biao)4.1可以(yi)看出，對于有銅合金的(de)給(gei)(gei)(gei)水系統，電(dian)導(dao)(dao)(dao)(dao)率(lv)(lv)一般控制(zhi)在(zai)(zai)1.7～5.3 μS/cm范(fan)圍(wei)內(nei)，25 ℃給(gei)(gei)(gei)水pH值(zhi)(zhi)控制(zhi)在(zai)(zai)8.8～9.3范(fan)圍(wei)內(nei)，相對于pH值(zhi)(zhi)而(er)言，電(dian)導(dao)(dao)(dao)(dao)率(lv)(lv)比pH值(zhi)(zhi)控制(zhi)范(fan)圍(wei)要寬。另外，給(gei)(gei)(gei)水電(dian)導(dao)(dao)(dao)(dao)率(lv)(lv)的(de)測量(liang)(liang)較(jiao)pH值(zhi)(zhi)測量(liang)(liang)影響因素(su)要少，測量(liang)(liang)準確(que)度(du)高，利用(yong)給(gei)(gei)(gei)水電(dian)導(dao)(dao)(dao)(dao)率(lv)(lv)和pH值(zhi)(zhi)的(de)對應關(guan)系，通過(guo)測量(liang)(liang)給(gei)(gei)(gei)水電(dian)導(dao)(dao)(dao)(dao)率(lv)(lv)并用(yong)其(qi)(qi)信(xin)號控制(zhi)加氨(an)，使pH值(zhi)(zhi)控制(zhi)在(zai)(zai)8.8～9.3范(fan)圍(wei)內(nei)，控制(zhi)加藥會(hui)更及時、準確(que)，其(qi)(qi)精度(du)和準確(que)度(du)也會(hui)大大提(ti)(ti)高。
5.2 給水氨自動加(jia)藥系統控制策略
鍋爐給水(shui)加氨處理的目的是提高給水(shui)的pH值, 防止給水(shui)管(guan)道(dao)的CO2 酸性腐蝕。其(qi)控(kong)制框圖(tu)見圖(tu)5.1。
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圖5.1：給(gei)水自動加氨控制框圖
氨(an)加藥點設置(zhi)在(zai)凝結水精處(chu)理出口和除(chu)氧器(qi)下(xia)(xia)降(jiang)管。給(gei)水取(qu)樣點設置(zhi)在(zai)給(gei)水系統省煤器(qi)入(ru)口, 用一塊電(dian)(dian)導率(lv)(lv)表監測(ce)加藥后的給(gei)水電(dian)(dian)導率(lv)(lv), 間接測(ce)定氨(an)的含量(liang)。這(zhe)里(li)之所以采用電(dian)(dian)導率(lv)(lv)表而不是(shi)pH表, 主要是(shi)因為(wei)電(dian)(dian)導率(lv)(lv)表靈(ling)敏度較高, 校準(zhun)后儀表的維護量(liang)也較小, 完(wan)全能達到除(chu)氧器(qi)下(xia)(xia)降(jiang)管氨(an)加藥點自動(dong)加氨(an)的要求。
在自動調(diao)(diao)(diao)節系統中(zhong), 電導(dao)率(lv)表輸(shu)出(chu)的(de)(de)電流(liu)信(xin)(xin)號(hao)送到輔(fu)控(kong)(kong)網中(zhong), 并與設(she)定(ding)值(zhi)比(bi)較, 再由控(kong)(kong)制器(qi)輸(shu)出(chu)調(diao)(diao)(diao)節信(xin)(xin)號(hao)至(zhi)計量(liang)(liang)(liang)泵(beng)沖(chong)程調(diao)(diao)(diao)節器(qi), 以調(diao)(diao)(diao)節計量(liang)(liang)(liang)泵(beng)的(de)(de)沖(chong)程。另外, 凝給(gei)水(shui)的(de)(de)流(liu)量(liang)(liang)(liang)信(xin)(xin)號(hao)也送至(zhi)輔(fu)控(kong)(kong)網控(kong)(kong)制器(qi)中(zhong), 根據(ju)給(gei)水(shui)的(de)(de)流(liu)量(liang)(liang)(liang)值(zhi)控(kong)(kong)制變頻器(qi)的(de)(de)輸(shu)出(chu)頻率(lv)。給(gei)水(shui)的(de)(de)流(liu)量(liang)(liang)(liang)信(xin)(xin)號(hao)作為(wei)(wei)調(diao)(diao)(diao)節加氨量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)主要手段, 而給(gei)水(shui)的(de)(de)電導(dao)率(lv)信(xin)(xin)號(hao)則作為(wei)(wei)微調(diao)(diao)(diao)的(de)(de)依據(ju), 從(cong)而達到改變給(gei)水(shui)加氨量(liang)(liang)(liang),穩定(ding)給(gei)水(shui)pH 值(zhi)的(de)(de)目的(de)(de)。其等效控(kong)(kong)制原理圖見圖5.2。
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圖(tu)5.2： 自(zi)動加氨等效控制原(yuan)理圖(tu)
另(ling)外加(jia)藥(yao)(yao)系統的(de)(de)(de)工藝過(guo)程(cheng)和特征可以(yi)看出，加(jia)藥(yao)(yao)裝置(zhi)是一(yi)個(ge)復雜的(de)(de)(de)工業對象，其具(ju)有大慣性(xing)、純(chun)滯(zhi)后等(deng)特點，而(er)且難于建立加(jia)藥(yao)(yao)系統的(de)(de)(de)數學(xue)模型(xing)(xing)，這就無法采用傳統的(de)(de)(de)PID控制(zhi)(zhi)來實現精確(que)的(de)(de)(de)控制(zhi)(zhi)。因此(ci)我(wo)們必須尋(xun)求一(yi)種更(geng)好的(de)(de)(de)控制(zhi)(zhi)方式，將給水流(liu)量和給水電導率信號作為參調量，建立在模糊(hu)集(ji)合(he)理(li)論上的(de)(de)(de)模糊(hu)控制(zhi)(zhi)器，從(cong)而(er)使爐(lu)內加(jia)氨系統等(deng)一(yi)些不確(que)定的(de)(de)(de)數學(xue)模型(xing)(xing)控制(zhi)(zhi)對象具(ju)有較(jiao)好的(de)(de)(de)控制(zhi)(zhi)效果(guo)，為加(jia)藥(yao)(yao)自(zi)動控制(zhi)(zhi)系統提(ti)供了良(liang)好的(de)(de)(de)發展前景。對于加(jia)藥(yao)(yao)系統的(de)(de)(de)純(chun)滯(zhi)后問(wen)題，則可以(yi)采用預估模糊(hu)控制(zhi)(zhi)[5]的(de)(de)(de)方式來進(jin)行校正，從(cong)而(er)保證系統的(de)(de)(de)控制(zhi)(zhi)精度。
5.2 在機組運行中應注(zhu)意的問題(ti)
(1) 在(zai)機(ji)組穩定運行(xing)時盡(jin)可能采用自(zi)動(dong)加(jia)藥(yao),而在(zai)機(ji)組啟停階(jie)段, 應加(jia)強人工監視。
(2) 自動加藥系統能夠(gou)穩(wen)定可靠運行的(de)前(qian)提是化學表指示準確(que)、控制器正常工(gong)作(zuo)。
(3) 加藥系統在自動狀態運(yun)行(xing)時, 若凝結水(shui)精處理系統投運(yun)或撤出, 為了保持(chi)水(shui)質的(de)穩定性, 可先將氨計量泵切(qie)換(huan)至手動狀態, 并(bing)將沖程預置于某個(ge)經驗值, 然(ran)后再切(qie)換(huan)至自動狀態。
6 結束語
本(ben)文是根(gen)據張(zhang)家口發電(dian)廠(chang)爐內給(gei)水加(jia)氨(an)過程(cheng)中的(de)加(jia)藥系(xi)統(tong)采用常規(gui)控制難以達到理(li)想的(de)控制效果，提出了(le)采用給(gei)水流量為(wei)主(zhu)調量，給(gei)水電(dian)導率作為(wei)微調量的(de)預估模糊的(de)控制方法(fa)。對于(yu)改進火電(dian)廠(chang)自動加(jia)氨(an)控制系(xi)統(tong)的(de)設計有(you)重要的(de)參考價值(zhi)，值(zhi)得實(shi)際推廣和應用。
參考文獻
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[5]李士勇:模糊控(kong)制神經控(kong)制和智能控(kong)制論(lun)哈爾(er)濱工業大學出版社1998年(nian)
作者(zhe)簡介：王鎏(1980—),男,工程師,張家口發電廠設備部化學(xue)高(gao)級點檢員。
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