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智能型變頻電動調(diào)節(jié)閥在鍋爐系統(tǒng)應(yīng)用

發(fā)布于:2019/10/10 13:22:39 點擊量:138

     目前在蒸汽鍋爐給水電動調(diào)節(jié)閥產(chǎn)品選型、使用中存在嚴(yán)重的問題,其自動上水系統(tǒng)的穩(wěn)定性,精確控制
     (一)蒸汽鍋爐上水自動控制系統(tǒng)對鍋爐運行重要性。
     按相關(guān)規(guī)定,每小時蒸發(fā)量大于6噸的鍋爐都應(yīng)使用儀表控制調(diào)節(jié)閥上水,調(diào)節(jié)時應(yīng)連續(xù)均勻向鍋爐供水。在鍋爐運行中水位規(guī)定應(yīng)保持在正常水位,并允許在正常水位各25mm以內(nèi)波動。水位波動越小對鍋爐運行越穩(wěn)定、安全,供汽質(zhì)量越好。同時對蒸汽鍋爐自動給水系統(tǒng)質(zhì)量提出了更高要求。
     1. 控制不好危及鍋爐安全運行。鍋爐運行時,水位的變化主要是由于鍋爐負荷變化引起的。當(dāng)用蒸汽多時,水位下降就多;用汽少時,水位下降就少。鍋爐水位過高,會出現(xiàn)蒸汽帶水,甚至發(fā)生滿水事故;水位過低,又會釀成鍋爐爆炸事故,危及人身安全和設(shè)備損失。此外因負荷突然變化造成假水位,還會造成調(diào)節(jié)系統(tǒng)誤操作。
     2. 控制不好汽壓不穩(wěn)。給水量增加,直接影響的水位上升,但是汽壓下降更靈敏。這是因為給水溫度低于爐水溫度,當(dāng)給水量增加,在爐內(nèi)就要多吸收熱量,因此用來蒸發(fā)爐水的熱量要減少,汽壓顯然要下降。同樣道理,給水量減少,水位下降,汽壓要上升。
     3. 控制不好汽溫不穩(wěn)。給水量增加,汽溫要下降,這是因為給水量增加時,汽壓下降,爐水溫度下降,水冷壁在爐膛吸收的輻射熱量要增加,使?fàn)t膛出口煙汽溫度下降,導(dǎo)致汽溫下降。同樣道理,給水量減少時,汽溫要上升。
     (二) 目前鍋爐自動上水現(xiàn)狀及控制難點
     經(jīng)過我們對一些企業(yè)蒸汽鍋爐上水現(xiàn)狀進行調(diào)查發(fā)現(xiàn),流量以至達到鍋筒水位波動范圍最小化而被人們忽略,有的已經(jīng)構(gòu)成了安全的隱患,時時威脅著鍋爐的安全的運行。主要存在問題有如下幾個方面:1. 經(jīng)常燒毀電動執(zhí)行器電機;2. 調(diào)節(jié)閥桿經(jīng)常頂彎;3. 調(diào)節(jié)閥桿不停地上下動作,造成閥桿磨損嚴(yán)重導(dǎo)致閥桿部位漏水;4. 鍋爐的水壓力表指針不停地擺動,供水壓力及水位波動較大。根本原因所用電動調(diào)節(jié)閥不能與系統(tǒng)適配。
     鍋爐供水調(diào)節(jié)閥有以下四個特殊性:
     1. 電動調(diào)節(jié)閥兩端壓差大,一般三十噸左右蒸發(fā)量的鍋爐調(diào)節(jié)閥入口水壓力可達2MP左右,出口水壓力可達1.2MP左右,要求電動執(zhí)行器電機輸出力矩(負載重)較大;
     2. 經(jīng)除氧罐給水溫度可達1000C,使調(diào)節(jié)閥體溫度較高,不利于電機散熱,如果調(diào)節(jié)系統(tǒng)出現(xiàn)震蕩,易燒毀電動執(zhí)行器電機;
     3. 鍋爐汽包液位時間常數(shù)小,調(diào)節(jié)過程易出現(xiàn)系統(tǒng)易振蕩(表像是電動調(diào)節(jié)閥上下動作不停止)特別是采用三沖量調(diào)節(jié)器控制,由于選取三個參量,精度較高,控制周期較短,普通“電子式”電動調(diào)節(jié)閥不相適應(yīng),閥桿上下動作頻繁,經(jīng)常摩擦磨損過快出現(xiàn)漏水;
     4. 蒸汽鍋爐上水環(huán)節(jié)屬于十分重要環(huán)節(jié),要求電動調(diào)節(jié)閥可靠性好,出現(xiàn)故障不能上水鍋爐危險性較大。
     目前一些鍋爐給水用電動調(diào)節(jié)閥大都是“電子式伺服放大器”帶動的調(diào)節(jié)閥,這種電動調(diào)節(jié)閥是不能根據(jù)信號偏差大小來改變其執(zhí)行器電動機的速度。因為只變方向、不變速度勢必會使用系統(tǒng)調(diào)節(jié)精度受到限制,對開關(guān)型或一般變化緩慢的控制對像控制精度要求不高場合可以使用,但像蒸汽鍋爐負荷變化較大的場合擔(dān)當(dāng)自動上水調(diào)節(jié)閥是難以達到較好的自動控制效果。另外電動調(diào)節(jié)閥都使用單相交流電動機作為控制電機,而單相交流電動機有兩個弱點:1. 目前作的輸出使用時,由于啟動電流很大近7倍額定電流,會使 電機始終處在大電流的工作狀態(tài),導(dǎo)致電機發(fā)熱,嚴(yán)重時可以使電機燒毀。
     調(diào)節(jié)系統(tǒng)要求電動調(diào)節(jié)閥應(yīng)屬于隨動系統(tǒng),這類系統(tǒng)的輸入量是隨意變化的,但要求能電動調(diào)節(jié)閥以一定的精度跟隨輸入量的變化。目前使用的電動調(diào)節(jié)閥的電機動作只能是通過伺服放大器控制其正、反轉(zhuǎn)向的恒速動作,顯然作為執(zhí)行機構(gòu)的伺服電機是不能隨小信號的變化而低速運行。不能靈敏快速平穩(wěn)可靠運行與系統(tǒng)控制協(xié)調(diào)。
     (三) 解決的辦法——智能型變頻電動執(zhí)行器
     針對原有電動執(zhí)行器不能以低速運行,通過極強的微調(diào)作用修正微小偏差從而導(dǎo)致調(diào)節(jié)系統(tǒng)超調(diào)這一缺點,采用智能型變頻電動執(zhí)行器與各種閥體配合,利用數(shù)字化變頻技術(shù),改造目前電動執(zhí)行器,使之具有變速運行、動態(tài)響應(yīng)快、調(diào)節(jié)定位精度高、穩(wěn)定性好,故障率低,使用壽命長等優(yōu)點,徹底改變了調(diào)節(jié)閥在一些重要領(lǐng)域不能適用的缺陷。我們在天津濱海新區(qū)某供熱公司對若干臺大型蒸汽鍋爐原使用的給水電動調(diào)節(jié)閥進行了改造,收到了良好的預(yù)期效果。
     多臺35噸蒸汽鍋爐,在改造前使用上述“電子式”電動調(diào)節(jié)閥為其給水,總控制室儀表采用三沖量調(diào)節(jié)器分別控制上水電動調(diào)節(jié)閥,雖經(jīng)專業(yè)技術(shù)人員努力調(diào)試,效果不佳。水位顯示有明顯跳動,供水壓力不穩(wěn),表指針在0.5MP—1.2MP之間擺動,閥桿不停上下動作,由于磨損過快,閥桿漏水嚴(yán)重。頻繁燒毀電機,影響了鍋爐的正常運行。盡管專業(yè)人員努力調(diào)整也不能達到預(yù)期效果?,F(xiàn)在一般大中型鍋爐均配備三沖量給水調(diào)節(jié)儀表,它有效的克服了鍋筒出現(xiàn)“假水位”的現(xiàn)象,它以鍋筒液位為主控對像,以蒸汽流量和給水流量為和鍋筒液位三個參考量相運算,再去控制調(diào)節(jié)閥改給水流量使鍋液維持在一個穩(wěn)定的范圍內(nèi)。同過去單沖量(只一個鍋筒液位變量)給水調(diào)節(jié)儀表相比靈敏度高,響應(yīng)快,控制周期短。所以傳統(tǒng)的電動調(diào)節(jié)閥明顯不能適應(yīng),因此出現(xiàn)超調(diào)導(dǎo)致震蕩。
     更換了智能型變頻電動調(diào)節(jié)閥(BPZ—40 型電動調(diào)節(jié)閥)后,效果顯著。供水指示壓力表相當(dāng)穩(wěn)定,指針在1.2MP不動,調(diào)節(jié)閥桿動程僅在1~2mm范圍內(nèi)緩慢變化,鍋筒水位指示相當(dāng)穩(wěn)定液位波動10mm,電機溫度300C左右,再也沒出現(xiàn)燒電機情況。另外,智能型變頻閥采用的電腦板有參數(shù)設(shè)定功能,如放大倍數(shù),力矩提升,行程上、下限電氣參數(shù)限位,控制不靈敏區(qū)設(shè)定等諸多項參數(shù)根據(jù)現(xiàn)場控制對像可靈活設(shè)定。更重要的是伺服電機采用了變頻控制,起動力矩大,響應(yīng)快,動作時根據(jù)偏差信號大小變速運動,做到柔啟柔停,因此管道內(nèi)高壓水沖擊力很小,有利于調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定。
     現(xiàn)在全國已有很多廠家蒸汽鍋爐使用了這種智能型的變頻閥,對原有的“電子式”電動調(diào)節(jié)閥進行了改造,效果都有很好。
    


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