王慧琴，魏 志

北京科东电力控制系统有限责任公司

热电厂除氧器温度自动控制系统

王慧琴，魏 志

北京科东电力控制系统有限责任公司

氧的浓度，PH值的影响，水的温度，水中离子及水的流速都会造成锅炉的氧腐蚀，影响锅炉系统的正常运作，而氧的浓度是最主要的因素。所以除氧器在热力发电厂中起到了很重要的作用。热力除氧是应用最广的方法。为了保证除氧器能达到很好的除氧效果，就需要应用自动化控制技术来控制。本论文以热电厂的除氧器为控制对象，以除氧器的温度为被调量，选择蒸汽的流量作为被控变量，除盐水量为干扰量，设计了该前馈—反馈控制系统，并结合生产实际对各仪表进行了选型。

锅炉；除氧器；温度控制；联锁保护

除氧器是热电厂的关键设备，是热电厂锅炉及供热系统的关键设备，如除氧器除氧能力差，将对锅炉给水管道、省煤器和其他附属设备的腐蚀造成严重的损失，其经济损失将是除氧器本身造价的几十或几百倍。

1 方案设计

1.1 除氧器的主要技术参数

除氧器的主要技术参数要求工作压力：0.02Mpa，工作温度：104℃。并且通过分析计算得到以下结论，除氧器内压力保持在0.02～0.025Mpa,温度为104℃时，水中的溶解氧几乎完全逸出，水中的含氧量为零，而且只要除氧器内的温度不超过107℃，除氧器的压力就不会超过其最大允许压力。因此将温度的控制范围设定在104土3℃。考虑到执行器不宜频繁动作，因此将除氧器的温度范围设定在101～107℃范围内。

1.2 热电厂热力除氧的工艺图和检测流程图

热电厂热力除氧的工艺图如图1所示：

图1

1.3 方案的确立

图2 除氧器温度自动控制系统的方框图

由除氧器的主要技术参数知，控制系统应是定值控制系统，对于定值控制系统，其被调量往往可按工艺要求直接选定。故以除氧器的温度为被调量，选择蒸汽的流量作为被控变量，除盐水量为干扰量，考虑到单回路控制系统结构简单，投资少，易于调整和投运，尤其适用于被控过程的纯时延和惯性小，负荷、扰动变化比较平缓的场合。为此对除氧器的温度自动控制系统采用单回路控制系统。同时考虑到前馈控制系统能消除特定的干扰，控制及时，因此本设计采用了前馈——单回路反馈控制系统。

（1）除氧器的温度自动控制系统的方框图。除氧器的温度控制自动控制系统的方框图如图2所示。

（2）测量温度仪表的选择。本设计选用通用的热电阻Cu50。因其测温范围为-50℃-150℃，且其精度高，便于传送，价格低廉，因此完全满足生产工艺的要求。

（3）温度变送器的选择。结合生产现场，选用电动仪表即可，故选用最常用的DDZ-Ⅲ型仪表。因此选用Cu50热电阻温度变送器，它是一种将热电阻信号，经全隔离放大转换成与温度成正比的标准直流信号，从而实现对被测温度信号精确测量的仪器。该变送器输入、输出、电源三方全隔离，抗干扰能力强，远传不受其它设备影响。输入、输出选择范围宽，准确度高，电源可选择，导轨安装便于检测与维护。广泛用于各种对温度进行测量的监控系统中。

（4）温度控制器的选择。由于本系统设定除氧器的温度控制在101℃-107℃之间，因此允许系统有余差，故选用PD调节规律的模拟式控制器。选用XMT6000系列的温度控制器即可。

（5）水流量测量仪表的选择。在水位控制系统中，调节量是给水流量，流量的测量和控制是一个重要的热工参数。流体的流量直接反映设备效率，锅炉负荷高低等运行情况。因此连续测量和监测流体的流量对于热力设备的安全，经济运行有着重要意义。从被测流体的温度高低选择流量计。一般玻璃转子流量计、椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、水表、涡轮流量计和电磁流量计适用于被测介质的温度在0-100度以内。金属转子流量计、靶式流量计、涡轮流量计适用于被测介质温度在0-200度以内。差压式流量计适用于被测介质在0-250度以内。选择通用的差压式流量计，且节流件选用常用的孔板。在已知有关参数的情况下，根据流动连续性原理和伯努力方程可以推导出差压与流量之间的关系而求得流量。为此选用HYLG系列的孔板流量计。

（6）水流量变送器的选择。结合生产现场，选用的DDZ—Ⅲ型仪表。选用DDZ-Ⅲ系列：DBLB-A-Ⅲ矢量靶式流量变送器。在自动调节系统中，它主要用于检测，可以用来连续测量粘度较高的介质流量和含粉尘或小颗粒的介质流量，也适用于测量一般液体及气体的流量。将被测量值转换为4～20mA直流信号值输出。

（7）执行器的选择。根据能源、工艺条件、介质性质确定选用电动执行机构，根据流体性质，流动状态，工艺条件和过程控制的要求，并兼顾经济性确定选用等百分比流量特性的控制阀，且阀门开度处于15%-85%之间，故选用电动执行器。视现场生产情况选择合适规格的执行器。

通过以上叙述，作出除氧器温度自动控制系统图如图3所示：

图3 除氧器温度自动控制系

2 结论

对控制系统的设计，首先要从生产实际出发，然后确定控制系统的被调量和主要干扰及操纵变量，然后再根据设计要求，确定控制系统方案，作出控制系统的原理方框图，进而进行仪表选型，最后作出控制系统图。