锅炉保护神------锅炉汽包水位监控安保系统的分析
关于锅炉汽包水位监控安保系统的分析常州通达电子技术研究所 蒸汽锅炉具有高温、高压特性，是工业生产中具有爆炸危险的特种设备。锅炉在运行操作过程中对水位工况的控制要求很高，如稍有不慎，出现缺水、断水，使汽水循环破坏，就极易发生爆管、爆炸事故。一旦发生事故，轻则严重影响生产，重则危及人生安全（报载：全国各地锅炉爆炸，人员伤亡事故频频发生），给企业造成巨大损失，有的企业因此而倒闭。所以，国家有关安监部门每年都要对工业蒸汽锅炉定期进行安全检测。 造成锅炉事故的原因虽然很多，但国家安监局对68例锅炉事故调查表明，其中因缺水造成的事故47例，占调查总数的70％，直接经济损失少则数万元，多则几十万元。在2006年7月30日晚上，温州市鹿城区仰义乡沿江工业区泰豪制革厂发生一起锅炉爆炸事故，造成五死四伤的重大安全事故。预计事故损失至少在500万以上，将给该厂造成毁灭性的打击。 汽包水位是锅炉运行中最重要的安全参数。锅炉汽包的水位监控安保系统由：①各点水位的自动测量、②正常水位的自动控制、③高低水位的声光报警、③联锁保护的自动停炉等四个部份组成，它们各负其责，保障锅炉设备的安全运行。为了提高汽包水位监控安保系统的可靠性，确保锅炉的安全运行，国家安监部门颁发了《 蒸汽锅炉安全技术监察规程》，对信号报警和停炉保护两部份作了强制性年检规定。而众多的安防科研单位和广大的锅炉用户，多年来对锅炉汽包的水位监控安保系统也作了大量的研究和实践。 1～6T∕h蒸汽锅炉汽包水位监控安保系统，业内广大锅炉用户经多年实践应用证明，都认为选择电极式水位自控报警仪表较为稳定可靠，它具有测量原理简单，显示直观可信，声光报警清晰，自动控制稳定，联锁保护可靠等优点。其稳定性、可靠性已经赢得广大锅炉用户的信任和国家安监部门的肯定。下面我们分别将电极式锅炉水位自控报警器的水位测量、自动控制、信号报警、停炉保护各部份逐一分析： 一、各点水位的自动测量 1～6T∕h蒸汽锅炉汽包水位的测量，一般都采用电极式测量，它是利用汽、水电导率不同的原理测量水位的。电极测量筒的筒体为无缝钢管，电极为不锈钢棒，电极棒绝缘材料为聚四氟乙烯，主要用于蒸发量为6T∕h以下，工作压力＜1．3MPa．温度＜250℃的中小型工业蒸汽锅炉，作为汽包的高、低水位显示报警、正常水位自动控制的测量用。一般由两只电极测量筒组成，一只用作高、低水位显示报警：另一只用作水位自动控制。 优点是：能适应锅炉的变参数运行，在锅炉启停等变参数运行工况下都能准确的测量汽包水位，由于测量筒截面积较大，与汽包是汽、液并连相接，离汽包很近，冷却误差很小。电极棒至自控报警器又是电信号传送，故时滞小。另外不需要复杂的校验装置，使仪表校验大为简化，具有一定电子电路基础的人员都可进行维修。 缺点是：长期使用中电极棒容易沾污，因此需定期排污和冲洗。 二、正常水位的自动控制 汽包水位是锅炉运行中最重要的安全参数。水位工况参数正常就意味着锅炉运行的安全。因此，水位自动控制也是汽包水位监控安保系统中的重要部份。在锅炉的运行操作过程中，当电柜上的“水泵运行”切换开关投入自动控制状态时，仪表根据锅炉的实际水位与设定的给定值产生的偏差，发出相应的控制指令，自动控制水泵的开停。当汽包水位下降到正常水位下限（－35mm）时，自动开启进水泵；当汽包水位上升到正常水位上限（＋40mm）时，自动停止进水泵，汽包水位控制在中线上下的75mm之间。从而保证锅炉水位始终控制在正常水位位置。可见，只要水位自控报警仪表处于完好、可靠的工作状态，水位自动控制系统就可每分每秒、忠实地将汽包水位准确地钳制在正常水位的范围内。而锅炉的安全运行正是取决于水位的正确控制。 这是仪表对锅炉“正常水位自动控制的第一次保护”。 三、高低水位的声光报警 蒸汽锅炉在实际运行中，汽包水位的工况，是保证锅炉安全经济运行的重要控制参数。锅炉汽包满水和缺水事故严重威胁锅炉设备的安全运行，轻者造成输气压力管道和锅炉设备的严重损坏；严重时如发生爆炸人生伤害事故，则严重威胁着企业的生存发展。 1、锅炉汽包满水事故满水是指水位严重高于汽包正常运行水位的上限值。使汽容过小，影响汽水分离效果，降低出汽效率；并且，蒸汽容易带水，使蒸汽温度急剧下降，输送蒸汽的压力管道容易发生水冲击，造成管道损坏事故。在锅炉的运行操作过程中，当“水泵运行”投入手动状态时，如由于司炉工疏忽，使水位过高，升至设定的锅炉安全水位最高值时（玻璃水位计的90%），仪表自动发出声光报警，提醒司炉人员停止进水。 2、锅炉汽包缺水事故缺水是指水位低于能够维持锅炉正常水循环的安全水位最低值。水位过低，会使汽水循环破坏，蒸汽温度急剧上升，水冷壁管热导率减小，使受热面情况恶化，强度显著下降，从而导致受压部件过热变形，鼓包，而发生过热爆管。如严重缺水（干烧）再操作失误，盲目进水，灼热的金属会因急剧收缩撕裂，汽压激烈骤升，引起锅炉爆炸，这是非常非常危险的。（报载：全国各地锅炉爆炸，人员伤亡事故频频发生）。 在锅炉的运行操作过程中，当“水泵运行”投入手动状态时，如由于司炉工疏忽，没有及时进水；或进水系统发生故障（水泵坏、阀门坏）没有进水。当降低至设定的锅炉安全水位最低值时（玻璃水位计的20%），仪表自动发出声光报警，提醒司炉人员进行相关操作，及时进水。 这是仪表对锅炉“高低水位声光报警的第二次保护”。 四、联锁保护的自动停炉 在锅炉事故统计中，缺水事故比率远比满水事故比率多。其原因是，导致缺水事故的因素比满水事故多得多，这是因为，由众多设备串联而成的给水系统中，其中任何一个环节出现故障都可能中断锅炉给水，再加上司炉工的疏忽，而一旦出现缺水、断水，使汽水循环破坏，锅炉就极易发生爆管、爆炸事故。一旦发生事故，轻则毁损设备严重影响生产，重则危及人生安全，发生人员伤亡事故。给企业造成巨大损失，甚至有的企业因此而倒闭。所以，预防汽包的缺水、断水事故是锅炉运行安全操作中的重中之重。 在锅炉的运行操作过程中，当电柜的“水泵运行”投入手动状态时，锅炉水位降低至设定的锅炉安全水位最低值时（玻璃水位计的20%），仪表的低水位声光报警提醒了司炉工。此时，仪表作30秒钟的自动计时，如由于各种原因，司炉工在30秒钟内还没有采取措施及时进水，到30秒钟仪表将自动切断鼓、引风机，强行停炉（此“停炉保护”是“低水位声光报警”保护措施的延续）。 这是仪表对锅炉“低水位联锁保护自动停炉的第三次保护”。 锅炉在仪表的“三重保护”下，确保了安全运行。 锅炉水位自控报警器的高、低水位报警功能是司炉人员手动操控水位的眼睛；自动控制水泵（开泵、停泵）功能是司炉人员的大脑；而联锁保护功能则是锅炉运行中不可缺少的最重要的最后的安全保障。 在锅炉的运行操作中，水位自控报警仪表随时随地在为锅炉的安全运行把关。有效规避了由于司炉人员的主观因素和机械设备故障带来的缺水、断水的事故隐患。从上述分析，在蒸汽锅炉运行中，没有水位监控安保系统对锅炉运行的保驾护航，是最危险的事。 国家安监部门颁发的《 蒸汽锅炉安全技术监察规程》中严格规定，如高、低水位声光报警和低水位联锁保护自动停炉两部份失灵，锅炉严禁运行。所以说，工业锅炉在使用前，首先要检查是否安装了“锅炉水位自控报警器”，如果没有安装，在任何条件下，都不可以开炉运行。否则，极可能造成重大事故，造成巨大的经济损失，有关责任人还将会触及法律。http://i01.c.aliimg.com/img/ibank/2014/727/078/1394870727_831712949.jpg
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