PLC在锅炉缺水过程中的应用

2024.05.02

王启志王晓霞孙炳阳

摘要：锅炉缺水，轻则造成管道泄漏，重则造成厂毁人亡的爆炸事故，导致国家财产和人员生命的重大损失。本文采用PLC来控制锅炉的水位。提高了安全性和工作效率。

关键词：工业锅炉；缺水报警；PLC控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.09.137

1 锅炉缺水的现象和原因

蒸汽锅炉具有工作压力大，介质温度高，运行工况复杂等特点。缺水事故约占锅炉重大事故的50%左右。锅炉水位低于最低的安全水位，危及锅炉的安全运行，称为缺水事故。缺水事故可分为两种类型：轻度缺水和严重缺水。若锅炉缺水，将对设备造成严重损坏，如果锅炉严重缺水再进水，就会引起锅炉爆炸。这是因为在锅炉缺水后，一方面钢板过热，甚至变红，使强度大大降低，另一方面由于钢板过热后的温度与供水温度相差较大，钢板首次接触水的位置因遇冷而开裂，在蒸汽压力的作用下，龟裂被撕成大的裂口，汽水从裂纹中喷出，引起爆炸事故。

在锅炉设备正常维护，正确运行的情况下，不会出现锅炉缺水现象。然而，因为种种原因，缺水仍常常有发生[1-3]。

1.1 缺水现象

（1）水位表内水位模糊，水位计内呈白色；（2）尽管存在水位，但水位不会移动，并形成假水位；（3）高低水位警报器有低水位报警信号；（4）给水流量小于蒸汽流量；（5）有锅炉装有过热器，过热蒸汽温度快速升高；（6）严重的情况下，可以闻烧焦的味道。

1.2 缺水原因

（1）管理不到位，安全意识较差，责任心薄弱，出现无人监视水位的现象；（2）司炉证人员操作失误或长时间离岗而无监视水位；（3）供水压力不足、导致供水管道裂；（4）给水泵缺乏维护，自动调整器失灵，出口阀被关闭或给水阀迟缓或卡死故障；（5）水位计安装错误导致长期水位计长期得不到冲洗，水位计显示模糊或错误的水位，导致操作人员误判和误操作；（6）缺水保护装置长期处于失修的状态。

2 PLC锅炉缺水报警系统

PLC可靠性高，PLC在国内外已广泛应用于各个工业行业[4，5]。

本系统的工艺流程图如图1。

锅炉的危极低水位报警是为了防止锅炉缺水发生爆炸事故。液位传感器时刻测量锅炉水位，当水位低于设定值时用X001触点启动输出触点Y001，启动报警信号并且启动水泵注水。当水位达到满水设定值时启动注水满延时T1，10秒钟后，输出Y003满水跳闸。当压力继电器低于控制压力时，锅炉电气程序进行自动控制运转。当压力繼电器大道控制压力时， Y005不输出，超压停炉指示灯亮。当水位低于危及水位时，缺水指示灯亮，电铃响并且报警，保证锅炉安全运行。

当水位达到水位下限时，触点X001启动Y001低水位报警并启动水泵注水。当水位达到上限之后触点X002启动，注水延时T1运行，10后启动Y003水满跳闸开关，当水位低的时候引起的锅炉压力不足，引起X003动作，启动联动快关Y005。其时序图如图3。

3 触点线圈列表

4 结论

本文采用PLC来控制锅炉的水位。PLC的高效率，可靠性和耐用性完全克服了手动操作中的各种错误。PLC控制可以准确地检测水位的变化，启动或停止泵在指定水位的注水，以此达到控制水位的目的，因而可靠简单。

参考文献：

[1]石蓉.一起锅炉缺水事故原因分析[J].内蒙古石油化工，2017（07）

：56-57.

[2]张共清.工业锅炉缺水事故分析及预防措施[J].科技与创新，2017

（09）：62-63.

[3]许达.锅炉运行中常见事故浅析[J].中国高新区，2017（05）：113.

[4]吴国明.S7-300PLC在船舶锅炉加热系统中的PID应用[J].中国高新科技，2018（23）：100-102.

[5]赵静，王敏.基于PLC锅炉专家PID智能控制的研究[J].工业炉，2018（05）：59-61.

作者简介：王启志（1971-），男，福建人，博士，副教授，从事自动检测与控制工作。