锅炉水质在线监测及自动加药系统的改造

锅炉给水自动加氨系统改造与应用研究图1 锅炉加氨系统 自动配氨装置自动配氨装置作为自动加氨系统的一部分，具有重要的作用。

自动加氨装置将脱销使用的氨气和加氨间室内的除盐水引入装置接口，通过西门子PLC控制器对阀门进行控制，完成配比，得到所需浓度的氨水。

其内部包括电导率表、液位计、西门子PLC控制器、触摸显示屏、截止阀、逆止阀、电动调节阀。

氨水箱内部安装电导率在线采样表和液位计，氨气电调阀的控制氨水的电导率，除盐水电调阀控制氨水箱的液位，保证了氨水箱内部的氨水浓度稳定。

自动配氨装置内部如图2所示。

图2 自动配氨装置2.2 加氨自动化设计自动配氨装置保证了加氨系统原料氨水浓度的稳定图3 自动加氨控制逻辑图自动加氨控制采用前馈补偿PID调节，如图3所示，前馈补偿PID控制包括两部分，一部分是PID输出，另一部分是由前馈参数组成。

PID部分是控制系统准确度的保证，主要是根据设定值与采样值之间的偏差量，修改运算输出数据，从而达到采样值与设定值一致；前馈部分是控制系统快速性的保证，主要是根据凝结水流量的变化，快速地改变控制系统的运算量，从而减小控制系统在外部干扰下，达到设定值的快速性。

结合自动加氨控制特点，设计了前馈补偿PID控制系统，控制系统实时采集凝结水流量，根据凝结水流量进行加氨量前馈比例调节，同时采集除氧器入口电导率值，进行PID调节，两者叠加后，实现前馈补偿PID控制，改变加氨泵的频率，保证除氧器入口电导率的稳定，即实现给水pH平稳控制。

设备的应用案例本次自动加氨系统改造应用在国家能源某电660MW调峰机组，该机组在未改造前采用人工配氨水，将采购回来的浓氨水倒入氨溶液箱中，加氨泵的频率是运行人员在辅控的操作员站进行手动更改频率，每次负110中国设备工程 2023.11 (下)图4 自动加氨系统加氨泵控制弹窗手动控制加氨泵启动，运行至除氧器入口电导率稳定。

此时投运自动运行，调整PID参数，保证除氧器入口电导率能够达到设定值；调整凝结水流量参数，保证在负荷波动过程中，减小除氧器入口电导率在设定值上下的波动。

工程性质：设备改造外委PAC加药系统改造方案批准：审核：编制人：PAC加药系统改造方案一、改造原因：聚合氯化铝（PAC）是净水厂水处理工艺的主要药物，新厂加药系统的加药箱已经部分锈蚀，药液外漏，需要重做药箱，另外PAC投药设备设计不合理，加大了运行人员的劳力，需要改造。

二、设备型号及规格参数、制造厂家：三、改造项目及内容：1、拆卸原有控制箱1个；1000*1000*1500mm投药斗1个；搅拌机2个；螺旋上料机1套，妥善放置，清理表污物。

拆除进出pvc 水管10m、pvc阀门8个。

2、按照原有的药箱格局、规格2500*1220*1130mm采用3mm厚不锈钢316冷轧板加工药箱，药箱内壁衬塑处理。

3、人工拆除1500*2000*1500mm的混凝土地面基础。

采用3mm厚不锈钢316冷轧板加工上料机药斗，上口方形，规格1000*1000mm，下口锥形，高800mm，药斗口为活动式盖子，距上口400mm处焊接钢制网篦，以过滤结块药粉和杂物，药斗内壁衬塑。

采用20*20*2mm方管焊接固定架子，将药斗采用地脚螺栓固定于地面，支架总量0.1t。

4、更换螺旋及药管，螺旋仍为sus304不锈钢材质，长6500mm，螺距，药管为PPR管，长6500mm，在原有支架的基础上采用20*40*2mm的矩钢焊接支架，支撑螺旋及药管，增加一个操作台阶，新增钢材重量共0.4t。

5、更换投药斗LEMICON-S料位计1个，型号为LS-2，拆除投药斗原有振动器，药斗外壁重新安装振动器2个，型号为MVE20，参数FC（kg）22,230V0.1A，0.03kw。

6、更换电缆护套的软管30m，采用DE50PPR、阀门恢复原有进出水管道以及溢流、排空管道。

7、重新安装拆卸下来的设备，包括药箱上部药斗1个，搅拌机两台，液位计1个、配电箱1个，恢复原有电气设备的接线，重做电缆、元器件的标识，通电调试，保证设备正常运转。

8、清理药箱上部药斗内壁、外表面，外层喷涂银色防腐漆，共10m2。

锅炉自动化改造方案一、引言锅炉是工业生产中常用的热能设备，具有高效、节能的特点。

然而，传统的锅炉操作方式存在一些问题，如能耗高、运行不稳定等。

为了提高锅炉的运行效率和安全性，自动化改造方案应运而生。

本文将详细介绍锅炉自动化改造方案的设计和实施。

二、目标与要求1. 提高锅炉的燃烧效率，减少能源消耗。

2. 实现锅炉的自动控制，减少人工干预。

3. 提高锅炉的运行稳定性和安全性。

4. 减少锅炉的维护成本和停机时间。

三、改造方案1. 控制系统设计1.1 安装PLC控制器，实现对锅炉的自动控制和监控。

1.2 设计合理的控制逻辑，包括启动、停止、调节等操作。

1.3 配置传感器，实时监测锅炉的温度、压力、流量等参数。

1.4 配置报警系统，及时发现和处理异常情况。

2. 燃烧系统改造2.1 更换燃烧器，选择高效、低排放的燃烧设备。

2.2 安装燃烧控制器，实现燃烧的精确控制。

2.3 配置燃气检测仪，监测燃气的浓度，确保燃烧安全。

3. 水处理系统改造3.1 安装水质监测仪，实时监测锅炉水质，及时处理水质异常。

3.2 配置自动补水系统，保持锅炉水位稳定。

3.3 安装排污系统，定期排放锅炉废水，防止水垢积聚。

4. 远程监控系统4.1 配置远程监控设备，实现对锅炉的远程监控和操作。

4.2 搭建监控平台，实时显示锅炉的运行状态和数据。

4.3 配置报警系统，异常情况时及时发送报警信息。

5. 人机界面设计5.1 设计直观、易操作的人机界面。

5.2 提供实时数据显示和历史数据查询功能。

5.3 配置报表生成功能，方便数据分析和报告生成。

四、实施步骤1. 方案设计1.1 根据现场情况和需求，制定改造方案。

1.2 设计控制系统、燃烧系统、水处理系统和远程监控系统的具体方案。

1.3 设计人机界面，满足用户的操作需求。

2. 采购设备2.1 根据方案设计，采购PLC控制器、传感器、燃烧器、燃气检测仪等设备。

2.2 选择可靠的供应商，确保设备的质量和售后服务。

水质在线监测系统在蒸汽锅炉上的应用结合洪湖输油站锅炉实际情况，分析了给水和锅水水质评价指标，确定了各参数的监测点位置。

通过采用国内先进的水质在线监测仪表构建锅炉水质在线监测系统，并详细描述了系统构架、硬件和软件配置，实现了水质连续监测。

标签：锅炉；水质分析；在线监测系统；PLC；系统配置工业锅炉作为一种有效的供热压力设备被广泛应用于输油行业中。

水质不良是影响锅炉安全、经济运行的重要因素之一。

没有经过净化的水质进入锅炉以及锅炉的水汽系统，在经过一段时间的运行之后，就会在锅炉受热面生成水垢。

另外，锅炉在高温下与水不断接触会产生严重的腐蚀。

金属腐蚀产物融入水中，使锅水的含盐量增加，进一步促进了水垢的形成。

水质的恶性循环不仅会缩短锅炉的使用周期，而且给锅炉附属设备的正常运行造成不良影响。

因此，要时刻加强对锅炉水质的监测和控制。

目前，企业内部锅炉操作人员每两小时对锅炉水质进行检测，以保证锅炉的安全运行。

但是传统的人工化验在实际操作中表现出种种弊端，比如：人为误差的存在，易受环境变化的影响，稳定性和准确性差等特点，最重要的是人工化验不能实时监测水质状况，适应不了自动化生产的需要。

而引入水质在线监测系统可以实时的在线监测，测量精度高，在一定程度上减小了环境因素对测量结果的影响，同时节省了人力、物力。

因此，锅炉水质在线监测系统得到了广泛的应用。

1 洪湖站水系统概况洪湖输油站锅炉额定蒸发量为20t/h，蒸汽压力为125MPa，属于锅外水处理的低压自然循环蒸汽锅炉。

洪湖输油站锅炉原水为王洲村水厂来水，站内锅炉水处理工艺流程（见图1）：王洲村水厂来水依次进入消防水罐、原水罐、稳压水箱、活性炭过滤器、精密过滤器、高压泵、反渗透装置，经钠离子交换器软化后，进入软化水罐，再经除氧水泵加压进入低位解析除氧器，除氧水经除氧水箱密闭储存后经补水泵加压流入冷凝水罐，通过冷凝水余热加热进一步除氧后由给水泵上水进入锅炉。

图1 洪湖输油站锅炉水处理工艺流程示意图2 水质在线监测系统组成根据工业锅炉水质国家标准GB/T 1576-2008，对于额定蒸汽压力在1.0-1.6MPa之间的蒸汽锅炉，为保证锅炉的安全运行，给水中的硬度、PH值、溶解氧、油含量、全铁、电导率，以及锅水中碱度、PH值、溶解固形物、磷酸根、亚硫酸根、相对碱度必须保持在一定的范围内。

自动加药系统在石化行业锅炉水处理中的应用摘要：介绍了由水质在线分析仪(如PH表、磷表)与PLC和变频器组成闭环自动控制加药系统在抚顺石油二厂炉内协调磷酸盐处理中的应用。

由在线分析仪、PLC、变频器组成的闭环控制自动加药系统，增强了控制先进性和可靠性。

此套自动加药系统的投入彻底改变了以前人工加药不准带来的经济损失且对于节省人力、降低消耗、确保炉水安全、保证水质的稳定性，产生良好的经济效益和社会效益。

关键词：水质在线分析仪；计量泵；协调磷酸盐处理；闭环控制0引言当今随着以半导体功率器件为核心的电力电子技术的发展和以计算机为代表的控制技术的突飞猛进，水质在线监测仪表、变频器技术和PLC的应用已深入到工业生产和社会生活的各方面。

水质在线仪表是生产现场最直接的检测设备，被称为自动化的“眼睛”，其准确性直接影响到自动化控制的精度。

变频技术的不断发展和成熟，以其明显节能效果、高可靠性、较高功率因数及效率等诸多优点，成为当今电气拖动系统的佼佼者。

可编程序逻辑控制器(PLC)，是近年来发展起来的并得到广泛应用的新一代工业自动化控制装置，它已成为解决自动控制问题的最有效工具之一，它编程简单并且稳定可靠越来越受到人们的重视，PLC可以用于各种工业过程的闭环控制。

当前自动加药系统已广泛采用PLC自动控制技术、变频调速技术取代传统的直流调速系统。

1我厂投入炉内协调磷酸盐自动加药系统的原因及控制目标引入原因：由于锅炉在运行中，因凝汽器的渗泄漏和炉水大量蒸发而引起的炉水盐分极度浓缩，会造成炉管积盐、结垢。

以前我厂投入的一套手动加药系统每天人员分几班倒，人工取样实验室分析炉水的PH值和磷酸根值，靠人为经验配药后开启手动加药泵加药。

因取样不及时、实验室仪表不准确、人的素质参差不齐等因素造成了系统加药不理想，该加的时候不加，不加的时候又大量加，这样不仅浪费了大量的人力物力，最关健的是造成了锅炉设备腐蚀程度严重加剧。

因而我方经过考查研究引入了这套自动协调磷酸盐加药系统，该方法要求严格控制PH值和磷酸根值，从而实现R值(钠离子的量浓度与磷酸根炉离子的量浓度比)的严格控制以保证协调磷酸盐处理的水质工况。

加药装置技改方案一、机组现状塔河热电厂现有给水加氨装置、炉水加磷酸盐装置。

由于动静配置不全，无法自动测量氨酸液精确值数，致使氨酸液大量浪费，需进行系统完善。

现将加氨装置改为自动加药，采用变频调速度控制。

二、.系统概况和相关设备2.1水中的游离CO2, 能够使水呈酸性,反应如下:CO2+H2O---H+ +HCO3-这样水中的H+能够使碳钢等金属发生氢去极化腐蚀,造成铁质构件损坏, 反应如下:H++2e---H2 Fe---Fe+2e特别是在温度较高且不具备缓冲性的化学除盐水中,游离CO2会大大促进钢铁腐蚀,因此必须抑制这种电化学反应。

向水中加氨提高水的PH值，可以有效抑制H+的离解，进而控制金属腐蚀。

2.2锅炉给水的钙，镁硬度会在高温环境下发生化学反应。

或者浓缩结晶，生成不溶的水垢，牢固附着在锅炉受热面上。

这种水垢是热的不良导体，会阻碍热传导，严重时可能发生锅炉爆管事故，另外还会诱发并加剧垢下金属化学腐蚀，危害相当严重。

虽然锅炉凝结水，给水都经过了严格的软化，除盐处理，但仍有少量钙，镁硬度进入，如果不对这部分硬度进行处理，也会结垢对锅炉安全运行造成威胁，目前炉水加磷酸盐是最为适宜的处理方法，反应如下:10Ca2++6PO4+2OH---Ca10（OH）2（PO4）6（碱式磷酸钙）碱式磷酸钙是一种松软的水渣，易随锅炉排圬排除，且不会粘附在锅炉内变成水垢。

相关设备：自动给水加氨装置，炉水加磷酸盐装置、安装地点：锅炉补水管道泵的出口压力：1.6MPa 5 MPa正常加药量：40L/H 50L/H三.加药设计及原理：3.1加氨的自动控制，把氨加到药箱里打开阀门，使氨和水进行自动搅拌和稀释。

启动搅拌电源按钮，这样搅拌系统就会按你所设定的时间进行搅拌和停止循环工作。

稀释好的氨水经滤网—Y型过滤器—针型阀---分二路到计量泵---二路合一路—针型阀—消膜器---针型阀---加药口。

由电极在加药管道中采集水的PH值信号传输给PH表进行分析处理后，转换成4—20毫安电流输出，控制变频器由变频器输出0—50赫兹的频率去控制加药泵的电机转速而达到自动加药。

2019年09月锅炉水处理存在主要问题及新型锅炉水处理药剂、自动加药系统的应用李志刚刘迎杰（河南中鸿集团煤化有限公司，河南平顶山467045）摘要：随着国内锅炉用水处理技术水平的提高和企业安全运行、节能减排的现实需要，传统炉水处理方案将面临巨大的挑战和困境。

新型技术的应用不仅能有效克服常规处理技术的缺点，而且为企业锅炉水系统在安全环保、防腐阻垢和节能减排状态下高效运行找到了一条科学而行之有效的技术新途径。

可以在稳定系统pH 、提高钝化保护、防止腐蚀产生的同时，又能提高炉水临界含盐量、减少排污、节约能源、提高蒸汽品质。

关键词：锅炉水处理存在的问题；新型技术；节约能源河南中鸿集团煤化有限公司是由中国平煤神马能源化工集团有限责任公司、中鸿（河南）投资有限公司、联峰钢铁（张家港）有限公司三方共同出资设立的有限责任公司。

公司位于平顶山市石龙区焦化工业园区内，属煤焦化工行业，主要销售焦炭、煤气、煤焦油、粗苯、甲醇等产品。

公司已经建成国内首座具有自主知识产权的大型6米捣固焦炉，型号为2×60孔WKD6050D ，是平顶山市焦化行业——“建大关小”的重点项目，其装备水平、技术水平在全国处于领先地位，并配套建成焦炉煤气综合利用项目。

公司已被认定为河南省级企业技术中心、河南省工程技术研究中心，建成河南省捣固炼焦工程院士工作站。

公司着力延伸煤焦化工产业，大力发展循环经济，提升企业综合效益。

公司现有1台92t/h 高压干熄焦余热锅炉一台，额定蒸汽压力10.3MPa ，另有多台小型中低压锅炉，干熄焦余热锅炉锅炉是公司的最主要的热源设备，锅炉的安全生产是公司安全生产的基础，而锅炉水指标的稳定控制是关系到锅炉长期安全进行的关键因素之一。

传统炉水处理方案存在指标控制波动大、锅炉排污率高、药剂性质负面、易产生蒸汽夹带、操作难度大、高温炉水的能量损失等问题，随着运行时间的增长，锅炉设备容易出现炉内结垢，管道腐蚀、蒸汽夹带等问题。

蒸汽锅炉的水处理技术及软水加药系统的改进措施陈名利【摘要】锅炉的主要工质是水，使用符合标准要求的水质，对锅炉的安全经济运行有着重要的作用。

锅炉的水质保障是锅炉能够连续安全经济运行的重要支撑，采用先进的水处理技术和对软水加药系统的创新改进，能够有效地解决锅炉的水质问题，提升锅炉蒸汽的品质，延长锅炉的使用寿命，实现节能降耗，保障锅炉运行的可靠性和稳定性。

【期刊名称】《科技风》【年(卷),期】2013(000)009【总页数】1页(P8-8)【关键词】蒸汽锅炉;水处理;水垢;软水;炉水调节剂【作者】陈名利【作者单位】广西中烟工业有限责任公司南宁卷烟厂，广西南宁 530001【正文语种】中文蒸汽锅炉是各大工厂企业用于是生产蒸汽的重要设备。

在烟草工业中使用也极其广泛，是工业的心脏，锅炉蒸汽品质的好坏直接影响到制丝工段、空调机组、制冷机组等用汽设备的正常运行，蒸汽能源的保障是整个卷烟生产正常运行的先决条件。

可见，锅炉在工业生产中的地位是重中之重。

现以双良WNS型系列蒸汽锅炉为例探讨其水处理技术及对软水加药系统的改进措施。

1 水处理的基本知识水中的杂质与水源有直接关系，不同的水源中杂质的成分、种类和含量也不同。

影响低压锅炉安全、经济运行的主要因素是由于锅炉给水中的Ca2+、Mg2+离子等杂质在锅炉内形成沉积物，即产生结垢，一般说来，如果炉管内沉积物厚1毫米，燃料消耗约增加10%，此外炉管中的这种隔热沉积物，还会引起过热损坏和增大炉水化学偏移而加速锅炉腐蚀的机率，缩短锅炉使用寿命，管道腐蚀严重时，甚至会发生管道爆炸事故；锅炉给水中的溶解氧、二氧化碳导致锅炉腐蚀，缩短锅炉的使用寿命；锅水中的高深度溶解固体物导致蒸汽带水，影响蒸汽品质。

总之，由于水中杂质的存在，都不可避免存在锅炉氧腐蚀和炉内结水垢的普遍问题，其后果是加大能源的浪费，减少锅炉的出力，增加使用成本，影响锅炉使用寿命。

2 水处理的方法2.1 锅炉外化学水处理是指在水进入锅炉前进行处理，除去水中的Ca2+、Mg2+离子，其基本采用离子交换法，固体（离子交换剂）与液体物质（源水）中的可交换离子（Ca2+、Mg2+）之间进行等当量、可逆性的交换反映，而在整个交换过程中，固体物质结构并不发生实质性（化学）的变化。

热电厂汽水在线监测及自动加药系统改造研究杨少鹏【摘要】通过对东风汽车公司热电厂汽水在线监测及自动加药系统的改造,淘汰落后的人工现场取样、手动分析和加药的运行方式,新增汽水取样装置、在线监测装置和自动加药装置,对加药系统进行自动化控制,从而对汽水品质进行更为精准和快捷地在线监测和调整,同时极大地降低了运行人员的劳动强度,改善了汽水品质,为锅炉和汽轮机的安全稳定运行提供了有力保障.【期刊名称】《电气自动化》【年(卷),期】2018(040)005【总页数】3页(P86-87,100)【关键词】汽水品质;在线监测;加药;分析;系统【作者】杨少鹏【作者单位】东风汽车公司热电厂,湖北十堰 442002【正文语种】中文【中图分类】TK223.50 引言东风汽车公司热电厂位于湖北省十堰市，是东风汽车公司的自备电厂。

现有5台220吨/小时燃煤锅炉，3台6万千瓦汽轮发电机组，装机容量18万千瓦，年平均发电量9.5亿千瓦时，供热能力450吨/小时。

控制室分布：机、炉控制室分别按五台锅炉集中和三台机集中设置。

给水及主蒸汽采用母管制。

东风汽车公司热电厂自1984年投产发电至今，为解决东风汽车公司十堰基地用电和提高居民生活品质作出了积极贡献。

热电厂汽水系统贯穿各种重要设备，汽水监督主要包括：溶解氧、pH、磷酸根、硬度、电导率、钠、硅等控制指标。

其中溶解氧、pH和磷酸根的含量是引起热力设备结垢、腐蚀和威胁锅炉安全运行的几个主要因素，因此必须对这些参数进行实时监视和控制[1-5]。

车间原有的汽水监督均为现场取样后手动分析监测，2小时分析一次，测量周期长，反应时间慢，人力强度也高。

给水加氨和炉水加磷酸盐，是防止热力设备腐蚀和结垢的重要方法。

之前车间采用的加药方法为：在溶解箱内配好药，通过泵不断往炉内和除盐水母管内加药，运行人员在盘上监视pH和磷酸根含量，再根据规程要求，到加药房手动调整加药泵，从而对加药量进行控制。

原有的汽水监督和加药控制方式，往往会因为取样不及时、实验室仪表不准确等因素造成加药不及时或加药量忽大忽小，不但浪费了大量药品，而且运行人员的劳动强度也大，更关键的是造成锅炉设备腐蚀程度严重加剧。

采暖水系统加药处理及水处理在线自动检测
刘凤忠
【期刊名称】《中国建设信息：供热制冷》
【年(卷),期】2004(000)004
【摘要】实践证明供热采暖水系统采用加药水处理远远优于锅外钠离子交换处理，前者能做到低耗、优质、环保供热。

为了提高加药水处理的管理水平，必须加快研发实施水处理在线自动检测。

【总页数】3页(P87-89)
【作者】刘凤忠
【作者单位】天津市南开区人民政府供热办公室
【正文语种】中文
【中图分类】TU832.3
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1.热水锅炉及采暖系统水处理何去何从——访上海昱真水处理工程有限公司总经理王雅珍 [J], 向银阶;
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3.日本的锅炉（用）水处理添加药品及燃料和燃烧室添加药品的现状 [J], 刁东威;刁颐民
4.锅炉水处理存在主要问题及新型锅炉水处理药剂、自动加药系统的应用 [J], 李
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5.关于城镇污水处理厂加药系统存在问题的分析与探讨——以徐州荆马河污水处理厂加药系统改造为例 [J], 陈天兵
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