烟气余热锅炉方案重点讲义资料

秦皇岛烧结烟气余热回收系统

技术方案书

编制单位：天津华能能源设备有限企业

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日期：二。一六年十一月

目.录

1、概述

2、单位基本状况

3、重要技术经济指标

4、余热锅炉系统

5、余热回收系统重要设备

6、银基钎焊翅片管技术

7、设备重要特点

8、电气及概述

9、除尘系统及概述

10、运送方式和技术规定及服务

11、设备设计、制造执行的原则和规程

12、余热锅炉经典业绩

1.概述

钢铁冶金企业是国家支柱产业，在现代化建设中起着重要作用，

同步这些企业也是耗能大户，能耗占产品成本比例较大，因此节能降

耗显得尤其重要。

铁合金是炼钢和机械铸造的重要原料，铁合金生产重要采用矿热

电炉冶炼生产。铁合金生产过程中会产生大量的烟尘，每台每小时排

出烟气为40000〜300000Nm3/h,伴随冶炼铁合金品种的不一样排烟温

度300-650℃,烟气中含尘量大（8〜20g/m3）,冲刷能力强，烟尘粒

度细小，成分复杂，具有较强H勺亲水性。直接排放导致严重W、J环境污

染和大量能源挥霍。

目前，铁合金矿热电炉烟气环境保护治理及余热回收设计难点在

于烟气降温余热运用设备，它必须合用于高含尘烟气工艺，必保设备

不泄露（烟尘具有较强日勺亲水性），一旦设备泄露烟尘很快将设备堵

死，很难清除。

天津华能能源设备有限企业根据铁合金冶炼工艺，对铁合金烟气

环境保护治理及余热回收进行研究，处理了铁合金矿热炉冶炼工艺中

烟气余热运用，能源挥霍问题，开发了热管余热锅炉回收烟气余热。

2.单位基本状况

天津华能能源设备有限企业是集科研、生产、销售为一体日勺工业

企业。自上个世纪九十年代初，开始从事热管技术研究开发工作，创

新了许多科技成果。1995年开发研制了循环式热管热风炉，经专家

鉴定达国际领先水平，获天津市科技进步一等奖；1997年开发热管

水加热器，经专家鉴定达国内领先水平，获天津市科技进步三等奖；

1998年开发组合式热管废热锅炉，获国家专利。2023年我企业又获

天津市热管节能技术科技推广二等奖。

数年来，我企业一直坚持科研、推广并重的原则，企业内有职工

580名，其中高级工程师26人、工程师120人，技术力量雄厚。企

业内有余热锅炉、热管等多种试验室和自动化办公条件。我企业占地

100余亩、建筑面积60000余平米，2023年余热锅炉产值超过3亿元。

近年来，我厂对我国烟气余热回收状况进行深入研究。先后承揽

中钢吉林铁合金集团、莱钢钢铁有限企业、新疆八一钢厂、阿钢集团、

兴澄特钢、淮阴钢铁企业、舞阳钢铁企业、本溪钢铁企业、兖洲钢铁

企业等多家单位电炉的余热回收工程，并获得了很好的效果。

3.重要技术经济指标

工艺参数：

烟气形式：烧结烟气

废气量：1470000立方米/小时(800000Nm3/h)

烟气烟气温度(设计)〜320℃

RFG型余热回收系统参数：

热管锅炉出口烟气温度<180℃

热管锅炉进出口压损1.2kPa

除氧器工作压力0.02MPa

汽包工作压力1.6MPa

最大蒸汽量：65t/h

4.余热回收工艺

4.1设计思想

根据贵企业提供的技术参数，以及烟气粉尘含量特点，提出用宇

航高科技产品一热管做传热元件的设计思想；为充足运用余热，提高

能量运用率，本系统设计为双压产汽系统，即：回收高温烟气的热量

重要用来产生中压饱和蒸汽，低温烟气部分热量用来产生低压蒸汽供

系统自身热力除氧用，从而最大程度的实现对废气的余热回收。

余热锅炉系统采用银基钎焊纵翅片构造；同步选用国内最先进的

冲击波除灰器吹灰。

该方案最大长处：能量梯级运用、系统不积灰，同步为防止积灰

设置冲击波吹灰器；设备模块化设计，安装检修以便；采用热管传热

元件，设备冲刷磨损后热管损坏，水、气不互串，即不存在水管泄漏

问题。

4.2烟气工艺流程

抽出的烟气进入热管余热锅炉，高温废气产中压蒸汽，之后的低

温废气用来产低压蒸汽，可供自身系统热力除氧用，实现了能量梯级

运用，逐层回收，烟气降至180c如下，进入布袋除尘器净化后在引

风机作用下经烟囱排向大气。

工艺流程图

4.3水汽系统工艺流程

外来20C水通过软化水处理系统，到软化水箱，由软化水箱经

除氧水泵进入除氧器，除氧水分为两路，一是做为低压锅炉汽包补水,

汽包水和蒸汽发生器内水自然循环，在汽包内蒸汽与水分离产生

0.35MPa饱和蒸汽，用于除氧器除氧；二是由锅炉给水泵补入中压省

煤器，然后进入中压锅炉汽包，汽包水和蒸汽发生器内水自然循环,

在汽包内蒸汽与水分离产生2.IMPa饱和蒸汽。

5.余热回收系统重要设备

5.1余热锅炉系统

锅炉本体范围内的重要系统如下:

（1）蒸汽及水加热系统

系统功能如卜：

中压蒸汽输出;

低压蒸汽输出；

低压部分蒸汽作为除氧用蒸汽；

低压水加热设在锅炉尾部，应防止烟气日勺低温腐蚀。

汽水取样系统

加药系统

中压给水系统

排污系统

（2）疏放水系统

锅炉本体范围内的各设备、管道的最低点设置疏、放水点，保证

各下降管、省煤器、蒸发器等的进出口联箱疏、放水日勺畅通。

（3）排污系统

在汽包W、J盐段设持续排污，在水系统的下联箱设定期排污，排去

适量日勺锅炉污水以保证蒸汽品质。在锅炉本体下部配置1台定期排污

扩容器，排污降温池布置在锅炉本体下部，且预留好排污降温池位置。

（4）事故放水

当锅炉汽包水位高于紧急水位时，打开电动事故放水阀，防止汽

包满水。

（5）蒸汽放散一当汽轮机故障或其他设备故障时，中压蒸汽和

低压蒸汽可以通过锅炉的集汽箱实现紧急迅速放散蒸汽。紧急放散系

统和安全阀区I排汽配置消音器。

(6)凝结水温控旁路一凝结水由凝水加热器去锅炉除氧器前有

温控旁路，通过进凝水加热器前的凝结水来调整。

(7)清灰系统一设置击波清灰系统，用来清除锅炉受热面向所

有积灰。

(8)汽水取样系统一锅炉本体汽水取样，取样系统包括：

给水取样：PH值、电导率、02

低压炉水取样：PH值、磷酸根、电导率

中压炉水取样：PH值、磷酸根、电导率

中压过热蒸汽取样：电导率、SiO2

5.2余热锅炉系统设计：

(1)锅炉烟气进口至出口，烟气阻力不大于1500Pa。

(2)系统正常排污量不超过锅炉给水流量的1%O

(3)锅炉疏放水系统能在一种小时内，将整台锅炉的水以重力放

空。

(4)管道、阀门、排污扩容器及附件的设计压力和设计温度确实

定符合原则规范有关确定。

（5）负责提供锅炉与其他设备之间的接口设计，并提供锅炉接

口清单表。

（6）锅炉内壳配置清洗装置，具有水清洗日勺条件，提供清洗水

疏放管路。

（7）锅炉设有水压试验接口，提供试验措施和详细阐明（包括

试验用水日勺水质和水温）。

（8）提供受热面化学清洗区）方案，设计中材料的选择考虑化学

清洗潜在口勺腐蚀影响。提供化学清洗的设备、阀门、管道及附件等。

（9）锅炉H勺取样点、监视点、加药点、排污点、放气点及停炉

放水点和充氮点所有带有根部阀，如为法兰连接配带反向法兰、垫片

及紧固件。

（10）供测量烟道及余热锅炉本体各段温度的测量元件。

（11）在符合设计条件及系统正常投运时，保证到达如下运行性

能：

①锅炉在设计工况参数下能到达额定值。并保证长期安全运行,

所有附件及配供日勺测控设备均能正常投运。

②主蒸汽额定汽温偏差为±5℃,在也许运行口勺条件工况下，各

段受热面日勺金属壁温都在容许范围之内。

③锅炉从启动到最大持续负荷范围内，水循环安全可靠。

④锅炉合用于露天布置，并采用合适防雨，避雷和防盐雾腐蚀的

措施。

⑤锅炉设计在定压运行下有良好的对负荷变动日勺适应性,在变负

荷运行时，锅炉应有足够的安全可靠性，以适应系统或控制装置在运

行中产生日勺偏差。

⑥锅炉设计中有有效的I停炉保护措施，并提供有关设备及系统

5.3余热锅炉汽水系统工艺及设备布置

(1)余热锅炉包括：中压蒸发器、中压省煤器、低压蒸发器共三组

受热面以及中压汽包、低压汽包、除氧器。

由补给水泵送来的软化水首先进入除氧器的除氧头，被低压蒸发

器产生W、J饱和蒸汽加热至饱和温度，脱出大部分氧气。除氧后日勺软化

水一部分通过低压给水泵进入低压汽包，经下降管进入低压蒸发器，

吸取烟气的热量，产生汽水混合物，通过上升管进入低压汽包的水空

间，在低压汽包内进行汽水分离。由汽水分离装置分离出其中H勺饱和

蒸汽，通过导汽管引至除氧头，对补给水进行混合加热除氧，脱出时

氧气及非凝结气体通过除氧头的排气阀，排入大气中。

另一部分除氧水经锅炉给水泵进入中压省煤器，在中压省煤器中

被加热至180c左右，然后进入中压汽包，中压汽包内的饱和水通过

各自的下降管分别进入两组中压蒸发器，吸取烟气的热量，产生汽水

混合物，通过各自的上升管进入中压汽包的水空间，由汽水分离装置

分离出其中的饱和蒸汽并入蒸汽管网。

⑵锅炉整体布置

余热锅炉采用立L式布置，提成受热面部分和公用部分。

热管换热器提成热管联箱、热管支架、和灰斗等组件。灰斗位于

换热管正下方。

公用部分提成三层设置，均为钢构造。

一层布置出灰装置。

二层布置中压蒸发器I、中压蒸发器n、中压省煤器、低压蒸发

器。

三层布置中压汽包、低压汽包。

水处理间布置中压锅炉给水泵、软水泵，软水箱、汽水取样分析

装置和锅炉锅内磷酸盐加药装置。

(3)中压汽包及内部装置

中压汽包直段长度约为10000mm,两端相配椭球形封头，并设有

人孔装置。筒体和封头日勺材料均为16MnR。该汽包通过两个支座(一

种活动支座，一种固定支座）搁置在钢架梁上，汽包的中心线标高为

25mo由省煤器来的水从汽包前部进入分派管。汽包内的汽水分离元

件为均汽孔板和丝网捕沫器，布置在汽包顶部。汽包正常水位在汽包

中心线如下100mm处，正常水位范围为±75mm。

汽包内设有磷酸盐加药管、持续排污管、紧急放水管、再循环管。

底部为集中下降管。在汽包上还设有双色水位计、压力表和安全阀（2

个）等装置，以供锅炉运行时监督、控制用。

（4）低压汽包（除氧给水箱）及内部装置

低压汽包直段长度约为6000mm,两端相配椭球形封头，并设有

人孔装置。筒体和封头的材料均为16MnRo该汽包也通过两个支座（一

种活动支座，一种固定支座）搁置在钢架梁上，汽包的中心线标高为

14m。为保证锅炉正常运行时获得良好出J蒸汽品质，该汽在其内部也

设置了均汽孔板和丝网捕沫装置。在低压汽包内部也设有给水分派

管、加药管和排污管，同步在该汽包上还设有水位计、压力表和安全

阀（2个）等装置，供锅炉运行时监督、控制用。低压汽包同步作除

氧水箱用。

5.4锅炉本体的设备性能

（1）蒸汽发生器的性能

蒸汽发生器日勺原理为：热流体的热量由热管传给水套管内日勺水

（水由下降管输入），并使其汽化，所产汽、水混合物经蒸汽上升管抵

达汽包，经集中分离后来再经蒸汽主控阀输出。这样由于热管不停将

热量输入水套管内的水，并通过外部汽一一水管道日勺上升及下降完毕

基本日勺汽一一水循环，到达将热流体降温，并转化为蒸汽的目H勺。

（2）热管省煤器的性能

原理为：热流体的热量由翅片热管传给管内日勺水，水吸取热量，使热

流体降温，到达预期的效果。

（3）低温热管蒸发器日勺性能

低温蒸汽发生器的原理为：热流体日勺热量由热管传给水套管内的

水（水由下降管输入），并使其汽化，所产汽、水混合物经蒸汽上升管

抵达低压汽包，经集中分离后来再经蒸汽主控阀输出。这样由于热管

不停将热量输入水套管内日勺水，并通过外部汽一一水管道的上升及下

降完毕基本的汽一一水循环，到达将热流体降温，并转化为蒸汽的目

W、J。

5.5钢架、平台扶梯

本体钢架采用全钢构造，按七度地震烈度设防。钢架采用大型H

型钢制成。本体钢架采用桁架式构造，本体钢架将支撑整台锅炉正常

运行时所产生日勺容许载荷以及风载、地震等载荷，并将其平稳地传递

至地面基础，保证锅炉在容许载荷范围内长期安全可靠H勺运行。锅炉

外围采用紧身封闭式构造。本锅炉在运行操作及检修所需的各部位均

布置了平台，检修平台采用不透孔日勺花钢板构造，其他平台、步道及

扶梯均采用适栅格构造，步道宽度为lOOOum,扶梯宽度为800mm,斜

度为45°,平台日勺容许载荷为2kPa(200kgf/m2),同步承载面积按

不超过20%平台总面积计。

6.设备的重要特点

提到设备的特点，就要先简介一下热管技术和特点：

1、热管

(1)、工作原理

热管是一种独立、密封日勺管子，内部抽成真空后，充入工质，工

质以蒸发一一冷凝的循环过程将热量从管H勺一端传到管子的另一端。

由于蒸发一一冷凝过程，内部工质多处在饱和状态，因此热管几乎是

在等温下传递热量，具有“热超导体”之称。

(2)、特点

①、极高的传热性能随管内工质日勺不一样，传热系数达107W/m2.℃,

是一般碳钢的数万倍。

②、低温差下高传播热量能力一根直径12.7mm,长1000mm的紫铜

棒，两端温差100℃时传播30W的热量；而一根直径、长度的热管传

播100W的热量，两端温差只需几度；

③、换热两流体均走管外，可以翅片化以强化传热；

④、单管作业性由热管构成的换热设备单根热管损坏对设备的换

热影响不大，虽然部分热管损坏也不会影响Ef、J政正常运行；

⑤、热源分汇在设计可以随意调整热管冷却段和蒸汽段的换热长

度，以控制热管的壁温，因此可以使热管换热器避开露点。这样就可

避开露点腐蚀、不易积灰；

⑥、热管与换热器单支点焊接，防止由热帐冷缩导致日勺应力。

2、根据热管口勺这些特点，从而决定了热管余热锅炉的特点；

(1)、传热系数高。废气和水及水蒸气W、J换热均在热管H勺外表面进行,

并且废气热管外侧为翅片，这样换热面积噌大，传热得到强化，因而

使换热系数得到了很大的提高。

(2)、彻底处理泄漏问题：由于热管是单管作业，冷热流体完全隔开,

有效防止水汽系统的泄漏。在运行时，废气日勺大量冲刷，虽然管子一

端被腐蚀传，只能使该热管失效，而管子另一端是完好的，不会导致

冷侧出J气水泄漏到热侧，保证了系统W、J安全运行，彻底处理了设备泄

漏问题。

(3)、减轻露点腐蚀：热管余热锅炉每一根管子的壁温是一种值，这

就使相称一批热管在酸露点以上工作，当壁温比酸露点高1C以上

时，就可以防止露点腐蚀。通过调整热管冷热段受热表面日勺比例来调

整管壁温度，避开最大腐蚀区。

(4)、减轻积灰、堵灰及处理灰堵问题：热管余热锅炉避开了露点，

管壁不结露，就大大减少了灰日勺附着力，并且热管余热锅炉从设计上

更科学合理，使其自身就具有一定日勺自吹灰能力。

(5)、单根或多根热管Ef、J损坏不影响设备整体使用。

(6)、采用了新型锲基钎焊管技术：表面增长了硬度，并且光滑，大

大减少了积灰、磨损和腐蚀，延长了设备口勺使用寿命。

3、采用热管余热锅炉安全可靠：由于热管余热锅炉处理管子的磨损、

腐蚀，设备的积灰、灰堵，延长了设备使用寿命，因此选用此设备安

全可靠。

4.银基钎焊翅片管技术

我企业日勺热管制作是采用银基钎焊翅片管技术，它是我企业1998

年引进的美国技术，它是一种新型翅片管焊接工艺，由绕片一一喷粉

高温烧结等十余道工序构成。该工艺为碳钢管表面在高温真空状

态下使合金镀层渗透碳钢基体将翅片与基管焊接在一起，形成冶金连

接。管片焊着率100%,接触热阻靠近零。在翅片管表面烧结一层

0.05mm左右致密、光滑的合金保护层，使一般碳钢材料具有不锈钢

日勺性能，其表面硬度高，能在高温、高流速和腐蚀性介质的冲刷下工

作，耐低温酸露点腐蚀，表面光滑可减缓积灰。采用该技术日勺组合式

热管废锅，其使用寿命较一般翅片热管提高了2〜3倍。

7.换热器的清灰

烟气含尘量是8—15g/m3,也就是说每小时lOOOKg左右的灰尘

通过换热器。电炉烟尘粒度较小0—10Um的灰占灰尘总量日勺70$以

上，该种灰有较强H勺吸附力，换热器H勺除灰是该换热器的设计口勺关键

内容

(1)在换热器构造的设计上采用如下措施

A、换热管间距较其他工况设备增大。

B、烟气在设备中流速要设计为一般为8米左右。

C、换热器日勺布置形式必须考虑便干清灰，采用立L布置。

(2)冲击波吹灰方案

A、冲击波吹灰系统的工作原理及参数

冲击波吹灰系统是我国引进前苏联军工技术，我国消化研制开发

时在线吹灰产品。其工作原理是将空气和可燃气按一定比例混合，经

高能点火后在冲击波发生器内形成可控强度的冲击波,冲击动能吹扫

受热面的同步伴有高声强声波震荡和热清洗作用，以到达吹除积灰保

证受热面清洁，提高传热效率，恢复锅炉出力的目日勺。

JSR型冲击波吹灰系统的参数为：

可燃气体类型：乙块可燃气气源：瓶装气

可燃气体压力：0.9-0.15MPa可燃气体消耗量：WO.O6m3/次（常

温常压）

空气气源：送风机提供空气压力：~4KPa；

空气消耗量：W200m3/h（常温常压）；

燃料温度：常温；空气温度：常温；

额定能量：25—2500KJ；

B、冲击波发生器的布置及发射管日勺安装设计

根据吹灰器口勺特点和换热器实际的空间构造，整个换热器共设计

布置了8个吹灰点，共安装8个发生器，分为4组进行工作。

初步设计将所有日勺发生器安装布置在换热器上部，发射管采用排管形

式，吹灰方向向下。

（3）冲击波发生器及发射管选型和安装

根据不一样日勺换热空间及积灰性质配用不一样能量等级日勺冲击

波发生器和不一样形式的发射管，使吹灰更有针对性，更利于吹灰。

本套燃气冲击波吹灰系统的冲击波发生器和发射管选型如下：

发射管选用JSRGT33BP：省煤器和空预器部位的发生器采用

JSR-SP200,发射管采用JSRG-133Po

冲击波发生器的安装规定尽量垂直安装，受空间限制时可以倾斜安

装，详见发生器的安装图。

根据换热器积灰特点和受热面布置方式，为保证较大日勺吹扫面积

和穿透力，设计安装日勺发射管形式为排孔形式，发射管装在换热器内

吹灰覆盖面积大，吹灰彻底。

(4)程控装置

程控装置H勺关罐是一台可编程控制器，可实现各组单独吹灰和自

动持续吹灰，同步实目前线监测和安全报警保护功能。

(5)本套燃气冲击波吹灰系统的特点总结

吹灰点分布全面，吹灰彻底；吹灰系统可独立工作，自带气泵供

气，可在换热器冷态时使用吹灰系统将换热器内吹扫洁净，便于检修;

根据不一样的换热空间构造及不一样温段口勺积灰特点选用不一样型

号rJ冲击波发生器及发射管，排孔发射管吹灰有针对性，覆盖面积大;

特殊设计的冲击波发生器构造，保证吹灰能量，可燃气消耗量低，经

济性好；

根据不一样日勺积灰状况，可采用不一样日勺吹灰能量。本系统每次

吹扫换热器1次，消耗乙快局限性1/4瓶，整个吹灰费用局限性25

713°

可燃气采用双电磁阀设计，管路有多级阻火，安全性好；

采用航空点火器，点火嘴为半导体放电，具有自清洁功能，不积碳，

免维护；

特殊设计日勺分派器彻底防止烟灰倒灌，无管道积水问题，无哑炮,

系统运行稳定可靠；

严密的保护报警逻辑，实时口勺压力、温度、流量监控，保证运行

安全；

控制系统自动化程度高，可满足自动吹灰、点动吹灰、定期吹灰等多

种操作规定；

积灰问题

积灰问题严重的影响余热锅炉的换热及寿命，在设计过程，我们

充足的考虑到这一点，积灰问题来源于几种方面：

①灰尘较大又有粘性。

②流速低。

③在管壁产生露点。

在设计过程中：

①电炉烟气灰尘大，并且有粘性，设置冲击波吹灰装置。

②在阻力容许日勺状况下，增大流速。

③因热管可以调整壁温，因此可以防止积灰。

8.电气部分

8.1建设范围

本工程电气、热工自动化设计范围包括锅炉、及其辅助设备和系统的

启停、联锁及所有热工过程工艺参数H勺监控、调整、保护等。

380V电源由买方提供。

(1)电气、照明、通讯

我方提供余热运用系统内电气、照明、通讯设备H勺选型、供货、

安装、调试。

所有电气设备均选用国内著名品牌日勺产品o

假如调试、试运行需要双方配合，买卖双方必须进行协调、互相

合作。

(2)自动控制、仪表

我方为本工程提供自动化仪表的选型、供货、安装、校验、调试、

试运行。

自动化仪表均选用国内著名品牌的产品。

重要的过程应设置视频显示，诸如汽包水位。

上位机放置在控制室内。

8.2电气技术方案

(1)电气主接线

380V电源由买方提供。

⑵重要设备选择

继电器选用欧姆龙产品并带指示灯。

(3)低压厂用电接线

低压厂用电电压采用380/220V,动力与照明合并供电。

⑷自动装置

水泵就地设操作箱。

(5)接地装置设计原则

为保证人身和设备安全，所有电力设备外壳都应可靠接地。

本工程的接地装置采用水平接地体为主、垂直接地体为辅日勺复合

接地网。总日勺接地电阻规定不大于2023/1(I二流经接地装置时入地

短路电流)。

(6)照明和检修网络

①正常照明供电电压为交流380/220V。照明系统控制开关按区

域分点进PLC模块，由上位机画面控制。电气室设应急照明，维持一

种小时。

②照明、检修网络供电方式

本工程采用照明、检修与动力合并的供电方式。事故照明采用应

急灯。

8.3电气重要设备挖制方式

(1)中压给水泵

系统采用两台中压给水泵。一用一备变频起动方式运行。电压为

380V交流电源。由卖方统一配置开关柜。

具有必要日勺保护连锁功能和故障报警及响应功能。

远程控制方式及运行信息所有由中控室PLC系统完毕。

(2)除氧器上水泵

系统采用两台除氧器上水水泵。一用一备变频起动方式运行。电

压为380V交流电源。由卖方统一配置开关柜。

具有必要日勺保护连锁功能和故障报警及响应功能。

远程控制方式及运行信息所有由中控室PLC完毕。

(3)低压水泵

系统采用两台低压水泵。一用一备变频起动方式运行。电压为

380V交流电源。由卖方统一配置开关柜。

具有必要的保护连锁功能和故障报警及响应功能。

远程控制方式及运行信息所有由中控室PLC完毕。

(4)其他低压电气

(5)电气控制柜选用GGD交流配电柜体，电器元件选用西门子或

施耐德等品牌。

由我方自行完毕电气配套及设计。

PLC柜统一配套。

磷酸盐加药装置、汽水取样缝隙装置、吹灰装置等的电源均接至

热工电源柜。

照明电源、检修电源等均由我方自行统一考虑。

8.4热控技术方案

(1)概述

本热控系统是为实现余热锅炉监测、控制、保护而专门设计配套

日勺。锅炉由中压锅炉、一体化除氧器构成。中压锅炉生产蒸汽，蒸汽

压力为L6MPa,产量为24t/h；除氧器重要为锅炉给水除氧，定压运

行，保持压力。02MPa。

整个余热锅炉内各控制回路、各类热工参数以及阀门等日勺控制与

检测所有由PLC来完毕。各类一次仪表及执行机构的信号完全满足

PLC/J规定。

PLC系统配置

a)本工程PLC系统共一种工作站，锅炉控制柜布置低压配电间。

工控机规定用著名品牌产品，同步配置一台激光A4打印机用于打印

生产报表。工作站既能完毕系统程序编程又能实现系统操作工作。

b）控制系统采用西门子S7-300系列产品，控制器选用

CPU315-2DP（带PROFIBUS通讯口）产品，在保证与工控机通讯的同

步，可实现与顾客总控室得的持续通讯。控制模块、电源等有关设备

均选用同系列产品。

c）编程软件采用Step75.3版本日勺系统软件，画面组态软件采

用SIEMENSWINCC6.0完全版本。

d）现场变送器、测温元件、各辅机阀门挡板日勺状态信息以及PLC

输出指令所有采用硬接线完毕，可实现PLC远控。

考虑到也许发生的PLC故障，设置紧停装置。

重要仪表选型

a.压力、差压变送器选用国内著名品牌产品；

b.测温热电偶、热电阻等选用国内著名品牌产品；

c.流量计、孔板选用国内著名品牌产品；

d.电动阀、电动执行机构选用国内著名品牌产品。

（2）热工自动化重要功能

数据采集（DAS）

DAS将按照所规定W、J采样速度，模/数转换精度及扫描周期，对

生产过程的多种信息量（模拟量、开关量、脉冲量）进行采集、处理、

运算、巡检及储存等，并以文字、图表、曲线等形式组态成多种画面,

通过LCD屏幕显示出来，向工作站及时提供机组运行状态日勺信息。详

细功能有：

a）数据采集并处理：包括对的性判断、数字滤波、非线性修正、

工程单位变换、参数赔偿、限值比较、越限时间合计及二次参数计算

等。

b）LCD多种画面，图表显示：包括模拟图、曲线图、条形图（棒

状图）、趋势图、成组参数显示及目录与一览表等。

c）记录与报表：包括系统事件记录、趋势记录、报警记录、事

件次序记录、事件追忆记录、定期制表、祈求制表、及历史数据的存

储和检索。

d）报警管理：包括报警确认、多种报警、可变的报警设定值、

报警组报警优先级、报警总貌显示及报警闭锁。

e）操作指导：机组启停过程中，通过LCD画面和文字显示，显

示启动条件，操作流程。当操作过程中程序中断或报警，将显示报警

原因，闭锁程序，防止误操作。

模拟量控制（MCS）

MCS重要包括如下系统:

余热锅炉中压锅筒水位调整系统

余热锅炉低压锅筒水位调整系统

蓄热器出口蒸汽压力调整系统

除氧器水位调整系统

除氧器压力调整系统

除尘器入口烟气温度调整系统

其他单项控制系统

次序控制（SCS）

SCS控制对象包括机炉辅机日勺电动机、电动门、电磁阀和执行器

等。本工程仅按子组级控制、单项控制方式考虑。各子组级控制的启、

停能独立进行。运行人员能在LCD键盘上选择自动程序控制或手动操

作方式。在程序自动执行过程中，出现任何故障或运行人员发出中断

指令，可使正在运行口勺程序中断并回到安全状态，同步LCD上显示程

序中断W、J故障原因。当选择手动操作方式时，SCS系统设置的许可条

件，可防止运行人员误操作。设备的联锁、保护指令具有最高优先级,

手动指令则比自动指令优先，被控设备的“启动”、“停止”或“开”、

“关”指令互相闭锁，且使被控设备向安全方向动作。SCSW、J保护和

闭锁功能一直有效，不容许运行人员手动切除。

(3)自动控制回路

中压及低压锅筒水位控制：

测量元件采用变送器将中压及低压锅筒的水位转换成电信号，传

至PLC控制模块，经运算输出电信号至变频器，控制锅筒水位在给定

范围内。中压锅筒水位控制回路采用三冲量调整方式，即控制模块采

用锅炉主蒸汽流量、锅炉水位、锅炉给水流量三个信号进行运算。可

以很好日勺消除虚假水位日勺影响，其中对锅炉水位信号进行压力赔偿，

对主蒸汽流量信号进行温度、压力赔偿。

蓄热器出口蒸汽压力控制：

采用变送器作为测量元件，将蓄热器的压力转换成电信号，传至

控制PLC控制模块，经运算输出电信号至压力调整阀，控制出口压力

在给定范围内。

除氧器水位控制：

测量元件采用变送器将锅筒W、J水位转换成电信号传至PLC控制

模块，经运算输出电信号至除氧水泵变频器，调整进入除氧器的水的

流量，控制除氧水位在给定范围内。该回路采用单冲量调整方式。

除氧器压力控制

测量元件采用变送器将除氧器压力转换成电信号传至PLC控制

模块，经运算输出电信号至除氧器压力调整阀，调整低压饱和蒸汽量,

维持除氧器压力在0.02Mpao

(4)远方控制

通过工控机操作界面可以实现如下阀门的开关操作以及设备的

启、停操作：

中压汽包给水泵的启、停、互备投入；

除氧器给水泵日勺启、停、互备投入；

低压汽包给水泵的启、停、互备投入；

出渣机、卸灰阀等设备日勺启、停、互备投入；

现场电动调整阀、电磁阀的启、停及调整。

其他电气设备。

(5)热工测量

为使余热运用系统可靠运行，对过程中多种参数进行必要口勺测

量，除了配置必要的就地现场直读仪表外，还配置了远传测量手段，

所有重要参数均可以在PLC画面上实现显示，远传仪表的信号采用原

则信号、分度号，与PLC相配套。

重要监测项目见下表:

热工监测项目一览表

序号参数名称指示报警信号类型备注

热电偶K

1烟道烟气温度V共6点

或PtlOO

2蓄热器温度VVPtlOO共1点

3除氧器水温VVPtlOO共1点

4给水温度VPtlOO共1点

5省煤器出水温度VPtlOO共1点

6中压锅筒给水压力VV4~20mA共1点

7低压锅筒给水压力VV4〜20mA共1点

8中压炉锅筒压力VV4〜20mA共1点

9低压锅筒压力VV4〜20mA共1点

10一体化除氧器压力VV4〜20mA共1点

11蓄热器出口压力VV4~20mA共1点

12软水箱水位VV4〜20mA共1点

13除氧器水位VV4〜20mA共1点

14中压汽包水位VV4~20mA共1点

15低压汽包水位VV4〜20mA共1点

16蓄热器水位VV4〜20mA共1点

17中压锅炉给水流量V4〜20mA共1点

18中压出口蒸汽流量V4〜20mA共1点

19低压锅炉给水流量V4〜20mA共1点

20低压出口蒸汽流量V4~20mA共1点

序号参数名称析报警信号类型备注

21磷酸盐溶液箱水位V4〜20mA共1点

22其他

余热锅炉热工参数指示、报警

无论操作员控制台上显示屏显示的是何种画面，当重要参数到达或超