吴学博
(中国电子科技集团公司第四十六研究所 天津300220)
摘要：浅析了WNS型燃气蒸汽锅炉结构、工作原理、主要零部件的维护保养及常见故障分析。将事故发生的概率降到最低。
Abstract: This paper introduces the structure, working principle, maintenance of main parts and common failure analysis of WNS gas steam boiler. Minimize the probability of accidents.
一、 WNS全自动蒸汽锅炉的基本控制原理
1. WNS型蒸汽锅炉在电气控制柜内设有PLC、触摸屏、程控器、水位控制器、负荷控制器等控制、监视和显示装置。水位控制器用于控制锅炉的比例或位置式进水，保证锅炉水位在正常范围内。采用程序控制器对燃烧器进行控制和监控，实现整个燃烧过程的自动运行。负荷控制器用于连续检测锅炉压力，并将压力信号传送给燃烧器的程控器，使程控器能根据负荷的变化及时调整燃烧。对于火焰位置调节的锅炉，火焰大小的变化也由程控器控制，但进入程控器的压力信号由PLC传输。同时，上述所有控制元件均向PLC发送信号。PLC对接收到的信号进行连续的分析判断，具有监控上述控制元件的功能。同时，还将处理信号传送到触摸屏上，触摸屏能及时显示锅炉运行情况，并通过触摸屏对锅炉进行控制。触摸屏是锅炉当前状态的直观显示装置，也是控制和操作锅炉的面板。
2．燃料流量
1） 在燃气锅炉中，可燃气体经阀组调压后进入燃烧器，在燃烧器燃烧头处被迫与加压空气混合。高压点火后，炉膛内产生火焰，开始燃烧。燃料燃烧产生的热量主要以辐射的形式传递到锅炉汽包外壳体内的水，其余大部分热量通过高温烟气对流的形式传递到二、三回烟管道外的水。换热后的烟气经锅炉后出口排入烟囱，再经烟囱排入大气。
3. 水汽过程
软化后的给水由顶部水泵送入壳体。由于锅炉受热面对称布置，锅炉内的水在壳体中心线两侧形成两个对称的回流，通过水的重力差建立水的自然循环。给水在汽包内逐渐加热成为汽水混合物，经汽水分离装置分离后进入主汽管座，通过主汽门排出相应压力下的饱和蒸汽。
锅炉水位由水位控制装置自动控制。额定蒸发量5t/h及以上锅炉的水位由比例给水和位置给水共同控制，通常为比例给水，通过自动调节进水量，保证在正常水位范围内。当比例供水控制装置故障时，位置式供水控制装置开始工作。关闭供水电动控制阀，打开自动定位供水旁路阀。额定蒸发量为4T/h及以下的锅炉水位仅由位置式给水控制。
二、 主要部件的检查和维护方法
1.气阀组
主输气管道
1） 滤清器
滤清器是气阀总成中的必要部件之一。它的作用是过滤气体中的杂物和灰尘，确保后面的气体电磁阀关闭。
维护方法：锅炉首次投运时，每周拧下滤清器盖上的螺栓，打开盖子，取出滤网，轻轻拍打；如果特别脏，可用清水冲洗并晾干。滤清器内的杂物也应清理干净，然后安装并拧紧。锅炉投运一段时间后，可每月清洗一次，清洗周期可根据煤气质量适当增减。
排气口：平时不使用。初次运行或维护后，初次运行前，松开螺栓，释放滤清器前管道中的空气，闻到气体后拧紧。
2） 双电磁阀（DMV）
双电磁阀在整个阀组中起着安全保证和防火控制的作用。由PLC控制，快开快关，开度预置。
可通过阀体顶部的开口调节螺钉控制气体流量。
调整方法：取下上盖，拧入调整螺钉。顺时针方向，开口减小，反之亦然。一般设置在全开位置。
3） 压力控制器
共有三个气压控制器，均由PLC控制。每个压力控制器都有一个压力测量端口，可以通过拧下螺钉来测量压力。
低压控制器：用于设定进入阀块的气体压力的最小限值。锅炉满负荷运行时，从压力控制器测压口测得的燃气压力为P1，低压控制器设定值为0.7×P1。
高压控制器：用于设定进入燃烧器的气体的最大压力限值。锅炉满负荷运行时，从压力控制器测压口测得的燃气压力为P2，压力控制器设定值为1.3×P2。
检漏控制器：设置气阀自检压力，检测双电磁阀的严密性。锅炉运行前，采用单步调试方式，开启上游电磁阀2秒后关闭。从该压力控制器的压力测量口测得的气体压力为P3，因此压力控制器上的设定值为0.5×P3。
锅炉启动后，自动进行燃气阀组泄漏检测。检漏程序如下：
锅炉启动后，先打开下游电磁阀2秒，再关闭。如果在检漏时间TS内（调试人员设定），电磁阀之间的压力Ps小于0.5×P3，则上游电磁阀不会泄漏，然后进行下一步检漏；如果Ps>0.5×P3，则报警停炉，并判断上游电磁阀的泄漏或两个电磁阀同时泄漏，但上游电磁阀的泄漏比下游电磁阀严重。上述过程完成后，立即打开上游电磁阀2秒，然后关闭。如果泄漏检测时间Ts内电磁阀之间的压力大于0.5×P3，则下游电磁阀不泄漏，并执行下一步点火程序；如果ps<0.5×P3，则报警停炉，可判断下游电磁阀泄漏或两个电磁阀在同时，但下游电磁阀的泄漏比上游电磁阀严重。
4） 压力调节阀
它是阀组中最重要的部件之一。其主要功能是将气源中压力较高的气体降低到所需压力。调压阀后的压力不随进气压力的变化而变化。
压力的调节是通过调节阀中弹簧的松紧度来实现的。根据气源压力和所需出口压力的不同，调压阀中的弹簧可以选用不同的规格，但对于用户来说，调压阀中的弹簧是根据气体特性来确定的。
调整方法：拧下上部螺母，拧下内部螺栓进行调整。顺时针方向是压缩弹簧，出口压力增加，反之亦然。
排气口：平时不使用。初次运行或维护后，初次运行前，应先松开螺栓，将调压阀前管路中的空气释放出来，闻到气体后再拧紧。
5） 点火旁路
由球阀和电磁阀组成，用于燃气锅炉点火，正常运行时关闭。各部件的结构和功能与主气阀组相同，但口径稍小。
（1） 压力调节阀
在首次启动燃烧器前，将调压阀调至最小出口压力位置，然后在低压位置顺时针拧动调整螺栓约2圈，使出口压力约为100-300 mmh2o。
（2） 电磁阀
通过调节螺栓可以控制点火气体的流量。顺时针方向流量减少，逆时针方向流量增加。最好能点燃，火焰和烟雾正常。
参考文献
【1】火力发电职业技能培训教材委员会. 锅炉设备运行. 中国电力出版社.2020
【2】闫志勇. 锅炉原理. 中国电力出版社. 2020
【3】崔艳华. 锅炉设备与运行. 化学工业出版社. 2018