蒸汽鍋爐自動(dòng)節(jié)能控制系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)應(yīng)用

陳曉剛

摘要：現(xiàn)階段蒸汽鍋爐在我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用范圍十分廣泛，隨著電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域，使蒸汽鍋爐總體性能有了很大提升。傳統(tǒng)蒸汽鍋爐自動(dòng)化水平低下，部分操作項(xiàng)目依舊停留在人工操作階段，不僅為工作人員造成很高的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)在安全性與使用性上受到很大考驗(yàn)。蒸汽鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，不僅使蒸汽鍋爐操作更為簡(jiǎn)單，還使蒸汽鍋爐在運(yùn)行時(shí)更好的節(jié)省能源。本文就蒸汽鍋爐自動(dòng)節(jié)能控制系統(tǒng)技術(shù)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析，以及DCS技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用設(shè)計(jì)進(jìn)行分析、探討。

關(guān)鍵詞：蒸汽鍋爐；自動(dòng)節(jié)能控制系統(tǒng)技術(shù)；DCS技術(shù)

傳統(tǒng)蒸汽鍋爐已無(wú)法適應(yīng)當(dāng)前高強(qiáng)度工業(yè)生產(chǎn)需要，只有通過(guò)對(duì)蒸汽鍋爐設(shè)備進(jìn)行改造、鍋爐運(yùn)作工藝進(jìn)行改進(jìn)或者鍋爐采用自動(dòng)化控制技術(shù)等，才能使蒸汽鍋爐與自動(dòng)節(jié)能控制系統(tǒng)技術(shù)有效結(jié)合在一起，以適應(yīng)現(xiàn)階段高速發(fā)展的工業(yè)生產(chǎn)需求。傳統(tǒng)蒸汽鍋爐使用自動(dòng)節(jié)能控制系統(tǒng)技術(shù)，可以有效節(jié)約蒸汽鍋爐燃料損耗，同時(shí)也使蒸汽鍋爐在自動(dòng)化建設(shè)水平上有很大提升?，F(xiàn)階段蒸汽鍋爐自動(dòng)節(jié)能控制系統(tǒng)技術(shù)已發(fā)展到微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，通過(guò)先進(jìn)的電子計(jì)算機(jī)技術(shù)與變頻調(diào)速技術(shù)有效結(jié)合到一起，使蒸汽鍋爐自動(dòng)化控制水平顯著提升，同時(shí)也提高了蒸汽鍋爐的節(jié)能性與可操作性。

1.傳統(tǒng)蒸汽鍋爐自動(dòng)控制技術(shù)使用現(xiàn)狀

1.1.現(xiàn)階段蒸汽鍋爐在水位自動(dòng)控制上的應(yīng)用，主要以單沖量水量自動(dòng)控制方式為主，在鍋爐鍋筒內(nèi)放置一個(gè)浮球傳感器，在鍋爐鍋筒內(nèi)水位隨鍋爐內(nèi)水位變化時(shí)，浮球傳感器將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)反饋到操作臺(tái)上的水位自動(dòng)控制儀上，操作臺(tái)上的水位自動(dòng)控制儀器根據(jù)原水位設(shè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)反應(yīng)，在實(shí)時(shí)水位數(shù)據(jù)低于原設(shè)定值時(shí)自動(dòng)打開(kāi)水泵開(kāi)關(guān)進(jìn)行鍋爐給水處理?，F(xiàn)階段蒸汽鍋爐在燃燒自動(dòng)控制上的應(yīng)用，主要通過(guò)對(duì)爐排滑差電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)從而控制給煤量，再者就是對(duì)引風(fēng)設(shè)備與鼓風(fēng)設(shè)備進(jìn)行手動(dòng)控制調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)二者的風(fēng)量以達(dá)到對(duì)鍋爐燃燒的控制。

1.2.現(xiàn)階段蒸汽鍋爐在燃燒自動(dòng)控制技術(shù)使用上還處于初級(jí)階段，主要依靠人工與部分水平較低的自動(dòng)控制技術(shù)為主。所以在現(xiàn)階段蒸汽鍋爐自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐中，鍋爐受到水位自動(dòng)控制系統(tǒng)影響，鍋爐內(nèi)水位十分不穩(wěn)定，依舊要依靠人工操作供水為主，鍋爐水位自動(dòng)控制系統(tǒng)容易受到蒸汽負(fù)荷、鍋爐排污、吹灰以及給水流量變化等因素影響，使水位信息反饋上準(zhǔn)確性收不到有效保障。由于鍋爐在燃燒控制上主要以人工操作為主，使進(jìn)出風(fēng)調(diào)節(jié)達(dá)不到最佳燃燒需要值，造成鍋爐內(nèi)燃燒情況不是十分穩(wěn)定，同時(shí)在能源使用上也造成很大一部分浪費(fèi)。

2.蒸汽鍋爐自動(dòng)節(jié)能控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

2.1.鍋爐水位自動(dòng)控制設(shè)計(jì)

蒸汽鍋爐在水位自動(dòng)控制上應(yīng)用汽包水位控制系統(tǒng)，其使用最先進(jìn)的PID變頻控制技術(shù)產(chǎn)品，它可以通過(guò)鍋爐內(nèi)水位監(jiān)測(cè)傳感器將水位變化量進(jìn)行反饋，轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)信號(hào)并通過(guò)PID系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，然后對(duì)水泵進(jìn)行自動(dòng)控制作業(yè)，同時(shí)對(duì)水泵的工作頻率進(jìn)行準(zhǔn)確控制。當(dāng)汽包液位低于目標(biāo)液位設(shè)定數(shù)值時(shí)，PID調(diào)節(jié)器將自動(dòng)控制水泵開(kāi)關(guān)，進(jìn)行自動(dòng)給水處理作業(yè)，同時(shí)根據(jù)汽包內(nèi)液位量不同進(jìn)行水泵工作頻率調(diào)節(jié)。當(dāng)汽包液位與目標(biāo)液位設(shè)定數(shù)值差較大時(shí)，PID同時(shí)增加水泵轉(zhuǎn)速以增加給水量，當(dāng)汽包液位與目標(biāo)液位設(shè)定數(shù)據(jù)差較小時(shí)，PID同時(shí)減少水泵轉(zhuǎn)速已減少給水量，使鍋爐水位保持在恒定水位之內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)恒液位供水控制。

2.2.鍋爐燃燒自動(dòng)控制設(shè)計(jì)

蒸汽鍋爐在燃燒控制上應(yīng)用PID變頻技術(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，同時(shí)與自動(dòng)化儀表儀器有效結(jié)合在一起，對(duì)鍋爐燃燒控制中的鼓風(fēng)、引風(fēng)、爐排給煤量進(jìn)行準(zhǔn)確且有效控制，從而真正實(shí)現(xiàn)蒸汽鍋爐燃燒控制自動(dòng)化。自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)爐膛負(fù)壓進(jìn)行有效監(jiān)控，并且將實(shí)時(shí)爐膛負(fù)壓數(shù)據(jù)進(jìn)行有效反饋，通過(guò)PID系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，對(duì)鍋爐引風(fēng)風(fēng)量與鼓風(fēng)風(fēng)量進(jìn)行自動(dòng)控制調(diào)節(jié)，同時(shí)也對(duì)爐排給煤量進(jìn)行有效控制，使?fàn)t膛負(fù)壓數(shù)值控制在-20～-40Pa之間，使鍋爐燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)有效實(shí)現(xiàn)。在鍋爐燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)上應(yīng)采取全自動(dòng)閉環(huán)控制設(shè)計(jì)，使鍋爐燃燒狀態(tài)控制與給煤量控制都有PID變頻系統(tǒng)進(jìn)行控制，不需要人工對(duì)鍋爐燃燒控制進(jìn)行操作，只需要設(shè)定好數(shù)據(jù)限值就可以。

2.3.鍋爐上位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

首先在人機(jī)界面設(shè)計(jì)上應(yīng)更加全面，根據(jù)鍋爐實(shí)際運(yùn)作情況設(shè)定分組畫面，同時(shí)分為鍋爐參數(shù)顯示畫面、電器操作控制畫面、故障報(bào)警信息畫面以及鍋爐參數(shù)設(shè)置畫面等。鍋爐在運(yùn)行中通過(guò)監(jiān)測(cè)設(shè)備將鍋爐整體運(yùn)行參數(shù)實(shí)時(shí)反饋到人機(jī)界面中，使操作人員可以很好的對(duì)各方面運(yùn)行狀態(tài)有一個(gè)準(zhǔn)確了解，同時(shí)操作控制系統(tǒng)也可以根據(jù)實(shí)時(shí)反饋的運(yùn)行參數(shù)，與原設(shè)定鍋爐各方面運(yùn)行參數(shù)對(duì)比，從而對(duì)鍋爐整體運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確且有效的自動(dòng)控制調(diào)節(jié)。企業(yè)內(nèi)部遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)可以與鍋爐控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接，通過(guò)總控室就可以對(duì)鍋爐運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面了解。在人機(jī)界面控制上應(yīng)設(shè)定不同權(quán)限，對(duì)操作人員與系統(tǒng)工程師有一個(gè)準(zhǔn)確劃分，操作人員只具有操作權(quán)限，系統(tǒng)工程師具有參數(shù)設(shè)定權(quán)限，從而使上位控制系統(tǒng)在使用與設(shè)定上有效的區(qū)分開(kāi)來(lái)。

3.結(jié)束語(yǔ)

蒸汽鍋爐自動(dòng)節(jié)能控制系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，使蒸汽鍋爐在可操作性上有了很大提升，同時(shí)降低了操作人員的工作強(qiáng)度，還能有效降低蒸汽鍋爐燃料消耗量，使蒸汽鍋爐節(jié)能性更加優(yōu)越。蒸汽鍋爐經(jīng)過(guò)有效改造，完全可以適應(yīng)現(xiàn)階段工業(yè)生產(chǎn)需求，同時(shí)還能為企業(yè)降低生產(chǎn)成本，使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益更加優(yōu)異。

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