燃?xì)忮仩t的運(yùn)行控制及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

劉美琦+劉青竺

摘 要：隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)對(duì)能源的消耗與需求也在不斷地增長(zhǎng)。但我國(guó)目前以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)對(duì)環(huán)境的保護(hù)卻是極為不利的，與我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展的方針也是矛盾的。因此，改善能源消耗結(jié)構(gòu)就成為當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要任務(wù)。本文主要針對(duì)燃?xì)忮仩t的運(yùn)行控制和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行闡述分析。

關(guān)鍵詞：燃?xì)忮仩t;運(yùn)行控制;遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

我國(guó)作為二十一世紀(jì)最有發(fā)展?jié)摿Φ陌l(fā)展中國(guó)家之一，快速地發(fā)展工業(yè)經(jīng)濟(jì)是目前我國(guó)所面對(duì)的重大歷史任務(wù)。由于我國(guó)曾經(jīng)長(zhǎng)期處于以農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)為主的狀態(tài)，工業(yè)基礎(chǔ)較為薄弱，在能源的利用上還存在許多不成熟的地方。過去一味地追求工業(yè)發(fā)展的速度一度造成我國(guó)環(huán)境的嚴(yán)重污染。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展方針的推進(jìn)，我國(guó)在能源消耗結(jié)構(gòu)和能源的利用方面都有了很大的改進(jìn)。鍋爐作為我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)重要的能源供給器材，其燃料的選擇以及最大化的利用一直都是非常重要的問題。隨著近幾年燃?xì)忮仩t的出現(xiàn)，鍋爐的應(yīng)用也逐漸變得更加環(huán)保和經(jīng)濟(jì)。但是我國(guó)的燃?xì)忮仩t仍然存在著不少的問題。

一、我國(guó)鍋爐控制系統(tǒng)發(fā)展的不同階段

控制系統(tǒng)是一臺(tái)鍋爐運(yùn)行的核心與關(guān)鍵，其由程序點(diǎn)火，連鎖，保護(hù)，運(yùn)行控制，還有熱工參數(shù)的檢查。測(cè)試，顯示等組成。其中，運(yùn)行控制是對(duì)鍋爐內(nèi)水的溫度和相應(yīng)的水的位置的控制。我國(guó)的鍋爐控制系統(tǒng)在新中國(guó)成立初期，工業(yè)還比較落后的時(shí)候，主要是依靠工作人員的操作，這樣簡(jiǎn)單的手工勞動(dòng)既不能良好地控制鍋爐還存在較大的安全隱患，且完全無法達(dá)到自動(dòng)化。后來隨著技術(shù)的不斷改善我國(guó)又出現(xiàn)模擬控制系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等逐步地實(shí)現(xiàn)了鍋爐控制系統(tǒng)的自動(dòng)化，節(jié)省了大量的人力，且鍋爐的控制也變得較為精確與安全。但是，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)鍋爐的控制也有其局限性，它一般只適用于較大的鍋爐，對(duì)于小容量的鍋爐往往就無法進(jìn)行很好的控制。

二、關(guān)于鍋爐系統(tǒng)中熱量平衡的分析

（一）熱量平衡的概述

為了達(dá)到節(jié)約資源，保護(hù)和環(huán)境的目的，在工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)能量輸出與輸入的控制就顯得非常的重要了。所謂的熱量平衡，就是在鍋爐運(yùn)行的過程鍋爐熱量的輸出與輸入是相等的，呈現(xiàn)出一種平衡的狀態(tài)。在鍋爐運(yùn)行的過程中，一般來說它的熱量供給主要是由燃料完成（在沒有預(yù)熱的前提下），但是鍋爐輸出的熱量就有很多的組成部分，其中包括鍋爐內(nèi)水體的吸熱量，不完全的燃燒損失等。

（二）影響熱量平衡的因素

前面就有提到過熱量的平衡是輸出與輸入的平衡，一般來說輸入的熱量較為穩(wěn)定，受外界因素的影響較小，但輸出的熱量由于組成較為復(fù)雜且不穩(wěn)定，如果不加以控制就很有可能會(huì)降低鍋爐的效率，造成能源的浪費(fèi)。例如，像是爐水和循環(huán)水的吸熱量主要就會(huì)受到其水體的質(zhì)量，比熱容，水體溫度的變化幅度等方面的影響。而不完全燃燒損失（未燃盡的燃料所造成的熱量損失占輸入熱量的比重）主要是受過量空氣系數(shù)的影響，這項(xiàng)損失如果不加以控制將會(huì)很大程度上降低鍋爐的效率，造成浪費(fèi)。除此之外，還有散熱損失，排氣損失等，這兩類一般都是與進(jìn)氣的數(shù)量和過量的空氣系數(shù)有關(guān)。

綜上所述，影響鍋爐效率的最大的兩個(gè)因素便是鍋爐運(yùn)行過程中進(jìn)氣的數(shù)量和過量空氣系數(shù)，只有嚴(yán)格地控制好進(jìn)氣的數(shù)量并且尋找出合適的過量空氣系數(shù)，鍋爐輸出的熱量才會(huì)呈現(xiàn)出一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，鍋爐的效率才會(huì)達(dá)到最優(yōu)。

三、控制系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)

（一）選擇合適的系統(tǒng)

目前，我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中運(yùn)用地最多的一種控制系統(tǒng)就是可編程控制器，它是目前同類產(chǎn)品中較新也是性能較好的控制系統(tǒng)，它具有實(shí)用性較強(qiáng)，操作技術(shù)要求低，自我維護(hù)的功能較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此運(yùn)用較廣。除此之外，常用的控制系統(tǒng)還有工控機(jī)和單片機(jī)控制系統(tǒng)。其中單片機(jī)出現(xiàn)較早，曾經(jīng)在市場(chǎng)上也運(yùn)用地較為廣泛，后來隨著技術(shù)的革新，單片機(jī)控制系統(tǒng)由于其自身性能的局限性，逐漸失去了市場(chǎng)，雖然價(jià)格較為便宜，但始終無法滿足市場(chǎng)的需求，目前主要應(yīng)用于儀表領(lǐng)域。工控機(jī)控制系統(tǒng)雖然比起單片機(jī)在性能上有所改善，但是其仍然存在著實(shí)用性不強(qiáng)，可靠性不高，自我維護(hù)的功能弱，操作太過復(fù)雜等缺陷。但是其在運(yùn)算，數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存等方面卻比可編程控制器更有優(yōu)勢(shì)。

綜上所述，為了實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的最優(yōu)選擇，我們可以選擇工控機(jī)控制系統(tǒng)和可編程控制器相結(jié)合的方式，既利用了工控機(jī)在數(shù)據(jù)運(yùn)算，儲(chǔ)存方面的優(yōu)勢(shì)又利用了可編程控制器在性能上的優(yōu)越性。

（二）控制系統(tǒng)硬件的構(gòu)成

控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)是控制系統(tǒng)運(yùn)行的核心，所以其設(shè)計(jì)的合理性與科學(xué)性就顯得尤為重要了。一般來說，包括了上機(jī)位的監(jiān)控結(jié)構(gòu)，下機(jī)位的運(yùn)行控制結(jié)構(gòu)以及執(zhí)行結(jié)構(gòu)。上機(jī)位那一部分主要負(fù)責(zé)鍋爐運(yùn)行的監(jiān)測(cè)，一般由計(jì)算機(jī)來完成。這也就是上面說提到的關(guān)于工控機(jī)和可編程控制器結(jié)合時(shí)工控機(jī)負(fù)責(zé)的部分。下機(jī)位的部分，一般是對(duì)鍋爐的運(yùn)行進(jìn)行控制和執(zhí)行相應(yīng)的操作，也就是可編程控制器負(fù)責(zé)的部分。下機(jī)位運(yùn)行控制結(jié)構(gòu)主要包括了可編程控制器，D/A和A/D模塊，人機(jī)界面等。執(zhí)行系統(tǒng)主要由變頻器，水泵，風(fēng)機(jī)，電磁閥等部分組成。這些都是硬件系統(tǒng)中不可缺少的組成部分，對(duì)鍋爐的運(yùn)行控制有著非常重要的作用，因此，在設(shè)計(jì)的過程一定要注意其科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性。

（三）控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

為了使硬件系統(tǒng)既能夠獨(dú)立地完成各部分的工作，又能夠相互協(xié)作，軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般都是按照上下機(jī)位互相協(xié)作的設(shè)計(jì)思路來完成的。它包括了上下機(jī)位兩個(gè)部分的設(shè)計(jì)，上機(jī)位主要是由計(jì)算機(jī)組成，由工作人員來操作。因此，這個(gè)部分的設(shè)計(jì)主要是方便工作人員的操作，包括了一些監(jiān)測(cè)軟件，記錄軟件，數(shù)據(jù)查詢的軟件。

四、結(jié)語

綜上所訴，鍋爐的運(yùn)行控制包括控制系統(tǒng)，硬件軟件等多個(gè)方面，無論是哪一個(gè)方面其對(duì)鍋爐的運(yùn)行都有著非常重要的影響，所以每個(gè)環(huán)節(jié)都必須得到相應(yīng)的重視。只有近乎完善的鍋爐運(yùn)行控制系統(tǒng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，才能夠保證鍋爐運(yùn)行效率的有效提高，能源利用的最大化。從而促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

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