供暖鍋爐的自控節(jié)能分析

李 強

(太原市熱力公司,山西 太原 030045)

供暖鍋爐的自控節(jié)能分析

李 強

(太原市熱力公司,山西 太原 030045)

分析了供暖鍋爐的節(jié)能技術以及自控系統(tǒng)，闡述了供暖鍋爐自動節(jié)能控制中流化床燃燒節(jié)能技術、電腦自控節(jié)能技術、分層燃燒節(jié)能技術、混合燃燒節(jié)能技術的原理及特征，并且指出了供暖鍋爐自控節(jié)能的調控策略，通過運用這些控制技術以及控制策略，能夠顯著提升供暖鍋爐運行的經(jīng)濟性以及安全性，對于供暖系統(tǒng)的節(jié)能以及能源有效利用均具有極大的意義。

供暖鍋爐,自控系統(tǒng),節(jié)能技術

1 概述

能源包含有再生能源以及非再生能源兩種不同的類型，這兩種類型最為重要的差異是可否被重復利用，在非常長的時間段內(nèi)，無法再生的一些能源便為非再生能源。對于非再生能源來說，要是全部被開采之后便沒有可再利用的能源。再生能源包含有太陽能、風能以及水能等等。非再生能源包含有石油、煤炭以及天然氣等等。我國屬于能源大國，能源的儲存數(shù)量相對較大，不過，由于我國經(jīng)濟快速發(fā)展過程中消耗了大量能源，使得非再生能源被大量開采，而且非再生能源總的儲存數(shù)量是一定的，隨著開采不斷的進行，可開采的能源必定會越來越少，未來將會出現(xiàn)能源需求量超過能源供應量的問題。另外，之前很長一段時間之內(nèi)，我國在能源開采中由于技術條件的限制，無法高效的對能源進行開采，出現(xiàn)了嚴重的能源浪費問題。因此，對于這些非再生能源的利用，應當制定有針對性的節(jié)能控制措施，對非再生能源加以保護。在供熱鍋爐運行過程中，所使用的主要燃料為煤炭，而要想確保煤炭利用效率進一步提升，要求應當改善鍋爐效率，以實現(xiàn)節(jié)能目標。

2 供暖鍋爐的節(jié)能技術

2.1 流化床燃燒節(jié)能技術

此項技術已經(jīng)應用了幾十年，在長期的應用中逐漸發(fā)展成熟。其是通過上升空氣將爐腔之中的燃料托起，確保燃料的翻騰以及燃燒可以同時進行。此種節(jié)能技術的優(yōu)勢是燃料燃燒過程中呈現(xiàn)流態(tài)化，也能夠更為全面的燃燒，避免不完全燃燒造成的損失，有效的改善鍋爐燃燒效率。

2.2 電腦自控節(jié)能技術

在信息技術以及計算機技術快速發(fā)展的過程中，供熱鍋爐的運行監(jiān)測以及調控環(huán)節(jié)應用越來越廣泛。通過電腦自控技術的應用，能夠顯著改善供暖鍋爐節(jié)能控制的精度以及效果，同時還能夠顯著降低人工作業(yè)強度，避免人工作業(yè)過程中各種操作失誤問題出現(xiàn)。

電腦自控節(jié)能技術是通過計算機設備，并且利用相關儀表對供暖鍋爐實時運行狀況加以監(jiān)測，監(jiān)測鍋爐運行中重要參數(shù)的實際波動情況，然后依照事先設定程序對收集的數(shù)據(jù)信息加以分析，就不同參數(shù)具體波動情況制定相應的應對方案，并且驅動對應的裝置制定調節(jié)操作，確保供暖鍋爐的運行處于受控狀態(tài)之下，實現(xiàn)節(jié)能目標。

2.3 分層燃燒節(jié)能技術

該種節(jié)能技術主要包含兩種類型，其一屬于機械分層燃燒節(jié)能技術，此種技術將供暖鍋爐的進煤裝置加以改造，在煤落下之后，爐排從下至上依據(jù)由大至小燃料粒徑而分層進行排列，如此便能夠顯著改善供暖鍋爐燃料的燃燒效率，可以實現(xiàn)節(jié)能目標。其二屬于氣力分層燃燒節(jié)能技術。

2.4 混合燃燒節(jié)能技術

混合燃燒技術是把煤、水、灰渣以及焦炭等材料按照所設定的比例進行混合之后，輸送至鍋爐中燃燒。混合燃燒技術所包含的方法主要有爐渣二次回燒方法、煙煤混合燃燒方法以及無煙煤混合燃燒方法等。采用此種節(jié)能技術，最大的特征便是不同燃料層之間擁有非常大的空隙。從而能夠實現(xiàn)良好透氣性，確?？諝饽軌蚝腿剂细油耆慕佑|，避免燃料出現(xiàn)不完全燃燒問題，進而確保燃料的燃燒效率提升，實現(xiàn)節(jié)能的目標。

3 供暖鍋爐的自控系統(tǒng)

供暖鍋爐的自控系統(tǒng)是包含有多個存在相互限制作用的功能裝置，這些裝置依據(jù)特定規(guī)則組成供暖鍋爐的自控系統(tǒng)，同時根據(jù)輸入數(shù)據(jù)而自動的完成輸出數(shù)據(jù)調節(jié)工作。自控系統(tǒng)之中通常含有三個不同的部分，分別為控制裝置、控制對象以及命令執(zhí)行裝置?？刂蒲b置指的是擁有調控功能的一些儀表裝置，其中包含有編程裝置、信息處理裝置以及調控裝置等?？刂茖ο笾傅氖窃趯嶋H生產(chǎn)過程之中，被控制的所有對象。命令執(zhí)行裝置指的是依照控制裝置發(fā)出的相關指令，針對不同控制對象而采取的一些操作。在自動系統(tǒng)完成控制工作時，可以采用前饋控制方式、反饋控制方式以及混合控制方式。在一些開環(huán)控制系統(tǒng)之中基本上均是采用前饋控制方式，此種控制方式也被稱為是開環(huán)控制方式。反饋調節(jié)方式也稱為是閉環(huán)控制方式，其中包含有負反饋控制方式以及正反饋控制方式。

自控系統(tǒng)依照不同的元件類別能夠劃分成電氣控制類型、機電控制類型、液壓控制類型以及生物控制類型等多個類型；依照功能不同可以將其劃分成為溫度控制類型、位置控制類型以及壓力控制類型；依照性能的不同可以將其劃分成為線形控制類型、非線性控制類型、連續(xù)控制類型以及分散控制類型。依照給定量變化規(guī)則不同可以將其劃分成為恒值控制類型、程序控制類型以及隨動調節(jié)類型。恒值控制類型是在對供暖鍋爐進行控制時，溫度、壓力等控制對象的設定參數(shù)值在系統(tǒng)調控過程中始終維持不變。程序控制類型指的是控制對象的給定參數(shù)值會根據(jù)事先設置的程序而發(fā)生一定變化，從而根據(jù)這一變化后的參數(shù)值對供暖鍋爐進行調控。隨動控制類型指的是控制對象給定參數(shù)值發(fā)生的變化情況并非是預先設置的，其是依照相關已知變量發(fā)生變化情況進行調控的方式。

4 供暖鍋爐自控節(jié)能的調控策略

4.1 確保用戶所需供熱量

由于供暖鍋爐的熱負荷并非一直保持穩(wěn)定不變的，當外界環(huán)境溫度發(fā)生改變的情況下，供暖鍋爐的熱負荷也會相應改變。所以，要想確保供暖鍋爐擁有足夠的供熱量，達到用戶的熱需求，同時確保熱能產(chǎn)生以及輸送過程中更加的經(jīng)濟，要求供暖鍋爐應當依照外界環(huán)境溫度變化情況而適時的調節(jié)出水溫度值。對于供暖鍋爐來說，其燃燒系統(tǒng)最為關鍵的工作便是依照出水溫度值當成系統(tǒng)輸入信號，實時的對燃燒用煤量加以調節(jié)。

4.2 確保供暖鍋爐燃燒經(jīng)濟性

若是出水口的溫度值已經(jīng)事先給定，燃燒系統(tǒng)另一個非常重要的任務便是對燃燒煤量以及鼓風量進行有效調節(jié)，要確保燃料能夠在鍋爐的爐腔之中更加充分燃燒。對供暖鍋爐控制方案的設計，便是在鍋爐運行過程中，依照之前經(jīng)驗設置相應的風、煤比例，確保給煤量和鼓風量呈現(xiàn)出相應的比例關系。

4.3 保證供暖鍋爐的爐膛負壓位置在相應范圍之中

供暖鍋爐的爐膛負壓變化，反映出了系統(tǒng)鼓風量和引風量之間存在不適宜的問題。要是爐膛之中存在的負壓相對較小，則極易導致鍋爐中的煤氣發(fā)生泄漏或者出現(xiàn)噴火問題，對于鍋爐裝置以及作業(yè)人員均會造成較大危害。要是鍋爐爐膛之中的負壓相對較大，則會導致漏風量有所增加，從而也使得煙氣帶走熱能有所增加，引風機設備也會消耗更多的電能。在對供暖鍋爐進行控制的過程中，通常做法是依照相關經(jīng)驗預先設置鍋爐爐膛中的負壓值，再依照鼓風量和鍋爐實際運行中測量得到的煙氣含氧量數(shù)據(jù)，采用PID運算方法或者是模糊運算方法，計算得出引風量，確保鍋爐爐膛中的負壓能夠得到有效的控制。

5 結語

由于我國能源短缺問題日益嚴重，因此，針對供暖鍋爐制定相應的節(jié)能措施，并且利用自動手段實現(xiàn)供暖鍋爐燃燒效率進一步提升，是目前解決能源短缺問題的有效方法。通過應用一些自控節(jié)能技術，可以顯著提升供暖鍋爐運行的經(jīng)濟性以及安全性，對于供暖系統(tǒng)的節(jié)能以及能源有效利用均具有極大的社會意義。

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Automaticcontrolenergysavinganalysisofheatingboiler

LiQiang

(TaiyuanThermoticsInc,Taiyuan030045,China)

The analysis of the energy saving technology of heating boiler and heating boiler automatic control system, expounds the automatic energy saving control of fluidized bed combustion energy-saving technology, computer technology, automatic control and energy saving of stratified combustion energy-saving technology, mixing principle and characteristics of energy saving technology of combustion, and points out the control strategy of heating boiler automatic control and energy saving, by using these control technology and the control strategy can significantly improve the heating boiler operation economy and security, is of great significance for the heating system energy saving and efficient use of energy.

heating boiler, automatic control system, energy saving technology

2017-10-03

李 強(1982- )，男，工程師

1009-6825(2017)35-0191-02

TU201.5

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