談自動化技術(shù)在熱源廠中的應用

張 健

(太原市熱力公司，山西 太原 030023)

0 引言

熱源廠使用的是4臺循環(huán)流化床鍋爐，配套的設施有鏈斗除渣機，新增除塵脫硫脫硝系統(tǒng)，煤筒倉存煤監(jiān)測，棧橋輸煤系統(tǒng)，12臺鍋爐給煤機輸送等設備，自動化技術(shù)在整個熱源廠中的運用十分廣泛。小到一個溫度點的監(jiān)測，大到執(zhí)行器的動作，輸煤過程的完成都離不開自動化技術(shù)。

1 自動化技術(shù)的概述

隨著國家經(jīng)濟的快速發(fā)展，自動化科學技術(shù)也越來越普及到了我們生活的方方面面，在現(xiàn)代化的集中供熱熱源廠中也是應用十分廣泛，從鍋爐流量、壓力、溫度的監(jiān)測到無人操作的執(zhí)行器，全部都是自動化的，大大的節(jié)省了人力的同時也提高了工作效率。

近幾年，隨著國家環(huán)境形勢的愈發(fā)緊迫，自動化科學技術(shù)也更多地運用到了煙氣監(jiān)測中，與此同時也使我們的空氣環(huán)境變得更加的美好了。

自動化是指機器設備、系統(tǒng)或過程(生產(chǎn)、管理過程)，在沒有人或較少人的直接參與下，按照人的要求，經(jīng)過自動檢測、信息處理、分析判斷、操縱控制，實現(xiàn)預期的目標。

2 自動化技術(shù)的具體應用

在太原市熱力公司熱源廠鍋爐本體上遍布了很多的壓力測點、流量測點、溫度測點、空氣含氧量測點以及各種風門測點，這些測點通過壓力變送器、流量變送器、熱電偶、氧化鋯氧量分析儀以及執(zhí)行器把數(shù)據(jù)通過DCS系統(tǒng)呈現(xiàn)在操作站的操作員面前，操作員可通過直觀數(shù)據(jù)觀察判斷鍋爐的實時運行情況。熱源廠中的除塵系統(tǒng)、輸煤系統(tǒng)、鏈斗除渣系統(tǒng)、煤筒倉監(jiān)測系統(tǒng)等很多方面也是離不開自動化技術(shù)的。

DCS是Distributed Control System的大寫英文縮寫字母，英文直譯為“分散控制系統(tǒng)”，也就是人們習慣理解而稱謂的“集散控制系統(tǒng)”。集散控制系統(tǒng)的主要特征是它的集中管理和分散控制。操作員通過主控室的操作站調(diào)節(jié)熱源廠內(nèi)循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速來改變出水壓力、回水壓力、出水流量以及回水流量，通過調(diào)節(jié)風門執(zhí)行器的開度來改變風壓、風量以協(xié)助鍋爐達到最佳燃燒效果。

操作站包括主機、顯示器、鍵盤、打印設備等，也就是我們俗稱的電腦，只不過電腦里加裝了工業(yè)用途的DCS操作軟件，它顯示并記錄了來自各控制單元的過程數(shù)據(jù)，是人與生產(chǎn)過程的操作接口。通過操作站，我們實現(xiàn)了信息處理、實時監(jiān)控和生產(chǎn)過程的集中化。

2.1 自動化技術(shù)在鍋爐本體上的應用

在鍋爐控制系統(tǒng)中，燃燒控制是控制的難點，也是重中之重。在燃燒過程中，任何一個物理參數(shù)(如溫度、壓力、流量、液位)的改變都會影響到其他物理參數(shù)的改變。如燃料量的改變，不僅會影響到鍋爐流量的變化，也會影響到鍋爐溫度的變化，以及影響到鍋爐壓力的變化。此時，通過DCS控制系統(tǒng)，可快速、直觀的了解到實時運行參數(shù)，主控室的操作人員可快速調(diào)整鍋爐各項運行數(shù)據(jù)以使鍋爐更加穩(wěn)定的運行?？梢?，自動化科學技術(shù)在鍋爐本體領(lǐng)域中的應用是十分重要的。

2.2 自動化技術(shù)在除塵系統(tǒng)中的應用

燃料在鍋爐中充分燃燒之后所產(chǎn)生的尾氣通過除塵系統(tǒng)后會排放到空氣大氣中。近些年來，隨著網(wǎng)絡上“溫室效應”“霧霾”等新名詞的誕生，空氣環(huán)境變成了我們必須面對的嚴重問題，自然而然，熱源廠也就變成了環(huán)境管理的重中之重。因此，熱源廠近些年來為響應國家環(huán)保部的號召，增添了新的除塵系統(tǒng)，那么自動化技術(shù)也就更多的滲透到了其中。通過除塵PLC控制系統(tǒng)的應用，氮氧化物、硫化物的排放達到了環(huán)保要求，環(huán)保部門實時的監(jiān)控了各項排放物的數(shù)據(jù)指標。熱源廠的空氣排放變成了清潔排放。

PLC是可編程邏輯控制器(Programme Logic Controller)的簡稱，它是以嵌入式CPU為核心，配以輸入、輸出等模塊，根據(jù)輸入信號的狀態(tài)，按照控制要求進行處理判斷，產(chǎn)生控制輸出的程序，主要用于順序控制。

2.3 自動化技術(shù)在輸煤、除渣系統(tǒng)中的應用

在熱源廠輸煤系統(tǒng)和除渣系統(tǒng)中，同樣運用了自動化技術(shù)中的PLC系統(tǒng)。輸煤皮帶通過給煤機設定的給煤參數(shù)，會自動傳輸煤量，如若發(fā)生給煤機輸煤皮帶堵煤，給煤機就地控制柜就會發(fā)出堵煤報警，同時會將報警傳到主控室操作站屏幕上以供操作員及時發(fā)現(xiàn)、處理，輸煤系統(tǒng)中PLC程序設定給煤機也會隨著堵煤報警產(chǎn)生而停止，進而一系列的輸煤動作停止，閘板門關(guān)閉，這樣就安全的保護了鍋爐爐膛本體，以防止鍋爐爐內(nèi)結(jié)焦。

熱源廠除渣系統(tǒng)也是類似，在除渣電機的軸端有一個接近開關(guān)，接近開關(guān)接收來自于固定在電機軸上的鐵桿旋轉(zhuǎn)發(fā)出的脈沖信號，電機軸每轉(zhuǎn)一圈時，就會給接近開關(guān)一個脈沖信號，當接近開關(guān)監(jiān)測不到此脈沖信號時，就會給主控室發(fā)出斷鏈報警，從而PLC系統(tǒng)會聯(lián)鎖除渣電機，使除渣電機停止工作，進而保護了電機，也及時地反映了現(xiàn)場狀況。

2.4 自動化技術(shù)在煤筒倉的應用

在該廠，煤筒倉貯存有大量的煤，這就會產(chǎn)生很多危險因素。例如：貯存的煤大量長期存放，會使煤堆的溫度升高，煤的氧化速度隨著溫度升高而加速。當溫度達到煤的燃點時，煤就會發(fā)生自燃。這樣，當溫度、可燃氣體濃度達到一定數(shù)值后，煤筒倉內(nèi)的煤極易發(fā)生自燃甚至爆炸。因此，為防止事故的發(fā)生，煤筒倉內(nèi)必須對儲煤溫度、可燃氣體濃度及煙霧參數(shù)進行監(jiān)測。煤筒倉監(jiān)測系統(tǒng)包含有煙(粉)塵濃度監(jiān)測系統(tǒng)和可燃氣體探測系統(tǒng)。煙(粉)塵濃度監(jiān)測是在煤筒倉內(nèi)安裝有煙塵濃度監(jiān)測器，該儀器是通過連續(xù)監(jiān)測、檢測煤筒倉內(nèi)煙氣、粉塵的濃度來實時反饋預警的?？扇夹詺怏w探測器是探測煤筒倉內(nèi)一氧化碳、甲烷含量的一種儀器，當一氧化碳或甲烷含量超標時，探測器會及時地將信號進行AD轉(zhuǎn)換并發(fā)送給模塊柜，模塊柜又會將此信號傳送到棧橋操作室的操作電腦上并發(fā)出報警。這樣，就實時、安全的保護了煤筒倉內(nèi)的存煤，避免了火災及危險性爆炸。

3 結(jié)語

可見，隨著自動化科學技術(shù)的普及與發(fā)展，自動化技術(shù)滲透到了我們生活的點點滴滴之中，熱源廠中的方方面面也越來越離不開自動化技術(shù)。自動化技術(shù)給熱源廠節(jié)省了大量的人力、物力、財力的同時，也給我們的工作帶來了很大的方便，為我們的城市凈化做出了巨大貢獻。

[1] 戴先中,趙光宙.自動化學科概論[M].北京：高等教育出版社，2006(2008重印).

[2] 周澤魁.控制儀表與計算機控制裝置[M].北京：化學工業(yè)出版社，2002.