鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能控制系統(tǒng)探討

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域?qū)τ谀茉葱枨笾饾u增多，而鍋爐作為煉油、化工以及發(fā)電等各個(gè)領(lǐng)域動(dòng)力設(shè)施的重要組成部分，也是確保工業(yè)生產(chǎn)可以正常且持續(xù)開展的關(guān)鍵，但其在生產(chǎn)中所消耗的能源正在逐步增多，進(jìn)而對我國生態(tài)環(huán)境造成一定影響。因此，對鍋爐進(jìn)行節(jié)能控制系統(tǒng)的改革創(chuàng)新，不僅可以改變傳統(tǒng)的鍋爐自動(dòng)化水平低，負(fù)荷發(fā)生變動(dòng)導(dǎo)致控制操作難以進(jìn)行，經(jīng)常發(fā)生系統(tǒng)故障等現(xiàn)象，還可以改變傳統(tǒng)控制系統(tǒng)僅限于節(jié)能減耗的控制方法，在重視提高燃燒效率的同時(shí)注重節(jié)電。由此可見，提出鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能控制系統(tǒng)具有十分重要的意義。基于此，本文分析了鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能控制系統(tǒng)技術(shù)及控制要求，控制總體構(gòu)成，控制設(shè)計(jì)方案，節(jié)能控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢以及鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能控制系統(tǒng)的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：鍋爐；機(jī)電一體化；節(jié)能控制系統(tǒng)

前言

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，我國工業(yè)化也在不斷進(jìn)步，而鍋爐作為我國工業(yè)行業(yè)動(dòng)力設(shè)施的重要組成部分，提高鍋爐的動(dòng)力保護(hù)措施就是提高鍋爐工作效率的重要步驟。當(dāng)前我國工業(yè)行業(yè)中使用的鍋爐通常是燃煤型鍋爐，這種鍋爐的主要特點(diǎn)就是耗能高、污染大，因此，促進(jìn)鍋爐節(jié)能控制系統(tǒng)的發(fā)展是十分有必要的。隨著時(shí)代的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，我國對于機(jī)電一體化技術(shù)的研究也更加深刻，將機(jī)電一體化運(yùn)用在實(shí)際生產(chǎn)生活中，與鍋爐節(jié)能控制系統(tǒng)相結(jié)合，發(fā)展鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能控制系統(tǒng)，從而打造節(jié)能化鍋爐，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)注重節(jié)能減排，使我國社會主義經(jīng)濟(jì)走上可持續(xù)發(fā)展道路。

1鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能控制系統(tǒng)技術(shù)及控制要求

鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能控制系統(tǒng)其具體系統(tǒng)技術(shù)要求主要包括以下幾點(diǎn)：第一點(diǎn)，給水系統(tǒng)。鍋爐的主要給水方式是由一臺水泵對應(yīng)一臺鍋爐進(jìn)行給水，并且水位是依據(jù)設(shè)定要求可以進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，進(jìn)而真正做到恒液位給水。同時(shí)要對鍋爐水位進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)監(jiān)控、監(jiān)測，以此確保鍋爐的正常運(yùn)行。第二點(diǎn)，鍋爐路牌給煤。通過壓力、鍋爐爐膛溫度、流量的變化以及風(fēng)煤比的設(shè)定鍋爐爐排可以進(jìn)行自動(dòng)控制鼓風(fēng)量與給煤量。第三點(diǎn)，鼓風(fēng)、引風(fēng)系統(tǒng)。要維護(hù)爐膛負(fù)壓穩(wěn)定以及控制引風(fēng)量，就要通過安裝的微壓差變送器及時(shí)檢測鍋爐爐膛的負(fù)壓情況，以此作為控制鍋爐正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)。并且實(shí)現(xiàn)連鎖控制鼓風(fēng)系統(tǒng)、引風(fēng)系統(tǒng)與給水系統(tǒng)。第四點(diǎn)，排渣控制。對于系統(tǒng)排渣控制可以將其與鍋爐運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行連鎖，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或手動(dòng)進(jìn)行控制[1]。第五點(diǎn)，安全連鎖保護(hù)。首先對鍋爐汽包水位進(jìn)行安全保護(hù)，當(dāng)鍋爐汽包水位過高時(shí)發(fā)出聲報(bào)警與光報(bào)警。當(dāng)鍋爐汽包水位過低時(shí)，及時(shí)停止鼓、引風(fēng)機(jī)以及爐排，同時(shí)發(fā)出聲、光報(bào)警。其次鍋爐出現(xiàn)超壓情況，要停止鼓風(fēng)、引風(fēng)機(jī)以及給煤機(jī)同時(shí)發(fā)聲、光報(bào)警。最后，對于引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)以及爐排電動(dòng)機(jī)進(jìn)行聯(lián)鎖保護(hù)。當(dāng)引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)以及爐排電動(dòng)機(jī)發(fā)生任何電氣故障時(shí)都要及時(shí)進(jìn)行聯(lián)鎖停止工作。

鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能控制系統(tǒng)作為科技與信息技術(shù)的產(chǎn)物，在節(jié)能方面的設(shè)計(jì)更加符合實(shí)際要求。但是鍋爐設(shè)備在實(shí)際工業(yè)行業(yè)中的應(yīng)用通常是復(fù)雜的，因?yàn)樵谶\(yùn)行過程中往往會涉及到步驟繁瑣的執(zhí)行程序以及各種操作對象，這就意味著，想要實(shí)現(xiàn)鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能工藝的發(fā)展就要及時(shí)調(diào)節(jié)方案，以全面的角度看前饋、串級、比值等內(nèi)容，在使用常規(guī)儀表時(shí)，要注意明確每個(gè)常規(guī)儀表的使用要求與規(guī)范，并且使用自動(dòng)設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過將執(zhí)行機(jī)構(gòu)由擋板轉(zhuǎn)化為變壓調(diào)速器，以此來降低閥門與擋板留壓，維護(hù)機(jī)泵輸出的穩(wěn)定性，從而達(dá)到節(jié)能減耗的目的。鍋爐的控制過程也是非常復(fù)雜，主要包括兩點(diǎn)：第一，鍋爐汽包水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)，一旦控制不當(dāng)，就會造成液位水汽分離，輕則造成鍋爐損壞，重則導(dǎo)致爆炸事故。第二，鍋爐燃燒系統(tǒng)。鍋爐燃燒系統(tǒng)的鍋爐運(yùn)行的基礎(chǔ)，因此，要調(diào)節(jié)燃料量，維持壓力的穩(wěn)定性，配合好鼓風(fēng)、引風(fēng)量，從而滿足蒸汽負(fù)荷變化標(biāo)準(zhǔn)。在控制系統(tǒng)中只有重視工藝控制要求才能為鍋爐機(jī)電一體化的發(fā)展，以及實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[2]。

2鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能控制總體構(gòu)成

鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能控制系統(tǒng)的總體構(gòu)成包括測量儀表、可編程調(diào)節(jié)器、變頻、變壓調(diào)節(jié)器。測量儀表的使用主要是保證鍋爐在運(yùn)行時(shí)的參數(shù)都處于標(biāo)準(zhǔn)信號以內(nèi)?？煽叵到y(tǒng)所使用的測量儀表主要對汽包水位、水流量、蒸汽流量、爐膛負(fù)壓以及壓力等參數(shù)進(jìn)行檢測。組成控制系統(tǒng)的儀表設(shè)備都可以檢測出鍋爐的運(yùn)行情況。就我國當(dāng)前形勢下的鍋爐使用情況，很多工業(yè)行業(yè)的生產(chǎn)使用商并沒有意識到其生產(chǎn)、使用的鍋爐是不符合節(jié)能減排的標(biāo)準(zhǔn)的，而近年來我國政府及其相關(guān)部門對于鍋爐生產(chǎn)使用造成的污染進(jìn)行了嚴(yán)厲的打擊與處理，人們對于鍋爐節(jié)能措施的認(rèn)識才有所提高，進(jìn)而使鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能控制系統(tǒng)的發(fā)展與建設(shè)更加快速[3]。因此，在進(jìn)行鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能控制系統(tǒng)的總體構(gòu)成時(shí)不僅要考慮機(jī)電一體化以及節(jié)能，更要從長遠(yuǎn)角度進(jìn)行考量，在重視鍋爐運(yùn)行原理的同時(shí)運(yùn)用科學(xué)合理并且有效的方式進(jìn)行管理，從而實(shí)現(xiàn)鍋爐機(jī)電一體化的發(fā)展，促進(jìn)節(jié)能減排的有效進(jìn)行。

3鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能控制設(shè)計(jì)方案

鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能控制系統(tǒng)可以分為兩種控制，一種是鍋爐運(yùn)行及保護(hù)控制，另一種是公共設(shè)備控制。鍋爐控制系統(tǒng)也可以分為兩種控制，一種是手動(dòng)控制，另一種是自動(dòng)控制。手動(dòng)控制主要是對設(shè)置在開關(guān)柜上的按鈕進(jìn)行執(zhí)行操作，而自動(dòng)控制可以進(jìn)行獨(dú)立雙線智能切換，可以根據(jù)自動(dòng)控制要求編制控制程序，還可以通過鍵盤以及鼠標(biāo)控制程序。鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能控制系統(tǒng)具體控制方案包括鍋爐機(jī)電一體化燃燒控制與汽包水位控制。

鍋爐機(jī)電一體化燃燒控制需要依靠引風(fēng)達(dá)到運(yùn)行目的，這就意味著，通過控制風(fēng)量與煤量的需求量達(dá)到正常運(yùn)行。這個(gè)過程不僅需要使用自動(dòng)調(diào)節(jié)儀表與變頻技術(shù)，還要通過使用PID運(yùn)算公式將鍋爐氣壓維持在規(guī)定區(qū)間內(nèi)。鍋爐機(jī)電一體燃燒控制系統(tǒng)操作不需要人工進(jìn)行干預(yù)，只需要通過對鍋爐內(nèi)的煤量與爐膛負(fù)壓值進(jìn)行調(diào)控，就可以達(dá)到鍋爐的最佳運(yùn)行狀態(tài)[4]。

汽包水位控制是依靠PID模糊控制理論與恒頻控制系統(tǒng)技術(shù)的相結(jié)合產(chǎn)出的新產(chǎn)品。通過PID調(diào)節(jié)器可以調(diào)節(jié)控制泵的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率，從而維護(hù)鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性，通過對水池水位的檢測，將水位控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍。通過將各參數(shù)顯示出來，使操作員更加明確自身職責(zé)[5]。

4節(jié)能控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

4.1自動(dòng)化強(qiáng)度逐漸提高

鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能控制系統(tǒng)的不斷發(fā)展，使得鍋爐自動(dòng)化強(qiáng)度逐漸提高。鍋爐設(shè)備可以良好的聽從主體進(jìn)行指揮，即使沒有工作人員進(jìn)行控制，鍋爐設(shè)備也可以進(jìn)行正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)發(fā)生突發(fā)情況時(shí)，鍋爐設(shè)備可以及時(shí)將各開關(guān)斷開，使鍋爐設(shè)備停止工作，不僅可以保護(hù)鍋爐設(shè)備自身不受損害，還可以有效避免重大事故的發(fā)生。通過自動(dòng)分配系統(tǒng)可以使鍋爐設(shè)備進(jìn)行自行處理其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使設(shè)備之間不能相互影響運(yùn)行，并且形成具有一定的規(guī)律性的控制系統(tǒng)，系統(tǒng)控制主體可以更好的將子系統(tǒng)的信息進(jìn)行及時(shí)有效的處理。

4.2系統(tǒng)化與協(xié)調(diào)性更強(qiáng)

鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能控制系統(tǒng)的發(fā)展就是整體化發(fā)展，也就是系統(tǒng)發(fā)展，這不僅體現(xiàn)了機(jī)電一體化技術(shù)的全方位發(fā)展，更能體現(xiàn)機(jī)械工程技術(shù)的進(jìn)步。鍋爐機(jī)電一體化是通過智能技術(shù)的操作下接受精準(zhǔn)的信息，進(jìn)而掌握鍋爐運(yùn)行的整個(gè)工作狀態(tài)。系統(tǒng)化發(fā)展離不開信息技術(shù)的支持，而信息技術(shù)的不斷發(fā)展又可以推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)的不斷提高，這兩者相互協(xié)調(diào)互相促進(jìn)，進(jìn)而使鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能控制系統(tǒng)向信息系統(tǒng)方向發(fā)展。

4.3實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)操作

隨著時(shí)代的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國已經(jīng)邁進(jìn)了互聯(lián)網(wǎng)信息時(shí)代。這就意味著，技術(shù)的發(fā)展的道路上都要經(jīng)過細(xì)化研究的考驗(yàn)，而實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)操作是其重要目標(biāo)之一，鍋爐機(jī)電一體化技術(shù)也是如此。相關(guān)研究人員要不斷細(xì)化研究，將機(jī)電一體化技術(shù)中的模塊進(jìn)行分開發(fā)展，從而推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，將其更好的運(yùn)用到實(shí)際鍋爐設(shè)備建造過程中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)對其可操作的目標(biāo)。

5鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能控制系統(tǒng)的優(yōu)勢

鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能控制系統(tǒng)的優(yōu)勢主要在以下幾個(gè)方面。第一，良好的保護(hù)功能。通過計(jì)算機(jī)對鍋爐設(shè)備進(jìn)行控制，操作人員可以通過計(jì)算機(jī)顯示屏及時(shí)了解鍋爐設(shè)備的工作狀態(tài)以及運(yùn)行情況，及時(shí)觀察鼓風(fēng)量、引風(fēng)量、鍋爐爐壓、風(fēng)速及水位等參數(shù)，當(dāng)水位過低或超高時(shí)可以及時(shí)的進(jìn)行發(fā)聲、光報(bào)警，也可以開展聯(lián)鎖鼓的運(yùn)行。第二，降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，穩(wěn)定壓力。鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能控制系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，這就大大減少了操作人員的工作量，進(jìn)而降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，穩(wěn)定壓力。第三，電動(dòng)機(jī)具有良好的啟動(dòng)性能。鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能控制系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流以及啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩都是較大且具有良好的啟動(dòng)性能，可以實(shí)現(xiàn)從0到定額100的無極轉(zhuǎn)速范圍。第四，節(jié)能排效果好。經(jīng)過專業(yè)節(jié)能減排測試，鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能控制系統(tǒng)最高可以有效節(jié)約電能20%，節(jié)約煤5%左右，真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

總結(jié)

本文主要就鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能控制系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)方面的分析和探討，鍋爐作為我國工業(yè)行業(yè)的重要?jiǎng)恿υO(shè)施，發(fā)展其機(jī)電一體化及節(jié)能控制系統(tǒng)是十分必要的，從而推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少污染，節(jié)約能源，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的進(jìn)步，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)人類社會的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]王鑫，王保軍.鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能控制系統(tǒng)探討[J].智能城市，2016，2（02）：42-43.

[2]王鑫，王保軍.變頻技術(shù)在鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].信息化建設(shè)，2016（04）：316.

[3]王樹琪.變頻技術(shù)在鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能系統(tǒng)中應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016（10）：133.

[4]楊曉苗.變頻技術(shù)在鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能系統(tǒng)中的運(yùn)用[J].世界有色金屬，2016（09）：194+196.

[5]孫繼新，陳新.鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能控制系統(tǒng)[J].黑龍江科技信息，2014（03）：70+69.

[6]張啟彬，余和林，巢祥坤.鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能控制系統(tǒng)[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，1993（01）：11-13.

作者簡介

何子財(cái)（1978.12-），男，漢族，籍貫：廣東江門，學(xué)歷：本科，研究方向：機(jī)電。

（作者單位：江門市博盈焊接工程有限公司）