锅炉自控技术措施探讨

锅炉自控技术措施探讨
指出了目前锅炉人工控制方式的弊端，分析了锅炉自动控制的必要性和趋势，阐述了常用的锅炉控制方法和前沿的控制技术，并提出了相应的措施。

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锅炉；自动控制
1 锅炉自控系统优势明显
1.1 可节能降耗
从已运行的锅炉来看，采用自动化控制的锅炉比以前在热效率上可提高5~10%。

1.2 可提高锅炉安全运行系数和管理水平
在自动控制系统中锅炉的各关键点可安装报警和联锁保护装置，形成完善的安全机制，杜绝由于人为疏忽造成事故。

2 全面实现工业锅炉自动化控制的可行性分析
2.1 全面实现锅炉自动控制是政策要求
“十一五”期间及以后，我国政府已把“节能、降耗、减排”作为一项重要的宏观调控政策来抓，自动化控制系统的应用是实现锅炉的节能、清洁、高效的必然要求。

2.2 自控技术日趋成熟，锅炉控制产业市场空间扩大
目前我国在用锅炉中35t/h以上的锅炉多数是发电锅炉或蒸汽、发电两用锅炉，这些锅炉中相当部分已经实现了系统计算机的整体控制，自动控制的应用也带动了锅炉自动化控制技术的进一步提高和控制技术成本的下降，为全面实现锅炉自动控制提供了现实基础。

随着我国工业化进程的发展，企业正面临进一步资源整合、合并重组，这也带动小锅炉增量比减少、大容量锅炉增多，大容量锅炉很容易实现自动控制。

而另一方面，国内容量小于35t/h的锅炉约占工业锅炉总量的98%，其中大于等于20t/h的占不到20%，2~10t/h的占75%，小于1t/h的占5%。

数量众多的小吨位锅炉又为工业锅炉自动化控制系统提供了广阔的市场。

2.3 燃料形势正在发生变化，有利于实现锅炉自动化控制
为了提高煤炭的利用率，各单位都加大了对煤炭使用前的洗选和筛分，分级
分类后的煤炭各项参数稳定，用于锅炉，其燃烧系统更容易调节。

另外，烟煤锅炉正逐渐退出城市生活，取而代之的是燃氣、燃油和电加热锅炉。

这种燃料种类的变化都有利于锅炉的燃烧过程实现自动控制。

3 锅炉控制系统目前及前沿发展分析
3.1 当前锅炉自控技术的应用情况
目前锅炉行业运用的主流系统是DCS系统,它应用PLC技术和PIN算法将锅炉的几个环节独立成一个个小的闭环单元分别进行控制,然后把各环节的数据上传到上位机,再通过组态等软件统一分析数据、统监控。

DCS系统具有较完善的下位机控制终端。

下面以燃煤锅炉为例简要介绍一下几个常用环节的控制方式：
（1）给煤控制。

根据蒸汽负荷的需要和锅炉的安全运行合理配煤,使燃料达到最佳燃烧．见图1。

（2）送风控制。

与给煤控制相协调，按照一定的风煤比，使燃烧达到最佳经济状态，见图2。

（3）炉膛负压控制。

调节引风，优化排烟，提高燃烧效率，减低引风机耗电，保证锅炉安全运行，见图3。

（4）汽包液位控制（热水锅炉无该系统）。

一般采用以给水流量、主蒸汽流量作为补充信号的三冲量串级控制，加强预判，提高控制精度，见图4。

DCS系统的上位机还为用户提供了直观有好的界面通过分析下位机采集的数据发出指令，调节锅炉系统达到最优运行。

系统同时接收设备报警信号，技术人员根据信号发出控制指令或到现场进行及时处理。

一套DCS系统可以多台锅炉同时控制也可以多车间统一控制，通过分析锅炉运行参数和电气参数进行中央式垂直管理和调度。

3.2 前沿自动控制技术分析和展望
目前一些先进的控制系统把水处理、化验、除尘设施等附属设备都集成到DCS系统中进行整体监控、维护、管理。

自控技术己成为锅炉提高整体性能不可或缺的一部分，是锅炉高效洁净运行的重要因素。

不过因为锅炉本身参数的非
线性时变特性和当前主流控制技术存在的惯性和滞后等多种缺陷，这也导致现在的锅炉系统仍不能实现全自动化控制。

除了经典控制外，目前国际上正在通过模糊控制理论来分析、解决类似锅炉的复杂控制系统，并且己成功应用到许多先进的复杂系统中。

它是先对系统被调量进行采样，得到精确的实际信号量，再转化为模拟量，查表得出模糊决策，然后将其转化为精确的控制信号送到执行机构去控制调节。

模糊控制的质量取决于决策表的编制。

它是总结了高级熟练专业技术人员的经验和模糊思维，反复试验得出的．也叫专家控制。

它使得系统更符合我们的控制要求，易于操作，更经济高效。

参考文献
［1］葛永乐.实用节能技术［M］.上海:上海科学技术出版社，1990.
［2］美F·G·欣斯基.节能与控制［M］.北京：机械工业出版社，1986.
［3］陈秉林，候辉.供热、锅炉房及其环保设计技术措施［M］.北京：中国建筑工业出版社，1992.
注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”。