锅炉自动化

锅炉自动化

李永

2015年8月1日

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目录

一、概述 (3)

二、锅炉控制系统的功能与工作原理 (4)

三、几个主要的控制回路 (5)

四、综上所述 (6)

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锅炉的自动化

一概述

锅炉微机控制，是今年来开发的一项新技术，它是微型计算机软件硬件自动控制锅炉节能等几项技术紧密结合的产物，目前大多数工业锅炉仍处于能耗高浪费大环境污染严重的生产状态。提高热效率，降低耗煤量，降低耗电量，用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。

工业锅炉采用微机控制和原有的仪表控制方式相比具有以下几点明显优势：

1 直观而集中的现实锅炉的运行参数。

2 可以按需要谁是的打印或定时打印，能对运行庄康进行准确地记录，便于事故追踪和分析，防止事故的瞒报漏报现象；

3 在运行中可以谁是方便的修改参数的控制值，并修改系统的控制参数；

4 减少了现实仪表，还可利用软件来替代许多复杂的仪表单元，（例如加法器微分器滤波器限幅报警器等），从而减少了投资也减少了事故率；

5 奇高锅炉的热效率。

综合以上所述种种有点可疑预见采用计算机控制锅炉系统是行业的大势所趋。

二锅炉控制系统的功能与工作原理

1. 1 锅炉控制系统的硬件配置，功能较好首推可编程序控制器PLC，适合于多台大型锅炉控制，

由于PLC具有输入输出光电隔离停电保护自诊断等功能，所以抗干扰能力强，能置于环境恶

劣的工业现场中，故障率低。PLC编程简单，易于通信和联网，多台PLC进行连接及与计算机进行连接，实现一台计算机和若干台PLC构成分布式控制网络，另外使用PLC加上机位的控制系统具有很好的扩容性，如需要增加控制点或控制回路只需添加少量输入输出模块即可，为以后的控制系统升级改造和其它功能的添加打下良好基础，根据锅炉系统的不同，PLC控制系统的选型也有很大不同。大型锅炉控制系统的控制点数较多（1000以上），控制要求较高，宜选用冗余控制系统。中型控制系统的控制点数一般为200-1000点，多为几台锅炉的集中控制，控制系统多为单机系统。小型锅炉控制系统的控制点数一般为100点左右，多为单台锅炉的集中控制，并与手操器及现实仪表共同构成控制系统。

2锅炉微机控制系统，一般由一下几部分组成，即由锅炉本身一次仪表、控制系统、上机位、手自动切换操作、执行机构及阀、电机等部分组成，一次仪表将锅炉的温度、压力、流量、氧量、转数等量装换成电压、电流等送入微机。控制系统包括手动和自动操作部分，手动控制时由操作人员手动控制，用操作器控制变频器、滑差电机及阀门等，自动控制时对微机发出控制信号经执行机构进行自动操作。微机对整个锅炉的运行进行检测、报警、控制以保证锅炉正常、可靠地运行，除此以外拨正锅炉运行的安全，在进行微机系统设计时，对锅炉水位、锅炉气泡压力等重要参数应设置常规仪表及报警装置，以保证水位和气泡压力有双重甚至三重报警装置，以免锅炉发生重大事故。

三几个主要的控制回路

1 给水控制

在正常运行时，给水调节阀由蒸汽流量、气包水位和给水流量的三冲量控制，汽包水位信号经汽包压力补偿后作为主调的输入，蒸汽流量信号经温度、压力修成后给水流量信号一起作为副调的反馈输入。启动时只有汽包水位的单冲量控制。单冲量控制和三冲量控制能互相无扰动切换。

汽包水位过高，会影响汽包内汽水分离，饱和水蒸汽带水过多，使过热蒸汽温度降低，负荷正大时，水的汽化速度加快，汽包内水量迅速减少，如不及时调整，会使汽包内的水全部汽化，危机锅入安全。当负荷非常不翁丁时，给水流量的扰动，使汽包水位有较大延迟，蒸汽流量变化，会出现虚假水位，使得三冲量难以运行，因此先以单冲量投入运行，使工况稳定后在投入三冲量，也要求单冲量和三冲量两种控制方式能方便地进行无扰切换。

2 过热蒸汽气温控制

锅炉正常运行时不仅要求主汽压力稳定，而且要求主汽温度稳定。主汽温度是反应机组运行情况

的一个重要参数。如果主汽温度偏高，过热器及汽机将在更加恶劣的环境下运行，材料的使用寿命将会缩短。相反，如果主汽温度偏低，则汽机达不到预定的运行效率。因此机组正常运行时要求主汽温度稳定。循环流化床锅炉主汽温度调节系统采用由主汽温度、喷水减温器出口温度及主汽流量等参数组成的串级控制系统。主汽温度测量量值作为主调的反馈输入值，与主汽温度设定值进行PID运算后送入副调，在副调中与减温器出口气温进行控制运算，其结果经限副后由手操器输出至执行机构，调节喷水减温的控制阀。由于主汽流量变化时，喷水量应相应地发生变化，故在主汽温度控制方案中主汽流量信号以前馈形式引入控制系统中。

3 燃烧控制

维持起亚稳定，保证燃烧过程的经济性和炉膛的负压的稳定，控制系统可分为三个回路：燃料量、送风和引风。燃料流量包括焦炉煤气与高炉煤气。

颜料与空气采取比例控制方式和氧量校正方案，并用烟气含氧量进行微调，风/煤交叉连锁逻辑保证锅炉在任何负荷时都处于安全燃烧的富氧工况。即控制任何燃烧工况下的锅炉奉均大于燃料量。在静态时，风量指令为锅炉指令和锅炉燃料总量的高选信号：而燃料指令为锅炉指令与总风量的低选信号。在负荷变化时，则通过先加风，后加燃料；后减风来实现动态补偿。

过剩空气系数校正回路也保证了锅炉在任何负荷时，都处于安全燃烧的富氧工况。在低负荷时，为了保证稳定燃烧，过剩空气系数较大。在高负荷时，为了获得较高的燃烧经济性，必须维持较低的过剩空气系数。

4顺序控制

对锅炉的辅机及阀门等设备进行集中控制，实现辅机设备、阀门及其他辅助系统的顺序启停，从而提高机组运行的可靠性，降低运行人员的劳动强度。

根据现场运行情况，对锅炉设备及其辅助设备设计启动、停止和手动，以满足有关设备的启、停连锁逻辑。

顺序控制部分的连锁保护指令具有最高的优先级，手动控制指令的优先级次子，自动控制指令的优先级最低。对同意设备的开关指令自检设计成相互闭锁，不允许同事发出。为防止运行人员的误操作，重要的手操指令没有按钮。

5炉膛安全监控

执行点火程序，并对供风系统、引风系统、炉膛压力、汽包水位等进行监视，对出现的危险情况进行报警、执行相应地连锁程序，记录事故前后的相关数据。

锅炉启停和正常运行时，一旦检测到危险及系统安全的条件时，立即进行动作，切断主燃料，指出首次跳闸原因，并给出声光报警信号，进行有关的连锁和顺控动作，以保证锅炉的安全。当出现以