浅谈供热锅炉控制系统的DCS技术运用

孙 伟

(哈尔滨宇洋建筑设计有限公司，哈尔滨150000)

随着社会网络化和信息化的快速发展，工业控制技术也在不断进步，锅炉控制系统也在不断完善。DCS控制系统具有很多优点，重要的是DCS技术可以很大程度上避免事故的发生。因此在供热锅炉控制系统中得到了广泛应用。

一、DCS控制系统

作为一种以通信网络为纽带的多级计算机控制系统，DCS控制系统是一种新型的计算机系统，其产生源于集中式控制系统。虽然DCS控制系统和集中式控制系统在功能方面没有太大不同，但对于如何实现其功能，机制是完全不一样的。在北方，冬季较长，供热期也就长，因此分散式锅炉所占有的供热部分就相对较大，在节约能源和降低城市环境污染方面上，供热质量就起到了至关重要的作用。所以，对于分散式锅炉供热结构，应用DCS控制系统可以实现良好的供热。在供热方面，为了让用户感觉舒服，并且能够节约能源，要使一次高温水和经过热交换站交换后的二次低温水的温度依据外温度的变化而发生相应的改变，这就需要控制锅炉出口的一次高温水温度及流量。在控制燃烧方面，不仅要求燃料能够充分燃烧，还要达到节约能源、降低环境污染的目的。这就要对温度和燃料的燃烧环境进行一定的调节，前者需要改变燃料的供给量，就要通过控制炉排电机的转速以使煤层厚度得以改变，进而实现温度的调节;对于后者，则需要保持燃烧室稳定的含氧量，并且要求负压值基本稳定。

二、DCS控制系统的结构及系统功能

锅炉控制系统DCS的结构由许多部分组成，包括操作员站、现场控制站、工程师站、执行机构、现场检测仪表等，具有检测、送风自动控制、仪表盘、数据显示等系统功能。

1.检测的功能

DCS控制系统可以检测许多指标，包括锅炉出水压力、锅炉出水温度、锅炉出水流量及烟气氧含量等。

2.送风自动控制的功能

DCS控制系统具有送风自动控制功能，如果有两台送风机一起运行的话，那么就需要采用DCS系统对现场设备进行开始和停止命令，目的是为了让投入到锅炉中的燃料能够在炉膛中进行充分的燃烧。由于现场设备可以在画面上选择并列的电气控制原理，因此在考虑受控设备的功率时需要在并列调节入口风门的基础上，依照资料上的要求自动投入合适的风量。为了保证锅炉能够节约燃料，需要在接触器控制电路上加入中间继电器，而作为信号端子板上继电器总风量的修正量—烟气含氧量，控制的主要是继电器接点所承受的煤气压力及送风压力。另外，为了能够使燃料达到最高的锅炉热效率，则需要进行调节送风机的挡板开度以调节送风压力。

3.仪表盘功能

仪表盘功能系统提供风机启停、给水阀，给煤机启停、频率调节等操作画面，而且每一幅画面都可以完整显示该回路调节所需参数。采用多回路调节板手动控制功能，在仪表盘上安装后备手操器，能大大提高精度，维持主蒸汽压力的稳定。

4.数据显示的功能

数据显示功能系统包括总流程画面、控制画面、报警画面、实时趋势和历史趋势画面等动态流程画面。操作者只需根据画面上的提示和窗口信息，利用鼠标器逐层选择即可方便地进行流程画面之间的切换、数据打印等操作，保证了操作的单一性、方便性、可靠性，便于用户掌握。

三、锅炉控制系统各程序的目的

依据控制要求锅炉控制系统可以实现:第一，根据锅炉出回水温度、炉膛温度、排烟含氧量等参数，通过程序的处理对鼓引风、炉排变频器等进行调整，实现对锅炉燃烧的控制。第二，根据负荷的变化，对锅炉出水温度进行调整。第三，运行数据和操作指令的通讯与传输。第四，定时对各项运行参数进行记录，生成运行报表，以便对锅炉运行情况进行分析、调整。第五，通过程序对信号的非正常变化进行分析、记录报警，并给出初步的分析结果，便于运行人员的处理。

四、DCS的控制机制

链条式锅炉是应用最为广泛，整个DCS系统应用历史较长的一种锅炉。锅炉的燃烧系统层为操作监控层，是一个多参数对象影响的系统。该系统是一个多输入、多输出、多回路、非线性的相互关联的复杂的控制系统，调节参数与被调节参数之间存在着许多交叉的影响。如果只是单一将系统控制分散成多个闭环控制，通过获取直接控制层的实时数据，运用常规的PID调节很难达到控制要求。只有通过对DCS的软硬件控制，锅炉所有气动阀必须进行连锁控制切断，才能实现炉膛的全面安全监控。

目前，DCS控制系统已经得到了广泛的应用，它不仅具有简单舒适的人机界面，还可以减少操作人员的劳动强度，大幅度提高工作效率。操作人员使用DCS技术也可以很好地控制多种参数，实现系统高效稳定的运行。