工业蒸汽锅炉热工燃烧自动控制

曹靖

摘 要：作为工业锅炉生产来说，在控制调节上呈现出了非常复杂的特点，其输入和输出都有多个端口，并且其关联关系也非线性，所以针对工业蒸汽锅炉进行自动控制仍然是一个很困难的问题，其中仍然有很多问题急需解决，数学模型也没有完全建立起来。本文针对锅炉热工燃烧自动控制问题进行讨论，希望可以给相关工作带来一些参考。

关键词：蒸汽锅炉；热工燃烧；自动控制

首先来看锅炉热工系统的组成，其包括给水系统和烟气系统以及蒸汽系统和风系统等这几个部分构成，所以针对锅炉的燃烧控制系统其实质就是让其实现自动控制的过程，而实现自动控制的控制回路则包括了自动调节部分和水位控制部分这两个环节，下文我们对其进行具体分析。

1 关于热工调节环节

1.1 锅炉内水位自动调节系统

锅炉运行中的指标有很多，锅炉汽包水是其中比较重要的一项参数指标了，其水位在锅炉正常运行过程中起到的作用非常大，这其实也就是锅炉自动化在调节顺序上往往是从给水开始的。

如果一个锅炉的规格达到了4t/h，就一定要增设给水调节装置了。对于给水自动调节装置来说，其首先要随时关注锅炉的蒸发量，然后根据其蒸发量进行水位调节。水位调节工作正常来说是依靠其动态性来进行的。在锅炉运行的时候如果给水量和蒸发量二者无法达到平衡，就会导致水位变化，所以这个系统可以对这两项参数进行调节，来确保整个锅炉运行的可靠性。

如果该蒸汽锅炉的规格达到了20t/h，正常来说，应该采用规格更高的自动调节系统了，我们一般采用三冲量锅炉汽包，这个调节系统往往是依靠汽包水位来作为判断依据，并且通过通过信号的反馈而形成一个调节系统。当前来看，对水流量进行调节往往需要客服一些干扰，这样才能让水调节工作变得更为有效。这种锅炉在运行的时候，由于蒸汽和给水系统监测工作的进行，所以其本身具有着抗干扰能力强、调节动作十分灵敏的优势，如果蒸汽负荷突发了变动，就会有效控制给水调节阀，减少了给水量的波动范围，在一定程度上实现了给水流量的稳定性。

1.2 关于锅炉如何实现自我调节

如果一个锅炉规模和人容积都比较大，那么我们更应该加强其运行的稳定性，在保证其维护水平可以达到相应的水平之下，酌情设置给水调节系统。

首先应该保证锅炉的调节可以实现自动化，这才能保证整个锅炉的运行中所产生的热量可以满足蒸汽负荷。对于这方面进行调节，我们需要考虑三个方面的内容，首先应该维持母管的压力可以维持在一个恒定的水平之内；控制锅炉运行的成本；以及并且保证炉膛负压可以维持相对的恒定，所以對于这三个方面的调节，我们往往可以控制燃料量以及引风、送风量，如果系统内部出现扰动也可以有效补偿。造成系统运行中的扰动往往是由于燃料量的变化或者送风量的变化，造成这些变化的原因往往也是因为电网频率的变化等等外在原因。对于这方面的情况来说，我们应该有效控制燃料量和送风量以及引风量，其改变不应该是孤立的，而是成比例共同变化，这样才能一方面维持锅炉运行的平稳，另一方面保证运行的经济性和合理性，避免出现过度浪费的情况。

2 微型计算机在锅炉热工燃烧自动控制上的应用

2.1 汽包水位的自动调节

工业锅炉汽包水位使正常运行的重要环节，水位过高会影响汽包的汽水分离，产生蒸汽带液现象，水位过低又会影响锅炉的汽水自然循环，如不及时调节就会使汽包水全部气化，可能导致锅炉烧坏和发生爆炸事故。锅炉汽包水位不仅受给水量（进量）和蒸发量（出量）之间平衡关系的影响，同时还受到汽水循环管路，汽水容积变化影响，还有燃料量的变化，汽包压力的变化，给水、蒸汽量的扰动等诸多因素对水位均会产生影响。在手动状态下除采用DDZ-Ⅲ型仪表进行三冲量水位自动调节外，还在微机自控系统中采用三冲量汽包水位微机自动调节方式。三冲量微机调节系统的设计思想就是分析了影响水位调节对象动态特征的基础上，根据汽包水位这一调节对象有一定的延迟和惯性特点，即在蒸汽流量、给水量发生阶段变化时，调节对象不可能立即跟着做相反方向的变化，尤其在蒸汽流量发生阶段变化时，汽水容积跟着做相反方向的变化，造成“虚假水位”现象。

2.2 锅炉微机检测系统

（1）可对汽包水位、给水流量、给水压力、省煤器进口水温车器出口水温、省煤器进口烟温、两侧省煤器出口烟温、两侧空气预热器出口风温、、两侧空气预热器出口烟温、除尘器出口烟温、除尘器出口烟压、鼓引风风量、省煤器进口烟压、省煤器出口烟压、空气预热器出口风压、蒸汽流量、空气预热器出口烟压、蒸汽压力、蒸汽温度、炉膛温度、炉膛负压、给煤量、含氧量等现场信号巡检采样，汽包水位并具有彩色闭路监视装置；（2）给水阀位、各种风机频率、炉排转速等模拟量跟踪信号巡检采样；（3）各种阀位、鼓引风机、炉排电机、分煤器启/停状态及各个闭合调节回路的手动/自动等开关量信号巡检采样显示；（4）鼓、引风机变频信号采样。

2.3 锅炉热工燃烧自动控制系统方案

锅炉自动控制系统采用plc为主要控制元件，对锅炉生产过程实现快速、准确的控制，从而达到节省人力、物力，提高锅炉热效率和节省能源的目的，而计算机作为监测显示部分不参与到控制中去锅炉自动控制系统在SPLC-9000系统硬件结构上采用多层网络结构，共分三层。测控层；采用高性能的PLC可编程序控制器组成，PLC上安装有CPU模块、IO模块、通讯模块，并可以灵活扩展。PLC内可以通过梯形图语言进行程序编制，实现一台PLC对多台锅炉的自动控制。通过远程扩展方案，SPLC-9000系统还可以满足距离较远的多个控制室的集中控制。操作层；采用IPC工控机作为现场工作站，现场工作主站和现场工作从站分别安装在不痛的控制室内，提供画面显示和数据管理功能。考虑到PLC可靠性高，造价也高，而普通接口板可靠性较低、造价也低，为了提高监控系统的性能价格比，SPLC-9000系统同时提供可编程序控制器信号接入方式和接口板卡信号接入方式。

结束语

当前来看，工业锅炉本身存在着热惯性很的特点，所以其负荷并不稳定，工作人员仅仅可以依靠一些外部他条件来判断其运行状况，但是这种判断方式并不是非常可靠，所以往往很难保证整个锅炉可以一直维持在一个平稳的状态。在使用了自动控制系统之后，就直接有效提高了整个锅炉的运行效率，煤层可以更为充分地燃烧，并且有效控制了污染物的排放，一方面节省了人力，有效节约了运行成本，另一方面也有效提高锅炉的稳定性，十分值得推广。

参考文献

[1]周继春.基于模糊控制的电厂蒸汽锅炉自动控制系统研究[J].大众科技.2013（05）.

[2]江勇.垃圾焚烧炉燃烧自动控制研究及运用[J].价值工程.2011（14）.

[3]白子为.工业蒸汽锅炉热工燃烧自动控制[J].山西青年.2013（08）.endprint