摘要：鍋爐微機控制系統(tǒng)，一般由以下幾部分組成，即由鍋爐本體、一次儀表、PLC、上位機、手自動切換操作、執(zhí)行機構(gòu)及閥、電機等部分組成，一次儀表將鍋爐的溫度、壓力、流量、氧量、轉(zhuǎn)速等量轉(zhuǎn)換成電壓、電流等送入微機。

　　關(guān)鍵詞：工業(yè)蒸汽鍋爐,爐膛負壓,蒸汽壓力,變頻控制,水位三沖量

　　一、引言

　　鍋爐微機控制，是近年來開發(fā)的一項新技術(shù)，它是微型計算機軟件、硬件、自動控制、鍋爐節(jié)能等幾項技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物，我國現(xiàn)有中、小型鍋爐30多萬臺，每年耗煤量占我國原煤產(chǎn)量的1/3，目前大多數(shù)工業(yè)鍋爐仍處于能耗高、浪費大、環(huán)境污染嚴重的生產(chǎn)狀態(tài)。提高熱效率，降低耗煤量，降低耗電量，用微機進行控制是一件具有深遠意義的工作。

　　工業(yè)鍋爐采用微機控制和原有的儀表控制方式相比具有以下明顯優(yōu)勢：

　　1.直觀而集中的顯示鍋爐各運行參數(shù)。能快速計算出機組在正常運行和啟停過程中的有用數(shù)據(jù)，能在顯示器上同時顯示鍋爐運行的水位、壓力、爐膛負壓、煙氣含量、測點溫度、燃煤量等數(shù)十個運行參量的瞬時值、累計值及給定值，并能按需要在鍋爐的結(jié)構(gòu)示意畫面的相應(yīng)位置上顯示出參數(shù)值。給人直觀形象，減少觀察的疲勞和失誤;

　　2.可以按需要隨時打印或定時打印，能對運行狀況進行準確地記錄，便于事故追查和分析，防止事故的瞞報漏報現(xiàn)象;

　　3.在運行中可以隨時方便的修改各種運行參數(shù)的控制值，并修改系統(tǒng)的控制參數(shù);

　　4.減少了顯示儀表，還可利用軟件來代替許多復(fù)雜的儀表單元，(例如加法器、微分器、濾波器、限幅報警器等)，從而減少了投資也減少了故障率;

　　5.提高鍋爐的熱效率。從已在運行的鍋爐來看，采用計算機控制后熱效率可比以前提高5-10%，據(jù)用戶統(tǒng)計，一臺20T的鍋爐，全年平均負荷70%，以平均熱效率提高5%計，全年節(jié)煤800噸，按每噸煤380元計算每年節(jié)約304000元;

　　綜合以上所述種種優(yōu)點可以預(yù)見采用計算機控制鍋爐系統(tǒng)是行業(yè)的大勢所趨。下面我們來共同探討鍋爐控制系統(tǒng)的原理和結(jié)構(gòu)。

　　二、鍋爐控制系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)與工作原理

　　常見的工業(yè)鍋爐系統(tǒng)如圖1所示。首先除氧水通過給水泵進入給水調(diào)節(jié)閥，通過給水調(diào)節(jié)閥進入省煤器，冷水在經(jīng)過省煤器的過程中被由爐膛排出的煙氣預(yù)熱，變成溫水進入汽包，在汽包內(nèi)加熱至沸騰產(chǎn)生蒸汽，為了保證有最大的蒸發(fā)面因此水位要保持在鍋爐上汽包的中線位置，蒸汽通過主蒸汽閥輸出。空氣經(jīng)過鼓風機進入空氣預(yù)熱器，在經(jīng)過空氣預(yù)熱器的過程中被由爐膛排出的煙氣預(yù)熱，變成熱空氣進入爐膛。煤經(jīng)過煤斗落在爐排上，在爐排的緩慢轉(zhuǎn)動下煤進入爐膛被前面的火點燃，在燃燒過程中發(fā)出熱量加熱汽包中的水，同時產(chǎn)生熱煙氣。在引風機的抽吸作用下經(jīng)過省煤氣和空氣預(yù)熱器，把預(yù)熱傳導(dǎo)給進入鍋爐的水和空氣。通過這種方式使鍋爐的熱能得到節(jié)約。降溫后的煙氣經(jīng)過除塵器除塵，去硫等一系列凈化工藝通過煙囪排出。

　　控制系統(tǒng)包括手動和自動操作部分，手動控制時由操作人員手動控制，用操作器控制變頻器、滑差電機及閥等，自動控制時對微機發(fā)出控制信號經(jīng)執(zhí)行部分進行自動操作。微機對整個鍋爐的運行進行監(jiān)測、報警、控制以保證鍋爐正常、可靠地運行，除此以外為保證鍋爐運行的安全，在進行微機系統(tǒng)設(shè)計時，對鍋爐水位、鍋爐汽包壓力等重要參數(shù)應(yīng)設(shè)置常規(guī)儀表及報警裝置，以保證水位和汽包壓力有雙重甚至三重報警裝置，以免鍋爐發(fā)生重大事故。

　　三、鍋爐控制系統(tǒng)中各控制回路的介紹

　　鍋爐控制系統(tǒng)，一般有蒸汽壓力、汽包液位、爐膛負壓、除氧器水位、除氧器壓力等控制系統(tǒng)。鍋爐的燃燒控制實質(zhì)上是能量平衡系統(tǒng)，它以蒸汽壓力作為能量平衡指標，不斷根據(jù)用汽量與壓力的變化調(diào)整燃料量與送風量，同時保證燃料的充分燃燒及熱量的充分利用。

　　3.1 鍋爐給水控制回路

　　給水自動調(diào)節(jié)的任務(wù)是使給水流量適應(yīng)鍋爐的蒸發(fā)量，以維持汽包水位在允許的范圍內(nèi)。給水自動調(diào)節(jié)的另一個任務(wù)是保持給水穩(wěn)定。在整個控制回路中要全面考慮這兩方面的任務(wù)。在控制回路中被調(diào)參數(shù)是汽包水位(H)，調(diào)節(jié)機構(gòu)是給水調(diào)解閥，調(diào)節(jié)量是給水流量(W)。

　　對汽包水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)產(chǎn)生擾動的因素有蒸發(fā)量D、爐膛熱負荷(燃料量M)，給水量(W)。

　　① 蒸發(fā)量D擾動作用下水位對象的動態(tài)特性

　　當給水流量不變，蒸發(fā)量忽然增加△D時，如果只從物質(zhì)不平衡角度來看，則反映曲線如圖2(a)中的H1(t)所示，但由于蒸發(fā)量增加時，汽包容積增加，水位將上升，水位的反映曲線如圖2(a)中的H2(t) 所示。H1(t)和H2(t)相結(jié)合，實際的水位階躍反應(yīng)曲線如圖2(a)中的H(t)所示。

　　② 爐膛負荷擾動(燃料量M擾動)時水位對象的動態(tài)特性

　　燃料量增加△M時，蒸發(fā)量大于給水量，水位下降。但開始是由于有虛假水位存在，水位線上升，然后再下降。如圖2(b)中所示。