劉廣義

摘要：在鍋爐運行過程中，鍋爐水位作為重要的參數(shù)，無論水位過低或過高在一定程度上都會危害設(shè)備，通過人工的方式進(jìn)行調(diào)整，難以達(dá)到控制精度。為此本文提出鍋爐液位控制系統(tǒng)，同時對其進(jìn)行分析，進(jìn)而在一定程度上為應(yīng)用鍋爐液控制系統(tǒng)奠定理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：鍋爐 控制系統(tǒng) 動態(tài)分析

1 鍋爐介紹

1.1 鍋爐簡介

在生產(chǎn)和生活中，通過鍋爐產(chǎn)生的熱水或蒸汽可以直接滿足所需的熱能，或者可以通過蒸汽動力裝置進(jìn)一步將熱能轉(zhuǎn)換為機械能，甚至可以借助發(fā)電機將熱能轉(zhuǎn)換為電能。

1.2 鍋爐的規(guī)格

鍋爐規(guī)格表示鍋爐生產(chǎn)蒸汽或加熱水的能力及水平。蒸汽鍋爐的規(guī)格以單位時間內(nèi)產(chǎn)生蒸汽的數(shù)量及蒸汽參數(shù)表示，熱水鍋爐的規(guī)格以單位時間內(nèi)水的吸熱量及熱水參數(shù)表示。

1.3 鍋爐分類

對于鍋爐來說，分類標(biāo)準(zhǔn)不同，鍋爐分類也存在一定的差異：

①根據(jù)結(jié)構(gòu)形式：分為鍋殼鍋爐、水管鍋爐、水火管鍋爐。②根據(jù)用途：分為電站鍋爐、工業(yè)鍋爐、生活鍋爐。③根據(jù)容量大?。悍譃榇笮湾仩t、中型鍋爐、小型鍋爐。④根據(jù)蒸汽壓力大?。悍譃榈蛪哄仩t（p≤2.5MPa）、中壓鍋爐（2.5MP

1.4 鍋爐控制系統(tǒng)介紹

1.4.1 背景

在全廠的日常工作中，鍋爐作為重要的動力設(shè)備，其功能就是提供合格穩(wěn)定的蒸汽，進(jìn)而在一定程度上滿足生產(chǎn)的需要。鍋爐作為復(fù)雜的控制對象，其輸入變量主要包括：負(fù)荷、鍋爐給水、燃料量、減溫水、送風(fēng)和引風(fēng)量等。

1.4.2 關(guān)于鍋爐計算機控制系統(tǒng)

鍋爐微計算機控制作為一項新技術(shù)，是由微型計算機軟、硬件，自動控制、鍋爐節(jié)能等技術(shù)進(jìn)行結(jié)合的產(chǎn)物，通過微機對鍋爐進(jìn)行控制。

2 鍋爐控制系統(tǒng)分析

2.1 鍋爐液位靜態(tài)控制回路分析

2.1.1 由水泵直接向鍋爐供水

由水泵直接向鍋爐供水（直供）時，計算機控制水泵把水由低位水箱抽出并送到鍋爐，此時打開V26，V52，其余閥門均關(guān)閉，這樣水就由低位水箱經(jīng)V26，離心泵，V52進(jìn)入鍋爐。其工藝流程圖如圖2.1所示：

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在由水泵直接向鍋爐供水（直供）的鍋爐水循環(huán)過程中，為使系統(tǒng)平穩(wěn)安全運行，采用變頻器進(jìn)行自動恒壓供水，為保證控制精度，采用反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)。其控制回路框圖如圖2.2：

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鍋爐底部裝有擴散硅壓力變送器DBYG，它檢測液位信號并將其轉(zhuǎn)換為4～20mA直流電流信號，通過電纜線將其送至模擬量輸入模塊5017，經(jīng)模塊CPU送至工控機進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。如果鍋爐液位低于給定值，由模擬量輸出模塊5024輸出1～5V直流電壓信號控制變頻器，通過水泵給鍋爐加水。

2.1.2 鍋爐進(jìn)水由電動閥VC1控制的靜態(tài)分析

由電動閥VC1控制向鍋爐供水時，首先為了實現(xiàn)恒壓供水高位水槽一直是滿的，在此回路中打開V27，V39，V33，V51，其余閥門均關(guān)閉。這樣水就可以由低位水箱經(jīng)V27，水泵，V39，高位水槽，V33，VC1，進(jìn)水流量傳感器，V51進(jìn)入鍋爐。其回路圖如圖2.3所示。

鍋爐底部的擴散硅壓力變送器DBYG，將液位信號檢測并轉(zhuǎn)換為4～20mA直流電流信號，通過電纜線將其送至模擬量輸入模塊5017經(jīng)模塊CPU送至工控機進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，然后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，控制框圖如圖2.4所示。

2.2 鍋爐動態(tài)控制回路分析

由水泵和電動閥VC2控制鍋爐的動態(tài)水位時，需要打開V27，V52，V21，V34，VC2，V35，V24閥門，其余閥門均關(guān)閉，這樣可以實現(xiàn)鍋爐的動態(tài)控制。其工藝流程圖如圖2.5所示。

鍋爐底部的擴散硅壓力變送器DBYG，將液位信號檢測并轉(zhuǎn)換為4～20 mA直流電流信號，通過電纜線將其送至模擬量輸入模塊5017的第2通道，經(jīng)模塊CPU送至工控機進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，其控制框圖如圖2.6所示。

此回路也是以出水作為擾動，擾動由VC2控制，其大小可人來通過計算機手動設(shè)置。通過前潰控制，按照出水?dāng)_動進(jìn)行補償，當(dāng)出現(xiàn)擾動，根據(jù)所測得的干擾的大小和方向，前饋控制器就直接按一定規(guī)律進(jìn)行控制，進(jìn)一步降低干擾對液位的影響，同時為了加強系統(tǒng)對其他擾動的控制，提高控制精度，系統(tǒng)還采用了反饋控制，即通過鍋爐液位傳感器，A/D轉(zhuǎn)換器把非電量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號輸入計算機，以控制液位保持一定高度。

3 結(jié)束語

鍋爐水位控制室鍋爐運行最重要的參數(shù)，水位過低過高都對設(shè)備有很大的危害，靠人員調(diào)整控制精度到不到要求而且也增加了運行人員的勞動強度。通過這套系統(tǒng)投入運行產(chǎn)生的效果是明顯的意義十分重大。

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