溫志杰　齊雅麗

摘 要 鍋爐系統(tǒng)是電熱廠的核心，它的控制水平的高低與整個電熱廠的經(jīng)濟效益和社會效益有著密不可分的關系。鍋爐控制系統(tǒng)主要包括燃燒系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、蒸汽過熱系統(tǒng)這三個方面，面對這樣一個復雜的操作對象，它的控制系統(tǒng)必須設計巧妙且先進。提高電熱廠鍋爐控制系統(tǒng)的設計水平對于掌控其他復雜的回路和提高電熱廠的生產(chǎn)效益有著極大的幫助。

關鍵詞 鍋爐；控制系統(tǒng)；設計

中圖分類號：TM6 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）16-0044-01

1 鍋爐控制系統(tǒng)概述

鍋爐是現(xiàn)代電熱廠常用的也是基本的能量轉(zhuǎn)化設備，它主要包括汽水系統(tǒng)和燃燒系統(tǒng)和蒸汽過熱系統(tǒng)者三個組成部分，其主要的工作原理就是通過燃燒燃料釋放放學能，換句話說，也就是將熱能轉(zhuǎn)化成化學能。而鍋爐控制系統(tǒng)是控制水液位、主蒸汽的溫度、主蒸汽的壓力燃燒、爐膛負壓引風、氧量送風、除氧器的液位和壓力、減壓器的溫度和壓力、鍋爐房自用汽的壓力等回路系統(tǒng)的總稱。

1）控制系統(tǒng)在鍋爐中的運用。鍋爐系統(tǒng)中主要需要控制的因素包括汽包水位和主汽溫度，同時它們也是最具有參考價值的參數(shù)。在當今社會生產(chǎn)條件下，有很多國家都研制出了完善的控制系統(tǒng)。汽包水位是一個至關重要也是難以掌控的因素，水位不同則壓力不同，所以水位過高或過低都不行，否則將引發(fā)鍋爐停止運作，所以汽包水位必須控制在一個合理的范圍之內(nèi)。主汽溫度是保障電熱廠經(jīng)濟安全運作的保障之一，溫度是高還是低，是平穩(wěn)或起伏變動大，這些看似微小的因素有與電熱廠的經(jīng)濟效益息息相關。這些難以控制的因素所帶來的問題都先后得到了國內(nèi)外專家的解決，控制系統(tǒng)在當代鍋爐中的運用普遍且重要。

2）鍋爐控制系統(tǒng)的效益。鍋爐控制系統(tǒng)系統(tǒng)的效益主要可以從社會效益和經(jīng)濟效益兩個方面進行分析。隨著我國工業(yè)化進程的加快，經(jīng)濟飛速發(fā)展的同時，環(huán)境也在不斷地惡化，所以在走可持續(xù)發(fā)展的道路的號召下，實現(xiàn)鍋爐控制系統(tǒng)的優(yōu)化可以減少廢棄物體的排放，實現(xiàn)我國經(jīng)濟又好又快地發(fā)展。實施先進的控制系統(tǒng)可以減少機器設備的損耗，減緩社會老化的速度，同時也可以提高燃料資源的使用效率。實現(xiàn)先進的控制系統(tǒng)之后將由工作人員的手動變成機器自動調(diào)節(jié)，可以提高整個電熱廠的工作效率和發(fā)掘勞動力的使用價值。

2 鍋爐控制系統(tǒng)的設計及實現(xiàn)

由于鍋爐控制系統(tǒng)的復雜性，所以我們在設計時一定要從多方面入手，將各種可以優(yōu)化的因素都考慮進去，同時還要考慮到實際的可實現(xiàn)性。

1）多變量控制系統(tǒng)。鍋爐控制系統(tǒng)的組成部分復雜且繁多，而每個因素都有著“牽一發(fā)而動全身”的重要作用，所以我們在設計控制系統(tǒng)時要轉(zhuǎn)化之前的單一變量的想法，實現(xiàn)多變量控制。也就是說實現(xiàn)多變量動態(tài)風煤比控方式。

之前電熱廠常用的是單變量風煤比控，即將鍋爐的控制系統(tǒng)單純地分為蒸汽壓力和煙氣氧含量兩個單變量，這樣的話不能自動調(diào)節(jié)風煤，所以可能帶來很多問題，比如當煤的質(zhì)地發(fā)生改變時，那么它的燃燒風量將過多或過少，進行造成資源的極大浪費，還有就是手動調(diào)節(jié)將降低設備自動調(diào)節(jié)的水平，不利于發(fā)展。而多變量動態(tài)風量和煤量比控則可實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)，解決單變量調(diào)節(jié)所帶來的各種問題，同時可以取得良好的控制效果。一個二變量控制系統(tǒng)圖，兩個子系統(tǒng)可以保證自動實現(xiàn)鍋爐系統(tǒng)的風量和煤量的比例。

2）燃燒系統(tǒng)自動控制。燃燒系統(tǒng)的自動控制就是在安全經(jīng)濟運行的基礎上，使燃料燃燒的能量滿足蒸汽的需求。主要包括穩(wěn)定蒸汽母管的壓力，維持鍋爐燃燒的最佳狀態(tài)，控制爐膛壓力這三個方面。

穩(wěn)定蒸汽母管的壓力就是要保證蒸汽的燃燒量與消耗量實現(xiàn)自我滿足，這也是燃燒系統(tǒng)自動控制的基本要求，如果比例出現(xiàn)失調(diào)的情況，則表示鍋爐和各個設備將無法正常工作。一個蒸汽母管上通常同時連接著幾個鍋爐，所以在設計的時候要分配好各個鍋爐設備的負荷，以實現(xiàn)平衡和諧地發(fā)展和運作。

維持鍋爐燃燒的最佳狀態(tài)即要保證燃料燃燒量與空氣量的比值穩(wěn)定，否則就會導致燃料燃燒不充分或燃料不足等問題的出現(xiàn)，只有保證這個比值穩(wěn)定才能給電熱廠帶來最大的經(jīng)濟效益，雖然經(jīng)濟效益不可在生產(chǎn)過程中直接體現(xiàn)，但卻是生產(chǎn)的最終目標。

控制爐膛壓力即要將爐膛的壓力維持在一個合理的范疇內(nèi)，因為爐膛壓力的變化將直接導致引風量與送風量的變化，進行影響鍋爐的工作和繼續(xù)運行。通常這個合理的范疇是在20～40Pa之間。壓力多大將會導致?lián)p耗量過多，壓力過小則會使爐膛內(nèi)的火往外冒，危及機器設備和工作人員的安危。

實現(xiàn)燃料系統(tǒng)的自動控制主要從這三個方面入手，既能保證機器設備的安全運行又能實現(xiàn)電熱廠經(jīng)濟利益的最大化。

3）氧含量控制。從前文中我們可以知道風量與煤量的比例是影響鍋爐控制的一個關鍵因素，可在煤的質(zhì)地或參數(shù)無法確定的情況下，要控制這個比例是非常困難的。所以我們必須從另外一個方面下手，即控制氧的含量。氧是使燃料燃燒的必要條件，但對于它的含量控制卻是一件復雜的工作。氧的含量過高，則說明送風量過大，會導致延遲著火，同時在燃燒過程中還會產(chǎn)生大量的有害的化合物。氧的含量過低，則說明送風量過小，而氧是燃燒的必要充分條件，所以將會導致燃燒不充分，一氧化碳的排放量也會急劇增加。所以控制氧的含量是一件至關重要的事情，同時也是實現(xiàn)控制系統(tǒng)的一項必要工作。

3 總結(jié)

采用先進的控制系統(tǒng)后，鍋爐的燃燒過程將會實現(xiàn)自動化管理，母管的壓力和爐膛的壓力都將得到控制，鍋爐也將一直維持在最佳的燃燒狀態(tài)，機組將更加穩(wěn)定、安全。從目前的狀況來看，先進控制系統(tǒng)對于鍋爐來說是一件迫在眉睫的工作，因為它的實現(xiàn)不僅可以提高工作效率和煤的燃燒率，對于社會來說也是一種資源節(jié)約和愛護環(huán)境的表現(xiàn)。在未來相當一段長的時間內(nèi)，我國的火力發(fā)電比例將遠遠超過電力和風力放電的比例，這是由我國當前的經(jīng)濟發(fā)展水平?jīng)Q定的，所以優(yōu)化鍋爐的控制系統(tǒng)對于我國的經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護都有著極為重要的作用。未來，我國鍋爐的控制系統(tǒng)將會發(fā)展地越來越好。

參考文獻

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[3]吳正毅.測試技術與測試信號處理[M].北京：清華大學出版社，2001.

作者簡介

溫志杰（1977-），男，漢族，河南洛陽人，工程師，研究方向：熱電廠運行與管理。

齊雅麗（1981-），女，漢族，河南開封人，工程師，研究方向：熱電廠運行與管理。endprint