摘 要：當(dāng)前，大多數(shù)工業(yè)蒸汽鍋爐依舊處于生產(chǎn)浪費(fèi)大、能耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重等狀態(tài)，通過自動(dòng)化控制來降低能耗、提高效率是一項(xiàng)緊迫的工作。下面從工業(yè)蒸汽鍋爐自動(dòng)化控制的構(gòu)成入手，著重探析其特點(diǎn)及內(nèi)容、燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)，旨在為鍋爐實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗提供借鑒。

關(guān)鍵詞：工業(yè)蒸汽鍋爐；自動(dòng)化控制；系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.052

鍋爐自動(dòng)化控制是最近幾年開發(fā)的新技術(shù)之一，是微型計(jì)算機(jī)、鍋爐節(jié)能與自動(dòng)控制等技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)蒸汽鍋爐自動(dòng)化控制得到普遍關(guān)注，它需在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。

1 工業(yè)蒸汽鍋爐自動(dòng)化控制的構(gòu)成

從使用情況來看，工業(yè)蒸汽鍋爐自動(dòng)化控制主要由幾個(gè)層面構(gòu)成，各個(gè)層面通過相互合作確保鍋爐的燃燒效果[1]。一是管理層，它是自動(dòng)化控制系統(tǒng)的總指揮，負(fù)責(zé)工業(yè)蒸汽鍋爐的各個(gè)燃燒環(huán)節(jié)，能通過實(shí)用技術(shù)及時(shí)對(duì)鍋爐燃燒的報(bào)警故障、數(shù)據(jù)信息等產(chǎn)生調(diào)控作用，確保各個(gè)環(huán)節(jié)穩(wěn)定操作。二是控制層，負(fù)責(zé)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行操作控制，并與智能PID調(diào)節(jié)儀、模擬量模塊等合作，有效提高鍋爐調(diào)節(jié)效果。三是設(shè)備層，它是工業(yè)蒸汽鍋爐實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的各種必要設(shè)備，主要有交流接觸器、斷路器、壓力變送器等，為真正實(shí)現(xiàn)和強(qiáng)化鍋爐的自動(dòng)化控制奠定基礎(chǔ)。

2 工業(yè)蒸汽鍋爐實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的特點(diǎn)

工業(yè)蒸汽鍋爐實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在五個(gè)方面：一是直觀顯示鍋爐運(yùn)行的各個(gè)參數(shù)。在顯示器上，自動(dòng)化控制系統(tǒng)能同時(shí)將運(yùn)行鍋爐的水位、壓力、煙氣含量、燃煤量、爐膛負(fù)壓、測(cè)點(diǎn)溫度等運(yùn)行參量的給定值、累計(jì)值、瞬時(shí)值顯示出來，快速將機(jī)組在啟停過程及正常運(yùn)行中的有用數(shù)據(jù)計(jì)算出來，減少顯示儀表的數(shù)量，同時(shí)利用軟件替代復(fù)雜的儀表單元，在減少故障率的基礎(chǔ)上減少投資。二是工業(yè)蒸汽鍋爐的自動(dòng)化控制裝置的任務(wù)主要是確保鍋爐的運(yùn)行安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定，使操作人員能減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，并設(shè)置聲光報(bào)警、自動(dòng)連鎖停爐，嚴(yán)禁因人為疏忽引發(fā)安全事故。三是鍋爐輔機(jī)系統(tǒng)，包括鼓風(fēng)機(jī)、給水泵、引風(fēng)機(jī)等大功率的電動(dòng)機(jī)，其運(yùn)轉(zhuǎn)大多時(shí)候都不是滿負(fù)荷的，一般通過閥門、擋板來控制流量，存在巨大的浪費(fèi)，而應(yīng)用風(fēng)機(jī)水泵就能實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐的變頻控制，平均可節(jié)省30%～40%電能。

3 工業(yè)蒸汽鍋爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)及燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)

3.1 系統(tǒng)內(nèi)容

（1）自動(dòng)檢測(cè)。通過顯示儀表、檢測(cè)元件或其他自動(dòng)化設(shè)備來連續(xù)測(cè)量并顯示工業(yè)鍋爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)的溫度、流量、壓力機(jī)液位等參量，為值班人員提供監(jiān)視鍋爐生產(chǎn)情況的便利，或?yàn)槠髽I(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)核算提供數(shù)據(jù)信息，將檢測(cè)信號(hào)提供給鍋爐的自動(dòng)調(diào)節(jié)、保護(hù)，從而對(duì)工業(yè)蒸汽鍋爐的生產(chǎn)進(jìn)展情況及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行監(jiān)視，指導(dǎo)操作人員安全生產(chǎn)，這是鍋爐實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的基礎(chǔ)、前提。當(dāng)然，工業(yè)企業(yè)應(yīng)按照蒸汽鍋爐的生產(chǎn)工藝要求合理設(shè)計(jì)自動(dòng)檢測(cè)點(diǎn)。

（2）自動(dòng)控制。自動(dòng)化控制是依據(jù)一定的時(shí)間、次序、條件等要求來控制工藝系統(tǒng)對(duì)象的一種技術(shù)，是工業(yè)蒸汽鍋爐生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動(dòng)化技術(shù)的組成部分之一，主要包括鍋爐的啟停、正常運(yùn)行，即啟停輸煤系統(tǒng)、運(yùn)行水處理設(shè)備等[2]。通過自動(dòng)化控制，工業(yè)蒸汽鍋爐的自動(dòng)化水平得到大幅提升，且操作步驟更簡化，使啟停機(jī)組的速度越來越快，在減少運(yùn)行操作人員的同時(shí)有效避免發(fā)生誤操作。

（3）自動(dòng)保護(hù)。如果工業(yè)蒸汽鍋爐在運(yùn)行中出現(xiàn)異常情況或參數(shù)超出允許范圍，就能通過自動(dòng)化控制系統(tǒng)及時(shí)將報(bào)警及必要的處理動(dòng)作發(fā)出，避免設(shè)備出現(xiàn)故障，保護(hù)人員安全。在生產(chǎn)運(yùn)行中，工業(yè)蒸汽鍋爐自動(dòng)化控制的自動(dòng)保護(hù)主要包括四種：一是聯(lián)鎖保護(hù)，避免鍋爐在啟停過程中因人員操作次序有誤而引發(fā)事故，如果操作人員沒有完成上一步操作，就不能進(jìn)行下一步操作；當(dāng)鍋爐處于運(yùn)行狀態(tài)，如果輔機(jī)出現(xiàn)故障，關(guān)聯(lián)設(shè)備要即刻停止或完成相應(yīng)動(dòng)作，預(yù)防事故擴(kuò)大。二是限制保護(hù)，即運(yùn)行工業(yè)蒸汽鍋爐時(shí)的蒸發(fā)量、變動(dòng)負(fù)荷速度等都能通過自動(dòng)化控制系統(tǒng)按照實(shí)際的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制，同時(shí)限制各種調(diào)節(jié)擋板、調(diào)節(jié)閥的最小與最大開度。三是緊急保護(hù)，如果爐膛熄火或鍋爐的水位、蒸汽壓力等發(fā)生危險(xiǎn)工況，自動(dòng)化控制系統(tǒng)的自動(dòng)保護(hù)裝置就會(huì)快速投入，給予鍋爐緊急保護(hù)。四是指示與警報(bào)保護(hù)，當(dāng)各個(gè)輔機(jī)的儀表或指示燈顯示有危險(xiǎn)工況時(shí)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)的保護(hù)裝置就能自動(dòng)報(bào)警；如果參數(shù)超過標(biāo)準(zhǔn)范圍，自動(dòng)保護(hù)裝置也能傳出聲光信號(hào)，提醒值班人員采取措施加以解決，或自動(dòng)使機(jī)組停止運(yùn)行，確保鍋爐正常生產(chǎn)。

3.2 燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)

雖然工業(yè)蒸汽鍋爐燃燒過程對(duì)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的選擇和供給系統(tǒng)、燃燒的種類、方式以及聯(lián)結(jié)鍋爐、負(fù)荷的方式等都有關(guān)聯(lián)，但自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的任務(wù)都是統(tǒng)一歸納的，主要有三項(xiàng)：一是使汽壓維持恒定。工業(yè)蒸汽鍋爐汽壓的改變代表著負(fù)荷耗汽量與鍋爐的蒸汽量不適應(yīng)，應(yīng)及時(shí)改變?nèi)剂狭?，才能使蒸汽量發(fā)生相應(yīng)改變。二是使燃燒過程的經(jīng)濟(jì)性更強(qiáng)。當(dāng)改變了燃料量時(shí)，應(yīng)合理調(diào)節(jié)送風(fēng)量，使它能配合燃料量，確保燃燒過程更經(jīng)濟(jì)。三是使送風(fēng)量與引風(fēng)量相互配合，確保工業(yè)蒸汽鍋爐的爐膛壓力不變。

一般情況下，鍋爐燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)的被調(diào)參數(shù)有三個(gè)，分別是汽壓p、爐膛負(fù)壓pt以及煙氣含氧量a，而調(diào)節(jié)量一般也有三個(gè)，分別是送風(fēng)量、引風(fēng)量、燃料量。對(duì)燃料量來說，燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)的對(duì)象要按照不同的燃料種類進(jìn)行區(qū)分，有時(shí)是爐排電機(jī)，有時(shí)是燃料閥，而送風(fēng)量、引風(fēng)量的調(diào)節(jié)對(duì)象通常是變頻器或擋板執(zhí)行機(jī)構(gòu)。由此可見，工業(yè)蒸汽鍋爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一個(gè)調(diào)節(jié)多參數(shù)變量的系統(tǒng)，一般被簡化成三個(gè)相對(duì)獨(dú)立卻又相互關(guān)聯(lián)、密切配合的單變量系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)功能，分別是蒸汽壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)、送風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及爐膛負(fù)壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，它們共同完成對(duì)工業(yè)蒸汽鍋爐燃料的自動(dòng)化調(diào)節(jié)和控制，促進(jìn)工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能、降耗、減排的目標(biāo)。

4 結(jié)語

工業(yè)蒸汽鍋爐自動(dòng)化控制具備較大的發(fā)展空間，投資收益前景良好，它不但能促進(jìn)蒸汽鍋爐實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，還能通過節(jié)能降耗使工業(yè)生產(chǎn)變得更環(huán)保?？傊?，工業(yè)蒸汽鍋爐自動(dòng)化控制是發(fā)展鍋爐行業(yè)的大勢(shì)所趨，有必要在工作實(shí)踐中繼續(xù)分析和探究。

參考文獻(xiàn)：

[1]王兆秀.淺析鍋爐給水PLC自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用[J].化工管理，2015（32）：120+122.

[2]孫東升.蒸汽鍋爐DCS自動(dòng)控制技術(shù)研究[J].遼寧師專學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014（03）：90-94.

作者簡介：金婷（1981-），女，安徽金寨人，碩士，研究方向：動(dòng)力能源、發(fā)電設(shè)備。