鍋爐是大量耗煤、耗電的熱能交換設(shè)備。由于調(diào)節(jié)手段有限，往往在鍋爐運行過程中存在出力不夠、不能隨用戶負(fù)荷的變化而及時調(diào)整、爐膛溫度偏低等問題。這些問題導(dǎo)致了鍋爐效率低、能耗大，嚴(yán)重影響了鍋爐的經(jīng)濟運行。所以這就迫切要求我們的鍋爐控制技術(shù)得到提高，應(yīng)用..，..鍋爐的經(jīng)濟運行，..提升鍋爐綜合指標(biāo)。

西安德明電氣有限責(zé)任公司多年來一直致力于將系統(tǒng)優(yōu)化控制技術(shù)、計算機技術(shù)和現(xiàn)代通訊技術(shù)與實際應(yīng)用領(lǐng)域相結(jié)合，以自動化控制產(chǎn)品和控制方案為手段，以提高鍋爐綜合運行效率為目標(biāo)，降低鍋爐能耗、提高鍋爐經(jīng)濟運行指標(biāo)。

目前提高鍋爐經(jīng)濟運行指標(biāo)的途徑有以下幾各方面:鍋爐優(yōu)化燃燒、送風(fēng)量自動調(diào)節(jié)、爐膛壓力自動調(diào)節(jié)、給煤量自動調(diào)節(jié)、蒸汽鍋爐汽包液位自動調(diào)節(jié)、蒸汽鍋爐給水泵自動調(diào)節(jié)、蒸汽鍋爐除氧器自動調(diào)節(jié)、熱水鍋爐循環(huán)泵自動調(diào)節(jié)、熱水鍋爐補水泵自動調(diào)節(jié)。

鍋爐優(yōu)化燃燒

燃燒過程自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)與燃料的種類、燃燒方式以及鍋爐負(fù)荷的都有關(guān)系。歸納起來，燃燒過程自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)有三大任務(wù):

1、維持蒸汽壓力或出水溫度恒定。蒸汽壓力或出水溫度會隨負(fù)荷的變化而變化，必須相應(yīng)地改變?nèi)剂狭?，以使鍋爐的出力適應(yīng)負(fù)荷的變化從而維持蒸汽壓力或出水溫度恒定。

2、..燃燒過程的經(jīng)濟性。當(dāng)燃料量改變時，必須相應(yīng)地調(diào)節(jié)鼓風(fēng)量，使它與燃料量相配合，..燃燒過程有較高的經(jīng)濟性。

3、調(diào)節(jié)引風(fēng)量與鼓風(fēng)量相配合，以維持爐膛負(fù)壓為微負(fù)壓。

送風(fēng)量自動調(diào)節(jié)

鍋爐運行過程中送風(fēng)量過低時會造成燃煤不能充分燃燒，導(dǎo)致煤渣含煤量過大，風(fēng)量過大時會帶走爐膛內(nèi)的熱量使鍋爐效率降低，甚至還可能將爐火吹滅。因此，鍋爐正常運行時，必須將送風(fēng)量控制在一定范圍內(nèi)，也就是將送風(fēng)門開度或鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速控制在合理的范圍內(nèi)。

在鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)過程中，負(fù)荷的改變就應(yīng)調(diào)節(jié)燃料量以適應(yīng)負(fù)荷的變化使蒸汽壓力或出水溫度保持恒定，燃料改變時送風(fēng)量必須相應(yīng)改變以保持適合當(dāng)前工況的風(fēng)煤比。送風(fēng)與給煤采用欲加煤則先加風(fēng)、欲減風(fēng)則先減煤的雙交叉限幅控制原則。

爐膛壓力自動調(diào)節(jié)

鍋爐控制系統(tǒng)必須..爐膛負(fù)壓恒定。如果爐膛負(fù)壓太小，甚至為正，則爐膛內(nèi)煙氣過多，甚至煙氣向外冒，影響設(shè)備和操作人員的安全。反之，爐膛負(fù)壓過大，會使冷空氣進(jìn)入爐膛內(nèi)，從而是熱量損失增加，降低燃燒效率。所以在設(shè)計方案的過程中必須對爐膛負(fù)壓進(jìn)行控制。

爐膛負(fù)壓的大小對于節(jié)能影響很大，理想運行狀態(tài)應(yīng)在微負(fù)壓狀態(tài)。它能明顯增加懸浮煤顆粒在爐膛內(nèi)的滯留時間，增加沉降，減少飛灰，使煤充分燃燒提高熱效率。但由于負(fù)荷變化，需要改變給煤量和送風(fēng)量，隨之也要改變引風(fēng)量，以..爐膛負(fù)壓的穩(wěn)定，但由于系統(tǒng)有一定的滯后時間，為避免鼓風(fēng)變化而引起爐膛負(fù)壓的波動，系統(tǒng)中引入鼓風(fēng)信號作為前饋信號對引風(fēng)機進(jìn)行超前調(diào)節(jié)。

給煤量自動調(diào)節(jié)

給煤量主要受負(fù)荷指令和風(fēng)燃料交叉聯(lián)鎖信號的控制。首先根據(jù)負(fù)荷指令計算出要求的燃料量，然后，根據(jù)風(fēng)燃料比要求，從實際風(fēng)量計算出允許的..燃料量，二者低選信號再作為燃料主調(diào)節(jié)器的輸出分別控制給煤機速度控制回路。這樣也就..了動態(tài)過程中先加風(fēng)后加煤，先減煤后減風(fēng)。給煤機的轉(zhuǎn)速控制采用線性較好的變頻調(diào)節(jié)方式。

蒸汽鍋爐汽包液位自動調(diào)節(jié)

汽包水位控制系統(tǒng)，實質(zhì)上是維持鍋爐進(jìn)出水量平衡的系統(tǒng)。它是以水位作為水量平衡與否的控制指標(biāo)，通過調(diào)整進(jìn)水量的多少來達(dá)到進(jìn)出平衡，將汽包水位維持在汽水分離界面..的汽包中位線附近，以提高鍋爐的蒸發(fā)效率，..生產(chǎn)安全。由于鍋爐水位系統(tǒng)是一個沒有自平衡能力的被控對象，運行中存在虛假水位現(xiàn)象，實際應(yīng)用中可根據(jù)情況采用水位單沖量、水位蒸汽量雙沖量和水位、

蒸汽量、給水量三沖量的控制系統(tǒng)。用給水調(diào)節(jié)閥或鍋爐變頻給水泵作為調(diào)節(jié)機構(gòu)，以汽包水位作為調(diào)節(jié)量，當(dāng)鍋爐蒸發(fā)量改變時，調(diào)節(jié)系統(tǒng)改變給水執(zhí)行結(jié)構(gòu)，使給水流量與蒸汽量相平衡，從而將汽包水位控制在用戶設(shè)定的正常水位。

由于給水調(diào)節(jié)對象沒有自平衡能力，又存在滯后。因此在一般鍋爐控制系統(tǒng)中汽包液位回路采用閉環(huán)三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。所謂三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)就是把給水流量，汽包水位，蒸汽流量三個變量通過運算后調(diào)節(jié)輸出的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。實踐證明三沖量自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)能保持水位穩(wěn)定，且給水調(diào)節(jié)閥動作平穩(wěn)。

蒸汽鍋爐給水泵自動調(diào)節(jié)

蒸汽鍋爐汽包水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)中還有一個比較重要的控制回路是給水壓力回路，因為汽包內(nèi)壓力較高，要給鍋爐補水必須提供更高的壓力，給水壓力回路的作用是提高水壓，使水能夠正常注入汽包。但在蒸汽流量未達(dá)到滿負(fù)荷時，對給水流量的需求比較小。在老式的鍋爐系統(tǒng)中一般采用給水泵一直以工頻方式運轉(zhuǎn)，用回流閥降低水壓防止爆管，這種方式的缺點是水泵能耗大、對管網(wǎng)沖擊大、對汽包水位控制的精度影響大。所以現(xiàn)在一般采用通過變頻器恒壓供水的方式控制水壓，具體實現(xiàn)方式是:

根據(jù)鍋爐給水母管壓力變化，自動調(diào)節(jié)鍋爐給水泵的轉(zhuǎn)速和鍋爐給水泵的投入及退出，使管網(wǎng)母管出口端保持在恒定的設(shè)定壓力值，并滿足鍋爐的流量需求，使整個系統(tǒng)始終保持..節(jié)能的..狀態(tài)。

蒸汽鍋爐除氧器自動調(diào)節(jié)

除氧器是鍋爐給水處理過程中的一個關(guān)鍵設(shè)備，其作用是除去鍋爐給水中的溶解氧，使之達(dá)到國家鍋爐給水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(高壓鍋爐為0.007mg/L,中低壓鍋爐為0.015mg/L)，以避免給水對鍋爐汽包、聯(lián)箱、省煤器水汽壁等受熱面的腐蝕，..鍋爐長周期安全運行，并使鍋爐產(chǎn)生的蒸汽滿足各種用汽設(shè)備的要求。除氧器的控制主要有水位控制和壓力控制。

除氧器水位自動控制在除氧器安裝水位傳感器，檢測除氧器水位信號，以除氧器水位作為..終調(diào)節(jié)對象，并將除氧泵轉(zhuǎn)速或除氧器水位調(diào)節(jié)閥作為反饋信號，構(gòu)成液位閉環(huán)控制系統(tǒng)。當(dāng)水位降低時，液位閉環(huán)控制系統(tǒng)的輸出自動提高除氧泵的轉(zhuǎn)速或除氧器水位調(diào)節(jié)閥的開度，給除氧器補水;當(dāng)水位升高時，自動減小除氧泵的轉(zhuǎn)速或除氧器水位調(diào)節(jié)閥的開度。

除氧器壓力自動控制在除氧器安裝壓力變送器，檢測除氧器壓力信號，并將檢測信號輸入給處理模塊，以控制除氧器進(jìn)水與加熱蒸汽的水力工況和熱力工況平衡，為達(dá)到的除氧效果，..除氧溫度(104±.5℃)，調(diào)節(jié)安裝在蒸汽管道上的電動執(zhí)行器調(diào)節(jié)閥門，通入的蒸汽進(jìn)行加熱，隨除氧水溫高低變化而自動調(diào)整蒸汽流量大小。

熱水鍋爐循環(huán)泵自動調(diào)節(jié)

循環(huán)泵的功能是克服液流的阻力，使系統(tǒng)按照一定速度流動，以....遠(yuǎn)環(huán)路系統(tǒng)液體流回?zé)嵩?。循環(huán)泵將分水器內(nèi)的熱水輸送到用戶供熱管道，并送回到集水器。在這個過程中，若循環(huán)水流量過大，將會導(dǎo)致管網(wǎng)熱損失大而用戶供暖不足的現(xiàn)象:若循環(huán)水量過小，則會危及鍋爐運行安全，使供暖系統(tǒng)無法正常運行。因此，在熱水鍋爐控制系統(tǒng)中必須對供熱水爐中的循環(huán)水量加以控制。

系統(tǒng)采用供回水溫差的分階段擬等溫差模糊控制法，循環(huán)泵采用變頻器控制，通過軟件編程對室外溫度計算，得出合理的給定供回水溫差，然后由檢測到的實際溫差與給定溫差進(jìn)行偏差計算，經(jīng)參數(shù)模糊自整定PID調(diào)節(jié)把信號送達(dá)變頻器，..由變頻器控制循環(huán)泵進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，使回水溫度達(dá)到一個比較理想的溫度，即供回水溫差達(dá)到一個比較理想的溫差。

在控制循環(huán)泵時，要根據(jù)供暖管網(wǎng)的管阻，為變頻器設(shè)置一個下限頻率值，即限定了循環(huán)泵的..轉(zhuǎn)速，這樣，不會因為循環(huán)泵在某些特殊情況下低速運行導(dǎo)致一定的循環(huán)水在鍋爐內(nèi)受熱時間過長，局部壓力過高引發(fā)鍋爐事故。

熱水鍋爐補水泵自動調(diào)節(jié)

在熱水鍋爐運行過程中，失水是不可避免的，如果不及時補水，系統(tǒng)壓力就會下降，使供暖系統(tǒng)無法正常運行。為了使供熱系統(tǒng)管網(wǎng)壓力正常，對管網(wǎng)系統(tǒng)的泄漏量必須隨時補充。

通常采用補水泵變頻控制，在熱水供暖系統(tǒng)的定壓點安裝壓力變送器，通過PID運算控制補水泵轉(zhuǎn)速，穩(wěn)定管網(wǎng)系統(tǒng)的壓力，合理的向系統(tǒng)補充損失的水。因為采用了變頻控制，提高了電機運行效率和系統(tǒng)的自動化水平，降低了電機頻繁啟動對電網(wǎng)的沖擊，延長設(shè)備使用壽命和檢修周期等。

系統(tǒng)補水壓力的恒定使得循環(huán)泵能安全穩(wěn)定的工作。循環(huán)泵在控制過程中不用過多考慮因管道失水而對系統(tǒng)壓力的影響，使循環(huán)泵運行平穩(wěn)，既提高循環(huán)泵的穩(wěn)定調(diào)速區(qū)間，又要使整個供暖系統(tǒng)的管線處于穩(wěn)定安全的壓力范圍內(nèi)運行。