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淺議工業(yè)蒸汽鍋爐熱工燃燒自動(dòng)控制
（作者未知） 2010/6/21
（接上頁）煤量、爐膛負(fù)壓、煙氣含氧量六個(gè)參量組成，調(diào)節(jié)的目的就是使燃燒所產(chǎn)生的熱量適應(yīng)蒸汽負(fù)荷的需要，需同時(shí)：（1）保證母管蒸汽壓力維持不變；（2）保持鍋爐燃燒的經(jīng)濟(jì)型；（3）維持爐膛負(fù)壓在一定的范圍內(nèi)。
為完成上述任務(wù)，鍋爐的微型計(jì)算機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用了綜合自動(dòng)調(diào)節(jié)方案，即：（1）根據(jù)出口壓力調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)變頻控制器頻率，從而改變鼓風(fēng)量，并且汽包壓力及蒸汽流量換算的熱量信號(hào)進(jìn)行精調(diào)，為保證出口蒸汽計(jì)算準(zhǔn)確，引進(jìn)了溫度和壓力補(bǔ)償；（2）根據(jù)最佳風(fēng)煤比調(diào)節(jié)爐排轉(zhuǎn)速，也就是調(diào)節(jié)燃燒煤的供應(yīng)量和進(jìn)風(fēng)量的比值，改變鍋爐燃燒的發(fā)熱量進(jìn)而改變了鍋爐的蒸發(fā)量，并引進(jìn)了殘氧（剩余空氣含氧量）信號(hào)加以修正，使鍋爐母管壓力保持在一定值內(nèi)，還根據(jù)爐膛負(fù)壓調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)變頻控制器頻率，從而改變引風(fēng)量，用微分信號(hào)進(jìn)行超前調(diào)節(jié)，也就是說在負(fù)荷穩(wěn)定時(shí)（蒸汽流量不變情況下）應(yīng)使燃料量、送風(fēng)量、引風(fēng)量各保持不變；在負(fù)荷變動(dòng)時(shí)（外干擾時(shí)）使燃料量、送風(fēng)量、引風(fēng)量成比例改變。根據(jù)以上要求，就可以確定燃燒系統(tǒng)微機(jī)控制方案，畫出系統(tǒng)框圖，充分利用微機(jī)計(jì)算程序，盡可能的代替儀表單元（如函數(shù)發(fā)生器、加減器、微分器、限幅器、濾波器等等）快速對(duì)各參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。
上面談了微機(jī)水位、燃燒兩個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的原理，經(jīng)過微機(jī)運(yùn)算處理，其輸出信號(hào)經(jīng)過D／A轉(zhuǎn)換裝置分別送到給水閥，鼓、引風(fēng)機(jī)變頻控制器，爐排和煤機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用計(jì)算機(jī)直接步進(jìn)調(diào)節(jié)閥位、風(fēng)量及轉(zhuǎn)速，這樣系統(tǒng)就能夠選擇最佳參數(shù)進(jìn)行最佳調(diào)節(jié)。
2.２鍋爐微機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)
1）可對(duì)汽包水位、給水流量、給水壓力、省煤器進(jìn)口水溫車器出口水溫、省煤器進(jìn)口煙溫、兩側(cè)省煤器出口煙溫、兩側(cè)空氣預(yù)熱器出口風(fēng)溫、、兩側(cè)空氣預(yù)熱器出口煙溫、除塵器出口煙溫、除塵器出口煙壓、鼓引風(fēng)風(fēng)量、省煤器進(jìn)口煙壓、省煤器出口煙壓、空氣預(yù)熱器出口風(fēng)壓、蒸汽流量、空氣預(yù)熱器出口煙壓、蒸汽壓力、蒸汽溫度、爐膛溫度、爐膛負(fù)壓、給煤量、含氧量等現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)巡檢采樣，汽包水位并具有彩色閉路監(jiān)視裝置；2）給水閥位、各種風(fēng)機(jī)頻率、爐排轉(zhuǎn)速等模擬量跟蹤信號(hào)巡檢采樣；3）各種閥位、鼓引風(fēng)機(jī)、爐排電機(jī)、分煤器啟/停狀態(tài)及各個(gè)閉合調(diào)節(jié)回路的手動(dòng)/自動(dòng)等開關(guān)量信號(hào)巡檢采樣顯示；4）鼓、引風(fēng)機(jī)變頻信號(hào)采樣。
2.３ 鍋爐熱工燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)方案
鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)采用plc為主要控制元件，對(duì)鍋爐生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的控制，從而達(dá)到節(jié)省人力、物力，提高鍋爐熱效率和節(jié)省能源的目的，而計(jì)算機(jī)作為監(jiān)測(cè)顯示部分不參與到控制中去鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)在SPLC－9000系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)上采用多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，共分三層。
測(cè)控層；采用高性能的PLC可編程序控制器組成，PLC上安裝有CPU模塊、I∕O模塊、通訊模塊，并可以靈活擴(kuò)展。PLC內(nèi)可以通過梯形圖語言進(jìn)行程序編制，實(shí)現(xiàn)一臺(tái)PLC對(duì)多臺(tái)鍋爐的自動(dòng)控制。通過遠(yuǎn)程擴(kuò)展方案，SPLC－9000系統(tǒng)還可以滿足距離較遠(yuǎn)的多個(gè)控制室的集中控制。
操作層；采用IPC工控機(jī)作為現(xiàn)場(chǎng)工作站，現(xiàn)場(chǎng)工作主站和現(xiàn)場(chǎng)工作從站分別安裝在不痛的控制室內(nèi)，提供畫面顯示和數(shù)據(jù)管理功能。考慮到PLC可靠性高，造價(jià)也高，而普通接口板可靠性較低、造價(jià)也低，為了提高監(jiān)控系統(tǒng)的性能價(jià)格比，SPLC－9000系統(tǒng)同時(shí)提供可編程序控制器信號(hào)接入方式和接口板卡信號(hào)接入方式。系統(tǒng)的輸出控制工作有PLC獨(dú)立完成，工作站只負(fù)責(zé)提供給用戶修改參數(shù)的界面，并將用戶設(shè)定的控制參數(shù)下傳到PLC以調(diào)整控制效果。
管理層；采用普通計(jì)算機(jī)作為管理機(jī)，管理人員在遠(yuǎn)離控制室的調(diào)度室里可以通過管理機(jī)看到現(xiàn)場(chǎng)工作站上顯示的畫面，調(diào)用工作站存儲(chǔ)的報(bào)表數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的工作�？梢詫�(shí)時(shí)準(zhǔn)確的掌握鍋爐的運(yùn)行狀態(tài)，做出合理的調(diào)度。
重要數(shù)據(jù)的采集、處理及控制全部由PLC完成，由于PLC是專為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)的，是真正的工業(yè)計(jì)算機(jī)，所以其可靠性大大高于普通接口板和模塊。PLC的模塊化結(jié)構(gòu)和方便的擴(kuò)展特性使系統(tǒng)配置靈活。上位機(jī)僅起到監(jiān)視和管理的作用，如果接口板損壞或者工作站損壞，都不會(huì)影響到系統(tǒng)的自動(dòng)控制�，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控從站和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控主站運(yùn)行的軟件是相同的，只是在數(shù)據(jù)配置上有區(qū)別，不論那個(gè)站都可以查考到全部鍋爐的數(shù)據(jù)。
3.４ 效果分析
由于鍋爐系統(tǒng)的熱慣性大，負(fù)荷變化劇烈，操作人員只憑感觀參數(shù)控制鍋爐運(yùn)行，隨意性很大，難以保證鍋爐運(yùn)行的最佳狀態(tài)，而鍋爐熱工燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)投運(yùn)后，提高了鍋爐運(yùn)行熱效率，煤層燃燒充分，排放污染物達(dá)標(biāo)，能源利用率提高，減少人工手動(dòng)方法控制鍋爐運(yùn)行造成的能源浪費(fèi)，節(jié)省人力、物力，降低運(yùn)行成本，提高了鍋爐運(yùn)行的可靠性。
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