【文章內(nèi)容簡介】 汽水分離裝置的作用是將從水冷壁來的飽和蒸汽與水分離開來，并盡量減少蒸汽中攜帶的細小水滴。中、低壓鍋爐常用擋板和縫隙擋板作為粗分離元件；中壓以上的鍋爐除廣泛采用多種型式的旋風分離器進行粗分離外，還用百頁窗、鋼絲網(wǎng)或均汽板等進行進一步分離。鍋筒上還裝有水位表、安全閥等監(jiān)測和保護設施。 為了考核性能和改進設計，鍋爐常要經(jīng)過熱平衡試驗。直接從有效利用能量來計算鍋爐熱效率的方法叫正平衡，從各種熱損失來反算效率的方法叫反平衡?？紤]鍋爐房的實際效益時，不僅要看鍋爐熱效率，還要計及鍋爐輔機所消耗的能量。 單位質(zhì)量或單位容積的燃料完全燃燒時，按化學反應計算出的空氣需求量稱為理論空氣量。為了使燃料在爐膛內(nèi)有更多的機會與氧氣接觸而燃燒，實際送入爐內(nèi)的空氣量總要大于理論空氣量。雖然多送入空氣可以減少不完全燃燒熱損失，但排煙熱損失會增大，還會加劇硫氧化物腐蝕和氮氧化物生成。因此應設法改進燃燒技術，爭取以盡量小 的過量空氣系數(shù)使爐膛內(nèi)燃燒完全。 長春理工大學光電信息學院業(yè)論文 6 鍋爐煙氣中所含粉塵 (包括飛灰和炭黑 )、硫和氮的氧化物都是污染大氣的物質(zhì)，未經(jīng)凈化時其排放指標可達到環(huán)境保護規(guī)定指標的幾倍到數(shù)十倍?？刂七@些物質(zhì)排放的措施有燃燒前處理、改進燃燒技術、除塵、脫硫和脫硝等。借助高煙囪只能降低煙囪附近地區(qū)大氣中污染物的濃度。 煙氣除塵所使用的作用力有重力、離心力、慣性力附著力以及聲波、靜電等。對粗顆粒一般采用重力沉降和慣性力的分離，在較高容量下常采用離心力分離除塵靜電除塵器和布袋過濾器具有較高的除塵效率。濕式和文氏 — 水膜除塵器中水滴水膜 能粘附飛灰，除塵效率很高還能吸收氣態(tài)污染物。 二十世紀 50年代以來，人們努力發(fā)展灰渣綜合利用，化害為利。如用灰渣制造水泥、磚和混凝土骨料等建筑材料。 70 年代起又從粉煤灰中提取空心微珠，作為耐火保溫等材料。 鍋爐未來的發(fā)展將進一步提高鍋爐和電站熱效率；降低鍋爐和電站的單位功率的設備造價；提高鍋爐機組的運行靈活性和自動化水平；發(fā)展更多鍋爐品種以適應不同的燃料；提高鍋爐機組及其輔助設備的運行可靠性；減少對環(huán)境的污染 。 . PLC 的基礎知識 PLC 的 定義 可編程控制器（ PLC）是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲器執(zhí)行邏輯運算和順序控制、定時、記數(shù)、和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字的或模擬的輸入和輸出接口，控制各種類型的機器設備或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P設備的設計原則是它應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一個整體和具有擴充性能。 PLC 簡介 自 60 年代末第一臺 PLC 問世以來，已很快被應用到機械制造、冶金、礦業(yè)、輕工等各個領域，大大推進了機電一體化進程，被人們稱為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱之一?？删幊绦蚩刂?器（ Programmable Logic Controller），簡稱 PLC，是采用微電腦技術制造的通用的自動控制設備，它具有高可靠性，能適應工業(yè)現(xiàn)場的高溫、沖擊震動等惡劣環(huán)境，廣泛應用于機械設備、生產(chǎn)流水線和生產(chǎn)過程的自動控制。 經(jīng)過長時間的發(fā)展和完善， PLC 的編程概念和控制思想已為廣大的自動化行業(yè)人員所熟悉，可以說在目前它已成為任何其他工業(yè)控制器都無法與之相提并論的巨大知識資源。 PLC 主要具有邏輯運行的功能，可以代替繼電器進行開關控制、具有定時控制功長春理工大學光電信息學院業(yè)論文 7能、計數(shù)控制功能、步進控制功能、 A/D、 D/A轉(zhuǎn)換 功能（對模擬量控制）、數(shù)據(jù)處理功能、通信、聯(lián)網(wǎng)功能，并配置了較強的監(jiān)控功能。這些功能造就了 PLC 的旺盛生命力。 PLC 的特點（與繼電器比較） 最初的工廠自動化控制主要是以繼電器回路控制占據(jù)主導地位，電氣控制人員常常抱怨這種控制系統(tǒng)體積大、耗電多、壽命短、可靠性差以及運行速度慢等缺點。而采用微電腦技術的可編程序控制器的出現(xiàn)，使得繼電器控制邏輯更加遜色，它的出現(xiàn)，在技術角度大大方便了電控設計人員，軟硬件設計簡便，維護方便，在體積、可靠性、耗電量有很大程度的提高，從而帶動成本的節(jié)約，而且可以通過計算機 進行數(shù)據(jù)的傳輸和監(jiān)控，一系列的優(yōu)點使 PLC 很快被接受并代替繼電器控制回路廣泛應用于工廠自動控制中。試比較如下： 控制邏輯： 繼電器控制系統(tǒng)采用硬接線邏輯，連線復雜、體積大、功耗大、修改困難、靈活性和擴展性較差； PLC 采用存儲邏輯，連線少、體積小、功耗小、修改簡單，靈活性和擴展性強。 控制速度 繼電器控制邏輯是依靠觸點的機械動作（閉合或斷開）來實現(xiàn)的，工作頻率低，反應速度慢，容易出現(xiàn)觸點抖動問題； PLC 是由程序指令控制半導體電路來實現(xiàn)的，速度相當快，不會出現(xiàn) 抖動問題。 限時控制 繼電器控制邏輯利用時間繼電器的滯后動作進行限時控制，定時時間易受環(huán)境的濕度和溫度變化的影響，維護不便。 PLC 使用半導體集成電路作為定時器，精度相當高，定時時間不受環(huán)境影響，一旦調(diào)好不會改變。 PLC 還能完成計數(shù)功能，而繼電器控制邏輯一般沒有計數(shù)功能。 設計與施工 繼電器控制邏輯完成一項控制工作，設計施工，調(diào)試必須順序進行，周期長，而且修改困難； PLC 完成一項控制工程，在系統(tǒng)設計完成后，現(xiàn)場施工和控制邏 輯的設計可以同時進行，周期短，調(diào)試、維修也很方 便。 可靠性和可維護性 繼電器控制邏輯使用了大量的機械觸點，連線也多，觸點在開閉時會受到電弧的損壞，壽命短，因此可靠性和可維護性差； PLC 采用微電子技術，體積小、功耗小、壽命長、可靠性高，還配備了自檢和監(jiān)控功能，能檢查出自身的故障，并隨時顯示給操作人員，還能動態(tài)監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場調(diào)試和維護提供了方便。 系統(tǒng)成本 繼電器控制使用的機械開關，繼電器和接觸器價格比較便宜。 長春理工大學光電信息學院業(yè)論文 8 顯然， PLC 單體價格比較貴，但在本系統(tǒng)中用了 PLC 后可以省去燃燒器上面進口的程控裝置， 因而總體上反而大大降低了成本。 隨著鍋爐不斷發(fā)展，為了滿足對資源和對環(huán)境的要求，減少對資源的不合理利用和對環(huán)境的保護，燃煤鍋爐已經(jīng)逐漸被燃油鍋爐所取代，以減少 CO2 和粉塵的排放。傳統(tǒng)的繼電器已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代控制系統(tǒng)的精密性要求， PLC 的產(chǎn)生和發(fā)展，正一步一步滿足要求日益精密的現(xiàn)代控制系統(tǒng)， PLC 也在取代傳統(tǒng)的繼電器，成為工廠生產(chǎn)的控制系統(tǒng)的主要器件。 PLC 所具有的一系列優(yōu)點讓很多廠家都選擇 PLC 作為生產(chǎn)的主控器件。用 PLC 的程序來控制燃油鍋爐就是一個很好的例子。 第二章 系統(tǒng)程序的設計 運行及示意圖 燃油鍋爐運行的示意圖如下所示， 燃油經(jīng)燃油預熱器預熱，由噴油泵經(jīng)噴油口打入鍋爐進行燃燒。燃燒時，鼓風機送風；噴油口噴油；點火變壓器接通 (子火燃燒 )；瓦斯閥打開 (母火燃燒 )，將燃油點燃。點火完畢，關閉子火與母火，繼續(xù)送風、噴油，使燃燒持續(xù)。鍋爐的進水和排水分別由進水閥和排水閥來執(zhí)行。上、下水位分別由上限、下限水位開關來檢測。蒸 汽 壓力由蒸 汽 壓力開關來檢測。 如圖 所示。 長春理工大學光電信息學院業(yè)論文 9 圖 燃油鍋爐運行示意圖 用 PLC 控制燃油鍋爐的啟動、停止、出現(xiàn)異常情況時能暫停且異常情況消失后 能自動按 照 起燃順序重新工作。 控制要求 ： 1) 起動：該鍋爐的燃燒按一定時間間隔順序起燃。其起燃順序為： 間隔 1min 間隔5s 間隔 5s 長春理工大學光電信息學院業(yè)論文 10燃油預熱 （送風 、 子火燃燒 、母火燃燒） 噴油 子火、母火 2) 停止：停止燃燒時，要求： 間隔 20s 停止 噴油關閉、燃油預熱關閉 、送風 (將廢氣、雜質(zhì)吹去 )送風停止 (清爐停止 ) 3) 異常狀況自動關火：鍋爐燃燒過程中，當出現(xiàn)異常狀況時 (即蒸 汽 壓力超過允許值，或水位超過上限，或水位低于下限 )，能自動關火進行清爐；異常狀況消失后，又能自動按起燃程序重新點火燃燒。即： 間隔 20s 異常狀況消失 異常情 況 燃油預 熱關 閉、 噴油關 閉 、送 風 清 爐停止起燃 4) 鍋爐 水位控制：鍋爐工作起動后，當水位低于下限時，進水閥打開，排水閥關閉。當水位高于上限時，排水閥打開，進水閥關閉。 根據(jù)系統(tǒng)的控制要求可得運行框圖，如圖 所示。 長春理工大學光電信息學院業(yè)論文 11 圖 系統(tǒng)運行框圖 通常選擇 PLC機型有以下幾種方法： 方法 1. 按以下條件選擇機型 （ １）可編程序控制器的類型 ： 可編程序控制器按結構可分為整體型和模塊型兩類，按應用環(huán)境分為現(xiàn)場和控制室安裝兩類；按 CPU 的字長分為 1位、 4位、 8 位、 16位、 32 位、 64 位等。 從應用角度出發(fā)，通常可按控制功能或輸入 /輸出點數(shù)類型。 可按表 的控制功能或輸入輸出點數(shù)選擇可編程序控制器的類型。 表 根據(jù)控制功能或輸入輸出點數(shù)選擇可編程序控制器的類型 長春理工大學光電信息學院業(yè)論文 12ＰＬＣ類型 總點數(shù) 信號類型 程序容量 結構類型 超小型 小型 中型 大型 超大型 ≤ 64 ≤ 128 ≤ 512 ≤ 1024 ≥ 1024 開關量 開關量 開關量、模擬量 有特殊Ｉ／Ｏ單元 功能強 ≤１ＫＢ ≤４ＫＢ ≤８ＫＢ ≤１６ＫＢ ≥１６ＫＢ 整體型 整體型 模塊型 模塊型 模塊型 （２）輸入輸出模塊的選擇 ： 輸入輸出模塊的選擇應考慮與應用要求的統(tǒng)一。例如對輸入模塊，應考慮信號電平、信號傳輸距離、信號隔離、信號供電方式等應用要求。對輸出模塊，應考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價格低、適用范圍廣、壽命短、響應時間長等特點；可控硅輸出模塊適用于開關頻繁，電感性低功率因素負荷場合，但價格較貴，過載能力較差。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應用要求應一致。 可根據(jù)應用要求，合理選用智能型輸入輸出模塊，提高控制水平和降低應用成本。 （３）電源的選擇 可編程序控制器的供電電源，除 了引進設備時同時引進可編程序控制器應根據(jù)產(chǎn)品說明書要求設計和選用外。一般可編程序控制器的供電電源的應設計選用２２０Ｖ交流電源，與國內(nèi)電網(wǎng)電壓一致。重要的應用場合，應采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電。 輸入信號的供電，如果可編程序控制器本身帶有可使用電源時，應核對提供的電流是否滿足應用要求，否則應設計外接供電電源。為防止外部高壓電源因誤操作而引入可編程序控制器，對輸入和輸出信號的隔離是必要的，有時也可采用簡單的二極管或熔絲管隔離。 （４）存儲器的選擇 由于計算機集成芯片技術的發(fā)展，存儲器的價格已下降，因 此，為保證應用項目的正常投運，一般要求可編程序控制器的存儲器容量，按２５６個Ｉ／Ｏ點至少８Ｋ存儲器選擇。 （５）經(jīng)濟性的考慮 選擇可編程序控制器時，應考慮性能價格比。考慮經(jīng)濟性時，應同時考慮應用的可擴張性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素，進行比較和兼顧，最終選出較滿意的產(chǎn)品。 輸入輸出點數(shù)對價格有直接影響。每增加一塊輸入輸出卡件就需增加一定的費用。當點數(shù)增加到某一數(shù)值后，相應的存儲