【正文】 簡述 概述常見的工業(yè)鍋爐系統(tǒng)如圖1所示。空氣經過鼓風機進入空氣預熱器，在經過空氣預熱器的過程中被由爐膛排出的煙氣預熱，變成熱空氣進入爐膛。在引風機的抽吸作用下經過省煤氣和空氣預熱器，把預熱傳導給進入鍋爐的水和空氣。降溫后的煙氣經過除塵器除塵，去硫等一系列凈化工藝通過煙囪排出?？刂葡到y(tǒng)包括手動和自動操作部分，手動控制時由操作人員手動控制，用操作器控制變頻器、滑差電機及調節(jié)閥等，自動控制時對微機發(fā)出控制信號經執(zhí)行部分進行自動操作。微機控制系統(tǒng)由工控機、顯示器、打印機、PLC、手操器、報警裝置等組成，能完成對給水、給煤、鼓風、引風等進行自動控制，使鍋爐的汽包水位、蒸汽壓力保持在規(guī)定的數(shù)值上，以保證鍋爐的安全運行，平穩(wěn)操作，達到降低煤耗、提高送汽質量的目的，同時對運行參數(shù)如壓力、溫度等有流程動態(tài)模擬圖畫面并配有數(shù)字說明，還可對汽包水位、壓力、爐溫等進行越限報警，發(fā)出聲光信號，還可定時打印出十幾種運行參數(shù)的數(shù)據(jù)。鍋爐控制系統(tǒng)的硬件配置，目前有幾種，功能較好首推可編程序控制器PLC，適合于多臺大型鍋爐控制，由于PLC具有輸入輸出光電隔離、停電保護、自診斷等功能，所以抗干擾能力強，能置于環(huán)境惡劣的工業(yè)現(xiàn)場中，故障率低。雖然，從短期的角度看價格稍高，如果從長遠觀點看，其壽命長，故障率低，易于維修，值得選用。鍋爐的燃燒控制實質上是能量平衡系統(tǒng)，它以蒸汽壓力作為能量平衡指標，不斷根據(jù)用汽量與壓力的變化調整燃料量與送風量，同時保證燃料的充分燃燒及熱量的充分利用。給水自動調節(jié)的另一個任務是保持給水穩(wěn)定。在控制回路中被調參數(shù)是汽包水位（H），調節(jié)機構是給水調解閥，調節(jié)量是給水流量（W）。① 蒸發(fā)量D擾動作用下水位對象的動態(tài)特性當給水流量不變，蒸發(fā)量忽然增加△D時，如果只從物質不平衡角度來看，則反映曲線如圖2(a)中的H1(t)所示，但由于蒸發(fā)量增加時，汽包容積增加，水位將上升，水位的反映曲線如圖2(a)中的H2(t)所示。② 爐膛負荷擾動（燃料量M擾動）時水位對象的動態(tài)特性燃料量增加△M時，蒸發(fā)量大于給水量，水位下降。如圖2(b)中所示。汽包水位如圖2(c)所示。由于剛進入得水水溫較低。水位下降，如圖2(c)中的H1(t)所示。圖3：汽包液位控制框圖由于給水調節(jié)對象沒有自平衡能力，又存在滯后。所謂三沖量調節(jié)系統(tǒng)就是把給水流量W，汽包水位H，蒸汽流量D三個變量通過運算后調節(jié)給水閥的調節(jié)系統(tǒng)。先通過蒸汽流量變送器和給水流量變送器取得各自的信號乘以相應的比例系數(shù)，通過比例系數(shù)可以調節(jié)蒸汽流量或給水流量對調節(jié)系統(tǒng)的影響力度。如果水位設定值為G，那么在平衡條件下應有D*DkW*Wk+HG=0的關系式存在。如果再設定時，保證在穩(wěn)態(tài)下D*Dk=W*Wk那么就可以得到H=G。若有一個或多個信號發(fā)生變化，平衡狀態(tài)被破壞，PI調節(jié)模塊的輸出必將發(fā)生變化。反之，當水位降低時，調節(jié)模塊的輸出值增大，使給水閥開大。鍋爐給水系統(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。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，用回流閥降低水壓防止爆管，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：系統(tǒng)下達指令由變頻器自動啟動第一臺泵運行，系統(tǒng)檢測給水管的水壓，當變頻器頻率上升到工頻時，如水壓未達到設定的壓力值，系統(tǒng)自動將第一臺電機切換至工頻直供電，并由變頻器拖動第二臺水泵運行，如變頻器運行到工頻狀態(tài)時供水母管壓力仍未達到設定壓力值系統(tǒng)自動將第二臺水泵切換至工頻直供電，再由變頻器拖動第三臺運行，依次類推，直至壓力達到設定值。變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的實質是：始終利用一臺變頻器自動調整水泵的轉速，切換時間以管網(wǎng)的實際壓力和設定壓力的差值決定，同時保證管網(wǎng)的壓力動態(tài)恒定。除此之外鍋爐的供水系統(tǒng)中還包括除氧器壓力控制和除氧器水位控制，除氧器壓力控制主要是為了保證除氧器口有足夠的蒸汽壓力用于將軟化水除氧，這是一個單閉環(huán)控制回路，輸入?yún)?shù)是除氧器壓力輸出參數(shù)控制除氧器進汽閥。 鍋爐燃燒控制燃燒過程自動調節(jié)系統(tǒng)的選擇雖然與燃燒的種類和供給系統(tǒng)、燃燒方式以及鍋爐與負荷的聯(lián)結方式都有關系，但是燃燒過程自動調節(jié)的任務都是一樣的。汽壓的變化表示鍋爐蒸汽量和負荷的耗汽量不相適應，必須相應地改變燃料量，以改變鍋爐的蒸汽量。當燃料量改變時，必須相應地調節(jié)送風量，使它與燃料量相配合，保證燃燒過程有較高的經濟性。燃燒調節(jié)系統(tǒng)一般有三個被調參數(shù)，汽壓p、煙氣含氧量a和爐膛負壓pt。燃燒調節(jié)系統(tǒng)的調節(jié)對象對于燃料量，根據(jù)燃料種類的不同可能是爐排電機，也可能是燃料閥。燃燒調節(jié)系統(tǒng)是一個多參數(shù)變量調節(jié)系統(tǒng)，這種調節(jié)系統(tǒng)通常把它簡化成互相聯(lián)系，密切配合但又相對獨立的3個單變量系統(tǒng)來實現(xiàn)。這三個系統(tǒng)分別是以燃料量維持鍋爐壓力恒定的蒸汽壓力調節(jié)系統(tǒng)，以送風量維持鍋爐經濟燃燒的送風調節(jié)系統(tǒng)，以引風量維持爐膛負壓穩(wěn)定的爐膛負壓調節(jié)系統(tǒng)。其控制結構圖如圖5所示，動態(tài)特性如下。此時對象沒有自平衡能力，具有較大的遲滯和慣性。由于汽壓變化時，蒸汽流量增大自發(fā)地限制了汽壓的變化，因此對象有平衡能力。② 用汽負荷擾動下的汽壓變化特性負荷階躍擾動下，汽壓變化的動態(tài)特性也有下列兩種情況：當用汽閥門階躍擾動時，對象表現(xiàn)出具有自平衡能力，沒有延遲，但有較大的慣性，并有一個與閥門變化成比例的啟始飛躍，飛升曲線如圖4(c)所示；當用汽量階躍擾動時，其飛升曲線如圖4(d)所示，此時對象沒有自平衡能力，如果不及時增加進入鍋爐的燃料量，那么，汽壓將一直下降。引起空氣過剩系數(shù)變化的主要擾動是燃料量和送風量配比。而燃料量擾動時，需經過輸送和燃燒過程而略有延遲。所以在燃料充足的情況下送風量的大小將比較直接的反應在鍋爐的蒸汽壓力上。風煤比就是在當前風量下所能燃燒的煤的最大值。該參數(shù)對節(jié)煤和環(huán)保都有很大意義。 爐膛負壓自動調節(jié)爐膛負壓自動調節(jié)對象的動態(tài)特性較好，但擾動通道的飛升時間很短，飛升速度很快。燃燒過程控制系統(tǒng)一般采用的控制流程圖如圖5（a）所示，先通過蒸汽壓力變送器經濾波后取得信號，與設定蒸汽壓力進行比較，判斷出鼓風PI調節(jié)器調節(jié)的方向和大小，通過鼓風PI調節(jié)單元計算出鼓風變頻器的輸出大小。再把蒸汽壓力的差值信號送給爐排PI調節(jié)器，通過爐排PI調節(jié)單元計算出爐排變頻器的輸出大小。在實際調試過程中我們往往把鼓風PI調節(jié)中的比例系數(shù)設的比爐排PI單元的大，這樣可以很好的保證鼓風系統(tǒng)對蒸汽壓力的敏感度要高于爐排。負壓大，被煙氣帶走的熱量大，熱損失增加，煤耗量增大，理想運行狀態(tài)應在微負壓狀態(tài)。但由于負荷變化，需要改變給煤量和送風量，隨之也要改變引風量，以保證爐膛負壓的穩(wěn)定，但由于系統(tǒng)有一定的滯后時間，為避免鼓風變化而引起爐膛負壓的波動，系統(tǒng)中引入鼓風信號作為前饋信號對引風機進行超前調節(jié)。另外系統(tǒng)各回路中都設置了手自動兩種操作方式，為了實現(xiàn)無擾動切換，系統(tǒng)引入了各控制對象的反饋值，在手動操作時PLC輸出會自動跟蹤控制對象的反饋，當切換到自動狀態(tài)時可以進行無擾動切換，使系統(tǒng)平穩(wěn)的過渡到自動狀態(tài)。I 儀表符號和說明? IEC 11313 國際可編程控制組態(tài)語言標準? ANSI/NEMA ICS4 工業(yè)控制設備和系統(tǒng)的端子排? ANSI/NEMA ICS6 工業(yè)控制設備和系統(tǒng)的外殼? ANSI/IEEE 472 沖擊電壓隨能力導則（SWC）? UL 44 橡膠導線、電纜的安全標準1) 相對濕度 5－90％（不結露）。3) 抗震，4g 加速度在 40－50Hz。2）控制器柜內的電源可向現(xiàn)場變送器提供24VDC工作電源。 系統(tǒng)接地1) 系統(tǒng)采用單點接地，從機柜地到接地點電阻1Ω,系統(tǒng)接地電阻≦4Ω2)傳感器接線端子EGND端子應接爐體旁地。4)電源公共端在操縱臺接地。6)連接到相關儀器的電子設備不能使用或產生超過250V RMS，一同布線的線纜間應能承受250V RMS的絕緣耐壓。本系統(tǒng)的電源、控制器、服務器以及網(wǎng)絡均有較高的可靠性，整體系統(tǒng)的可靠性指標大于10