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鍋爐自動化控制范文1

關鍵詞:工業鍋爐；控制系統；自動化控制

Abstract: Boiler microcomputer control, is a new technology developed in recent years, it is the combination of computer software, hardware, automatic control, energy saving and so on several technical close. This paper is controlled by using the computer and frequency conversion control technology for boiler production process of the various main parameters, the boiler safety production, save energy, reduce emissions purposes.

Keywords: industrial boiler; control system; automatic control

中圖分類號：TL503.6文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2013）

鍋爐微機控制，是計算機軟件、硬件、自動控制、鍋爐節能等技術緊密結合的產物，利用計算機與變頻自控技術對鍋爐生產過程的各個主要參數都必須嚴格控制。因此鍋爐設備是一個多輸入，多輸出且相互關聯的復雜控制對象。

1 鍋爐控制的工作原理

除氧水通過給水泵進入給水調節閥，控制系統利用給水調節閥的信號及其反饋進行綜合分析后，對給水量控制。通過給水調節閥進入省煤器，冷水在經過

省煤器時被煙氣預熱后進入汽包，在汽包內加熱產生蒸汽，為保證最大的蒸發面，水位應保持在鍋爐上汽包的中線位置，蒸汽通過主蒸汽閥輸出。空氣經過鼓風

機進入空氣預熱器，被煙氣預熱后進入爐膛。燃料進入爐膛點燃，在燃燒過程中發出熱量，以加熱汽包中的水，同時產生熱煙氣，在引風機的抽吸作用下經過省煤氣和空氣預熱器，以節約熱能。降溫后的煙氣經過除塵器除塵、去硫等凈化工藝后排出。

2 鍋爐控制的方式

2. 1 鍋爐控制方案

鍋爐是一個多輸入、多輸出、多回路、非線性相互關聯的復雜控制系統，調節參數與被調節參數之間，存在許多交叉影響，調節難度較大。因此將系統控制分散成給渣控制、送風控制、汽包液位控制、爐膛負壓控制等單獨的閉環控制［2］。

2. 2 組態畫面的控制

直觀而集中地顯示鍋爐的所有運行參數，能快速計算出鍋爐在正常運行和啟停過程中的有用數據，并在顯示器上同時顯示鍋爐運行水位、壓力、爐膛負壓、

煙氣氧量、測點溫度、消耗量等數十個運行參量的瞬時值、累計值及給定值，并能按需要在鍋爐結構示意畫面的相應位置上顯示出參數值。

2. 3 打印機的控制

可按需要隨時打印各種參數和數據，能對運行狀況準確的記錄，便于事故追查和分析防止事故的瞞報漏報現象。可在運行中隨時修改各種運行參數的控制值修改系統的控制參數，達到最佳的運行狀況。

3 鍋爐控制系統中各個控制回路

3. 1 鍋爐控制系統

鍋爐控制系統，一般有蒸汽壓力、汽包液位、爐膛負壓、除氧器水位、除氧器壓力等子系統。鍋爐燃燒控制的實質上是能量平衡的控制，工業蒸汽鍋爐主要以蒸汽壓力作為能量平衡的指數，根據生產任務來控制生產設備的用汽量與壓力的變化，從而調整對鍋爐供給的燃料量與送風量，同時保證燃料的充分燃燒及熱量的充分利用。

3. 2 鍋爐給水控制回路

鍋爐給水控制使給水流量適應鍋爐的蒸發量，來維持汽包液位在合適的范圍內，并保持給水穩定。在微機控制回路中被調參數是汽包水位，通過給水調節

閥對給水流量進行調節。由于給水調節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中將給水流量、汽包水位、蒸汽流量3 個變量在控制系統中

運算后通過調節給水閥對鍋爐給水進行調節。鍋爐給水壓力回路，因為汽包內壓力較高，要給鍋爐補水必須提供更高的壓力，形成壓差使水能夠正常注入汽包。

給水壓力回路的作用是提高給水壓力保證汽包給水。一般采用通過變頻器恒壓供水的方式控制水壓，給水回路在鍋爐需要補水時，反饋信號給微機控制系統。

系統利用變頻器自動啟動1 號給水泵運行，控制系統通過反饋信號對給水管的壓力進行檢測，當變頻器頻率上升到工頻時，水壓仍無法達到需要的壓力值，控制

系統自動將第一臺電機切換至工頻直供電，并由變頻器拖動2 號給水泵運行，如變頻器運行到工頻狀態時供水母管壓力仍未達到設定壓力值系統自動將第二臺

水泵切換至工頻直供電，再由變頻器拖動3 號運行，從而保證運行安全。通過反饋信號測得鍋爐需要的給水量減少，變頻控制系統可自動降低變頻器的運行頻率，如變頻器的頻率到零仍不能滿足要求，則變頻器自動切換至前一臺水泵進行變頻運行，不斷地調節給水泵電機的轉速使得鍋爐的給水正常。

鍋爐的供水系統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保證除氧器口有足夠的蒸汽壓力用于將軟化水除氧，輸入參數是除氧器壓力輸出參數控制除氧器進汽閥。除氧器水位控制是一個單閉環控制回路輸入參數，主要是為保證除氧器內有足夠的水提供給鍋爐。

3. 3 鍋爐燃燒調節系統

燃燒過程自動調節系統的選擇與燃料的種類和燃料的供給、燃燒方式、鍋爐負荷息息相關，但都具有同樣的調節方式。( 1) 維持汽壓恒定。生產任務能否完成與蒸汽壓力的恒定息息相關。恒定的蒸汽壓力是生產的基本保障。汽壓的變化表示鍋爐蒸汽量和負荷的耗汽量不平衡所致，要使蒸汽壓力恒定必須相應地改變燃料量，以改變鍋爐的蒸汽量。( 2) 保證燃燒過程的經濟性。當燃料量改變時，必須相應地調節送風量，使它與燃料量相配合，保證燃燒過程有較高的經濟性。( 3) 調節引風量與送風量相配合，以保證爐膛壓力不變。燃燒調節系統一般有3 個被調參數: 蒸汽氣壓、煙氣含氧量和爐膛負壓。一般的可調節量是燃料量、送風量和引風量。控制系統所需調節的對象是燃料量，通過調節噴渣風機

風門、鼓風機風門、引風機風門的變頻指數進行調節，從而使燃料達到充分利用，保證蒸汽壓力平衡。

4 鍋爐控制系統組成結構

4. 1 DCS 系統配置

鍋爐DCS 系統是一個專用于鍋爐自動化控制的分布式集散控制系統。以鍋爐監控自動化為目標，節能增效，保護環境，改善工作條件，提高勞動效率。鍋

爐DCS 系統包括調度室管理層、工業Ethernet 層、現場監控上位機、鍋爐控制終端設備等。

4. 2 鍋爐控制終端設備

( 1) 鍋爐控制終端設備。完成實時燃燒控制、風量調節、汽包水位調節、水管壓力控制、補水控制、水電煤耗累計、故障報警等。分布式系統結構: 一臺鍋爐配置一套鍋爐控制終端設備，實現了分布式控制。集成度高: 集成數字顯示、報警、手/自動控制等傳統儀表的功能，可簡化儀表配置和布線。性能可靠: 采用高性能的主控制器和I /O 模塊，能適應惡劣的工作環境。編程工具: 可以利用梯形圖組態完成邏輯和順序控制、數據運算、PID 調節等，也可利用高級語言編程完成特殊的控制要求和復雜的數據計算。

( 2) 鍋爐監控上位機。一個供熱車間的多個鍋爐控制終端設備可以通過總線網絡或工業以太網絡，與現場監控上位機及熱備機通信。操作人員在上位機監

視各鍋爐的運行狀態、報警顯示、曲線報表等，并進行參數設定。對鍋爐運行的重要參數，如壓力、溫度、壓差、流量等進行統計處理和保存，并可實現曲線顯示、歷史數據查詢、報表打印等。

( 3) 工業Ethernet 層。現場監控上位機加裝網卡后，可以連接成工業Ethernet 網絡。在Ethernet 網絡層可以設置多鍋爐監控站、維護站。根據對系統可靠性、安全性的要求，可選用不同程度的網絡、服務器冗余設計。

( 4) 調度室管理層。鍋爐DCS 系統提供Modem 專線、撥號網絡或無線方式，使中央調度室的管理人員能夠和異地分散的多個鍋爐房通信，了解各鍋爐房的運行

情況、儀表完好情況、鍋爐爐況等。撥號網絡方式可充分利用原有電話線路，通過公用電話網將中央調度室和各個鍋爐房連接，節省建設費用和周期，便于巡檢。

4. 3 監控中心的監視、管理功能

( 1) 實時檢測鍋爐的運行參數。為全面掌握系統運行工況，監控系統將實時監測并采集與鍋爐有關的工藝參數、電氣參數以及設備的運行狀態等。系統具有豐富的圖形庫，通過組態可將鍋爐的設備圖形連同相關的運行參數以列表或分組等形式顯示在畫面上。

(2) 綜合分析及發出控制指令。監控系統根據監測到的鍋爐運行數據，按照設定的控制策略，發出控制指令，調節鍋爐運行。

( 3) 診斷故障與報警管理。主控中心可以顯示、管理、傳送鍋爐運行的各種報警信號，從而使鍋爐的安全運行等級大幅提高。監控系統將根據所監測的參數

進行故障診斷，一旦發生故障，監控系統將及時在操作員屏幕上顯示報警點。與報警相關的顯示功能使用戶定義的顯示畫面與每個點聯系起來，這樣，當報警發生時，操作員可立即訪問該報警點的詳細信息，并按照所推薦采取的應急措施進行處理。

( 4) 歷史記錄運行參數。監控系統的實時數據庫將維護鍋爐運行參數的歷史記錄，另外監控系統還設有報警事件日志，用以記錄報警/事件信息和操作員的變化等。歷史記錄的數據根據要求，可以顯示為瞬時值，也可以為某一段時間內的平均值。

( 5) 計算運行參數。鍋爐運行的某些運行參數不能直接測量，如年運行負荷量、蒸汽耗量、補水量、冷凝水返回量、設備的累積運行時間等。監控系統提供了豐富的標準處理算法，根據所測運行參數，計算出這些導出量。

5 結束語

采用計算機控制鍋爐系統是行業趨勢。鍋爐控制系統中周到的安全機制，才能保證鍋爐穩定、安全、經濟地運行，減輕操作人員的勞動強度。而且利用計算

機來提高鍋爐自動化水平對節能、環保安全等方面有著深遠的意義。

參考文獻

［1］ 田麗． 工業蒸汽鍋爐自動化控制的探析［J］． 現代商貿工業， 2008( 6) : 314 － 315．

鍋爐自動化控制范文2

關鍵詞：工業蒸汽鍋爐 爐膛負壓 蒸汽壓力 變頻控制 水位三沖量

一、引言 鍋爐微機控制，是近年來開發的一項新技術，它是微型計算機軟件、硬件、自動控制、鍋爐節能等幾項技術緊密結合的產物，我國現有中、小型鍋爐30多萬臺，每年耗煤量占我國原煤產量的1/3，目前大多數工業鍋爐仍處于能耗高、浪費大、環境污染嚴重的生產狀態。提高熱效率，降低耗煤量，降低耗電量，用微機進行控制是一件具有深遠意義的工作。

工業鍋爐采用微機控制和原有的儀表控制方式相比具有以下明顯優勢：

1．直觀而集中的顯示鍋爐各運行參數。能快速計算出機組在正常運行和啟停過程中的有用數據，能在顯示器上同時顯示鍋爐運行的水位、壓力、爐膛負壓、煙氣含量、測點溫度、燃煤量等數十個運行參量的瞬時值、累計值及給定值，并能按需要在鍋爐的結構示意畫面的相應位置上顯示出參數值。給人直觀形象，減少觀察的疲勞和失誤；

2．可以按需要隨時打印或定時打印，能對運行狀況進行準確地記錄，便于事故追查和分析，防止事故的瞞報漏報現象；

3．在運行中可以隨時方便的修改各種運行參數的控制值，并修改系統的控制參數；

4．減少了顯示儀表，還可利用軟件來代替許多復雜的儀表單元，（例如加法器、微分器、濾波器、限幅報警器等），從而減少了投資也減少了故障率；

5．提高鍋爐的熱效率。從已在運行的鍋爐來看，采用計算機控制后熱效率可比以前提高5-10%，據用戶統計，一臺20T的鍋爐，全年平均負荷70%，以平均熱效率提高5%計，全年節煤800噸，按每噸煤380元計算每年節約304000元；

6．鍋爐系統中包含鼓風機，引風機，給水泵，等大功率電動機，由于鍋爐本身特性和選型的因素，這些風機大部分時間里是不會滿負荷輸出的，原有方式采用閥門和擋板控制流量，浪費非常嚴重。通過對風機水泵進行變頻控制可以平均節電達到30%-40%；

7．鍋爐是一個多輸入多數出、非線性動態對象，諸多調解量和被調量間存在著耦合通道。例如當鍋爐的負荷變化時，所有的被調量都會發生變化。故而理想控制應該采用多變量解偶控制方案。而建立解偶模型和算法通過計算機實現比較方便；

8．鍋爐微機控制系統經擴展后可構成分級控制系統，可與工廠內其他節點構成工業以太網。這是企業現代化管理不可缺少的；

9．作為鍋爐控制裝置，其主要任務是保證鍋爐的安全、穩定、經濟運行，減輕操作人員的勞動強度。在采用計算機控制的鍋爐控制系統中，有十分周到的安全機制，可以設置多點聲光報警，和自動連鎖停爐。杜絕由于人為疏忽造成的重大事故。

綜合以上所述種種優點可以預見采用計算機控制鍋爐系統是行業的大勢所趨。下面我們來共同探討鍋爐控制系統的原理和結構。

二、鍋爐控制系統的一般結構與工作原理 常見的工業鍋爐系統如圖1所示。首先除氧水通過給水泵進入給水調節閥，通過給水調節閥進入省煤器，冷水在經過省煤器的過程中被由爐膛排出的煙氣預熱，變成溫水進入汽包，在汽包內加熱至沸騰產生蒸汽，為了保證有最大的蒸發面因此水位要保持在鍋爐上汽包的中線位置，蒸汽通過主蒸汽閥輸出。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。煤經過煤斗落在爐排上，在爐排的緩慢轉動下煤進入爐膛被前面的火點燃，在燃燒過程中發出熱量加熱汽包中的水，同時產生熱煙氣。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。通過這種方式使鍋爐的熱能得到節約。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。

鍋爐微機控制系統，一般由以下幾部分組成，即由鍋爐本體、一次儀表、PLC、上位機、手自動切換操作、執行機構及閥、電機等部分組成，一次儀表將鍋爐的溫度、壓力、流量、氧量、轉速等量轉換成電壓、電流等送入微機。控制系統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、滑差電機及閥等，自動控制時對微機發出控制信號經執行部分進行自動操作。微機對整個鍋爐的運行進行監測、報警、控制以保證鍋爐正常、可靠地運行，除此以外為保證鍋爐運行的安全，在進行微機系統設計時，對鍋爐水位、鍋爐汽包壓力等重要參數應設置常規儀表及報警裝置，以保證水位和汽包壓力有雙重甚至三重報警裝置，以免鍋爐發生重大事故。

微機控制系統由工控機、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、蒸汽壓力保持在規定的數值上，以保證鍋爐的安全運行，平穩操作，達到降低煤耗、提高供送汽質量的目的，同時對運行參數如壓力、溫度等有流程動態模擬圖畫面并配有數字說明，還可對汽包水位、壓力、爐溫等進行越限報警，發出聲光信號，還可定時打印出十幾種運行參數的數據。以形成生產日志和班、日產耗統計報表，有定時打印、隨機打印、自定義時間段打印等幾種方式。

鍋爐控制系統的硬件配置，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，能置于環境惡劣的工業現場中，故障率低。PLC編程簡單，易于通信和聯網，多臺PLC進行鏈接及與計算機進行鏈接，實現一臺計算機和若干臺PLC構成分布式控制網絡，另外使用PLC加上位機的控制系統具有很好的擴容性，如需要增加控制點或控制回路只需添加少量輸入輸出模塊即可，為以后的控制系統升級改造和其他功能的添加打下良好基礎，也為以后一機多爐控制系統等其他工廠級自動化網絡打下良好基礎。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。

三、鍋爐控制系統中各控制回路的介紹 鍋爐控制系統，一般有蒸汽壓力、汽包液位、爐膛負壓、除氧器水位、除氧器壓力等控制系統。鍋爐的燃燒控制實質上是能量平衡系統，它以蒸汽壓力作為能量平衡指標，不斷根據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。

3.1 鍋爐給水控制回路

給水自動調節的任務是使給水流量適應鍋爐的蒸發量，以維持汽包水位在允許的范圍內。給水自動調節的另一個任務是保持給水穩定。在整個控制回路中要全面考慮這兩方面的任務。在控制回路中被調參數是汽包水位（H），調節機構是給水調解閥，調節量是給水流量（W）。

對汽包水位調節系統產生擾動的因素有蒸發量D、爐膛熱負荷（燃料量M），給水量（W）。

① 蒸發量D擾動作用下水位對象的動態特性

當給水流量不變，蒸發量忽然增加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。H1(t)和H2(t)相結合，實際的水位階躍反應曲線如圖2(a)中的H(t)所示。

② 爐膛負荷擾動（燃料量M擾動）時水位對象的動態特性

燃料量增加M時，蒸發量大于給水量，水位下降。但開始是由于有虛假水位存在，水位線上升，然后再下降。如圖2(b)中所示。

③ 給水流量（W）擾動時的水位對象的動態特性

當蒸發量不變，而給水量階躍擾動時。汽包水位如圖2(c)所示。在開始階段。由于剛進入得水水溫較低。使汽水混合物中的汽泡吞量減少。水位下降，如圖2(c)中的H1(t)所示。而H2(t)反映了物質不平衡引起的水位變化，H1(t)和H2(t)相加得到了總的給水量擾動的階躍反應曲線H(t)。

由于給水調節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中汽包液位回路采用閉環三沖量調節系統。所謂三沖量調節系統就是把給水流量W，汽包水位H，蒸汽流量D三個變量通過運算后調節給水閥的調節系統。具體調節過程方框圖如圖3所示。

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，通過比例系數可以調節蒸汽流量或給水流量對調節系統的影響力度。通過差壓變送器取得水位信號作為主調節信號H。如果水位設定值為G，那么在平衡條件下應有D*Dk-W*Wk+H-G=0的關系式存在。其中Dk為蒸汽流量系數 Wk為給水流量系數。如果再設定時，保證在穩態下D*Dk=W*Wk那么就可以得到H=G。此時調節器的輸出就與符合對應，給水閥停在某一位置上。若有一個或多個信號發生變化，平衡狀態被破壞，PI調節模塊的輸出必將發生變化。當水位升高了，則調節模塊的輸出信號就減小，使得給水調節閥關小。反之，當水位降低時，調節模塊的輸出值增大，使給水閥開大。實踐證明三沖量給水單極自動調節系統能保持水位穩定，且給水調節閥動作平穩。

鍋爐給水系統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。但在蒸汽流量未達到滿負荷時，對給水流量的要求也不高。在老式的鍋爐系統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，具體實現方式是：

系統下達指令由變頻器自動啟動第一臺泵運行，系統檢測給水管的水壓，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時供水母管壓力仍未達到設定壓力值系統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。若鍋爐需要的給水量減少，變頻控制系統可自動降低變頻器的運行頻率，如變頻器的頻率到零仍不能滿足要求，則變頻器自動切換至前一臺水泵進行變頻運行，依次類推。變頻恒壓供水控制系統的實質是：始終利用一臺變頻器自動調整水泵的轉速，切換時間以管網的實際壓力和設定壓力的差值決定，同時保證管網的壓力動態恒定。值得注意的是為了防止變頻器報警停機或其他故障造成水泵不轉會引起鍋爐缺水，所以應該加反饋裝置確保變頻器正常工作。

除此之外鍋爐的供水系統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，這是一個單閉環控制回路，輸入參數是除氧器壓力輸出參數控制除氧器進汽閥。除氧器水位控制主要是為了保證除氧器內有足夠的水提供給鍋爐，這是一個單閉環控制回路輸入參數，是除氧器水位輸出參數控制除氧器進水閥。

3.2 鍋爐燃燒調節系統

燃燒過程自動調節系統的選擇雖然與燃燒的種類和供給系統、燃燒方式以及鍋爐與負荷的聯結方式都有關系，但是燃燒過程自動調節的任務都是一樣的。歸納起來，燃燒過程自動調節系統有三大任務：

① 維持汽壓恒定。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。

② 保證燃燒過程的經濟性。當燃料量改變時，必須相應地調節送風量，使它與燃料量相配合，保證燃燒過程有較高的經濟性。

③ 調節引風量與送風量相配合，以保證爐膛壓力不變。

燃燒調節系統一般有三個被調參數，汽壓p、煙氣含氧量a和爐膛負壓pt。一般有3個調節量，他們是燃料量M，送風量F和引風量Y。燃燒調節系統的調節對象對于燃料量，根據燃料種類的不同可能是爐排電機，也可能是燃料閥。對于送風量和引風量一般是擋板執行機構或變頻器。

燃燒調節系統是一個多參數變量調節系統。這種調節系統通常把它簡化成互相聯系，密切配合但又相對獨立的3個單變量系統來實現。為便于分析，下面我們按3個系統來分別分析。這三個系統分別是以燃料量維持鍋爐壓力恒定的蒸汽壓力調節系統，以送風量維持鍋爐經濟燃燒的送風調節系統，以引風量維持爐膛負壓穩定的爐膛負壓調節系統。

3.2.1 蒸汽壓力調節對象的特性

引起蒸汽壓力變化的主要原因是燃料量和用汽負荷發生變化。其動態特性如下。

① 燃料量擾動下的汽壓變化特性

在用汽負荷不變的情況下，如鍋爐燃料量(B)發生B的階躍擾動，此時汽壓的飛升曲線如圖4(a)所示。此時對象沒有自平衡能力，具有較大的遲滯和慣性。但如果鍋爐出口的用汽閥門開度不變，那么由于汽壓因燃料量擾動而發生變化時，蒸汽流量也將發生變化。由于汽壓變化時，蒸汽流量增大自發地限制了汽壓的變化，因此對象有平衡能力。此時汽壓的飛升曲線如圖4(b)所示。

② 用汽負荷擾動下的汽壓變化特性

負荷階躍擾動下，汽壓變化的動態特性也有下列兩種情況：當用汽閥門階躍擾動時，對象表現出具有自平衡能力，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。

3.2.2 送風自動調節對象的特性

送風調節系統的工作好壞，直接影響爐膛的空氣過剩系數的變化也就是排出煙氣的含氧量。引起空氣過剩系數變化的主要擾動是燃料量和送風量配比。風量擾動下對象的動態特性具有較大的自平衡能力，幾乎沒有延遲和慣性，近似為一比例環節。而燃料量擾動時，需經過輸送和燃燒過程而略有延遲。由于送風系統幾乎沒有延遲和慣性。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。那么怎樣才能保證股風量和燃料量的搭配適宜，這里我們引入了風煤比這個概念。風煤比就是在當前風量下所能燃燒的煤的最大值。在控制作用中風煤比主要是根據當前風量來限制爐排的轉速，防止由于風量不夠導致煤不能充分燃燒。該參數對節煤和環保都有很大意義。因為如果不能充分燃燒將會導致煤渣的含炭量增高，這樣比較浪費煤，同時還會造成煙氣含炭量增高影響排放。

3.2.3 爐膛負壓自動調節對象的特性

爐膛負壓自動調節對象的動態特性較好，但擾動通道的飛升時間很短，飛升速度很快。

根據以上對燃燒系統調節對象的分析，下面我們針對燃燒自動控制系統三個任務對控制采用的方案進行分析。

燃燒過程控制系統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調節器調節的方向和大小，通過鼓風PI調節單元計算出鼓風變頻器的輸出大小。同時把該信號輸出給風煤比計算單元，相應的算出在當時的風量下爐排的最大輸出值。再把蒸汽壓力的差值信號送給爐排PI調節器，通過爐排PI調節單元計算出爐排變頻器的輸出大小。經過風煤比限位，輸出給爐排變頻器。在實際調試過程中我們往往把鼓風PI調節中的比例系數設的比爐排PI單元的大，這樣可以很好的保證鼓風系統對蒸汽壓力的敏感度要高于爐排。實踐證明通過該方法控制下鍋爐的蒸汽壓力穩定性好，在蒸汽負荷變化時相應程度高。灰渣含碳量低。

爐膛負壓的大小對于節能影響很大。負壓大，被煙氣帶走的熱量大，熱損失增加，煤耗量增大，理想運行狀態應在微負壓狀態。它能明顯增加懸浮煤顆粒在爐膛內的滯留時間，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定，但由于系統有一定的滯后時間，為避免鼓風變化而引起爐膛負壓的波動，系統中引入鼓風信號作為前饋信號對引風機進行超前調節。爐膛負壓控制系統一般采用的控制流程圖如圖5（b）所示，調節原理比較簡單屬于單閉環調節系統，它的輸入量是爐膛負壓輸出量是引風變頻器，同時引入鼓風量作為前饋信號。

另外系統各回路中都設置了手自動兩種操作方式，為了實現無擾動切換，系統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，當切換到自動狀態時可以進行無擾動切換，使系統平穩的過渡到自動狀態。

四、鍋爐控制系統組成結構 上面我們針對鍋爐控制系統的各控制回路原理的做了簡要分析，依據以上分析，我們知道構建一個可靠的、智能隨動的智能控制系統是保證鍋爐安全生產的基礎。鍋爐控制系統是典型的多變量、純滯后、強耦合的控制系統，如果不能在控制策略和軟件實現上很好地解決多變量解偶關系和滯后響應問題，那么，實施智能鍋爐控制系統改造后同樣也將無法實現預期的目標。

在控制系統設計上我們采用集中控制分散驅動（P—T方案）的集散控制思想，把控制系統分為三層：

a） 信息管理層：完成系統關鍵技術數據的設定、實時數據和運行狀態的監視與控制、歷史數據的查看、數據報表的記錄與打印、報警與故障的提示處理等功能；主要由上位工控機（IPC）、組態開發軟件、應用程序、通訊模塊等組成；

b） 控制層：主要完成各種控制動作命令、實時數據的采樣與處理、連鎖動作的關聯表達、控制算法的實現、異常現象的自動處理等功能；主要由可編程邏輯控制器（PLC）的開關量模塊、模擬量模塊、智能PID調節儀、變頻器、PLC應用程序等組成；

c） 設備層：主要接受來自PLC的控制命令，執行相應的動作或提供相應的檢測數據。主要由斷路器、交流接觸器、壓力變送器、溫度變送器、流量變送器、電動開關閥、模擬信號隔離分配器等組成。

五、結束語 綜上所述，鍋爐控制系統改造具有很好的市場發展空間和投資收益前景，值得廣泛地推廣。它不僅能夠通過自動化控制技術實現安全生產的目的，還能夠節煤節電并能使排放更環保，總之鍋爐的計算機自動化控制是鍋爐行業發展的大勢所趨，也是一項利國利民的發展方向。

鍋爐自動化控制范文3

關鍵詞：煤矸石；發電廠；熱工自動化控制；設計要點；工業生產；電力能源

煤矸石發電廠是綜合利用煤炭資源的電力生產設施，我國從20世紀90年代中后期就注重挖掘及利用煤矸石作為電能生產原料，從而使電力能源生產達到了生產能源高效循環利用的效果。隨著電力需求的加大，在煤矸石發電廠中，大容量及高參數的發電機組逐漸增大，這就給煤矸石發電廠熱工自動化控制提出了更高要求。如何有效設計煤矸石發電廠熱工自動化控制系統，值得深入探究。

1發電廠熱工自動化基本概述

發電廠熱工自動化伴隨自動化控制技術發展而發展，主要是指發電廠在進行電力生產時，在電力設備的控制方式、設計方式及相應的儀表設備安裝控制上所采取的一種基于信息處理的自動控制模式。從中可見，發電廠熱工自動化的發展進步有賴于信息技術、自動控制技術、芯片技術及通信技術等方面的成熟，而從現階段我國各大發電廠的熱工自動化設計及控制實踐中看，其主要依托于計算機技術、控制技術、通信技術等。在社會各行業對電力能源形成更高需求的背景下，電力工業對自動化水平提出了更高要求，電力行業也逐步向著高參數、大容量、多機組、大電網的方向發展。這就迫切需要煤矸石發電廠要注重在熱工自動化控制系統、發電廠綜合控制方式、發電廠運行組織、發電廠電力設備的可控性程度及發電廠電力主設備及附屬設備的布置等諸多環節都要提高熱工自動化控制的效率。

2煤矸石發電廠熱工自動化控制設計及應用的重要性

從煤矸石發電廠的設備運轉情況來看，其集中產生經濟效益及社會效益的主設備是汽輪發電機組及循環流化床鍋爐，在這兩個主要設備中采用熱工自動化控制設計，能夠起到改進煤矸石發電廠設備運行效率、增強發電廠電能產出水平的作用。首先，煤矸石發電廠熱工自動化控制設計可以使發電機組在運行上更加精準，穩定煤矸石發電廠額定參數。借助于熱工自動化控制，煤矸石發電廠的發電機組能夠在自動化控制系統的輔助下，對發電機組的額定參數進行精準控制，使其始終保持在正常參數范圍內，相比于以往的采用人工方式對機組的模擬儀表等設備進行參數調整，熱工自動化控制可以提高調整的精準度，用最小的能耗換取最大的發電機組運行效益。其次，煤矸石發電廠熱工自動化控制設計能夠助推發電廠生產過程的信息化控制水平，保障發電廠的安全穩定生產。從現階段的自動化控制技術發展來看，數據挖掘處理技術、數據存儲及融合技術、數據傳輸技術等都有了較大程度的發展。再加上計算機技術的逐步成熟，在煤矸石發電廠中采取熱工自動化控制設計，可以使發電廠生產控制及日常管理信息化控制水平得到極大提升。而在煤矸石發電廠的安全穩定生產環節，主要是通過熱工自動化控制技術，提高發電廠機組運行的穩定性和安全性，將發電機組誤操作的幾率降低，并憑借職能模糊控制系統及網絡，對設備故障進行準確定位，將故障排查時間降至最低。以煤矸石發電廠汽輪機運行狀況監督及檢查為例，通過采用輪機數字電液控制系統，能夠有效減少汽輪機停機時間，避免因為汽輪機停機時間過長而導致煤矸石發電廠出現較大的經濟損失。最后，煤矸石發電廠熱工自動化控制設計可以極大地節約勞動力，提高發電廠工作效率。煤矸石發電廠采用熱工自動化控制中的相關技術，如數字電液控制技術及分布式控制技術，可以使發電廠實現設備、機電、鍋爐等主要生產設備的一體化及智能化控制，從而有效地節省各部位機組值班人員的數量，為煤矸石發電廠值班人員資源的有效利用創造條件。通過對煤矸石發電廠熱工自動化控制系統的應用實踐情況看，在一些高容量、大機組的發電廠中，借助熱工自動化控制系統及技術，一方面使人工操控機電設備及由此引發的操作失誤幾率大為減少；另一方面發電廠機組運行的穩定性得到了增強，相應的機組檢修及機組監管人員在工作強度及人員配備數量上可以大幅降低。

3煤矸石發電廠中熱工自動化控制設計要點探究

煤矸石發電廠熱工自動化控制設計主要應用于自動檢測、自動控制、自動報警及自動保護等多個方面。下面結合某煤矸石發電廠熱工自動化控制設計實踐，對熱工自動化控制設計的相關要點加以分析：

3.1煤矸石發電廠熱工自動化控制設計案例概況

以某煤矸石發電廠熱工自動化控制設計為例，該發電廠擬設計規模大小為3×75t/h的中溫中壓燃氣爐，并搭配打孔抽汽式汽機及中溫中壓空冷設備，后者的規格大小為2×25MW。具體到本煤矸石發電廠工程的設計環節，涵蓋了發電廠空冷系統、發電廠鍋爐設備、發電廠除氧給水施工及發電廠汽機設計等。該工程發電機組具備了變負荷調峰功能，在主給水系統、熱力系統及主蒸汽系統的設計中采用母管制，為確保發電機組的正常穩定運行，發電廠又配置了型號為B-MCR的5臺給水泵。高壓加熱器（2臺）、低壓加熱器（1臺）、除氧器（1臺）構成了發電廠汽機的回熱系統。在汽機排氣時主要采用空冷系統。

3.2煤矸石發電廠熱工自動化控制的方式

在某煤矸石發電廠熱工自動化控制設計中，在對本工程規模需求加以分析后，設計人員設置了集中控制室及電子設備間各兩個，其中，在發電廠主廠房內3#-4#柱間布置1號集中控制室，在發電廠主廠房7#-8#柱間布置2號集中控制室，在控制室的標高設計上，將其與發電廠汽機運轉層高度持平。在電子設備間內放置DCS控制柜，在發電廠主廠房的2#-5#柱間布置1號電子設備間，在6#-9#柱間布置2號電子設備間，并在其旁設置熱工檢修間。在控制室外設置鍋爐熱力配電盤，并借助工業電視對鍋爐的運轉情況及其汽包水位進行可視化監控及切換。

3.3煤矸石發電廠熱工自動化控制設計

在煤矸石發電廠的熱工自動化控制設計中，針對機組運轉的監控，主要借助DCS，即分散控制系統，該系統具備輔機順序控制系統、數據采集系統、模擬量控制系統等模塊。借助鍵盤及CRT作為控制室監控設備。具體控制設計要點如下：3.3.1MCS系統設計。MCS系統也即模擬量控制系統，在進行熱工自動化控制設計時，設計人員主要針對煤矸石發電廠的主蒸汽母管壓力、鍋爐給水、除氧器壓力、空冷系統、鍋爐主汽壓力、主蒸汽溫度、除氧器水位、排氣裝置水位等進行了自動控制設計。3.3.2DAS系統設計。DAS系統是數據采集系統的簡稱，主要通過對煤矸石發電廠機組運行的相關設備設置相應的測點，對其運行的狀態信息加以采集及提取，然后將之傳輸到煤矸石發電廠設備維檢人員處，通過對機組運行數據信息加以自動分析，形成對應的提示信息，反饋給設備檢修維保人員，從而保障發電廠設備機組安全穩定運行。在煤矸石發電廠數據采集系統的熱工自動化控制設計中，主要是發揮DAS系統在操作、成組、報警、棒圖等方面的顯示功能；設備定期記錄、設備運行故障順序及追憶記錄、設備跳閘記錄等各類制表記錄功能；設備性能計算功能；設備運行歷史信息數據儲存檢索功能等。3.3.3SCS系統設計。SCS系統設計，即輔機順序控制系統，主要是為煤矸石發電廠機組設備在開啟、運行及停運過程中最大程度地將人員的人工操作頻率加以縮減，通過設置相關的子組，提高發電廠機組在運行操作過程中的自動化水平。在SCS熱工自動化控制設計中，主要是通過對發電廠的鍋爐燃氣系統、電動給水泵組、空冷系統、鍋爐排污系統、高壓加熱器系統等主系統進行自動化設計。3.3.4輔機聯鎖設計。煤矸石發電廠輔機聯鎖設計是熱工自動化控制的重要環節，在該環節中，主要的設計要點及聯鎖裝置有以下方面：發電廠汽包水位定值檢測及汽包事故放水門聯鎖設計、除氧器水位定值檢測及除氧器事故放水門聯鎖設計、發電廠凝結水泵故障檢測及凝結水母管壓力值檢測聯鎖設計等。在輔機聯鎖設計中，應發揮熱工自動化控制裝置的邏輯判斷能力，通過設計及把握順序控制的步驟流程，使輔機聯鎖設計具備自動控制功能。3.3.5保護設計。煤矸石發電廠熱工自動化控制設計主要針對以下情況：發電廠設備機組汽包水位、爐膛壓力數值過高或數值較低時，此時會出現停爐保護；發電廠機組出現過大的電力負荷荷載，此時會伴隨有汽輪機跳閘反應；發電廠機組出現引風機停止及MFT動作等。當出現機組軸向位移量及軸振過大、軸承回油、主保護動作啟動、汽機超速、高壓及低壓缸出現脹差、透氣防逆流保護啟動、推力瓦產生高溫等情況，相應的保護設計動作即會啟動。

4結語

在發電廠技術及自動化控制技術獲得迅猛發展的當代社會，煤矸石發電廠在機組容量上實現了高度增長，也同步對發電廠運行及控制質量提出了更高要求。煤矸石發電廠熱工自動化控制設計是改進發電廠運行質量的重要技術保障，在進行煤矸石發電廠熱工自動化控制設計時，要密切關注最新的科技進展，不斷對控制理論及控制實踐進行豐富創新，以此提高發電廠自動化控制水平。

參考文獻

[1]李照亮．熱工自動化控制在煤矸石發電廠中的相關設計研究[J]．企業技術開發（下半月），2015，（1）．

[2]俞蘭麗．全稱煤矸石發電廠熱工自動化控制設計探究[J]．大科技，2014，（27）．

鍋爐自動化控制范文4

關鍵詞：過程裝備與控制工程；實驗裝置；應用

前言

在過程裝備及其控制工程專業的教學過程中，受到客觀因素的影響，比如教學機械、工作環境、工作技術等的影響，往往不能取得良好的經濟效益，為了解決這種問題，我們必須進行過程裝備控制實驗裝置的開發及其應用，從而有效提升自動化技術的應用效益。

1 實驗裝置的整體設計思路及其構造狀況

在社會發展過程中，自動化技術體系扮演著重要的社會經濟地位，這一技術的存在能夠極大促進我國機械工程產業的發展。從客觀上來說，一個國家的自動化技術水平決定了其國家的工業發展水平。自動化工程技術已經成為每個工業技術人員的必備技術。為了適應新型的世界工業發展趨勢，自動化技術必須不斷進行改革，尤其是進行過程裝備控制實驗裝置的改革，從而滿足自動化技術的發展應用要求。為了滿足這一需求，作者就實驗裝置進行分析，針對其設計思路、裝置的構建及其應用狀況進行分析。

在過程裝備控制實驗裝置應用中，它包含著一系列的控制系統，比如流體機械、具備代表性設備，常見的有鍋爐、反應器、水泵等。為了滿足日常工作的要求，進行不同控制對象的組態實驗室必要的，不能單單進行對象的實驗，需要串聯多個對象進行系統的控制。在控制裝置的應用過程中，其控制對象要具備自動化控制的能力，要涵蓋壓力、流量等自動化工藝參數。

在實驗應用過程中，這些自動化控制儀表需要進行集中化安裝，這樣可以方便工作人員的日常操作。整體的實驗裝置必須進行信號聯動保護裝置，從而極大的維護設備的安全性。在實驗裝置系統的應用過程中，要保證數據采集的獨立性，落實好工作數據的記錄工作，從而滿足現階段實驗數據的收集及其分析處理工作。實驗裝置的控制系統必須符合社會工業的生產需要，滿足當下過程裝備控制實驗裝置的工作要求，這也需要保證該裝置系統的整體效益性，必須進行該裝置系統成本的控制。

需要根據以往的設計思想，進行實驗裝置的基本構造狀況的優化，進行裝備控制實驗裝置的應用，為了滿足實際工作的要求，我們必須進行兩套過程裝備控制實驗裝置的設計及其組裝，這兩套裝置的基本構造必須具備相同性，當然這兩者也存在一定的裝置構造差異，比如電動閥與氣動閥的裝置差異。該裝置的系統構成由三個方面組成，分別是操作控制臺、控制對象及其供水系統。

供水系統的目的是進行裝置系統內部對象的模擬水提供，該裝置系統主要提供自來水、水泵水等。操作者可以進行控制面板的控制器進行系統的控制，進行系統變頻器的控制，從而滿足設備的操作要求，進行系統供水量及其供水壓力參數的控制。

該裝置系統的設計主要是針對工業生產實際狀況進行模擬，其控制對象是針對工業生產實際情況進行模擬。它的控制對象涵蓋了各個部分，分別是鍋爐、管道、容器、手動控制閥門等。在實驗應用過程中，要依靠這些控制對象進行各種操作系統的組裝，尤其是針對溫度系數、壓力系數等進行自動化的控制，從而滿足過程裝備控制實驗裝置的應用需要。

這套過程裝備控制實驗裝置主要實現了對工業生產的模擬，比如帶夾套的容器是對工業生產中鍋爐的模擬，主要是利用它進行工業鍋爐生產過程中的進水量、液位等控制。在該裝置的應用過程中，需要將鍋爐的加熱功率進行一定的控制，為了更好的進行裝置系統的保護及其控制，需要進行鍋爐整體溫度的控制。通過對該設計模塊的優化，可以避免熱水的操作失誤而出現一系列的燙傷狀況。從控制對象的角度上來說，其應用特點，就是利用快速連接器進行實驗過程的組裝，從而滿足不同實驗及其不同工業生產條件的要求。

在這一過程中，操作控制器實現了不同關鍵控制按鈕的結合，這就有利于操作者的現場操作。它的操作控制臺的儀表盤面也為操作者提供一系列的動手機會。操作人員可以根據自己的需要，進行操作系統各個部件的組裝，從而制作成一個適合自己的操作平臺。

2 整個裝置系統的應用策略

過程裝備控制實驗裝置具備功能的廣泛性，它可以利用控制對象的連接及其流程變化狀況，進行不同流程的操作，從而進行不同工業條件的真實模擬，該狀況的應用方法是進行軟管制成的快速連接器的利用，從而進行不同控制對象的連接，這樣就形成一個有機整體，通過對不同連接方式的應用，可以滿足不同工業場景的模擬，該裝置具備廣泛的功能性，在調節閥串聯或者并聯時，能夠進行流量變化規律的找尋。

可以滿足單容或者多容的被控對象的數學模型測試要求。能夠對容器、高位水箱等液位展開一系列的自動化控制。能夠針對鍋爐內部的溫度進行簡單化的自動性控制。能夠針對鍋爐的出水量進行簡單的自動控制。能夠針對水泵等進出水壓進行一系列的自動控制。能夠進行鍋爐進出水量及其進出水壓的相互關系的測試。

在實踐應用過程中，我們將高位水箱內部的水作為水源，其進水閥是一種基本執行器，可以針對過濾內部的水位進行自動化控制，該裝置系統具備良好的操作性。在裝置操作時，首先針對高位水箱的液位進行觀察，觀察其水量，高位水箱內部的水流入鍋爐時，可以省下30%的水，從而保證高水水箱的液位高于水泵液位，這樣就可以保證燒壞水泵、水泵空轉情況的避免。

從過程裝備控制實驗裝置的應用角度上來說，通過對軟管快速連接器的應用，可以進行低壓進水的應用，實際上低壓進水也就是進水閥入口與高位水箱出水的連接，進行鍋爐進水口及其水閥出口的連接，進行鍋爐內部出水及其水池入水的連接，這樣就能形成一個比較連貫的過程裝備控制實驗裝置系統。

這也需要進行操作控制臺的連接端子的連接，并且做好各個連接部分的檢查工作，觀察其是否存在接錯或者未接牢的情況，如果連接無誤再進行主電源的接通。這也需要進行控制操作臺的各個智能自動調節器的相關參數設定，針對其人工智能調節器等做好工程整定工作，進行最有效的控制器參數的確定，更好的進行控制系統的性能控制。

實踐證明，過程裝備控制實驗裝置完全滿足預期的設計標準，能夠進行工業生產過程的模擬，針對其溫度參數、壓力參數、流量參數等進行有效的自動化控制，大大提升了過程裝備及其控制工程專業的實驗效益，為自動化專業、化學工程專業等提供了良好的實驗環境。過程裝備控制實驗裝置的應用，可以有效模擬工業生產的實際環境，解決實際問題，能夠大大提升日常的工作效率效益。

3 結束語

除了過程裝備控制實驗裝置的應用，仿真的計算機組態軟件數據采集系統也在不斷研發，通過對該系統的研發，能夠進行計算機自動化測試環節、過程裝備環節、計算機動態軟件數據采集環節等的協調，從而保證該實驗裝置體系的健全。

參考文獻

[1]張雁冰.過程裝備產品設計系統的研究與開發[J].工程圖學學報，2008.

鍋爐自動化控制范文5

關鍵詞：發電廠；電氣自動化；設計；應用

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1671—7597（2012）0510129-01

隨著科學技術的不斷進步，發電廠企業在電氣綜合自動化系統方面取得了很大的進展，國家電力事業機組容量擴大，電氣綜合自動化程度大幅提升，對電氣自動化監控的范圍也增加不少，下面是發電廠電氣綜合自動化系統的設計原理。

1 電氣自動化系統的設計原理

發電廠的電氣綜合自動化系統需要結合智能儀器、計算機設備、熱能工程知識，來分析控制熱力學參數。它通過檢測、控制管理在生產過程中實現安全、提高產量和質量、增加效率、降低能耗。通過對發電廠的鍋爐、相關機器設備的自動化控制，達到機組自動適應隨時變化的效果，確保了安全可靠的生產環境。大多數的電氣綜合自動化系統由三部分組成，即測量系統、執行系統和控制系統。在原理結構上測量系統和執行系統沒有區別，都是引入了智能化設備和微處理器。通過計算機進行遠程的操作控制，在現場總線方面，它的核心是計算機操作系統。火電廠的不同之處在于涉及的設備很多，熱力系統也很龐大，加上生產過程也很復雜，在惡劣的生產環境下，絕大多數的設備需要經受高溫、高壓、易燃等不利因素的考驗。電氣自動化控制系統還囊括了自動檢測、順序控制和自動報警等內容。SIS技術在慢慢走向成熟，DCS的迅速發展掀起了火電廠建設信息化的新浪潮，火電廠紛紛轉向數字化的發展方向。發展速度是在提高，但還有問題需要處理，比如鍋爐的整體控制程度還很低，儀表工藝和熱力測量也需要進一步提高，安全監視及相關保護設備的覆蓋面很過于狹窄，功能也不是很全，機組自動化調節的投入率不高，程序系統開環利用少，投入使用也少。單元機組實現了集中控制和電氣控制，采用一臺單元機組僅安排一位值班工作人員操作，使電氣控制、汽輪、鍋爐達到整體的效果，這一點，使我國的發電廠電氣綜合自動化水平就會在國際上具有很高的競爭力。隨著電氣綜合自動化控制新技術的不斷采用，有關新原料、新原理和新工藝的傳感器和變送器被迅速開發利用。控制系統和控制裝置發展速度日新月異，在生產實踐過程中也要廣泛的采用新理論和新策略。

2 電氣自動化系統的應用

2.1 單位機組監控方面

發電廠DCS的普及使單位機組的監控更好實現，在電力行業單位機組的智能監控程度還很低，雖然在國內許多化工、冶金行業中智能化的監視和控制軟件被廣泛的采用也取得了一定的企業效益，但我國電力發展時間短暫，幾年發展才有所提高，隨著電力技術的不不斷應用，發電廠單元機組智能監控也會不斷的成熟。發電廠開始采用信息智能化的軟件和相關的儀表。比如可以對現場智能傳感器設置遠程控制和組態的儀表智能管理軟件，也可以遠程的修正安裝位置和零位漂移。對精度進行自動的標注，計算出各個產生的誤差，把生成的曲線報告標定好，自動跟蹤記錄儀器儀表的狀態變化，例如零位是否漂移、掉電、取壓管路是否堵塞。閥門智能控制軟件可以智能的對閥門進行調試和標定、在線組裝，判斷閥門是否卡住，閥芯是否磨損等。做完閥門性能的全面評估后對實現維護提供策略。掌管重要轉動設備狀態的智能控制軟件對重要轉動設備狀態進行分析，重要轉動設備包括引風機、給水機、送風機，它的采用要建立在可靠狀態的監控技術上，通過振動和機電診斷，對是否存在不平衡、軸承磨損、負荷過重等現象進行綜合快速分析，識別出發生故障的原因，在故障還沒有達到惡劣的影響程度下發出警報，對停止檢修提供幫助和指引。智能化報警軟件通過報警的信號的分析、統計和預測，對機組未來可能的發展趨勢和發展狀態進行分析判斷，用指導工作人員的方法操作。還要用到故障預測軟件、故障診斷軟件、狀態維修軟件，它們都具有專業性，對正在運行的機組進行安全的全面分析判斷，最大限度發揮機組的潛力。單元控制智能化會轉變機組檢修的方式，改變以往被動式、定期式的方式，轉向主動式、預測式的維修方式，檢修計劃也會根據實際機組的運行狀況進行合理的、科學的安排。

2.2 優化控制過程方面

電氣綜合自動化技術的應用是為了提高了模擬量控制系統調節的范圍和質量指標。目前一些模糊控制、狀態預測控制、自適應和人工神經網絡系統等技術在不少發電廠中被采用，它們有的達到了很好運行效果。電力行業競爭不斷激烈化，發電廠需要采用安全的、為企業帶來經濟效益的、通用性強的、方便安裝調試的控制優化專用軟件。它們對于燃燒以及蒸汽溫度的優化起到很大的作用。現在機組采用的AGC都是單機的模式，通過調度把負荷直接的轉發給AGC機組。由于電網的負荷變動很快，投入的AGC機組不斷處于相應變化的變負荷狀態，使鍋爐的蒸汽壓力和鍋爐的內部溫度波動范圍過大，擋板、輔機和閥門等機器設備頻繁產生動作，這就需要從過程方面進行電氣自動化改進。生產成本的不斷增加，發電廠要從不同的各個角度去分析如何才能降低電廠的生產成本，延長機組設備的使用壽命。目前發電廠采用了負荷全場的分配系統，就是通過電網對電廠一個關于全部電廠的負荷命令，對全部電廠的全廠進行系統負荷分配，在機組煤耗成本的前提下，在機組變化允許的范圍內安排選擇機組的負荷任務，達到電廠煤耗成本和發電成本降低的效果。AGC單機式的方式對全廠負荷方式進行了轉變分配，SIS系統也結合實際的身材進行了再一次的開發利用，自身應用技術使其高效的、安全的、環保的進行生產工作。

2.3 管控操作方面

管控一體化指DCS和MIS管理信息系統結合，彼此滲透，結合成為一個層次面廣的、集管理控制、網絡化的、調度決策于一體的綜合自動化控制系統。在未來的工程建設方向會全面安裝廠級的管理信息系統，這個系統基于單元機組DCS。廠級管理信息系統通過對單元機組監控網絡提出信息，然后加工成廠級管理監控信息，在遠程計算機系統的幫助下對電網調度系統發送相應的信息，接受調度的指令。這樣一來，實現了整個電網管理控制的一體化。

鍋爐自動化控制范文6

關鍵字：火力發電；自動化；電氣技術；發電項目

0 引言

火力發電項目是一種發展比較成熟的發電技術類型。在火力發電項目技術不斷進步的過程中，電廠電氣綜合自動化程度逐漸增強。使用自動化控制技術服務于生產，穩定性較高的電氣自動化控制設備往往具有較長的機器使用壽命，可以保證火電廠發電的可持續性發展。

1 我國目前的火力發電效率和自動化技術運用效果分析

在電廠電氣綜合自動化系統方案優化中，技術人員可以采用以太網作業生產控制媒介，實現對于火力發電機整個系統的控制。為了提高電氣自動化控制的效率，技術人員應該努力利用服務器冗余，在現場總線DPU控制下實現通信管理機冗余控制。電源及部分電動機的運轉情況也會受到現場總線的管控，為了提高控制的效率，技術人員應該使用質量更好的硬接線。

火力發電的方式是我國最為主要的發電類型，通過分析我國發電量結構，我們發現火力發電量生產效率有明顯的下降。2014上半年的1月到7月，我國的發電量結構中火力發電類型占全國發電量的79.64%，水電占能源結構的14.40%，并網風電和核電、并網太陽能等發電形式占能源結構的余下部分，總量僅為5.96%。到了2015上半年的1月到7月，我國的發電量結構中火力發電類型占全國發電量的比例下降到了79.00%，水電占能源結構的15.51%，并網風電和核電、并網太陽能等發電形式占能源結構的余下部分，總量僅為5.49%。但是，火力發電的原料消耗并沒有顯著下降，而火力發電量的比重卻明顯下降了。因此，開展火力發電電氣自動化技術的攻關工作，實現對于火力發電過程的全階段控制，努力降低原材料的損耗率，從而顯著提高活力發電設備的生產效率。

2 火力發電中電氣自動化技術的應用探討

2.1 科學建構通用標準的服務結構

電廠電氣綜合自動化系統中的工程師站和操作員站，主要負責控制發電活動中通信管理機設備，對通信管理機的冗余信息進行甄別和處理。在現場總線的控制之下，其他類型的智能設備，負責監測火力發電電動機的運行情況。

選擇合適的火力發電變頻器，能夠提高火力發電的整體效率。小功率的低壓變頻器設備，適合使用在頻率為6KV左右的電機設備上，降壓變壓器設備在200KW以上的火力發電廠環境，此時的變頻電機應該使用380V-690V的標準，此時的火力發電自動化控制效果達到最佳水平。輸出升壓變頻器設備運行穩定的火力發電系統，適合使用在頻率為6KV左右的電機設備上，降壓變壓器設備在300-1000KW以上的火力發電廠環境中，此時的變頻電機應該使用6KV電機的標準設備，此時的火力發電自動化控制效果達到最佳水平。高壓大容量變頻器設備，適合使用控制主線中頻率為6KV左右的電機設備上， 輸入隔離變壓器設備在1000KW以上的火力發電廠環境中，此時的變頻電機應該使用6KV的標準功率。保證在自動化控制下，變頻器的靈敏程度得到有效保障。

2.2 合理實施全通型節能電氣控制

在SIS和MIS的遠程自動化控制之下，火力發電機的整體運行情況處于通信網關的監理和控制之下。其中，DCS主站主要負責考察硬件防火墻設備的運行情況，對于病毒入侵后篡改發電廠指令程序的惡意行為進行預防控制。

現象控制系統還能夠實現對于公用設備運行狀況的檢測，一旦發現火力發電廠工作室內溫度過高現象，監控系統會發出警報，提醒工作人員對公用設備進行轉移處理。電氣自動化技術在火電廠生產過程中的運用比較全面。其中，火電廠鍋爐處加熱器溫度的高低受到電氣自動化監控體系的控制，火電廠爐膛根據過熱器溫度的高低決定是否需要添加煤料。并且，在過熱器自動化控制體系的運轉過程中，技術人員能夠通過對鍋爐溫度的讀取，進行燃燒煤料添加與否的控制。

2.3 火力發電原料的集中自動控制

推廣省煤器的運用，能夠實現節約火力發電廠燃料的目的，既能夠以最少的能源支出獲取最高的投資回報，又能夠實現環境節能的建設目標。

電氣自動化控制技術還能夠實現對于發電系統給水標準的控制，根據高壓熱器數據波動的情況，進行給水泵運行操作控制。分析各類火電廠發電效率的具體數據，能夠找到實現火電運行節能的有效方案。其中，中壓電廠的鍋爐熱損失率為11%左右，汽輪機的機械損失率為1%左右，發電機損失熱效率為1%，管道系統損失率為1%，汽輪機排氣熱損失效率為61.5%，總損失效率為75.5%。因此，中壓電廠的發熱效率最低，總發熱利用轉換率僅能達到四分之一左右。采用系統設計更加科學的高壓發電自動技術服務于生產，能夠顯著提高火電廠的發熱效率。

3 超高壓電廠系統設備自動化火力發電生產技術的相關探索

超高壓電廠的自動化控制程度比較高，它的控制系統能夠根據間隔層的運行狀態，實現對于火力發電機組的發變設備保護。根據電氣系統的測控數據，進行自動化控制網絡層節能措施的運用。

實現對于發電機、變壓器和高備變壓器的節能控制。其中，超高壓電廠的鍋爐熱損失率為9%左右，汽輪機的機械損失率為0.5%左右，發電機損失熱效率為0.5%，管道系統損失率為0.5%，汽輪機排氣熱損失效率為52.5%，總損失效率為63%。與中壓電廠相比，我國的超高壓系統設備的自動化技術運用效果更好，使用主備兩臺的通信站控制系統，保證電力生產活動中DCS設備和電力調度運轉情況良好。其中，我國的超高壓發電設備在自動化控制技術的支持之下，發熱利用率能夠達到37%左右。但是，超高壓發電設備系統的建設成本比較高，使用直流系統用于生產控制，智能電渡表的智能化水平還不夠高。從整體上來說，我國的超高壓自動化控制系統，與國際上先進的超臨界自動化控制發電系統的技術差距還比較大。因此，為了提高我國發電自動化技術，技術人員應該重視設備的引進和技術系統的改造升級。

4 結束語：

火力發電系統中的保護測控裝置是自動化系統預防漏電現象發生的，通過現場總線的控制實現對于電動機運行和停轉兩種狀態的遠程處理。在火力發電廠運行過程中，為了提高電氣自動化生產的安全性，技術人員應該重視對于火力發電機運營情況的信息采集，應該及時地形成日志記錄，并且采用網絡打印機設備對日志記錄進行整理，服務于后期的火力發電生產活動。

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