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工业锅炉的自动化控制方案

工业锅炉的自动化控制方案

一、概述

锅炉微机控制，是近年来开发的一项新技术，它是微型计算机软

件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物，我国现

有中、小型锅炉30多万台，每年耗煤量占我国原煤产量的1/3，目前

大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染严重的生产状态。

提高热效率，降低耗煤量，降低耗电量，用微机进行控制是一件具有

深远意义的工作。

二、工业锅炉采用微机控制和原有的仪表控制方式相比具有以下明显

优势

1．直观而集中的显示锅炉各运行参数。能快速计算出机组在正常运

行和启停过程中的有用数据，能在显示器上同时显示锅炉运行的水

位、压力、炉膛负压、烟气含量、测点温度、燃煤量等数十个运行参

量的瞬时值、累计值及给定值，并能按需要在锅炉的结构示意画面的

相应位置上显示出参数值。给人直观形象，减少观察的疲劳和失误；

2．可以按需要随时打印或定时打印，能对运行状况进行准确地记录，

便于事故追查和分析，防止事故的瞒报漏报现象；

3．在运行中可以随时方便的修改各种运行参数的控制值，并修改系

统的控制参数；

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4．减少了显示仪表，还可利用软件来代替许多复杂的仪表单元，（例

如加法器、微分器、滤波器、限幅报警器等），从而减少了投资也减

少了故障率；

5．提高锅炉的热效率。从已在运行的锅炉来看，采用计算机控制后

热效率可比以前提高5-10%，据用户统计，一台20T的锅炉，全年平

均负荷70%，以平均热效率提高5%计，全年节煤800吨，按每吨煤

380元计算每年节约304000元；

6．锅炉系统中包含鼓风机，引风机，给水泵，等大功率电动机，由

于锅炉本身特性和选型的因素，这些风机大部分时间里是不会满负荷

输出的，原有方式采用阀门和挡板控制流量，浪费非常严重。通过对

风机水泵进行变频控制可以平均节电达到30%-40%；

7．锅炉是一个多输入多数出、非线性动态对象，诸多调解量和被调

量间存在着耦合通道。例如当锅炉的负荷变化时，所有的被调量都会

发生变化。故而理想控制应该采用多变量解偶控制方案。而建立解偶

模型和算法通过计算机实现比较方便；

8．锅炉微机控制系统经扩展后可构成分级控制系统，可与工厂内其

他节点构成工业以太网。这是企业现代化管理不可缺少的；

9．作为锅炉控制装置，其主要任务是保证锅炉的安全、稳定、经济

运行，减轻操作人员的劳动强度。在采用计算机控制的锅炉控制系统

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中，有十分周到的安全机制，可以设置多点声光报警，和自动连锁停

炉。杜绝由于人为疏忽造成的重大事故。

综合以上所述种种优点可以预见采用计算机控制锅炉系统是行

业的大势所趋。下面我们来共同探讨锅炉控制系统的原理和结构。

三、锅炉微机控制系统的组成

锅炉微机控制系统，一般由以下几部分组成，即由锅炉本体、一

次仪表、PLC、上位机、手自动切换操作、执行机构及阀、电机等部

分组成，一次仪表将锅炉的温度、压力、流量、氧量、转速等量转换

成电压、电流等送入微机。控制系统包括手动和自动操作部分，手动

控制时由操作人员手动控制，用操作器控制变频器、滑差电机及阀等，

自动控制时对微机发出控制信号经执行部分进行自动操作。微机对整

个锅炉的运行进行监测、报警、控制以保证锅炉正常、可靠地运行，

除此以外为保证锅炉运行的安全，在进行微机系统设计时，对锅炉水

位、锅炉汽包压力等重要参数应设置常规仪表及报警装置，以保证水

位和汽包压力有双重甚至三重报警装置，以免锅炉发生重大事故。

四、微机控制系统的组成

微机控制系统由工控机、显示器、打印机、PLC、手操器、报警

装置等组成，能完成对给水、给煤、鼓风、引风等进行自动控制，使

锅炉的汽包水位、蒸汽压力保持在规定的数值上，以保证锅炉的安全

运行，平稳操作，达到降低煤耗、提高供送汽质量的目的，同时对运

行参数如压力、温度等有流程动态模拟图画面并配有数字说明，还可

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