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引言
隨著改革開放的不斷深化，我國綜合國力得到了不斷的提升，而工業(yè)作為我國經濟發(fā)展中的支柱產業(yè)，也在迅猛的發(fā)展。工業(yè)鍋爐作為與人們息息相關的產業(yè)，在人們的日常生活中扮演著不可或缺的角色。鍋爐的實際運行是一個龐大且復雜的系統(tǒng)性工程，無論是運行還是管理，其難度都比較大，鍋爐運行效率低，嚴重浪費能源，因此如何有效降低能源的消耗是目前相關工作人員需要研究探索的重要問題。在此背景下，鍋爐自動化控制系統(tǒng)應運而生。鍋爐自動化控制技術可以有效解決能源過度消耗的問題，大大節(jié)省了生產成本，減少了對環(huán)境的污染程度，為工業(yè)鍋爐運行提供了更大的便捷，更優(yōu)質的服務，使生產效果更優(yōu)，備受歡迎和應用。
1 鍋爐自動化控制系統(tǒng)的工作原理
鍋爐自動化控制系統(tǒng)的工作原理主要就是通過將除氧水加入水泵的調節(jié)閥內，通過省煤器的一系列處理，將其變成溫水，再經過汽包的加熱作用，使水體沸騰，最終形成蒸汽。在產生蒸汽的過程中，為了達到蒸汽面積的最大化，就要確保水位位于鍋爐中汽包的中間位置，只有這樣，才能使得蒸汽從蒸汽閥中排出。此時，空氣就會迅速進入到空氣預熱器設備中，并經過相應環(huán)節(jié)的加工和處理，產生延期預熱現(xiàn)象，這就是熱空氣形成的過程。
2 鍋爐燃燒調節(jié)系統(tǒng)
2.1 維持汽壓恒定
由于鍋爐運行過程比較復雜，很容易由于一些客觀因素而導致其運行狀態(tài)不穩(wěn)定，其中，維持鍋爐汽壓恒定是很重要的。如果汽壓發(fā)生變化，那么就表示鍋爐蒸汽量與負荷的耗汽量不相符，要改變這種現(xiàn)象，就要調整燃料量，以此改變鍋爐的蒸汽量。
2.2 保證燃燒過程的經濟性
鍋爐燃燒需要很多的能源支持，如果掌握不好運行狀態(tài)，就會造成能源浪費。因此，在改變燃料量時，也要相應地調節(jié)送風量，使兩者保持在科學合理的范圍內，從而保障鍋爐燃燒過程的經濟性，降低生產成本。
2.3 調節(jié)引風量與送風量相配合，以保證爐膛壓力不變
為了保障鍋爐良好運行，節(jié)省能源消耗，就要隨時掌握鍋爐燃燒調節(jié)系統(tǒng)，合理配置燃燒參數(shù)變量。燃燒調節(jié)系統(tǒng)是由三個單變量系統(tǒng)組成的，分別是蒸汽壓力調節(jié)系統(tǒng)、送風調節(jié)系統(tǒng)、爐膛負壓調節(jié)系統(tǒng)，三者之間既相互配合又相互獨立。在鍋爐燃燒時，要使引風量與送風量相配合，進而保障爐膛內的壓力不變，最終達到鍋爐正常運行的目的。
3 鍋爐房節(jié)能降耗的有效措施
3.1 鍋爐設備的節(jié)能降耗措施
3.1.1 燃煤鍋爐煤斗應采用分層給煤裝置
近年來，在鍋爐運行過程中具有運行效率較低、能源消耗大等缺陷，不僅造成了資源浪費，而且還污染了環(huán)境。因此，相關人員要積極探索節(jié)能減排的措施，減少能源消耗。首先可以從鍋爐設備入手，就燃煤鍋爐煤斗而言，可以應用分層給煤裝置。采用此裝置的目的在于在原有給煤技術的基礎上加以完善，使其更加科學合理地控制給煤量，并確保落煤的疏松性，一般情況下，給煤器是安裝在落煤口的位置上的。要利用相應的裝置將煤按照其粒度的大小進行分檔，并將爐排上的煤有序放置，使得通風合理，從而保障原煤的燃燒效率。
3.1.2 在燃氣鍋爐中設置余熱回收節(jié)能裝置
在燃氣鍋爐中設置余熱回收節(jié)能裝置也可以在一定程度上提高運行效率，加大燃料的燃燒面積，實現(xiàn)節(jié)約能源、減少消耗的目標。通常情況下，余熱回收節(jié)能裝置被安裝在鍋筒與燃氣鍋爐的給水泵之間，主要工作原理是利用尾部煙氣的余熱將水加熱，通過一定的反應后，充分提高鍋爐的熱效率。
3.1.3 建議選擇冷凝式鍋爐作為燃氣鍋爐
工業(yè)燃氣鍋爐的類型多種多樣，要想鍋爐在運行時節(jié)能降耗，就要根據日常生產的實際情況，科學合理地選擇鍋爐的類型。冷凝式鍋爐由于其特有的優(yōu)勢，是目前使用最多的鍋爐。冷凝式鍋爐可以將排放的煙氣中的汽化潛熱吸收出來，極大地降低了排煙系統(tǒng)的溫度。與一般的鍋爐相比，冷凝式鍋爐外殼采用的材料具有極高的密封性，保溫效果極佳，可以在極大水平上達到節(jié)能的效果，同時還能夠清除煙氣中的有害物質，有效保護了大氣環(huán)境。冷凝式鍋爐是鍋爐生產的首選設備。
3.2 鍋爐房節(jié)能降耗的綜合措施
3.2.1 做好鍋爐房人員的管理工作
物質決定意識，意識對物質具有能動作用；正確意識對事物發(fā)展促進作用，錯誤意識對事物發(fā)展起著阻礙作用。鍋爐房人員是鍋爐生產的核心力量，只有做好鍋爐房人員的管理工作，采取有效措施提升他們的技術水平，并在日常工作中積累經驗，才能在出現(xiàn)問題時提出合理化建議，從而提高鍋爐的運行效率。因此，管理部門要定期對鍋爐房人員進行教育培訓，不斷充實他們的理論知識，培養(yǎng)他們的節(jié)能降耗意識，保障鍋爐運行時的穩(wěn)定性和可靠性。另外，還要時刻關注鍋爐及其輔助設備的運行情況，一旦發(fā)現(xiàn)問題，及時提出解決對策，時刻確保鍋爐運行始終處于良好的運行狀態(tài)。同時，還要建立健全完善的獎懲制度，激發(fā)工作人員的積極性，提高他們的節(jié)能意識，做到節(jié)能降耗。
3.2.2 鍋爐房燃料計量考核節(jié)能管理
在鍋爐運行的過程中，相關人員要將燃料進行科學分配和合理使用，旨在盡最大化地節(jié)約能源。對燃料進行全方位的管理和應用，根據燃料的實際情況進行調節(jié)，保障燃料充分燃燒的有效性。另外，在燃料開始使用之前，首先要經過嚴格的檢驗，只有檢驗合格，才能正式投入使用。在儲存燃料方面，要將其按照不同的品質分開存儲，隨時調整燃料的品質，最終使燃料充分燃燒，減少能源的消耗。
4 結束語
隨著隨著我國科學技術的創(chuàng)新與完善，鍋爐節(jié)能運行逐漸成為相關部門與研究人員應當重視的內容。針對于工業(yè)鍋爐在運行時存在浪費能源的問題，經過技術人員的不懈研究和分析，鍋爐自動化控制技術應運而生，并迅速受到廣泛關注和歡迎，鍋爐自動化控制技術具有傳統(tǒng)鍋爐運行技術不可比擬的優(yōu)勢，不僅大大減少了生產成本，而且還提升了能源的燃燒率，節(jié)約了大量的資源，在今后鍋爐生產中值得推廣和應用。同時，還在鍋爐及其輔助設備、鍋爐房等方面提出了節(jié)能降耗的綜合性措施，在一定程度上為實現(xiàn)自動化控制技術在鍋爐生產中的可持續(xù)發(fā)展目標奠定堅實的基礎。
參考文獻
[1]于嶸.淺議鍋爐房自動化控制及節(jié)能措施[J].城市建設理論研究，2014（10）.
[2]孫凱剛.淺析采暖鍋爐自動化控制[J].黑龍江科學，2013（12）.
關鍵詞：溫度傳感器 PLC PID運算
中圖分類號：TM571 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）08-0006-01
隨著我國經濟的高速發(fā)展，燃煤鍋爐作為一種重要的動力設備，在工業(yè)生產、供暖、供熱等領域有較為廣泛的應用。但是，隨著人們的環(huán)保意識日漸加強，燃煤鍋爐的污染問題也漸漸的引起了人們的關注。由于鍋爐的燃燒會產生大量的氣體和有害煙塵，那么，如何減少二氧化硫、二氧化碳氣體的排放就成了要解決的問題，其中之一就是要提高鍋爐的運行效率，對其進行提升和改造，從而減少污染氣體的排放。
由于我國在使用中的鍋爐控制水平并不高，其能效比普遍低于國家標準，操作人員大多依靠經驗而非量化的值去操作，導致鍋爐長期處在高能耗、高污染的生產狀態(tài)。所以在本文中我們將使用PLC，即可編程控制器來對其生產運行過程進行控制。
1 PLC溫度控制的原理
在這里采用PLC中的PID算法對過程進行控制。原理如圖1所示。
系統(tǒng)中目標設定值為生產運行時爐膛內需要的溫度，閉環(huán)中PID控制器的溫度由溫度傳感器獲得，通過模數(shù)轉換變成數(shù)字量，設定值與傳感器輸送的值進行運算，將結果放入PID控制器，通過比例、積分、微分運算得到了一個數(shù)字量，然后經過控制上限和控制下限限位處理后，在進行數(shù)模轉化，將一個電壓信號傳送到固態(tài)繼電器，在控制爐排進而控制鍋爐的溫度。溫度傳感器有熱電偶和熱電阻兩類，由于燃煤鍋爐的爐膛內溫度較高，所以采用熱電偶作為系統(tǒng)中的溫度傳感器。熱電偶分為K和J型。其中K型為鎳鉻-鎳硅，按偶絲直徑不同，使用溫度-200到1300度， J型為鐵-康銅，按偶絲直徑不同，使用溫度-200到750度。分辨率分別為0.4度和0.3度，可根據具體的要求選擇。系統(tǒng)中的固態(tài)繼電器由輸入電路、隔離和輸出電路構成，固態(tài)繼電器的輸入端、輸出端采用光電隔離技術，將強電和弱電分開，弱電設備輸出的信號可以加在固態(tài)繼電器控制端上，無需添加保護電路。目標設定值、PID控制器、模數(shù)、數(shù)模系統(tǒng)構成PLC主控系統(tǒng)。PLC我們采用三菱的FX2N-48MR作為PLC主機，其輸入輸出點數(shù)較多，性價比較好。該系統(tǒng)的PID控制器（比例、積分、微分）一般采用專用的模塊FX2N-4AD-TC（采用4通道）來實現(xiàn)溫度的PID控制，本系統(tǒng)中模數(shù)、數(shù)模都由PLC實現(xiàn)，爐膛的反饋信號直接進入PLC以方便采樣，控制固態(tài)繼電器的電壓信號由PLC送出，從而控制爐排來確定爐內溫度。
2 鍋爐的自動調節(jié)控制
由于鍋爐的工作是由負荷確定，產生一定壓力的蒸汽和水，在既要完成工作的前提下，又要實現(xiàn)鍋爐的安全、可靠經濟，必須實現(xiàn)下列調節(jié)控制
汽包水位控制：作為本系統(tǒng)一個非常重要的控制變量、同時也是鍋爐運行的主要指標，控制的水位要求是20cm±10cm之間。如果水位過低，則包內水量少，而供熱負荷未變，在水的汽化效率未變的前提下，會使汽包內水量急劇變化，如未加以控制，水會全部汽化，最終導致鍋爐損毀。如果水位過高會對水汽分離的過程產生影響，會產生蒸汽帶液的情況，同時會使過熱器管壁發(fā)生結垢問題而無法使用，水位的過高或過低都會產生嚴重的后果，要對其進行嚴密的控制。
爐排轉速控制：爐排的轉速由PLC經過PID運算后控制，系統(tǒng)中由溫控傳送的信號決定了爐排的轉速，如反饋的信號比設定值SV小，則爐排要提高轉速，增大給煤量，加大燃燒。如反饋的信號比設定值SV大，則爐排要降低轉速，減小給煤量。由于系統(tǒng)中溫度是一個時變量，給煤量要跟隨運算后的大小來變化，正是在該控制中加入PID控制，使得燃煤的用量得到了定量的消耗。
出水溫度控制：出水溫度控制本質上就是爐排調節(jié)控制，通過調節(jié)爐排轉速即給煤量的多少來調節(jié)鍋爐的出水溫度。作為鍋爐的一項參數(shù)，采用電腦控制可有效避免人工控制的缺陷，電腦內要預設室外溫度下標準供水溫度和標準供水、回水溫度差的曲線，電腦首先應根據外界的溫度及一段時間內外界溫度的變化，模擬出外界溫度變化的曲線，在根據標準供水曲線，對比本系統(tǒng)出水溫度的標準值來反饋出水溫度的給定值。電腦根據出水的溫度值與給定值的偏差大小，通過其內部的算法來控制爐排的轉動速度，要使得出水溫度逐漸達到標準值。
3 結語
本文的設計是基于PLC控制的鍋爐控制系統(tǒng)的改造，能夠通過PLC實時控制鍋爐的運行，加裝溫度傳感器和FX2N-4AD-TC采樣能夠良好的反饋鍋爐的相關參數(shù)，實現(xiàn)該燃煤鍋爐系統(tǒng)的最優(yōu)控制。采用PLC作為其核心，系統(tǒng)編程靈活，操作方便。
參考文獻
[1]趙欽新.工業(yè)鍋爐安全經濟運行.北京：中國標準出版社，2003.2.
關鍵詞：鍋爐；燃燒自動化技術；方案；應用
前言
現(xiàn)階段工業(yè)鍋爐在運行過程中，大多數(shù)都存在熱效率較低的問題，并且會產生較為嚴重的污染。為了提高鍋爐的熱效率，提升能源利用率，我們需要通過鍋爐燃燒自動化技術的應用，來提高鍋爐燃燒熱效率，降低熱損失，此外，還需要根據對鍋爐進行全面的分析、調查，找到熱效率過低的原因，針對性的進行技術改造?，F(xiàn)階段，我國工業(yè)鍋爐大多以燃煤為主要原料，雖然我國的煤炭儲量較大，但是由于運行效率較低，造成了嚴重的能源浪費，還造成了嚴重的大氣污染，因此我們需要加大燃燒自動化技術的研究與應用。
一、燃燒自動化技術方案
鍋爐燃燒自動化是由鍋爐燃燒自動調節(jié)系統(tǒng)、熱負荷調節(jié)系統(tǒng)以及爐膛內負壓子系統(tǒng)等幾部分組成。其中燃燒自動調節(jié)系統(tǒng)主要的作用是矯正信號的比值，并在實際的操作過程中，通過調節(jié)水溫的方式，調解鍋爐排轉，繼而實現(xiàn)供水溫度的有效調節(jié)。此外，由于熱負荷調節(jié)系統(tǒng)決定風量信號，因此燃燒調節(jié)時需要嚴格保證煤風的比值關系。由于熱負荷調節(jié)系統(tǒng)具有前饋補償?shù)拇壪到y(tǒng)，因此這一系統(tǒng)的運作過程是根據蒸液壓力作為技術指標，對過程中的風量進行調節(jié)，這種調節(jié)能夠有效減少通道的滯后時間，能夠在一定程度上提高燃煤鍋爐的響應速率，此外由于串級調節(jié)能夠調節(jié)系統(tǒng)作用頻率，因此還能夠提高系統(tǒng)的抗干擾能力。最后，負壓子系統(tǒng)的主要作用就是維持爐膛負壓的穩(wěn)定，因此負壓子系統(tǒng)的安全運行直接決定了鍋爐燃料燃燒效率以及鍋爐的安全運行。
鍋爐燃燒的主要過程就是燃料的傳送與燃燒，因此通過控制傳送參數(shù)的方式可以控制煤機轉速，繼而實現(xiàn)給煤量的準確控制。而在煤機通過儲倉提供燃煤時，給煤機就存在一定的滯后，最后，鍋爐燃煤的燃燒過程的輸出參數(shù)主要指的是燃煤在燃燒時釋放的熱量。
二、鍋爐燃燒自動化技術應用
1自動化控制系統(tǒng)
工業(yè)企業(yè)中使用的鍋爐燃燒自動化控制系統(tǒng)主要是通過控制系統(tǒng)中煙霧負荷的方式來實現(xiàn)燃料數(shù)量的有效控制。鍋爐自動化控制系統(tǒng)能夠通過將熱量信號進行處理和轉化的方式計算出煙氣中的氧氣含量。因此說能夠有效減少漏風產生的不利影響，此外，由于鍋爐燃燒自動化系統(tǒng)還能夠依據氧氣信號來調節(jié)能源燃燒的數(shù)量。鍋爐燃燒自動化控制系統(tǒng)能夠節(jié)省大量的人力物力，提高系統(tǒng)的運行效率。最后，鍋爐燃燒自動化控制系統(tǒng)由于還安裝有報警系統(tǒng)，因此能夠對系統(tǒng)故障進行實施定位和跟蹤，并將詳細故障情況傳遞給工作人員。最后工作人員根據系統(tǒng)匯報的故障詳細信息再針對性的安排作業(yè)人員對其進行維修，保證系統(tǒng)的安全運行。最后通過預警機制的建立，還能夠促進鍋爐燃燒自動化技術的不斷健康發(fā)展。
2自動化任務控制
由于鍋爐自動控制包括燃燒控制、蒸汽溫度控制、汽包水位控制以及附屬控制四個階段，因此企業(yè)要提高能源的利用效果必須對煤炭燃燒的整個過程進行全面控制。在工業(yè)企業(yè)的生產過程中，企業(yè)主要通過鍋爐來生產蒸汽，滿足生產需要。最后，我們通過控制鍋爐蒸汽壓力也能夠實現(xiàn)調節(jié)煙氣含量，因此現(xiàn)階段部分企業(yè)在鍋爐燃燒控制方面是通過調節(jié)熱負荷系統(tǒng)來調節(jié)蒸汽壓力，并且能夠通過提高能源熱效率的同時，改善鍋爐燃燒情況，維持鍋爐負壓值。
三、鍋爐燃燒自動化技術應用的必要性
1保證蒸汽管道的安全穩(wěn)定
通過在工業(yè)鍋爐中應用燃燒自動化技術能夠有效維持住蒸汽管道的壓力，并且由于蒸汽壓力能夠平衡鍋爐的負荷，因此從鍋爐蒸汽產量的變化就能夠直接體現(xiàn)出鍋爐運行狀態(tài)。一旦燃料的供應量發(fā)生變化，就會改變鍋爐的發(fā)熱量，因此通過自動化技術的應用能夠快速恢復蒸汽壓力，實現(xiàn)蒸汽管道壓力的有效維護。此外，通過控制氣壓的穩(wěn)定性，還能夠有效提高鍋爐整體的安全、穩(wěn)定性。
2保證爐膛壓力的安全穩(wěn)定
應用了鍋爐燃燒自動化技術能夠通過平衡引風量和送風量的方式，穩(wěn)定爐膛壓力，并且保證鍋爐燃燒的穩(wěn)定性、安全性以及經濟型。大多數(shù)情況下，我們將爐膛的負壓控制在-40～-20Pa的范圍內，如果壓力過小，則容易導致爐膛噴火，繼而影響到鍋爐燃燒環(huán)境，嚴重影響周邊作業(yè)人員的人身安全與健康；如果壓力過大，則會造成爐膛風量增加，在消耗大量電力驅動引風機的同時，損失大量的熱量，因此說，我們需要通過鍋爐燃燒自動化技術的應用保證膛內壓力。
3提升鍋爐燃燒的經濟指標
在鍋爐燃燒的整個過程中，我們需要嚴格保證經濟性指標，這樣才能夠從根本上實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的，我們通常采用煙氣中含氧量與送風量的比值作為重要的經濟性指標。如果能夠合理控制比值，不僅會降低熱量的無謂損失，還能夠在一定程度上提高燃燒效率；反之，如果出現(xiàn)鍋爐燃燒過程中燃料并未完全燃燒的情況也會造成大量的浪費。此外，如果鍋爐燃燒過程中內部空氣含量過大，也會造成熱量的大量損失，降低鍋爐的工作效率。并產生嚴重的空氣污染。因此說，我們應通過使用鍋爐自動化技術的方式，在改變燃料量時應恰當調整鍋爐的送風量，保證燃料的充分燃燒。
四、鍋爐自動化技術應用后的技術分析
在對某企業(yè)的傳統(tǒng)工業(yè)鍋爐中應用了鍋爐燃燒自動化技術后，我們得到以下結論：從外部觀察到鍋爐主燃區(qū)的黃色火焰充滿了爐膛內部，均勻分布于前拱后部與后拱前部，與此同時爐膛喉口部分的燃燒也能明顯觀察，內部干餾部分與干燥部分的煤層全都進行了充分燃燒，火焰線條非常明了，燃燒較為充分。此外，通過對鍋爐能效進行測試，測試結果也證明了鍋爐灰渣排放量降到了10%以下，而且熱效率提升了75%左右。這些實際的數(shù)據都證明了鍋爐燃燒自動化技術應用的效果，其不僅明顯提升了鍋爐熱量的利用情況，而且還提高了熱效率，改造前相關數(shù)據顯示該鍋爐熱效率僅為63%，改造后熱效率提升至76%，并且省煤率高達18%，每小時能夠節(jié)省燃煤210kg。
五、結論
綜上所述，在鍋爐中通過應用燃燒自動化技術的方式不僅能夠提高燃煤利用率，還能減少資源浪費，因此說，現(xiàn)階段各大企業(yè)也對該技術的優(yōu)勢予以了足夠的重視，并開展了大規(guī)模的應用。我們現(xiàn)階段的主要任務是在推廣鍋爐燃燒自動化技術應用的同時，對其應用過程中產生的問題進行歸納、整理，并通過加大技術研究力度的方式，實現(xiàn)燃燒自動化技術的不斷優(yōu)化。最終在為企業(yè)創(chuàng)造更多效益，節(jié)省能源的同時，減少我國煤炭資源的浪費，控制近年來越來越嚴重霧霾的產生。
參考文獻：
【關鍵詞】效率；優(yōu)化；安全；控制
隨著油田生產對電能源的需求不斷增長，節(jié)能減排對電廠鍋爐更高的要求，如何提高電廠鍋爐工作效率，是熱電廠企業(yè)管理的重要課題。為此要從熱電廠生產實際出發(fā)，以提高鍋爐利用率為中心，圍繞鍋爐安全運行，切實把好“三關”：
一、把好安裝測試關
管理是效益，安全是保證。企業(yè)提高勞動生產率，關鍵是提高設備的生產效率，減少設備故障，提高設備利用率。設備安全管理是企業(yè)經營管理的重要工作內容，是為企業(yè)提供優(yōu)良的技術裝備，是保證企業(yè)安全、高效、平穩(wěn)持續(xù)性的生產。設備管理的目的是將人員、制度、設備等形成規(guī)范、科學的運行系統(tǒng)，使設備管理工作得到良好的組織和實施。電廠鍋爐是電廠三大主要設備中重要的能量轉換設備，鍋爐產品是否合格，是保證鍋爐安全生產提高工作效率的基本條件。因此，鍋爐安全管理要把好安裝測試關。安裝時要仔細核對圖紙、數(shù)據，逐一檢測鍋爐本體、輔助設備和安全裝置，表示鍋爐性能指標的鍋爐參數(shù)，包括鍋爐容量、蒸汽壓力、蒸汽溫度、給水溫度、熱平衡、熱效率等。對不合格鍋爐產品堅決拒收，決不草率安裝。
二、把好運行監(jiān)控關
鍋爐是電廠重要的動力設備，是電廠安全生產節(jié)能減排增效主要的控制對象。對其控制如何，關系到電廠其他設備的有效運行。隨著高科技的迅速發(fā)展，電廠鍋爐自動化控制系統(tǒng)的開發(fā)應用，電廠鍋爐監(jiān)控自動化、智能化程度越來越高，為鍋爐安全生產提供了有力的保證。要想有效加強電廠鍋爐監(jiān)控，首先，加強鍋爐全面自動化控制。鍋爐自動化控制系統(tǒng)，包括給水液位，主蒸汽溫度，主蒸汽壓力燃燒，爐膛壓引風、氧量送風除氧器液位和壓力減溫減壓器溫度和壓和鍋爐房自用汽壓力等方面均由計算機控制回路，全自動控制水位蒸汽超壓自動保護，超溫超壓超低壓報警保護等，保證鍋爐正常可靠地運行，杜絕重大事故發(fā)生。其次加強燃燒煤重點自動化監(jiān)控。燃煤鍋爐燃燒充分又安全是電廠熱工控制的目的。目前電廠鍋爐燃燒控制系統(tǒng)，燃燒控制系統(tǒng)大都采用PID控制。控制系統(tǒng)通過計算機仿真對比控制方案，優(yōu)化并確定相關參數(shù)，以獲得最佳控制效果。熱工儀表自動化技術的應用，可實現(xiàn)電廠設備的智能化、技術的高新化及設備的綜合自動化，確保燃燒煤動態(tài)檢測控制的準確可靠，在緊急情況下對關鍵控制點實施遙控，保證鍋爐安全穩(wěn)定高效運行。第三，加強煤優(yōu)化控制。煤優(yōu)劣直接影響，致約鍋爐，工作效率。當下電廠煤碳質量參差不齊，不同程度影響鍋爐效率，要想充分發(fā)揮煤碳熱能，首先需要掌握煤碳良好燃燒狀態(tài)必須具備的條年：一是溫度。爐膛溫度達到100-150℃左右時，煤水分全部被蒸發(fā)，溫度愈高，燃燒就愈快。二是空氣?？諝鉀_刷焦碳表面的速度愈快，燃燒就愈快。三是時間。煤在爐膛內有足夠的燃燒時間。其次，要掌握火候適時調控。特別是焦碳燃燒階段，適時加大送風，加大空氣沖刷碳粒的速度；通過爐拱加強機械運動，破壞灰殼，促使氧氣與碳直接接觸，加快碳的燃燒速度和燃燼程度，第三，因煤制宜，綜合調節(jié)。提高各種煤的混燒、摻燒和配煤技術，加強爐膛的燃燒調節(jié)，加強對進料煤質量的嚴格控制和管理，保證鍋爐正常運行。
三、把好檢修維護關
有人說，鍋爐是電廠的心臟。心臟出問題，全廠設備就不能正常運轉。甚至停擺，嚴重影響全廠效率效益。一旦發(fā)生事故，將使人民生命財產遭受損失。因此，做好鍋爐的檢修維護，對于保證鍋爐正常安全運行，提高工作效率至關重要。
1、堅持“安全第一，綜合治理”方針，嚴明規(guī)章制度
以鍋爐利用率為中心，建立健全鍋爐維修維護制度，安全預警機制。責任落實到班組到人員，發(fā)揚大慶“三老四嚴”優(yōu)良作風，嚴明規(guī)章制度，嚴格操作規(guī)程，做到一絲不茍。勤儉查，除隱患。嚴密監(jiān)控鍋爐運行狀態(tài)，防患于未然。對設備故障及時消除處理，做到大缺陷不過天，小缺陷不過班，將事故解決在萌芽狀態(tài)，防止積小患為大患，確保鍋爐健康運行。
2、大力提高鍋爐檢修科學化水平
一是預防維修，二是定期檢修，通常也稱計劃檢修，是按照一定周期進行維修的傳統(tǒng)體制?？筛鶕仩t狀況靈活安排。三是事后維修。根據鍋爐運行狀態(tài)出現(xiàn)的故障與事故及時維修。
近20年來，我國自動化技術及其產品研發(fā)取得了很大的進展，在某些領域也實現(xiàn)了新的突破。然而，從整體來看，自動化技術并未形成產業(yè)規(guī)模，支柱型企業(yè)寥寥無幾。在經濟全球化背景下，電氣自動化控制系統(tǒng)在實際生活、生產中的使用范圍在不斷擴大。充分了解該系統(tǒng)的功能，并綜合當前的使用情況，科學預測電氣自動化系統(tǒng)的發(fā)展走勢，這對于社會發(fā)展和人們生活水平的提升，有很大促進作用。文章將結合筆者工作實踐，從多個角度來分析電氣自動化控制系統(tǒng)的應用情況及其發(fā)展走向。
【關鍵詞】電氣自動化控制系統(tǒng) 應用 發(fā)展
現(xiàn)階段，電氣自動化控制系統(tǒng)不僅給人們的生活帶來了便利，同時也促進了智能化水平的提升，使之能對各儀器設備實行控制。在現(xiàn)代航天飛機制造、醫(yī)學研究乃至交通等領域中，電氣自動化控制系統(tǒng)均已得到廣泛應用，且各種新領域仍在不斷開發(fā)，電氣自動化領域融入了信息傳輸系統(tǒng)、智能化系統(tǒng)等新的因素，對于電氣自動化水平的提高，有很大的推動作用。
1 電氣自動化控制系統(tǒng)的功能簡介
從單元機組的運行及電氣控制自身的特點來看，我們應將變壓器組、發(fā)電機及廠用電源等電氣系統(tǒng)全部納入ECS監(jiān)控體系中。電子總動畫控制系統(tǒng)的功能主要可分為下列幾方面：
（1）控制220kV/500kV斷路器（發(fā)變組出口）、隔離開關等并進行相關操作。
（2）保護發(fā)變組、廠高變及勵磁變壓器等；進行啟勵或滅磁等操作，可用以切換控制方式和進行增磁、減磁操作；變組斷路器出口將形成同期并網，可實現(xiàn)開關自動化和手動操作；監(jiān)視6kV高壓廠所使用的電源、電壓快切裝置狀態(tài)、低壓自投控制裝置及相關操作；控制380V低壓廠的電源自投裝置；對電源、柴油機組及其操作程序提供保護；對直流系統(tǒng)或者是LPS系統(tǒng)進行控制。
此外，理論上電力自動控制系統(tǒng)應通過DCS來對發(fā)變組提供主保護，并控制好安全自動裝置。盡管現(xiàn)階段自動化控制系統(tǒng)已和DCS實現(xiàn)初步連接，不過其主要是通過通訊方式來傳輸信息，以實現(xiàn)對事故進行追憶。
2 電氣自動化控制系統(tǒng)的應用
拿電力系統(tǒng)來說，電氣自動化控制系統(tǒng)主要可用于下列幾方面：
2.1 計算機處理系統(tǒng)
計算機處理系統(tǒng)大體包含如下功能：輸入和顯示參數(shù)、計算性能、打印報表、對異常情況進行報警、記錄事故序列和追憶歷史數(shù)據等等。
2.2 汽機電液調節(jié)系統(tǒng)
在我國，早期是利用液壓控制系統(tǒng)來控制汽機。1980年代后，控制設備、電業(yè)轉換器和電氣元件的可靠性得到了顯著提升，電調系統(tǒng)基本上都是汽機配套，能夠從轉速、調節(jié)壓后壓力和電功率等方面進行控制，以發(fā)揮啟動與閥門管理功能。汽輪發(fā)電機組一般是從盤車進行沖轉，依次經歷暖機、閥切換及升速等環(huán)節(jié)再予以運行，這不僅能確保機組的安全性，同時也延長了系統(tǒng)的運行時間及使用壽命。
2.3 汽機旁路系統(tǒng)
旁路控制系統(tǒng)大體是由高/低壓旁路壓力與溫度調節(jié)兩大系統(tǒng)組成。根據系統(tǒng)運作時所要求的力矩及速度，旁路閥門執(zhí)行器可自主選擇電動或電液執(zhí)行器。
2.4 汽機監(jiān)視保護表
汽機一般是在機組啟動、運行或者是停機過程中，通過保護儀表來對其工作狀況進行監(jiān)測，以免事故出現(xiàn)。上世紀80年代以來，國內的汽輪發(fā)電機組在單機容量上有所加大，這就需要我們積極研發(fā)和使用機械參數(shù)與之相適應的監(jiān)視保護儀表，以及轉速、軸承蓋震動和偏心度等裝置，方可使機組連鎖保護系統(tǒng)發(fā)出信號，并對汽機進行監(jiān)視與保護。
2.5 機、爐協(xié)調系統(tǒng)
在火電站主控系統(tǒng)中，協(xié)調控制系統(tǒng)是必不可少的部分。該系統(tǒng)的目標是對機組各輸入與輸出間的能量、質量進行控制，使之保持均衡；并持續(xù)消除運行中出現(xiàn)的內、外干擾現(xiàn)象，以適應電網對機組負荷提出的要求，使機組能運行通暢。協(xié)調控制系統(tǒng)的功能在于：協(xié)調電網的負荷調度，進行調頻、調峰，維持汽機和鍋爐的能量平衡（輸入及輸出），協(xié)調控制鍋爐內燃料、送風等子系統(tǒng)，調整輔機設備和機組出力等。
3 電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
OPC（OIJE for Process Control）技術的誕生，Windows平臺的普及和IEC61131的實施，很大程度上促進了電氣技術與計算機間的融合。未來，電氣自動化控制系統(tǒng)將呈現(xiàn)出統(tǒng)一化、智能化和創(chuàng)新化三大發(fā)展趨勢。首先，電氣自動化控制系統(tǒng)將實現(xiàn)對產品設計、維護等進行統(tǒng)一研究，且利用微軟公司的標準接口技術后，電氣自動化控制系統(tǒng)的信息資源將得到更充分的利用和共享，其項目成本也能有所下降。對電氣自動化控制系統(tǒng)而言，這無疑使一次很大的提升，標準化接口在保證產品質量的同時，還能為各廠家間的數(shù)據交換提供平臺。
其次，在科學技術不斷進步的今天，電氣自動化控制系統(tǒng)將逐步邁向智能化發(fā)展道路。電子信息和計算機技術對該系統(tǒng)的發(fā)展提供了技術支撐，在實際應用中，系統(tǒng)判斷和反應外界指令的準確性也能得到提升。智能化最大的優(yōu)勢在于高效、便捷，通過機器便可完成多件事情，這為電氣自動化控制系統(tǒng)帶來了更大的發(fā)展空間。再者，國內電氣自動化控制系統(tǒng)已走過了幾十年的發(fā)展歷程，電子自動化系統(tǒng)取得了可觀的進展。但相比國外，國內企業(yè)大多只能生產檔次較低的電氣自動化控制系統(tǒng)，只有加大技術研發(fā)與資金扶持力度，不斷引進各種創(chuàng)新型人才，電氣自動化控制系統(tǒng)也將逐步從單一的設備轉變?yōu)榧上到y(tǒng)，邁上更高的發(fā)展階層。
4 結論
電氣自動化控制系統(tǒng)的應用，能促進電氣領域自動化水平和運行管理效率的全面提升。與此同時，通過電氣化控制系統(tǒng)，企業(yè)還可有效降低其成本，使設備及生產線變得更加穩(wěn)定、可靠。從現(xiàn)階段來看，電氣化自動控制系統(tǒng)在多個領域中得到了應用。隨著時代和科技的不斷發(fā)展，電氣自動化控制系統(tǒng)將為企業(yè)和整個社會帶來更大的經濟效益。
參考文獻
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[關鍵詞]電氣自動化 控制系統(tǒng) 應用 發(fā)展趨勢
中圖分類號：TH165 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）11-0263-01
隨著我國經濟的快速發(fā)展，電子自動化工程也進入了蓬勃發(fā)展時期， 并在社會各領域得到了較廣泛的應用。電氣自動化工程控制系統(tǒng)包括保護系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、供電系統(tǒng)等多個部分，各個系統(tǒng)相互聯(lián)系、相互協(xié)調。通過應用電氣自動 化控制系統(tǒng)，不但能夠起到節(jié)流作用，還有利于降低不安全事故的發(fā)生率，進一步保障了人們的生命財產安全。鑒于此，本文主要從電氣自動化工程的組成、功能、 特點及應用現(xiàn)狀等方面進行了分析，并探討了其今后的發(fā)展趨勢。
一、電氣自動化控制系統(tǒng)的功能
以單元機組運行及電氣控制特點為依據將發(fā)電機――變壓器組與廠用電源等電氣系統(tǒng)控制劃入ECS監(jiān)控。它的主要功能是：
1.LPS系統(tǒng)與直流系統(tǒng)的監(jiān)視。
2.控制及操作發(fā)電機――變壓器組出口220k V/500k V斷路器和隔離開關。
3.廠高變保護、發(fā)電機――變壓器組保護、勵磁變壓器保護。
4.220k V/500k V開關的手動同期并網和自動同期并網。
5.控制和操作柴油發(fā)電機組及保安電源。
6.控制和操作高壓啟、備變壓器。
7.低壓廠用電源的操作、監(jiān)視和低壓備自投裝置控制。
8.高壓廠用電源的操作、監(jiān)視和廠用電壓快切裝置狀態(tài)的投退及手動啟動。
9.發(fā)電機勵磁系統(tǒng)。主要包括增磁、減磁操作，啟勵、滅磁操作，控制方式切換，電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的投退等。
二、電氣自動化控制對象的特點及要求
電氣自動化控制量相比熱工控制量，在運行過程和控制要求中有許多不同。電氣主要特點是：
1.相對熱機設備來說，電氣自動化控制系統(tǒng)控制的信息采集對象較少、數(shù)量較小、操作頻率低，但是要求快速和準確。
2.電氣設備的保護自動裝置需要較高的可靠性，動作速度快。而且需要較高的對抗干擾性。
3.電氣自動化控制系統(tǒng)以順序控制和數(shù)據采集系統(tǒng)為主，相對聯(lián)鎖保護多。所以機組電氣系統(tǒng)歸入DCS控制，需要控制系統(tǒng)具備較高可靠性。除了實現(xiàn)正常的起停與運行操作，更重要的是能夠做到實時檢測和顯示運行狀態(tài)異常及事故狀態(tài)下的狀態(tài)及數(shù)據，而且提供相對應的操作指導以及應急處理的措施方法，以保證電氣自動化控制系統(tǒng)能夠自動控制在安全合理狀態(tài)下進行運轉工作。
三、電氣自動化控制系統(tǒng)的應用
以電力系統(tǒng)為例，電氣自動化控制系統(tǒng)的應用非常廣泛，主要包括以下幾個方面：
1.計算機處理系統(tǒng)和數(shù)據采集。其主要功能包括參數(shù)輸入、參數(shù)顯示、性能計算、報表打印、異常報警、事故序列記錄、歷史數(shù)據追憶等。
2.汽機電液調節(jié)系統(tǒng)。我國早期汽機控制使用液壓控制系統(tǒng)，到了20世紀80年代，因為控制設備、電氣元件以及電液轉換器可靠性的提升，而且使用高壓抗燃油伺服機構，使得電調系統(tǒng)較多的為汽機配套，從而實現(xiàn)轉速、電功率、調節(jié)級后壓力三個回路控制，接應力啟動功能和閥門管理。控制汽輪發(fā)電機組由盤車開始，依次沖轉，暖機，升速，閥切換，并網，帶初負荷，加負荷，直到正常運行。參加電網的一次調頻及接受電網的調度來改變負荷。不但保證機組安全，并且達到了在運行狀態(tài)變化中，盡量延長機組壽命，以及穩(wěn)態(tài)運行過程中盡量提高機組的經濟性。
3.汽機旁路系統(tǒng)。旁路控制系統(tǒng)的組成包括高/低壓旁路壓力調節(jié)和高/低壓旁路溫度調節(jié)系統(tǒng)，旁路閥門執(zhí)行器可以依據系統(tǒng)對運作時候力矩及速度的要求，來選擇電動或是電液執(zhí)行器。
4.汽機監(jiān)視保護表。汽機需在機組的啟動、運行及停機過程里使用保護儀表來監(jiān)視機械工作狀況，避免發(fā)生事故。自20世紀80年代起，我國生產的汽輪發(fā)電機組的單機容量增加，必須開發(fā)相應機械參數(shù)的監(jiān)視保護儀表。其中包括轉速、軸向位移、軸承蓋振動、軸振動、偏心度、鑒相、相對膨脹、汽缸熱膨脹等整套的裝置。從而使得機組連鎖保護系統(tǒng)有準確的保護監(jiān)視信號。
5.機、爐協(xié)調系統(tǒng)。協(xié)調控制系統(tǒng)作為火電站主控系統(tǒng)意義重大。其主要任務是控制機組的各項輸入和輸出之間的能量平衡以及質量平衡。并且不斷對運行過程中的內、外干擾行進消除，以滿足電網對于機組負荷的需求，使得機組穩(wěn)定運行。其主要功能是接受電網負荷調度，參與調頻和調峰，控制汽機、鍋爐間的能量輸入輸出平衡，協(xié)調鍋爐內諸如送風、燃料、引風、給水等子系統(tǒng)的控制動作，協(xié)調輔機設備實際能力和機組出力等。
四、未來發(fā)展趨勢
計算機領域的各項技術和電氣技術相結合，被眾多控制系統(tǒng)的廠商所接受，計算機發(fā)揮著重要的作用。Intemet和以太網技術帶動電氣自動化的全面革命。這是市場、科技和社會等眾多方面的需求，而電子商務的發(fā)展和普及也必將加速這樣的過程。網絡和多媒體技術同樣在電氣自動化領域有比較光明的前景。虛擬現(xiàn)實技術以及視頻處理技術，會直接影響將來自動化產品設備的設計和產生，同時軟件開發(fā)飛速發(fā)展，其重要性持續(xù)提高，因此電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，正在從單一設備的發(fā)展轉變成為向集成化多元化系統(tǒng)化的發(fā)展。
五、總結
電氣自動化控制系統(tǒng)能夠有效提高行業(yè)領域整體的自動化水平，特別是行業(yè)的運行管理水平。并且電氣化控制系統(tǒng)可以大大節(jié)省企業(yè)的成本，提高設備、生產線等的可靠性。當前的電氣化自動控制系統(tǒng)已經在眾多領域嶄露頭角并發(fā)揮重要作用，未來，電氣自動化控制系統(tǒng)也必將有長足的進步和發(fā)展，為企業(yè)和國民創(chuàng)造更多的經濟、社會效益。
參考文獻
關鍵詞：燃氣供熱鍋爐 節(jié)能技術 影響因素
1 燃氣供熱鍋爐房節(jié)能潛力
近年來，隨著城市能源結構發(fā)生的變化，天然氣作為供暖燃料在我國正得到大力開發(fā)和逐步推廣應用，很多城市開始對燃煤、燃油鍋爐房實施煤改氣工程，節(jié)能效果有了較大改善。
以大慶地區(qū)為例，區(qū)域燃氣供熱鍋爐房供熱面積約占全市總供熱面積的30%，用氣量約占全年用氣總量的60%，因此進一步提高燃氣鍋爐房的節(jié)能潛力，就顯得尤為重要。在2010年采暖期結束后，高平物業(yè)分公司拆除了原有燃油鍋爐房，新建了一座占地面積2025平方米的燃氣鍋爐房，新建后的鍋爐房現(xiàn)有熱水鍋爐4臺，蒸汽鍋2臺，擔負高平地區(qū)44.4萬平方米的供暖任務。運行183天以來，運行平穩(wěn)，節(jié)能效果明顯。本采暖期消耗天然氣1240萬立方米，合計人民幣1643萬元。在今年供暖面積增加3萬平方米的情況下，與去年采暖期同期對比平均日節(jié)約標煤2.8噸 ，日節(jié)約電量3000度，日節(jié)約水量8噸。
2 影響燃氣供熱鍋爐房節(jié)能潛力的因素
燃氣供熱鍋爐房的輸入物料主要為燃氣、電、水、空氣，輸出物料為有效利用的熱量以及排放物（主要為煙氣、污水、散熱損失等），其中排放物造成了燃氣供熱鍋爐房的能量損失。只有盡量減少鍋爐房的能量損失，降低鍋爐房的能量輸入，才能提高節(jié)能潛力（能量利用率）。
能量利用率＝有效利用的能量/輸入能量
影響節(jié)能潛力（能量利用率）主要因素
鍋爐熱效率、鍋爐排污率、系統(tǒng)補水率、自動化控制技術
2.1 影響燃氣鍋爐熱效率的主要因素
鍋爐熱平衡方程：
■ （1）
輸入總熱量=有效利用熱量+排煙熱損失+化學未完全燃燒損失+機械未完全燃燒損失+散熱損失+灰渣物理熱損失
對于氣體燃料燃燒時
■ （2）
氣體燃料在爐膛內充分燃燒時，化學未完全燃燒損失、機械未完全燃燒損失、灰渣物理熱損失可以忽略不計。
①排煙熱損失
排煙熱損失它取決于排煙溫度與過量空氣系數(shù)。以我們鍋爐房為例，通過計算 ，得出不同過量空氣系數(shù)和排煙溫度下的排煙熱損失率（見表1）。
排煙熱損失隨排煙溫度的升高和過量空氣系數(shù)的增大而增大。鍋爐排煙中含有過熱蒸汽。通過回收蒸汽的顯熱和潛熱可有效地提高鍋爐熱效率，約4%～5%。
②散熱損失
散熱損失主要包括鍋爐和鍋爐房范圍內其他的熱力設備、汽水管道及煙、風道等的散熱損失。其中鍋爐散熱損失率，已在鍋爐熱效率計算中考慮。由于其他散熱損失一般都不會太大，而且我們現(xiàn)在的鍋爐燃燒用空氣取自鍋爐間，散熱量可以加熱鍋爐間的空氣，提高鍋爐燃燒的空氣溫度。另外，輔助間的設備和管道散熱損失可以部分或全部用于輔助間供暖
2.2 鍋爐排污熱損失
對于燃氣熱水鍋爐，由于燃料品質高、價格高，雖然排污量較小，但排污熱損失必須引起我們足夠的重視。以我處3臺熱功率為14MW的燃氣熱水鍋爐，額定壓力為1.6MPa，熱效率為91%，進水溫度為20 ℃，天然氣的低熱值為35.16 MJ/m3。以此為例，得出了燃氣熱水鍋爐在額定工況下，在不同排污率下的鍋爐排污熱損失率（見表2）。
燃氣熱水鍋爐在額定工況下，在不影響排污效果的前提下，排污率每降低2% ，排污熱損失率可以減少約0.5%。
2.3 補水熱損失
對于燃氣熱水鍋爐，由于熱網泄漏以及住戶或單位私接放水頭，系統(tǒng)補水也會造成熱量的損失。以我處3臺熱功率為14MW的燃氣熱水鍋爐，鍋爐熱效率為91%。以此為例，得出了燃氣熱水鍋爐在不同供回水溫度及補水率下的補水熱損失率（見表3）。
在不同供回水溫度下，補水率每減小1% ，補水熱損失率可以減少1.8%～4.5%。
2.4 運行管理及自動化控制
本采暖期從我處鍋爐房運行實踐分析看，鍋爐房運行管理和自動化控制水平直接影響到鍋爐房的能耗和鍋爐的壽命。
改造前：自動化程度較低，運行控制只能靠司爐工經驗決定，常常為保證供熱質量，超需求供熱，為使遠端用戶室內平均溫度達到18℃，而此時近端用戶室溫已經超過22℃。
改造后：自動化程度高，采用微機監(jiān)控，可以及時檢測鍋爐運行參數(shù)，自動調整鍋爐運行工況，滿足負荷變化的需求。降低了鍋爐運行成本，本供暖期可以實現(xiàn)節(jié)能6%以上。
3 燃氣鍋爐房節(jié)能潛力分析
根據以上分析，將影響燃氣鍋爐房節(jié)能潛力（能量利用率）的影響因素及節(jié)能效果匯總，并進行潛力分析。分析結果如下：
3.1鍋爐熱效率
①排煙熱損失。一般通過回收煙氣的顯熱和潛熱可有效地提高鍋爐熱效率，約4%～5%，節(jié)能潛力較大
②散熱損失。散熱損失率為1%～2%，節(jié)能潛力很小
3.2鍋爐排污熱損失
排污率每降低2%，排污熱損失率可以減少0.5%，有一定節(jié)能潛力
3.3補水熱損失
補水率每降低1%，補水熱損失率可以減少1.8%-4.5%，有一定節(jié)能潛力
4 結論
燃氣鍋爐房應用自動化控制系統(tǒng)，實現(xiàn)節(jié)能約6%以上，節(jié)能潛力較大?？梢缘贸鲆韵陆Y論：燃氣鍋爐房節(jié)能是一項系統(tǒng)工程，應根據本單位熱負荷的性質、主機設備等特點設計和選擇與之相適應的熱力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和煙氣余熱回收系統(tǒng)。并進行詳細的節(jié)能設計、分析、比較，確定合理的節(jié)能系統(tǒng)，用有限的投資取得最大的節(jié)能效果。
[1]王建國 楊宏斌 王崢燃氣供熱鍋爐房節(jié)能技術分析 《煤氣與熱力》 2007 第8期
關鍵詞：電氣設備；自動化儀表；過程控制；應用
1前言
自動化儀表和電氣設備可以看作是人的眼睛和手腳，儀表將現(xiàn)場信息以可視的方式上傳到上位機控制器，再由控制器根據預編程序下達命令至電氣設備處，最終由各種電氣自動化設備完成所需要動作，從而實現(xiàn)過程控制自動化。自動化儀表和電氣設備是整個控制系統(tǒng)的基礎。常見的自動化儀表和電氣設備包括溫度儀表、壓力儀表、流量儀表、智能型電動機保護器、智能操作顯示終端等。
2電氣設備和自動化儀表概述
2.1電氣設備概述
電氣設備包括電力系統(tǒng)中的發(fā)/輸電設備、電機保護設備、電力監(jiān)控設備等，在過程控制中，電氣設備主要包括：電動機、變頻攪拌器、電加熱器等?，F(xiàn)代工業(yè)生產過程對各種電氣設備的智能化要求將越來越高。
2.2自動化儀表概述
自動化儀表主要指各種溫度儀表、壓力儀表、液位儀表等，同時各種智能電力儀表（如：智能電力多功能儀表）也屬于自動化儀表范疇。自動化儀表、電氣設備及上位機控制器組成了一個完整的自控系統(tǒng)回路。常見的自動化儀表應用包括火電廠的溫度監(jiān)測、污水處理工廠的流量監(jiān)測、鍋爐壓力監(jiān)測等，這些監(jiān)測行為除最基本的顯示功能外，還可將數(shù)據上傳至上位機控制器進行信號處理、報警、聯(lián)鎖等，最終由控制器發(fā)令給各執(zhí)行器（電氣設備）以完成自動控制的功能。
3電氣設備和自動化儀表在工業(yè)控制過程中的應用
3.1電氣設備和自動化儀表在工業(yè)控制過程中的設計原理
傳統(tǒng)的工業(yè)過程主要是人工操作，現(xiàn)代工業(yè)為了加強安全生產并提高效率，遂引入了各種自動化儀表和電氣設備。工控過程自動化的設計原理主要有四點：①充分了解生產環(huán)境；②設備具有較高的智能化水平；③可實現(xiàn)遠程操作；④便于維護管理。對生產環(huán)境的了解是應用自動化儀表和電氣設備的基礎，如某工廠鍋爐的荷載通常情況下均在額定最大荷載之下，但按需要提高其荷載時，控制設定的安全數(shù)值也應等比例的提高，若簡單的設定為最大額定荷載，輕則造成資源浪費，重則造成工況不穩(wěn)甚至發(fā)生生產事故。設備智能化主要體現(xiàn)在四個方面，測量、監(jiān)控、調節(jié)、處理。仍以鍋爐為例，測量指儀表可實時檢測鍋爐狀態(tài)；監(jiān)測是指鍋爐狀態(tài)可在上位機上實時觀察到；調節(jié)指設備擁有自動跟蹤調整以適應實際需求；處理指上位機發(fā)現(xiàn)鍋爐出現(xiàn)問題時通過下達必要指令至電氣設備終端，進行應急處理以使人員及時進行后續(xù)工作。如：監(jiān)測到鍋爐液位偏低時，通過儀表發(fā)送信號至計算機，再通過計算機發(fā)出相應指令至電氣設備電控柜以啟動鍋爐補水泵等，同時相關參數(shù)如電流信號、故障狀態(tài)等可在上位機上進行追溯。遠程操作是智能設備的突出優(yōu)勢，遠程控制的目的是根據需求隨時進行必要調節(jié)，比如設備端設定的安全負荷為鍋爐額定負荷的60％，但實際生產時需要鍋爐提供更多的動力以達到額定負荷的70％，該項調節(jié)工作便可由計算機遠程操作實現(xiàn)，通過程序數(shù)值的修改完成。便于管理是指所用電氣設備和自動化儀表以智能技術為支撐，以默認的設定程序作為工作依據，無需過度依賴人工操作，只要程序設定合理、計算機軟硬件性能正常，便可持續(xù)工作，管理上實現(xiàn)基本無人化。當熱，設備應用還應注意定期的維護和管理。以上四個原則是自動化儀表和電氣設備在工業(yè)過程控制中應用的基本雛形，也是在后續(xù)工作時應注意的內容。
3.2測量環(huán)節(jié)的實際應用
測量是自動化儀表的基礎功能，在進行目標數(shù)據測量時，儀表可以將所得的測量值保存下來以便于后續(xù)統(tǒng)計工作的開展進行[1]。
3.3監(jiān)測環(huán)節(jié)的實際應用
監(jiān)測是控制工作的中心環(huán)節(jié)之一，是指在應用了帶自動化儀表和智能電氣設備的控制系統(tǒng)后，實際應用中系統(tǒng)對控制目標進行的實時監(jiān)測。這種監(jiān)測是伴隨整個工作全程同步的，工作停止后，監(jiān)測也同時停止，如：鍋爐液位的監(jiān)測、電機轉速的監(jiān)測、電動機故障狀態(tài)的監(jiān)測等。以凈水廠的凈化系統(tǒng)作為監(jiān)控對象為例，凈水過程包括進水、凈化、出水三個基本環(huán)節(jié)，中間還包括過濾、沉淀等，就進水工作而言，通常需通過設置流量儀的方式了解進水量，由于進水工作往往是長期、持續(xù)的，人員不可能隨時在進水口進行測量和觀察，而且人員測量和觀察也存在明顯的誤差，自動化流量儀從而有了使用的基礎需求，將流量計、上位機控制器（PLC、工控機等）、執(zhí)行器（電動閥、電控柜、泵等）應用于流量監(jiān)控過程中，當進水流量在合理范圍內時，流量計正常作業(yè)，當進水量過大或者過小時，流量計會發(fā)出信號至上位機，信號經上位機處理后發(fā)出指令至閥門或電控柜處，從而可實現(xiàn)流量超限關閥、停泵等自控控制和調節(jié)的動作。并以此保證了相關過程安全、高效的運作。需要注意的是，在實際應用中，可以將記錄功能添加到監(jiān)測工作中，即對全天的監(jiān)測內容進行記錄，該數(shù)據可以作為相關人員后續(xù)工作的有效支持，比如總進水量和總凈化水量的比值等。
3.4執(zhí)行環(huán)節(jié)的實際應用
執(zhí)行環(huán)節(jié)是控制的核心環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)是衡量工業(yè)過程自動化執(zhí)行結果的關鍵一步，是指在自控過程中對發(fā)令器指令的最終執(zhí)行和動作。該環(huán)節(jié)功能的實現(xiàn)依賴于自動化執(zhí)行儀表（如：電動閥）和電氣設備（電控柜等）的聯(lián)合工作。仍以凈水廠的凈水系統(tǒng)為例，當該系統(tǒng)的工作無異常時，控制設備只進行正常的監(jiān)測工作，如果該水廠由于外部設備損壞等因素，會造成大量水流涌入，放任水流蔓延，可能造成凈化效果下降甚至設備、生產環(huán)境破壞，應用智能控制系統(tǒng)則可以避免該情況，當流量儀監(jiān)測到水流量變化后，首先會發(fā)出警報，如果水流量持續(xù)增大，超過安全值，則流量計會將這一情況反饋給控制系統(tǒng)中央處理器，處理器再向執(zhí)行器（泵、閥等）下達指令，從而可進行進水口封閉、停泵、開啟備用水池蓄水等操作，避免凈化系統(tǒng)非正常工作或水流蔓延帶來的破壞[2]。
3.5保護環(huán)節(jié)的實際應用
保護環(huán)節(jié)是建立在監(jiān)測和執(zhí)行兩個環(huán)節(jié)基礎上的，是指在監(jiān)測對象發(fā)生異常時，對其進行保護防止其過限動作等產生不可逆轉的損失，該項工作也包括對控制系統(tǒng)本身的保護。以電力設備的控制系統(tǒng)為例，工業(yè)生產中很多時候會應用到大型電力設備，比如鑄造廠的退火爐，在進行電加熱作業(yè)時，由于設備功率大，產生的電流也是較大的，如果超過安全電流則會造成設備、加工部件損壞等問題，同樣，如果設備出現(xiàn)短路，也會帶來不良影響。傳統(tǒng)模式下，對退火爐的控制依賴人工和舊式設備，存在著一定的落后性，對瞬間電流等也無法及時把控、處理，應用智能設備可以避免上述情況。在退火爐工作時，智能電流表隨時監(jiān)測其工作情況，尤其是較大交流，如果某一瞬間由于意外因素等造成瞬時電流急劇增大，電流表可以將該情況在一瞬間反饋給控制系統(tǒng)中央處理器，處理器將指令下達給電氣設備，根據默認的設定程序，電氣設備立即切斷電源，從而避免了退火爐、加工部件以及控制系統(tǒng)受到破壞[3]。類似的處理原則在壓力控制系統(tǒng)、流量控制系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)等自動化控制系統(tǒng)中也是十分常見的，比如火電廠的溫度控制系統(tǒng)，當異常情況發(fā)生時，也會采取相應措施保證生產的安全。
4結束語
電氣設備和自動化儀表在工業(yè)控制過程中往往是同時出現(xiàn)、聯(lián)合工作的，連接兩類設備的是智能模塊的中央處理器，隨著工業(yè)設備越來越專業(yè)化、精細化，工業(yè)生產對安全越來越重視，智能控制成為工業(yè)發(fā)展的一大特色，在進行系統(tǒng)設計時，需注意了解生產環(huán)境、保證設備性能和智能化水平，同時確?？梢赃M行遠程操作和控制，使其更好的應用于控制工作。
參考文獻：
[1]朱耿.電氣自動化控制設備可靠性測試研究[J].工程技術研究,2016,(8):115.
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關鍵詞：蒸汽鍋爐 熱工燃燒 自動控制
工業(yè)鍋爐主要為工業(yè)生產提供工藝蒸汽,為社會大眾提供熱水供應,是工業(yè)和社會的必須消耗品。鍋爐燃燒時的調節(jié)系統(tǒng)在蒸汽鍋爐熱工燃燒時有著很大的輔助作用,能夠為燃燒環(huán)節(jié)提供必要的環(huán)境,協(xié)調好每個步驟的有序進行。近年來鍋爐熱工過程先進控制理論的研究工作已經為其在應用中奠定了應有的理論基礎?？刂朴嬎銠C的普及與提高也為先進控制的應用提供了強有力的硬件和軟件平臺。
鍋爐汽包水是正常運行主要指標之一,汽包水位是一個十分重要的調節(jié)參數(shù)。由于汽包水位在鍋爐運行中占居首要地位,所以鍋爐自動化都是從給水自動調節(jié)開始的。給水自動調節(jié)的任務,是使給水量跟蹤鍋爐蒸發(fā)量并維持汽包中的水位在工藝允許的范圍內。鍋爐汽包水位的自動調節(jié),是根據汽包水位的動態(tài)特性來設計的。引起水位變化的因素很多,但主要是給水量和蒸發(fā)量的階躍變化,調節(jié)器就是依據水位信號、蒸汽流量和給水流量的偏差信號進行調節(jié)的。
其次,裝有三沖量給水自動調節(jié)裝置的鍋爐在運行時,由于引進了蒸汽流量和給水流量的調節(jié)信號,調節(jié)系統(tǒng)動作及時,抗干擾能力強,當蒸汽負荷突然發(fā)生變化,蒸汽流量信號使給水調節(jié)閥一開始就向正確方向動作,即如蒸汽流量增加,給水調節(jié)閥開大。抵銷了由于虛假水位引起的反向動作,減少了給水流量的波動幅度,如果給水流量減少,則調節(jié)器立即根據給水流量減少的信號開大給水閥門,使給水流量維持不變。
除此之外,容量較大的鍋爐,根據節(jié)能和自動化水平的需要以及維護水平和投資允許時,可設置鍋爐燃燒自動調節(jié)系統(tǒng)。鍋爐燃燒系統(tǒng)自動調節(jié)的基本任務,是使燃料燃燒所產生的熱量,適應蒸汽負荷的需要,同時還要保證經濟燃燒和鍋爐的安全運行。在操作過程中維持蒸汽母管壓力不變、保持鍋爐燃燒的經濟性與維持爐膛負壓在一定范圍內都是十分必要的任務。這三項調節(jié)任務是相互關聯(lián)的,對于燃燒過程自動調節(jié)在負荷穩(wěn)定時,應使燃燒量、送風量和引風量各自保持不變,及時地補償系統(tǒng)內的內部擾動,在負荷變化的外擾作用時,則應使燃料量、送風量和引風量成比例的改變,既要適應負荷要求,又要使三個被調量,即蒸汽壓力、爐壁負壓和燃燒經濟性指標保持在允許的范圍內,便于操作。
鍋爐燃燒系統(tǒng)主要有汽包壓力、蒸汽流量、鼓風量、給煤量、爐膛負壓、煙氣含氧量六個參量組成,調節(jié)的目的就是使燃燒所產生的熱量適應蒸汽負荷的需要,操作時要保證母管蒸汽壓力維持不變,保持鍋爐燃燒的經濟型,同時也要維持爐膛負壓在一定的范圍內。工業(yè)鍋爐汽包水位使正常運行的重要環(huán)節(jié),水位過高會影響汽包的汽水分離,產生蒸汽帶液現(xiàn)象,水位過低又會影響鍋爐的汽水自然循環(huán),如不及時調節(jié)就會使汽包水全部氣化,可能導致鍋爐燒壞和發(fā)生爆炸事故。鍋爐汽包水位不僅受給水量和蒸發(fā)量之間平衡關系的影響,同時還受到汽水循環(huán)管路,汽水容積變化影響,還有燃料量的變化,汽包壓力的變化,給水、蒸汽量的擾動等諸多因素對水位均會產生影響。
其次,在微機操作的狀態(tài)下,在微機自控系統(tǒng)中采用三沖量汽包水位微機自動調節(jié)方式。三沖量微機調節(jié)系統(tǒng)的設計思想就是分析了影響水位調節(jié)對象動態(tài)特征的基礎上,根據汽包水位這一調節(jié)對象有一定的延遲和慣性特點,即在蒸汽流量、給水量發(fā)生階段變化時,調節(jié)對象不可能立即跟著做相反方向的變化,尤其在蒸汽流量發(fā)生階段變化時,汽水容積跟著做相反方向的變化,造成“虛假水位”現(xiàn)象。
因此,鍋爐的微型計算機調節(jié)系統(tǒng)采用了綜合自動調節(jié)方案。第一點是要根據出口壓力調節(jié)鼓風機變頻控制器頻率,從而改變鼓風量,并且汽包壓力及蒸汽流量換算的熱量信號進行精調,為保證出口蒸汽計算準確,引進了溫度和壓力補償；然后根據最佳風煤比調節(jié)爐排轉速,也就是調節(jié)燃燒煤的供應量和進風量的比值,改變鍋爐燃燒的發(fā)熱量進而改變了鍋爐的蒸發(fā)量,并引進了殘氧信號加以修正,使鍋爐母管壓力保持在一定值內,還根據爐膛負壓調節(jié)引風機變頻控制器頻率,從而改變引風量,用微分信號進行超前調節(jié),也就是說在負荷穩(wěn)定時應使燃料量、送風量、引風量各保持不變；即使是在負荷變動時使燃料量、送風量、引風量成比例進行改變。在這種情況之下,我們就可以確定燃燒系統(tǒng)微機控制方案,畫出系統(tǒng)框圖,充分利用微機計算程序,盡可能的代替儀表單元快速對各參數(shù)進行計算。綜上所述,穩(wěn)固細致的操作過程和理論才能使工業(yè)蒸汽鍋爐更好的完成熱工燃燒自動化的控制。
結語
當然,由于鍋爐系統(tǒng)的熱慣性大,負荷變化劇烈,操作人員只憑感觀參數(shù)控制鍋爐運行,隨意性很大,難以保證鍋爐運行的最佳狀態(tài),使得自動化控制完善化。而鍋爐熱工燃燒自動控制系統(tǒng)投運后,提高了鍋爐運行熱效率,煤層燃燒充分,排放污染物達標,能源利用率提高,減少人工手動方法控制鍋爐運行造成的能源浪費,節(jié)省人力、物力,降低運行成本,提高了鍋爐運行的可靠性,因此,對于蒸汽鍋爐自動控制的研究要時刻進行更新,保證操作的隨機應變。
參考文獻