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[摘要]随着社会的发展，计算机技术和工业技术的结合，目前自动化控制技术在锅炉机组中的应用，不仅能够实现自动控制的作用，而且对节省能源，减少污染，减轻人们的劳动强度，并且对改善工作环境，提高锅炉的运行效率，保证锅炉机组运用的安全性和延长使用寿命也具有重要的作用。下面我们详细进行分析在锅炉机组运行中自动化控制技术的应用效果。
[关键词]自动化控制技术；锅炉机组；应用；研究
中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）13-0185-01
引言：锅炉主要是将其他的热能转变为其他工质的热能，生产规定参数和品质的工质设备。而自动化控制技术主要是指将自动控制技术，变计算机技术以及锅炉节能等几项技术紧密结合而成的计算机控制系统，锅炉机组运行中应用自动化控制技术不仅能够提高锅炉的热效率，而且对降低耗煤量，达到节能减排的效果也具有重要的意义和价值。本文首先介绍自动化控制技术中PLC技术和变频器技术，然后详细分析自动化控制技术在锅炉机组中的应用及其应用效果。
一、自动化控制技术概述
在锅炉机组中自动化控制技术的应用，不仅能够实现锅炉调节过程的可视化和智能化控制，实现对现行锅炉技术的良好升级。以前，若实现对锅炉能量输出的控制，主要通过调节锅炉上阀门来实现。例如调节引风机和鼓风机的通风口来实现对进风的控制，但是在整个调节过程中，风机的转速没有改变，用能源转化来的风能，那些没有用的部分就白白浪费掉了，而风机长期在满负荷状态下运行，极易造成，不但容易造成能源浪费，还容易导致故障率增多。风机的风量由转速决定，而转速与风机的功率成正比[1]。PLC技术是一种综合计算机技术、自动控制技术和通讯技术的通用工业自动控制装置。其体积小功能强，但是程序设计十分简单，还有抗干扰能力强、可靠性高的优点，在工业系统中得到广泛的应用。在锅炉中安装上PLC设备，就相当于在锅炉上安装了一台微型的计算机，人们对锅炉的控制过程可以通过对一台微型计算机的操作来全部达成，十分方便、快捷。以PLC和变频器的运用为特征的变频调速技术和自动控制技术可以有效地实现对风机功率的调节，从而实现根据实际需要为锅炉系统提供风量，相应地减少阀门调节风量的状态下的那种不必要的能源浪费。
二、锅炉机组中自动化控制技术的应用
在没有调节系统的情况下，锅炉的电机和风机会一直处于满负荷的工作状态，无用功耗明显，这也是能源浪费的主要原因。针对锅炉的原有缺陷，将锅炉的鼓风和引风系统都装上变频调速和PLC控制方式。
锅炉运行的过程中，里面的蒸汽压力会送至蒸汽压力变送器，鼓风变频器将该压力值与给定作比较，并改变鼓风机的输出频率，鼓风机的转速改变，鼓出的风量得到调节，炉膛中的火焰也随着得到控制，从而使锅炉中的蒸汽压力维持在一定范围内。而引风变频器则是根据炉膛内的负压产生的信号变化，对炉膛中的负压进行调节[2]。当鼓风变频器和引风变频器还能按照预先给定的指令，将鼓风和引风匹配到最佳状态，这时候，锅炉的进煤和排渣速度都趋向合理，煤块能够得到最充分的燃烧。这是因为煤层的厚度一定的时候，炉排的输出频率应随鼓风变频器，按照一定的比例输出。如果锅炉内的蒸汽压力为0.4MPa，负压给定为-25Pa，假设这时，变频器将鼓风和引风都调节到最佳匹配，那么炉排变频器的输出频率应是鼓风变频器输出频率的75%的方式进行工作，这时候，进煤和排渣速度也趋向于合理，煤层厚度一定[3]。
整个锅炉的运行过程都需要PLC来控制完成。系统自动变频条件系统分为手动和自动两种运行控制方式，手动控制时，系统按照FV端子上的电位器控制频率的大小来运行，自动时则按照内部参数的设置进行自动调节的方式运行，具体的切换工作则是由PLC来进行的。
具体的过程是，手动档时，鼓风、引风、炉排变频器各自以给定的频率独立运行，整个锅炉系统处于正常工作状态。引风将炉膛内的空气抽干形成负压，5min后炉排送煤，15min后鼓风运行[4]。PLC则自动识别锅炉内的水位情况，并在需要时进行补水工作。待运行稳定后，可将锅炉设置到自动运行状态，让锅炉保持最佳工作方式。不论是自动还是手动工作方式，锅炉的急停开关被启动时，在PLC的控制下，系统会按照鼓风、炉排、引风的顺序，延时对其进行停止，急停结束时，则会按照相反的顺序重新开启。系统发生故障时，PLC还能立即对锅炉执行保护措施，并通过故障显示器报警，还能将系统运行状态也通过显示器也实时显示出来。
引入PLC和变频器控制系统之后，鼓风设备的输出功率通常为额定功率的40%，而引风约为45%，炉排接近30%，节省电能将近50%。不光如此，燃料也能得到更充分的燃烧，烟囱冒黑烟的现象甚至得到了消除[5]。
三、应用效果
实践证明，在锅炉中使用变频器和PLC进行过程控制，具有诸多的应用效果
1.锅炉电机在变频控制技术的作用下，启动过程较为平滑，这就延长了电机的使用寿命，还有效地减少了电机的故障率，而且避免了电机开启状态下对整个电网的冲击。
2.用变频器对电机的转速进行控制的做法，也减少了控制挡板和调节阀过程中的机械磨损，相应的卡死等故障也就大大减少，设备的维修成本也就随之降低。
3.调速作用使得电机能够在小于额定转速的状态下工作，电机在满负荷状态下常有的那种噪音污染状况大大减轻[6]。
4.PLA和变频器的安装过程简单，所需增加的硬件设备少，成本低，新设备安装完成后，操作更加简单，而且不用破坏锅炉原有的配电设施和工作环境。
5.智能化控制过程，过压、过流、欠压、过载等异常发生时，能够立即识别并自动发出保护指令，并能及时报警通知工作人员。控制过程安全有效。
6.能够自动控制锅炉风量共供给和炉膛压力，减少了人工操作的弊端。
7.计算机联网控制功能使得控制过程能够做到可视化和精准化，且人工不用近距离地接触锅炉，工作环境更加安全。
五、结语
变频调速技术和先进的自动控制技术，既能够满足锅炉在各种状态下的符合要求，满足生产工艺的需要，还能够最大限度地节约能源，降低设备的噪声污染，是一种先进的控制方式。不但提高锅炉的热效率，还降低了停产周期，直接和间接效益都十分显著。其环保节能优点，使得这两项技术受到了国家政府和民众的普遍重视。随着电子技术的发现，这项技术还会更加完善，其推广应用前景将会是十分广阔的。
参考文献
[1] 周亚峰.浅谈电气自动化控制系统的应用及发展趋势[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2011（06）：178-179
[2] 高峰，刘海旺，高伟.浅谈电厂锅炉主蒸汽温度变化原因及控制方法[J].中国新技术新产品，2012（19）：120-123.
[3] 付凤歧，戎华.锅炉自动化控制过程中炉排改造的实现方法，
[4] 王成威.基于PLC和OPC的锅炉燃烧系统先进控制系统的研发[D].山东大学，2012：24-25.
作者简介
黄涛（1982.10），男（汉族），籍贯云南宣威，毕业学校昆明理工大学，单位云南建水锰矿有限责任公司，电气助理工程师，研究方向：自动化控制技术。
[关键词]自动化控制技术；锅炉机组；应用；研究
中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）13-0185-01
引言：锅炉主要是将其他的热能转变为其他工质的热能，生产规定参数和品质的工质设备。而自动化控制技术主要是指将自动控制技术，变计算机技术以及锅炉节能等几项技术紧密结合而成的计算机控制系统，锅炉机组运行中应用自动化控制技术不仅能够提高锅炉的热效率，而且对降低耗煤量，达到节能减排的效果也具有重要的意义和价值。本文首先介绍自动化控制技术中PLC技术和变频器技术，然后详细分析自动化控制技术在锅炉机组中的应用及其应用效果。
一、自动化控制技术概述
在锅炉机组中自动化控制技术的应用，不仅能够实现锅炉调节过程的可视化和智能化控制，实现对现行锅炉技术的良好升级。以前，若实现对锅炉能量输出的控制，主要通过调节锅炉上阀门来实现。例如调节引风机和鼓风机的通风口来实现对进风的控制，但是在整个调节过程中，风机的转速没有改变，用能源转化来的风能，那些没有用的部分就白白浪费掉了，而风机长期在满负荷状态下运行，极易造成，不但容易造成能源浪费，还容易导致故障率增多。风机的风量由转速决定，而转速与风机的功率成正比[1]。PLC技术是一种综合计算机技术、自动控制技术和通讯技术的通用工业自动控制装置。其体积小功能强，但是程序设计十分简单，还有抗干扰能力强、可靠性高的优点，在工业系统中得到广泛的应用。在锅炉中安装上PLC设备，就相当于在锅炉上安装了一台微型的计算机，人们对锅炉的控制过程可以通过对一台微型计算机的操作来全部达成，十分方便、快捷。以PLC和变频器的运用为特征的变频调速技术和自动控制技术可以有效地实现对风机功率的调节，从而实现根据实际需要为锅炉系统提供风量，相应地减少阀门调节风量的状态下的那种不必要的能源浪费。
二、锅炉机组中自动化控制技术的应用
在没有调节系统的情况下，锅炉的电机和风机会一直处于满负荷的工作状态，无用功耗明显，这也是能源浪费的主要原因。针对锅炉的原有缺陷，将锅炉的鼓风和引风系统都装上变频调速和PLC控制方式。
锅炉运行的过程中，里面的蒸汽压力会送至蒸汽压力变送器，鼓风变频器将该压力值与给定作比较，并改变鼓风机的输出频率，鼓风机的转速改变，鼓出的风量得到调节，炉膛中的火焰也随着得到控制，从而使锅炉中的蒸汽压力维持在一定范围内。而引风变频器则是根据炉膛内的负压产生的信号变化，对炉膛中的负压进行调节[2]。当鼓风变频器和引风变频器还能按照预先给定的指令，将鼓风和引风匹配到最佳状态，这时候，锅炉的进煤和排渣速度都趋向合理，煤块能够得到最充分的燃烧。这是因为煤层的厚度一定的时候，炉排的输出频率应随鼓风变频器，按照一定的比例输出。如果锅炉内的蒸汽压力为0.4MPa，负压给定为-25Pa，假设这时，变频器将鼓风和引风都调节到最佳匹配，那么炉排变频器的输出频率应是鼓风变频器输出频率的75%的方式进行工作，这时候，进煤和排渣速度也趋向于合理，煤层厚度一定[3]。
整个锅炉的运行过程都需要PLC来控制完成。系统自动变频条件系统分为手动和自动两种运行控制方式，手动控制时，系统按照FV端子上的电位器控制频率的大小来运行，自动时则按照内部参数的设置进行自动调节的方式运行，具体的切换工作则是由PLC来进行的。
具体的过程是，手动档时，鼓风、引风、炉排变频器各自以给定的频率独立运行，整个锅炉系统处于正常工作状态。引风将炉膛内的空气抽干形成负压，5min后炉排送煤，15min后鼓风运行[4]。PLC则自动识别锅炉内的水位情况，并在需要时进行补水工作。待运行稳定后，可将锅炉设置到自动运行状态，让锅炉保持最佳工作方式。不论是自动还是手动工作方式，锅炉的急停开关被启动时，在PLC的控制下，系统会按照鼓风、炉排、引风的顺序，延时对其进行停止，急停结束时，则会按照相反的顺序重新开启。系统发生故障时，PLC还能立即对锅炉执行保护措施，并通过故障显示器报警，还能将系统运行状态也通过显示器也实时显示出来。
引入PLC和变频器控制系统之后，鼓风设备的输出功率通常为额定功率的40%，而引风约为45%，炉排接近30%，节省电能将近50%。不光如此，燃料也能得到更充分的燃烧，烟囱冒黑烟的现象甚至得到了消除[5]。
三、应用效果
实践证明，在锅炉中使用变频器和PLC进行过程控制，具有诸多的应用效果
1.锅炉电机在变频控制技术的作用下，启动过程较为平滑，这就延长了电机的使用寿命，还有效地减少了电机的故障率，而且避免了电机开启状态下对整个电网的冲击。
2.用变频器对电机的转速进行控制的做法，也减少了控制挡板和调节阀过程中的机械磨损，相应的卡死等故障也就大大减少，设备的维修成本也就随之降低。
3.调速作用使得电机能够在小于额定转速的状态下工作，电机在满负荷状态下常有的那种噪音污染状况大大减轻[6]。
4.PLA和变频器的安装过程简单，所需增加的硬件设备少，成本低，新设备安装完成后，操作更加简单，而且不用破坏锅炉原有的配电设施和工作环境。
5.智能化控制过程，过压、过流、欠压、过载等异常发生时，能够立即识别并自动发出保护指令，并能及时报警通知工作人员。控制过程安全有效。
6.能够自动控制锅炉风量共供给和炉膛压力，减少了人工操作的弊端。
7.计算机联网控制功能使得控制过程能够做到可视化和精准化，且人工不用近距离地接触锅炉，工作环境更加安全。
五、结语
变频调速技术和先进的自动控制技术，既能够满足锅炉在各种状态下的符合要求，满足生产工艺的需要，还能够最大限度地节约能源，降低设备的噪声污染，是一种先进的控制方式。不但提高锅炉的热效率，还降低了停产周期，直接和间接效益都十分显著。其环保节能优点，使得这两项技术受到了国家政府和民众的普遍重视。随着电子技术的发现，这项技术还会更加完善，其推广应用前景将会是十分广阔的。
参考文献
[1] 周亚峰.浅谈电气自动化控制系统的应用及发展趋势[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2011（06）：178-179
[2] 高峰，刘海旺，高伟.浅谈电厂锅炉主蒸汽温度变化原因及控制方法[J].中国新技术新产品，2012（19）：120-123.
[3] 付凤歧，戎华.锅炉自动化控制过程中炉排改造的实现方法，
[4] 王成威.基于PLC和OPC的锅炉燃烧系统先进控制系统的研发[D].山东大学，2012：24-25.
作者简介
黄涛（1982.10），男（汉族），籍贯云南宣威，毕业学校昆明理工大学，单位云南建水锰矿有限责任公司，电气助理工程师，研究方向：自动化控制技术。