【摘要】锅炉是工业生产系统中一个重要的设备，我国在锅炉的能源消耗方面，仍然以煤炭能源为主，而且在燃烧的过程中会形成较大的污染，造成了能源和资源的浪费。随着科学技术的不断发展，越来越多先进的生产技术应用到锅炉控制系统中，尤其是自动控制技术的应用，可以实现节煤、节电目标的同时，提高锅炉的燃烧效率，有利于促进锅炉设备的健康运行。本文就主要针对锅炉房自动化控制系统及其在供热系统节能降耗方面的应用进行简单的分析。
【关键词】锅炉房 锅炉设备 自动化控制 节能措施
锅炉房自动化控制技术主要是运用计算机系统代替人为操作，对锅炉的运行状态进行全程监控，并且收集相应的数据和信息，根据信息分析结果对相关的控制系统做出及时的调整指令，包括送煤量、送气量等，保证锅炉处在最佳的燃烧状态，在保证锅炉运行的稳定性与安全性的同时，达到节能降耗的目的。
一、锅炉房自动化控制的工作原理
除氧水通过给水泵进入给水调节阀，控制系统利用给水调节阀的信号及其反馈进行综合分析后，对给水量控制。通过给水调节阀进入省煤器，冷水在经过省煤器时被烟气预热后进入汽包，在汽包内加热产生蒸汽，为保证最大的蒸发面，水位应保持在锅炉汽包的中线位置，蒸汽通过主蒸汽阀输出。空气经过鼓风机进入空气预热器，被烟气预热后进入炉膛。燃料进入炉膛点燃，在燃烧过程中发出热量，以加热汽包中的水，同时产生热烟气，在引风机的抽吸作用下经过省煤气和空气预热器，以节约热能。降温后的烟气经过除尘器除尘、去硫等净化工艺后排出。
二、锅炉房自动化系统
（一）自动化系统基本组成
锅炉运行要达到以下要求：根据负荷变化要求，使锅炉出水温度或出汽压力（流量）也随之变化，由于负荷变化而相应调整进煤量和进风量，而实现锅炉的经济燃烧。以及各种热工参数监控，提高管理水平。
根据以上要求，可以将锅炉自动化控制系统设置为：汽包液位控制回路（蒸汽锅炉）；热水锅炉系统定压控制回路；炉膛负压控制回路；燃烧调节控制回路；报警保护控制回路。
（二）自动化系统控制回路描述
1.汽包液位控制回路（蒸汽锅炉）
蒸汽锅炉汽包液位稳定，是影响燃烧工况、节能、安全运行的重要因素。 连续自动给水分为单冲量、双冲量、三冲量三种调节控制系统。
单冲量调节，适用于容量较小，虚假水位现象不严重的小型锅炉。双冲量调节，适用于负荷变化频繁，有一定虚假水位现象的中、小型锅炉，容量在 30T/H 以下。 三冲量调节，适用于虚假水位现象比较严重，多台锅炉并列运行，水位相互干扰严重的现代大、中型锅炉。
以三冲量调节系统为例，其采用双侧水位变送器，一路进行报警联锁，一路进行调节控制。为保证控制精度，采用反馈-前馈调节系统，即引入汽包液位、蒸汽流量和给水流量进行三冲量水位调节。
2.热水锅炉系统定压控制回路（热水锅炉）
热水采暖系统保证定压点的压力，对锅炉及系统安全可靠运行至关重要。 定压方式一般有，高位水箱定压、压力罐定压、变频定压三种。其中，变频定压由于采用恒压运行方式，运行中水压图稳定，系统水力工况好，加之故障率低，控制精度高，压力波动范围在0.01Mpa 以内，目前已广泛使用。
3.炉膛负压控制回路
炉膛负压的大小对于节能影响很大。 负压大，被烟气带走的热量多，热损失增加。 理想运行状态应在微负压状态，它能明显增加悬浮煤颗粒在炉膛内的滞留时间，增加沉降，减少飞灰，使煤充分燃烧提高热效率。
4.燃烧调节控制回路
在优化各种锅炉燃烧的过程中，通常认为科学的方法是根据烟气含氧量来控制鼓风量。例如已确定某种锅炉的烟气含氧量为 X%时燃烧效率最高，则当实测烟气含氧量大于 X%时计算机控制鼓风系统减少鼓风量；当实测烟气含氧量小于X%时，计算机控制鼓风系统增加鼓风量。
这种方法过去在燃煤锅炉自动控制中得到了广泛的应用。实践证明，这种理论上科学的方法对于燃油、燃气及煤粉炉比较实用，而对层燃炉来说却事与愿违，最终绝大多数都以失败而告终，调查分析主要是这种方法不能够适应煤质变化的需要。
层燃炉与燃油、燃气、煤粉炉不同，燃油、燃气与煤粉炉的燃料成分比较稳定，而层燃炉使用的煤多数只经简单的筛分破碎处理或不处理直接使用，煤的颗粒度极不均匀。当炉排上出现大颗粒煤较多时，若要正常燃烧，则必然空气过量系数较大，即烟气含氧量较高；当炉排上出现燃煤颗粒度较小且颗粒度均匀时，若要燃烧效率较高，则必然空气过量系数相对要低一些。
利用风与煤的比值自动控制鼓风机电机转速，使负荷不断变化中的层燃炉始终处于良好的燃烧状态，在实践中证明了这种控制方法具有很好的实用性。
5.报警保护控制回路
在报警保护控制回路中，一般根据安全需要设置相应报警、保护回路，但按相关规定，报警保护回路必须有热水锅炉超温和蒸汽锅炉超压报警及自动联锁保护回路。热水锅炉一般还应有循环水泵自控回路，具有多台循环水泵故障报警、联锁保护（故障后备用自启）、停炉超温自启等实用功能。
三、锅炉房自动化控制系统在锅炉节能降耗方面的应用
合理的自动化控制系统不仅有利于锅炉房的安全、高效运行，还有利于节能降耗。
（一）气候补偿控制系统
以往的供热系统主要依靠经验进行温度调节。这就导致锅炉出力与热负荷需求不匹配，热用户出现过冷或过热现象。尤其在煤炭资源丰富的地方过热导致的能量浪费非常严重。
锅炉房自动化控制系统通过气候补偿系统，合理调节锅炉出水温度或者蒸汽压力降低锅炉整体出力，以免出现过热现象，能够合理的降低锅炉耗能。
（二）自动PID调节系统
泵和风机是锅炉系统中耗电量最大的设备，在设计选型时由于考虑将来系统扩容，泵和风机容量往往偏大，如果在运行中均按工频运行将导致电能的大量浪费.合理的锅炉房自动控制系统充分利用变频控制技术，对给水量和给气量进行PID调整，保证水泵和风机处于合理的负荷范围，既能保证系统高效运行，又能节约电能。
（三）报警保护控制系统
先进的锅炉房自动化控制系统往往设有出水温度（蒸汽压力）上下限、补水压力上下限、水位上下限、省煤器、空气预热器压差上下限等报警保护功能。通过合理的阈值设置可以避免系统出现故障或者出现故障后及时进行人工干预，既有效的保护了设备、人身安全，也有效的降低了人力、财力、物力的损失。
三、结束语
总之，锅炉房自动控制系统的有效应用，可以提高锅炉燃烧的效率，降低工作人员的强度，而且可以通过自动控制技术的应用提高锅炉运行的安全性和稳定性，在节约资源和能源方面都具有显著的效果，因此，自动化控制系统的应用也成为了锅炉运行的必然趋势，也是实现我国锅炉行业节能降耗、可持续发展的重要途径。
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