摘要：随着城市用电量的增加，电厂建设随之增多，锅炉作为电厂重要设备受到重视。锅炉设备要做到安全节能方面的优化，必须不断进行智能化升级，并在锅炉的操作和管理中充分发挥其特点。因此，概述锅炉智能化节能的概念，分析锅炉智能化安全节能运行存在的问题及相应对策，以供参考。
关键词：锅炉；智能化；安全运行；方法探析
引言
燃烧优化系统通过调整所有参数来控制炉膛中燃料和空气的分布已达到锅炉最优的运行情况。借助录入系统的历史数据以及锅炉实时运行情况，调整如燃烧器偏角、磨煤机出力等设置，最终实现降低氮氧化物排放量，提高效率等优化目标。在整个优化过程中，不再需要人为操作干预，系统将全面接管优化控制过程，甚至可以基于神经网络处理器不断提高控制效率。
1锅炉燃烧系统运行原理
火电厂锅炉燃烧系统可以将热能转化为电能，锅炉是整个火电站的核心设备，锅炉燃烧系统就是整个火电站的核心系统。整个系统详细的运行过程如下：送料机先将煤块送进碎煤机进行一次粉碎，完了再将碎成小块的煤块送进磨煤机进行二次研磨，经过两道细化加工后，煤块被制成了细煤粉，这时我们就可以将其吹入锅炉的膛炉进行燃烧了。在燃烧的过程中会产生大量的热量，我们可以将锅炉用水浸没，这样水与锅炉相接触之后，两个媒介之间进行热量的传递，能把煤粉燃烧产生的热量传递给水，使其由液态的水变成了气态的水蒸气，再对水蒸汽进行热处理变成过热蒸汽。过热蒸汽携带者大量的热能推动汽轮机，踏上了将热能转化为动能的路程。再依靠这动能进行发电，就完成了热能向电能的转化。锅炉燃烧系统的稳定性决定了火电站的固定产电量，它的稳定性主要决定于以下三个指标，蒸汽压力、炉膛负压和烟气含氧量。要保证保轮机所需动能充足，那蒸汽压力就必须平衡；炉膛负压的稳定，可以确保炉膛煤粉的充分燃烧，防止气温过高导致的设备老化问题；烟气含氧量是判断煤粉充分燃烧的指标，如果含量比较小，则表示煤粉燃烧不充分，没有达到最佳利用效率。
2锅炉智能化安全节能运行存在的问题
2.1动态监测的问题
锅炉在生产过程中要对各个系统进行监测，如烟雾净化系统、辅助设备、水循环系统、燃烧系统以及物料系统等。但是，由于系统较多且过程不可控，因此对于过程的动态化监测存在问题，实时数据不能得到很好的更新及上传，导致运行效率不高且信息滞后。
2.2系统运行及优化问题
锅炉智能化运行过程中，可以自动采集生产过程的信息并把它们生成数据，包括锅炉的碳排放量、氮排放量、煤的用量及效率、运行的数据等。这些数据需要根据系统生成，但在实际运行中经常因为状态的影响而导致分析有误。此外，锅炉智能化过程中需要不断升级优化系统，但是由于数据缺失和分析有误等问题，导致系统优化也存在问题。
2.3维护保养的问题
当前很多企业为追求生产，缺乏对锅炉设备的良好保养，导致系统智能化过程中无法进行有效的设备升级。设备保养不当也会产生各种使用问题，如燃烧器气路的堵塞等，不仅造成设备无法正常使用，还造成节能环保障碍，难以保证安全。
3锅炉智能控制系统的构成
为了能够妥善解决工业锅炉系统内部长期存在的滞后性较长、非线性、多参数的问题，需要将前馈-反馈控制系统引入到工业锅炉的智能控制系统中，以便能够将各通道控制对象的关联性进行消除，这样一来，每一个回路的调节动作都不会对其它回路造成影响。与此同时，还在工业锅炉的智能控制系统中加入了一些附加环节，并且还对相应参数进行适当调整，以此来进一步对控制对象固有的关联性进行抵消。
工业锅炉智能控制系统主要由上位机、上位机、调节电机等组成，具体如下：
①上位机：上位机的软件系统主要包括故障诊断、控制算法等，上位机的硬件系统主要包括网络通讯卡、光电隔离接口板、打印机等，通过上位机能够实时监控工业锅炉的运行情况，并且进行自动统计、记录、控制等；由于工业锅炉工作条件的特殊性，所以，上位机需要能够在这种恶劣的工作环境下保持可靠、稳定、长时间地运行。
②变频器：变频器既能够实时控制电动机的性能，又能够对执行机构的三相交流频率、电流进行改变。
③PLC控制器：PLC控制器在工业锅炉智能控制系统中主要有两大作用，第一，PLC控制器能够对变送器采集的现场数据进行读取，并且将模拟信号通过A/D转换器变为数字信号，而后向上位机进行及时反馈。第二，PLC控制器能够对上位机发出的指令进行接收，并且还可以将指令转变为时序信号，这样一来，就能够直接控制变频器。
④执行机构：利用执行机构能够有效地调整工业锅炉中的电动机转速。
⑤变送器、传感器：利用变送器、传感器能够对工业锅炉的一系列运行参数（如电压、温度、压力、液位高度等）进行检测，并且将模拟信号通过A/D转换器变为数字信号。
4提高锅炉智能化安全节能环保运行的方法
4.1对于热工检测技术在燃烧方面的改良
电站锅炉的炉膛温度是一项重要数据，它可以为锅炉燃烧的优化提供必要信息。我们通过检测出来的锅炉温度，制成温度分布图，这张分布图的用处甚至可以说是将锅炉燃烧系统提升了一个档次。同时如何精准地测量出它的温度一直是国内外争相研究的话题。掌握了炉膛测温技术，就等于掌握了锅炉燃烧控制系统的核心技术。热电偶测温方法具有测温范围广，性能稳定以及价格低廉等优势。在掌握了这两项技术的情况下，我们就可以获取在单一波长下的形成的火焰辐射图像，通过对比火焰辐射图像，推算出火焰的二维图像分布。这项技术不仅可以准确地判断火焰中心的偏斜程度，也能反应出壁炉是否结扎或者有熄火现象。利用这项技术我们就能及时的发现问题并做出调整，在风险和浪费还没发生的时候防患于未然，及时规避风险。这样做不仅提高了电站锅炉燃烧的效率，同时也降低了能源的报废率。
4.2锅炉燃烧污染控制
锅炉燃烧本身就是一个产生污染的过程，而有关环境保护法严格限制了排放到大气中的二氧化硫、氮氧化物和PM2.5等的浓度，而且随着社会发展相关要求日益严格。智能控制可以有效改善现有锅炉设计和减少污染技术，使电厂能够以合理的成本提供热能或电力的同时符合环境法规。燃煤锅炉污染的智能控制可以应用在燃烧过程的各个阶段。锅炉燃烧燃料的选择是减少烟气污染物的第一步，例如，天然气燃烧比燃料油、医疗废物或生物质更清洁，并且在其烟气中产生的污染物最少。当然，国内锅炉大多无法选择燃料，智能控制系统可以根据入炉燃料的工业分析等综合调整各层燃烧器的燃料、风量配比，以降低污染。智能控制锅炉燃烧也可以减少氮氧化物的产生，锅炉中燃料从点燃到燃尽每个过程都可以通过计算及数据分析给出一个最合理的空气配比。对于烟气再循环的锅炉，通过智能控制系统调整被送回燃烧室的烟气量，可以更好的空盒子空气的氧量，降低核心火焰温度。
4.3加强数据分析的功能
数据信息关系到锅炉的运行是否能够做到节能环保，是节能环保得以实施的基础。所以，需要强化锅炉总系统和分系统的分析能力，使锅炉运行的数据采集更加方便，按照所获取数据进一步调整运行参数，促使运行过程更加节能、安全和高效。
结语
总之，智能控制技术在工业锅炉中的应用效果较佳，既可提高燃煤锅炉的热效率，又可节约大量的电能，一举多得，值得推广应用。
参考文献
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