王连军 邹宏飞
杭州崇实自动化系统工程有限公司,浙江 杭州 310000
摘要：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。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；自动化控制系统；节能降耗
1 锅炉自动化控制系统的工作原理
锅炉作为重要的动力设备，其控制的基本要求是：供应合格的蒸汽以及热水采暖，使锅炉稳定满足需求。出于这个原因，生产过程的所有主要参数都必须严格控制。工业锅炉作为一个调节对象，是一个互连的、多输入、多输出、多回路、相互连接的对象。所有这些特性都取决于锅炉本身的特性。因此，理想的自动锅炉控制系统应该是一个多回路调节系统。这样，当锅炉的运行状态发生变化或受到一定的扰动时，系统将同时改变其调节量，使所有调节量具有一定的调节精度。但是，这种调整非常复杂，很难实现。
2 锅炉房自动化控制系统
2.1 维持汽压恒定
由于锅炉运行过程比较复杂，很容易由于一些客观因素而导致其运行状态不稳定，其中，维持锅炉蒸汽压力或热水锅炉温度恒定是很重要的。如果汽压或温度发生变化，那么就表示锅炉出力与负荷的耗气量不相符，要改变这种现象，就需要调整燃料与风量配比，以此改变锅炉的出力与燃料损耗，达到PID节能效果。
2.2 保证燃烧过程的经济性
锅炉燃烧需要很多的能源支持，如果掌握不好运行状态，就会造成能源浪费。因此，在改变燃料量时，也要相应地调节送风量，使两者保持在科学合理的范围配比内，对于锅炉mDCS精确控制和PID精准调节尤为重要，既保障锅炉燃烧过程的稳定性，又降低生产成本达到节能。
2.3 调节引风量与送风量相配合，以保证炉膛压力不变
为了保障锅炉良好运行，节省能源消耗，就要随时掌握锅炉燃烧调节系统，合理配置燃烧参数变量。燃烧调节系统是由三个单变量系统组成的，分别是蒸汽压力（热水温度）调节系统、送风调节系统、炉膛负压调节系统，三者之间既相互配合又相互独立。在锅炉燃烧时，要使引风量与送风量相配合，进而保障炉膛内的压力不变，最终达到锅炉微正压燃烧运行的目的。
3 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。
3.1 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。尤其在煤炭和天然气资源丰富的地方，过热导致的能量浪费非常严重。
锅炉房自动化控制系统引入气候补偿控制系统，合理调节锅炉出水温度或者蒸汽压力，锅炉房多台锅炉情况下，可以调整启动或停止锅炉台数和负荷率，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。
3.2 在燃气锅炉中设置余热回收节能装置
在燃气锅炉中设置余热回收节能装置也可以在一定程度上提高运行效率，加大燃料的燃烧面积，实现节约能源、减少消耗的目标。通常情况下，余热回收节能装置被安装在锅筒与燃气锅炉的给水泵之间，主要工作原理是利用尾部烟气的余热将水加热，通过一定的反应后，充分提高锅炉的热效率。
3.3 燃煤锅炉控制系统改造可实现节能
工业锅炉控制系统节能改造有两类，一是按照锅炉的负荷要求，实时调节给煤量、给水量、鼓风量和引风量， 使锅炉经常处在良好的运行状态。将原来的手工控制或半自动控制改造成全自动控制。这类改造，对于负荷变化幅度较大，而且变化频繁的锅炉节能效果很好，一般可达10%左右;二是针对供暖锅炉的，内容是在保持足够室温的前提下，根据户外温度的变化，实时调节锅炉的输出热量，达到舒适、节能、环保的目的。实现这类自动控制，可使锅炉节约20%左右的燃煤。对于燃油、燃气锅炉，节能效果是相同的，其经济效益更高。燃煤锅炉的节能改造技术和方法不仅可以达到节省成本， 提高热效率的作用增加锅炉寿命的作用，同时也在一定程度上契合了目前对锅炉环保方面的技术要求， 可谓是一举多得。
3.4 应用变频调速技术
对于电厂的生产运行管理工作来说，常常会涉及到很多辅机来予以配合，从而确保锅炉能够持续稳定运行，辅机系统具有非常重要的作业，也是确保整个锅炉系统保持正常运行状态的保障。辅机系统中的风机与水泵能够确保锅炉保持定速运行，然而近年来电厂建设规模的增大以及工作量的日益提升，机组所承担的负荷也越来越大，此时必须要借助于重新设计风机出入口挡板或水泵出口阀门来实现有效调整，从而控制负荷，然而这样一来就很容易导致风机与水泵的实际运行效率下降，无法实现降低损耗的功能。依靠变频调速设备能够很好的解决电厂锅炉运行过程中出现的上述问题，在对辅机设备进行调整的过程中，变频调速设备能够结合具体情况自动进行调整，保证相关设备能够维持在最佳工作状态，确保辅机设备正常运行，在保证其工作效率的同时起到节能降耗的作用。
3.5 燃气锅炉房供热集中控制系统
燃油（气）锅炉的热效率比燃煤锅炉要高得多，一般可达到92%以上（大气式燃烧和金属表面的模块锅炉除外），但锅炉厂家所提供的锅炉热效率是在额定负荷下的热效率，当锅炉运行工况偏离设计点时，锅炉的热效率是变化的。目前，进口锅炉一般可以提供出锅炉热效率随负荷变化曲线或数据，但国产锅炉很难提供出锅炉热效率随负荷变化曲线或数据。在实际运行中，外界所需热负荷始终是变化的，运行的锅炉不可能恒定在最佳工况点定负荷运行。
在锅炉房设计中不仅要选择热效率高的锅炉，同时也要采取措施提高锅炉房的总热效率。多台并联运行的锅炉通过群控来提高锅炉房总热效率是必要的。所谓mDCS群控就是根据外界所需热负荷的变化合理确定锅炉运行的台数，科学分配各运行锅炉的运行热负荷，尽量使每台锅炉都在最佳工况点运行，从而提高锅炉房总热效率。
3.6 电厂锅炉实现辅助系统节能降耗
在电厂锅炉运行过程中，能够影响动力设备工作效果的直接环节就是辅助设备。辅助设备的工作也能够帮助电厂锅炉节能降耗。在对电厂的锅炉进行设计的时候，一定要既考虑到主要锅炉系统的节能降耗技术，又要对辅助设备的能源使用进行设计。在电厂的实际工作时，辅助设备的使用是非常重要的，能够在节能降耗方面取得很好的成果。所以，在进行电厂的设计时，一定要对其辅助设备方面的节能降耗环节进行很好的利用，充分优化辅机的各项参数，提高锅炉的使用率，也能够提高对能源的合理利用。如一些水泵、风机等关键性辅机，因生产的需要其工作压力变大，这会影响整体设备的工作效率。不仅不能够进行节能降耗，还有可能出现一些其他的不良状况。想要解决这种现象，可以使用变频调速的技术。这种变频调速的技术可以对电厂中辅助设备的其他零件进行调整，还能够按照实际情况来进行一定的调整，保证电力设备的正常运行之外，提高电厂中锅炉的使用效率。
4 结语
锅炉运行具有复杂性、系统性特点，不管在运行或管理都具有一定困难性，而锅炉运行、能源消耗问题也一直成为重要研究内容。基于这一条件下，锅炉自动化系统的应用解决了能源消耗大的问题，节省经济投入，起到环境保护作用，值得进一步推广与应用。
参考文献:
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