谢钊辉
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【摘要】伴随社会经济的不断发展，工业生产水平也在不断提高，锅炉作为工业生产过程中常见的能量转换装置，人们对其能效的关注不断加深，分析锅炉能效不仅能够提高工业生产的能量利用率，还能不断推进锅炉设计制造到生产过程的改革和创新。本文正是基于此，首先概述了DCS和锅炉能效分析，接着论述了DCS在锅炉能效分析上的应用。
【关键词】DCS 锅炉 能效分析 应用
1.概述
1.1DCS概述
DCS也叫做分布式控制系统，是一类集散控制系统，DCS是在集中式控制系统的前提下，不断改进从而得以发展和演变，是一种较新的计算机控制系统。DCS的主要构成部分是骨架——系统网络，该部分也是DCS最核心的控制关键，它直接影响到了DCS分布式控制系统的实用性和高效性。因此，DCS的骨架——系统网络在设置要求精准和科学。
DCS从发明迄今为止已有40多年的历史了，在这40多年中的发展下，DCS的结构体系在不断地完善和发展，功效和性能也得到了巨大的提升和改进。同时，作为分布式控制系统，DCS应用的领域不断地扩张，是自动化生产过程最具使用价值的计算机控制系统。从自动化生产的设备检测到操作执行，甚至是管理过程中，随处可见DCS分布式控制系统的身影。
关于DCS的特性，也可以总结出以下几点：可靠性高，开放性强，方便灵活，易于调整和维护。首先是可靠性，因为DCS系统是分布式控制系统，其控制作用是分散的，在不同的计算机上完成其控制过程，当一台计算机发生故障时，也不会立马使得其他计算机遭受同样的故障，而是采用容错设计，使得各台计算机在运作的时候互不干扰，也不会呈现故障波及其他计算机的情况。另外，就可靠性而言，由于DCS是分散性的控制系统，各台计算机承担的任务并不复杂，而是一些相对简单的操作，故而，对于每台计算机而言，其运转过程中不会由于承担功能太复杂而导致系统载荷过大的问题，反而是因为实现着专一的功能，而使得整体的可靠性增加。除了可靠性，DCS更重要的是开放性，开放性表现在DCS设计过程中采用了开放式的标准化模板系列设计，也就是说，DCS中的各台计算机是利用局域网进行信息的传输和通信的，如果系统需要进行改变或功能扩充，只需要将新的计算机接入通讯网络即可，而不会涉及和影响到其他计算机的运作和工作。因而开放性使得系统中的各台计算机都具有较为独立的工作和使用空间。此外，DCS还具有较大的灵活性，在不同操作流程下，处理相应的对象时，可以较为灵活和自由地进行软硬组态结合，包括对信号的测量和控制以及调整各台计算机之间相互通讯的方式，进而灵活自由地组建所需要的控制系统。除此之外，DCS控制系统的调整和维护都具有较为简便的特性，也就是说，当系统中一台计算机呈现故障，可以直接拆卸，进行维护和调整，而不需要关停整个系统，各个计算机之间也不会相互影响。因此在协调和优化，以及后期维护过程中，DCS分散式控制系统都具有简便易行的特性。
1.2锅炉概述
锅炉是一种常见的设备，首要用于能量转换，包括来自燃料的化学能、电能等，都可以通过锅炉装置，转换成蒸汽或者具有热量的高温水汽以及有机热载体等。在工业生产中，锅炉首要指的是焚烧燃料的设备，锅炉包括锅体与炉体两部分。锅中主要是用来盛水的，并且会在高温情况下，将锅中的水转换成蒸汽，通入炉中，水汽里蕴含的热量可以根据需要再次通过特定的设备转变成人们所需的电能或机械能。
1.3锅炉能效测试
锅炉是用来进行能量转换的装置，在能量转换的过程中，难以避免会有能量损失。而关注锅炉的效能，首先需要就锅炉的能效进行测试。锅炉能效测试包括对工作中的锅炉进行一系列的参数测算和记载，并且根据一定的公式计算出锅炉运作工作时的能效。锅炉能效测试关注锅炉实际运作过程中的效率和功用。对锅炉进行能效测试，能够给予锅炉设计的一些建议，同时可以加强锅炉设计流程重点审核和监督，并且在运行中增强管理力度，最终使得锅炉在运行过程中能保持高能效。另外，不断进行锅炉能效测试，可以推动更高效能的新型锅炉设计开发和制造。
2.DCS在锅炉能效分析上的应用
2.1运用DCS监测锅炉效能
锅炉是用来进行能量转换的装置，在能量转换的过程中，难以避免会呈现能量损失。而关注锅炉的效能，首先需要就锅炉的能效进行测试。锅炉能效测试包括对工作中的锅炉进行一系列的参数测算和记载，并且根据一定的公式计算出锅炉运作工作时的能效。对于锅炉运作过程中的各个参数的在线监测，可以提供锅炉效能分析所需要的数据，进而实现锅炉效能的有效分析。将DCS应用到锅炉效能监测系统中，以锅炉装置的监控系统为例。锅炉的的DCS机电装置监控系统首要是由两个部分构成，一是位于下部DCS控制器，另一部分是锅炉与DCS之间的信息传递过程。由于DCS具有灵活可靠高效的特性，适用于锅炉的这样的工作环境中，其最大的特性以及性能的可靠性将在很大程度上满足锅炉的运作的安全需求，将DCS系统与一般计算机控制系统进行对比，也可明显看出DCS系统的可靠性。
在现场装置与DCS控制器进行信息交流的过程中，其远程效果良好，而且DCS开放的特定，可以使得各台电脑连接的方式变得更加简单，在保证锅炉效能的要求之下，工作人员还可以通过DCS的实时监测，使得其检验和发现故障的方式加倍灵活。
2.2运用DCS分析锅炉效能
通过DCS控制系统在锅炉运作过程中收集到的全方位参数，可以作为分析锅炉效能的基础。由于DCS可以实现对锅炉运作全过程的数据收集和监控，在之后进行进一步分析将变得加倍可靠和真实，并且能准确反映出锅炉在运作过程中的状态。另外，利用DCS分析锅炉效能，具有较高的可靠性和稳定性。由于DCS系统是分布式控制系统，其控制作用是分散的，在不同的计算机上完成其分析过程，当一台计算机发生故障时，也不会立马使得其他计算机遭受同样的故障，而是采用容错设计，使得各台计算机在运作的时候互不干扰，也不会呈现故障波及其他计算机的情况。另外，由于DCS是分散性的控制系统，各台计算机承担的分析锅炉效能的任务并不复杂，故而对于每台计算机而言，其运转过程中不会由于分析锅炉效能时不会由于分析程序太复杂而导致系统载荷过大的问题，反而是因为实现着专一的分析程序，而使得整体的可靠性增加。同时，DCS使得系统在分析锅炉效能的时候，能够同时进行不同操作流程，并且可以使之较为灵活和自由地进行软硬组态结合，包括对锅炉运作过程中各参数的测量和控制以及调整各台计算机之间相互通讯的方式，进而灵活自由地组建所需要的控制系统。
3.提高锅炉能效的方法
3.1降低锅炉排烟
锅炉的效能很大程度上取决于将投入锅炉的燃料或电能转换为热能的整个过程中能量的损失水平。因此只要减少锅炉能量转换过程中的能量损失就能提高锅炉的效能。所以，要降低能量损失，首先可以降低锅炉的排烟温度。当锅炉排烟时，如果烟雾的温度还处于较高水平，锅炉中的热量就容易伴随烟雾的散去而流失，进而使得能量损失加大，不利于提高锅炉的效能提高。
3.2定时清洁锅炉
锅炉在使用的过程中，不断地将燃料投入，转换成蒸汽或者具有热量的高温水汽以及有机热载体等，在这个过程中，高温容易使得投入其中的燃料发生化学反应而产生物质水垢或淤积。这些污垢或水垢将会使得锅炉在使用时效能下降。因此，提高锅炉效能，还可以通过定时清洁锅炉，避免锅炉上的结渣和积灰导致锅炉使用效能降低。清洁锅炉的具体方法包括定时清理锅炉受热面上的结渣和积灰，还应该定时地清理锅炉壁由于长期的沸腾产生的水垢，清除该类水垢可以通过向锅炉中添加清灰剂来实现。
3.3增加锅炉尾部受热面
锅炉尾部受热面是锅炉中省煤器和空气预热装置所处的位置，锅炉尾部受热面也是烟雾散出的首要口径，为了提高锅炉的能效，应该降低排烟的温度，但是排烟的温度过低的话又会产生副作用，使得效能不能达到最佳状态，因此，对锅炉尾部受热面进行改造，增大其受热面积，可以在保证排烟温度的情况下，减少排烟量，进而减少排烟损失的能量。因此增强锅炉尾部受热面，可较为高效地提高锅炉的运作效能。
4.结语
伴随社会经济的不断发展，工业生产水平也在不断提高，锅炉作为工业生产过程中常见的能量转换装置，人们对其能效的关注不断加深，分析锅炉能效不仅能够提高工业生产的能量利用率，还能不断推进锅炉设计制造到生产过程的改革和创新。而DCS从发明至今已有40多年历史，DCS在各领域应用都十分普遍，特别是在进行锅炉能效分析时，DCS也发挥了巨大的作用。因此，本文便从DCS在锅炉能效分析上的应用作为切入点，分析了DCS在分析锅炉能效时所起的作用。本文虽然分析了DCS在锅炉能效测试分析中的作用，但仍然存在不足之处，例如观点不够深入和全面，这将在本人今后的研究中不断改进和完善。
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