身份证号码：23900519910123XXXX 哈尔滨哈锅锅炉容器工程有限责任公司
摘要：近年来，我国的化工工程建设的发展迅速，我国是纸业生产和消费大国，中国造纸协会2019年统计数据显示，我国拥有约2700家规模以上造纸企业，全年纸类总产量为1．0765亿吨，总消费量1．0704亿吨，年产值约8000亿元。在造纸过程中不同的生产工序会产生大量不同种类、不同形式的边角料废渣，最终混合形成造纸废渣。由于其成分复杂，处理难度较大，以往造纸厂大多采取倾倒、堆放和填埋处理，对土壤、水资源及空气都造成严重的污染。随着近年来国家对节能减排要求的不断提高，各方都在探索有效处理造纸废渣的方法。
关键词：双炉膛双燃料；蒸汽锅炉；设计应用
引言
传统的锅炉电气系统温度控制方式普遍使用继电器控制技术，由于采用固定接线的硬件实现逻辑控制，使控制系统的体积增大，耗电多，精度不够、效率不高且易出现故障，不能保证正常的工业生产。随着计算机控制技术的发展，传统的继电器控制技术必然被基于计算机科学的PLC控制技术所取代。而PLC本身的优异性能使基于PLC控制技术的温度控制系统精度更高、稳定性更强、效率更高、更加节能且维护方便。这种温度控制系统对改造传统的继电器控制系统有相当的现实意义。
1蒸汽锅炉温度智能控制系统设计
在以PLC控制为核心，电动调节阀为基础的蒸汽锅炉温度自动控制系统中，PLC将蒸汽锅炉出口温度设定值与温度变送器反馈回来的温度值之间的偏差经PID控制算法计算后，控制输出电压（1～5V）的大小，从而调节电动调节阀开度的大小，实现电动调节阀开度的无极控制，进而实现对进入蒸汽锅炉本体内部蒸汽量的控制，以达到对蒸汽锅炉热水出口温度实现自动控制的目的。
2双炉膛双燃料蒸汽锅炉的设计应用
2.1燃烧系统
废渣焚烧绝热炉膛点火采用床下轻柴油点火方式，点火时床层的石英砂为微流化状态，柴油燃烧后产生的热烟气由一次风经布风板对料床进行加热，加热过程中控制料床温度不超过900℃，以防烧坏风帽。待炉膛内的耐火材料温度升至一定的温度，炉膛内有足够的蓄热量后切断轻柴油供给，然后投入造纸废渣进行焚烧，高温烟气由绝热炉膛上部出口进入上部的煤粉室燃炉膛。燃烧室的布风板上设置有4个219的落渣管，落渣管上设置有重力翻板阀，底部连接水封排渣刮板机。绝热炉膛的内壁面边角处采用圆弧过渡结构，其作用为消除流动死角和边角部位的涡流，以减少炉膛内壁面挂焦。另外，绝热炉膛设置烟气再循环回流贴壁风，用于降低耐火材料表面温度，使壁温低于废渣的结焦温度。煤粉室燃炉膛断面为长方形，点火也采用轻柴油，空气和煤粉的混合物经水冷壁两侧墙下部的燃烧器喷入炉膛进行燃烧，煤粉燃烧稳定后关闭柴油供给阀并将柴油枪退出炉膛。煤粉燃烧的同时可将底部绝热炉膛中未完全燃尽的颗粒充分燃尽，同时绝热炉膛的烟气可起到降低煤粉主燃区氧含量并降低煤粉主燃区燃烧温度，同时降低热力型和燃料型NOx的生成量，有利于降低尾部的脱硝运行成本。设计选用了较大的炉膛容积、较低的炉膛容积热负荷，增加了烟气的高温区域流程长度，可使造纸废渣燃烧后的烟气在高温区停留更长时间。废渣焚烧绝热炉膛的容积Vfur1=35．2m3，煤粉室燃烧炉膛的容积Vfur2=155．8m3，锅炉的综合容积热负荷qv=104．2kW/m3，煤粉室燃炉膛区域的水平断面热负荷qdm=1811kW/m2。
2．2脱硝系统
该锅炉脱硝采用选择性催化还原脱硝技术（SCＲ），脱硝还原剂原料采用氨水，催化剂用蜂窝式脱硝催化剂，有效成分为V2O5/TiO2，采用3层布置，初装2层，预留1层。
设计了沉降室来沉降烟尘，并在烟气转向处设置挡渣管，并做成大流通截面转向结构，充分阻挡并降低烟气流速，使烟尘重力沉降，降低催化剂中毒的可能性。严格控制进入SCＲ脱硝装置的烟气温度，以防产生凝结水。设计了低负荷运行时控制脱硝烟气温度的旁通烟道，在过热器的底部后炉墙开孔，设置旁通烟道连接至锅炉出烟口的烟道上，在旁通烟道上设置电动插板阀，用于低负荷运行时自动调节SCＲ中的烟气温度，确保催化剂在活性温度下工作，避免烟气中水蒸气凝结、防止低温下烟气中的铵盐沉积堵塞催化剂。
2．3脱硫系统
锅炉系统采用NaOH/Ca（OH）2）双碱法脱硫。锅炉尾部烟气经布袋除尘后，由引风机正压吹入喷淋脱硫塔内。塔体上部设置多级高效雾化喷淋系统，逆流布置多层雾化喷嘴。脱硫后的液体排入脱硫塔外的再生池，反应产物与Ca（OH）2溶液反应后实现NaOH的再生循环利用，并将溶液中的脱硫渣CaSO3排入压滤机进行脱水干化处理。
3程序设计
1）压力控制．电接点压力表是在机械式压力表的基础上安装电接点构成．由于压力的作用使表内弹簧管变形，通过传动机构放大并在分度盘上显示出被测量的压力值．指示指针在转动时，其上的支柱电触头与设定好限位位置的设定指针上的触点相接触（断开或接通）的瞬间，电气线路接通控制系统，在设定压力处发出报警信号（指示灯或电铃），以达到对使用的设备进行需要的位式控制．压力控制部分的输入信号来自电接点压力表，电接点压力表广泛运用于工业气体压力测量，安装简单，维护方便．电接点压力表的压力设置与公共点是常闭开关，电接点压力表的报警开关与公共点是常开开关．2）水位控制．锅炉水位控制是锅炉是否可以正常工作的必要条件，锅炉内水位过高或过低都会影响蒸汽锅炉的出气质量．蒸汽必须要满足温度以及含水量的要求，否则会影响产品质量．水位监测使用三水位探针．水位探针是蒸汽锅炉液位测量的主要工具，结构简单、使用方便、易维护．本程序的补水分为两个阶段补水，当水位低于高水位探针时进行的补水定义为正常补水，当水位低于中水位探针时定义为缺水补水，锅炉一般工作在正常补水状态．在缺水状态时，定义了补水时间和补水间隔，补水时间是指补水电机向锅炉内注入水的时间，补水间隔指补水时强制补水电机暂停的时间，为此来减缓锅炉内温度剧烈下降，这两个时间使用者可以根据实际进行修改．为了保证人员安全及产品质量，还加入补水异常报警程序．3）温度控制．PID是工业温度控制中经常是使用的算法，P指比例控制，I指积分控制，D指微分控制，PID算法结构简单、工作可靠、稳定性高．在运用中还可以使用PI控制或PD控制．比例控制可以对偏差做出及时的响应，当系统只有比例控制时，系统的稳态误差较高．积分控制可以将比例控制所带来的稳态误差消除，提高控制精度，增强系统适应参数变化能力，即对快速变化的参数系统可以及时响应．微分控制对惯性滞后有克制作用，提高系统的抗干扰能力和稳定性．这3种控制相互独立，改变其中任意一种控制的参数对其他控制无影响．蒸汽锅炉由于补水作用，温度变化较快，所以必须保证其加热系统的及时响应速度，同时多次补水作用使其很难达到一个精准的稳定状态，所以在控制时只需要保证其工作在设定温度一定范围内即可．所以本蒸汽锅炉控制至采用PI控制．
结语
连续系统的设计已经形成了一套系统的、成熟的、实用的设计方法，并在控制领域为人们所熟知的掌握。因此，在设计计算机控制系统时，任然经常使用连续系统的设计方法，首先设计出连续系统的调节器D（s），再将D（s）所描述的连续调节规律，通过某种规则（即数字化方法）变为计算机能够实现的数字调节规律D（z），这种方法称为模拟化设计方法。本系统的数字PID控制算法正是利用上述方法求得的。不过，用计算机实现PID控制，不仅仅是简单地把PID控制规律数字化，而是进一步与计算机的逻辑判断功能结合起来，使PID控制更加灵活多样，更能满足生产过程提出的各式各样的要求。
参考文献：
［1］余洁．中国燃煤工业锅炉现状［J］．洁净煤技术，2012，10（6）：89－91．
［2］张敬，李徽，贺助理．基于PLC的智能温度控制器的研究［J］．湖南理工学院学报（自然科学版），2009，22（2）：49－51．