鍋爐機電一體化節能控制系統探討

摘 要：隨著經濟的不斷發展，各個領域對于能源需求逐漸增多，而鍋爐作為煉油、化工以及發電等各個領域動力設施的重要組成部分，也是確保工業生產可以正常且持續開展的關鍵，但其在生產中所消耗的能源正在逐步增多，進而對我國生態環境造成一定影響。因此，對鍋爐進行節能控制系統的改革創新，不僅可以改變傳統的鍋爐自動化水平低，負荷發生變動導致控制操作難以進行，經常發生系統故障等現象，還可以改變傳統控制系統僅限于節能減耗的控制方法，在重視提高燃燒效率的同時注重節電。由此可見，提出鍋爐機電一體化節能控制系統具有十分重要的意義。基于此，本文分析了鍋爐機電一體化節能控制系統技術及控制要求，控制總體構成，控制設計方案，節能控制系統的發展趨勢以及鍋爐機電一體化節能控制系統的優勢。

關鍵詞：鍋爐；機電一體化；節能控制系統

前言

隨著我國國民經濟不斷發展，我國工業化也在不斷進步，而鍋爐作為我國工業行業動力設施的重要組成部分，提高鍋爐的動力保護措施就是提高鍋爐工作效率的重要步驟。當前我國工業行業中使用的鍋爐通常是燃煤型鍋爐，這種鍋爐的主要特點就是耗能高、污染大，因此，促進鍋爐節能控制系統的發展是十分有必要的。隨著時代的發展，科學技術的不斷創新，我國對于機電一體化技術的研究也更加深刻，將機電一體化運用在實際生產生活中，與鍋爐節能控制系統相結合，發展鍋爐機電一體化節能控制系統，從而打造節能化鍋爐，實現經濟利益的同時注重節能減排，使我國社會主義經濟走上可持續發展道路。

1鍋爐機電一體化節能控制系統技術及控制要求

鍋爐機電一體化節能控制系統其具體系統技術要求主要包括以下幾點：第一點，給水系統。鍋爐的主要給水方式是由一臺水泵對應一臺鍋爐進行給水，并且水位是依據設定要求可以進行自動調節，進而真正做到恒液位給水。同時要對鍋爐水位進行全方位實時監控、監測，以此確保鍋爐的正常運行。第二點，鍋爐路牌給煤。通過壓力、鍋爐爐膛溫度、流量的變化以及風煤比的設定鍋爐爐排可以進行自動控制鼓風量與給煤量。第三點，鼓風、引風系統。要維護爐膛負壓穩定以及控制引風量，就要通過安裝的微壓差變送器及時檢測鍋爐爐膛的負壓情況，以此作為控制鍋爐正常運轉的基礎。并且實現連鎖控制鼓風系統、引風系統與給水系統。第四點，排渣控制。對于系統排渣控制可以將其與鍋爐運行狀態進行連鎖，實現自動或手動進行控制[1]。第五點，安全連鎖保護。首先對鍋爐汽包水位進行安全保護，當鍋爐汽包水位過高時發出聲報警與光報警。當鍋爐汽包水位過低時，及時停止鼓、引風機以及爐排，同時發出聲、光報警。其次鍋爐出現超壓情況，要停止鼓風、引風機以及給煤機同時發聲、光報警。最后，對于引風機、鼓風機以及爐排電動機進行聯鎖保護。當引風機、鼓風機以及爐排電動機發生任何電氣故障時都要及時進行聯鎖停止工作。

鍋爐機電一體化節能控制系統作為科技與信息技術的產物，在節能方面的設計更加符合實際要求。但是鍋爐設備在實際工業行業中的應用通常是復雜的，因為在運行過程中往往會涉及到步驟繁瑣的執行程序以及各種操作對象，這就意味著，想要實現鍋爐機電一體化節能工藝的發展就要及時調節方案，以全面的角度看前饋、串級、比值等內容，在使用常規儀表時，要注意明確每個常規儀表的使用要求與規范，并且使用自動設備進行調節。通過將執行機構由擋板轉化為變壓調速器，以此來降低閥門與擋板留壓，維護機泵輸出的穩定性，從而達到節能減耗的目的。鍋爐的控制過程也是非常復雜，主要包括兩點：第一，鍋爐汽包水位調節系統，一旦控制不當，就會造成液位水汽分離，輕則造成鍋爐損壞，重則導致爆炸事故。第二，鍋爐燃燒系統。鍋爐燃燒系統的鍋爐運行的基礎，因此，要調節燃料量，維持壓力的穩定性，配合好鼓風、引風量，從而滿足蒸汽負荷變化標準。在控制系統中只有重視工藝控制要求才能為鍋爐機電一體化的發展，以及實現節能減排打下堅實基礎[2]。

2鍋爐機電一體化節能控制總體構成

鍋爐機電一體化節能控制系統的總體構成包括測量儀表、可編程調節器、變頻、變壓調節器。測量儀表的使用主要是保證鍋爐在運行時的參數都處于標準信號以內。可控系統所使用的測量儀表主要對汽包水位、水流量、蒸汽流量、爐膛負壓以及壓力等參數進行檢測。組成控制系統的儀表設備都可以檢測出鍋爐的運行情況。就我國當前形勢下的鍋爐使用情況，很多工業行業的生產使用商并沒有意識到其生產、使用的鍋爐是不符合節能減排的標準的，而近年來我國政府及其相關部門對于鍋爐生產使用造成的污染進行了嚴厲的打擊與處理，人們對于鍋爐節能措施的認識才有所提高，進而使鍋爐機電一體化節能控制系統的發展與建設更加快速[3]。因此，在進行鍋爐機電一體化節能控制系統的總體構成時不僅要考慮機電一體化以及節能，更要從長遠角度進行考量，在重視鍋爐運行原理的同時運用科學合理并且有效的方式進行管理，從而實現鍋爐機電一體化的發展，促進節能減排的有效進行。

3鍋爐機電一體化節能控制設計方案

鍋爐機電一體化節能控制系統可以分為兩種控制，一種是鍋爐運行及保護控制，另一種是公共設備控制。鍋爐控制系統也可以分為兩種控制，一種是手動控制，另一種是自動控制。手動控制主要是對設置在開關柜上的按鈕進行執行操作，而自動控制可以進行獨立雙線智能切換，可以根據自動控制要求編制控制程序，還可以通過鍵盤以及鼠標控制程序。鍋爐機電一體化節能控制系統具體控制方案包括鍋爐機電一體化燃燒控制與汽包水位控制。

鍋爐機電一體化燃燒控制需要依靠引風達到運行目的，這就意味著，通過控制風量與煤量的需求量達到正常運行。這個過程不僅需要使用自動調節儀表與變頻技術，還要通過使用PID運算公式將鍋爐氣壓維持在規定區間內。鍋爐機電一體燃燒控制系統操作不需要人工進行干預，只需要通過對鍋爐內的煤量與爐膛負壓值進行調控，就可以達到鍋爐的最佳運行狀態[4]。

汽包水位控制是依靠PID模糊控制理論與恒頻控制系統技術的相結合產出的新產品。通過PID調節器可以調節控制泵的運轉頻率，從而維護鍋爐運行的穩定性，通過對水池水位的檢測，將水位控制在標準范圍。通過將各參數顯示出來，使操作員更加明確自身職責[5]。

4節能控制系統的發展趨勢

4.1自動化強度逐漸提高

鍋爐機電一體化節能控制系統的不斷發展，使得鍋爐自動化強度逐漸提高。鍋爐設備可以良好的聽從主體進行指揮，即使沒有工作人員進行控制，鍋爐設備也可以進行正常的運轉，當發生突發情況時，鍋爐設備可以及時將各開關斷開，使鍋爐設備停止工作，不僅可以保護鍋爐設備自身不受損害，還可以有效避免重大事故的發生。通過自動分配系統可以使鍋爐設備進行自行處理其內部結構，使設備之間不能相互影響運行，并且形成具有一定的規律性的控制系統，系統控制主體可以更好的將子系統的信息進行及時有效的處理。

4.2系統化與協調性更強

鍋爐機電一體化節能控制系統的發展就是整體化發展，也就是系統發展，這不僅體現了機電一體化技術的全方位發展，更能體現機械工程技術的進步。鍋爐機電一體化是通過智能技術的操作下接受精準的信息，進而掌握鍋爐運行的整個工作狀態。系統化發展離不開信息技術的支持，而信息技術的不斷發展又可以推動機電一體化技術的不斷提高，這兩者相互協調互相促進，進而使鍋爐機電一體化節能控制系統向信息系統方向發展。

4.3實現網絡互聯網操作

隨著時代的進步，科學技術的發展，我國已經邁進了互聯網信息時代。這就意味著，技術的發展的道路上都要經過細化研究的考驗，而實現互聯網操作是其重要目標之一，鍋爐機電一體化技術也是如此。相關研究人員要不斷細化研究，將機電一體化技術中的模塊進行分開發展，從而推動機電一體化技術的發展，將其更好的運用到實際鍋爐設備建造過程中，進而實現網絡互聯網對其可操作的目標。

5鍋爐機電一體化節能控制系統的優勢

鍋爐機電一體化節能控制系統的優勢主要在以下幾個方面。第一，良好的保護功能。通過計算機對鍋爐設備進行控制，操作人員可以通過計算機顯示屏及時了解鍋爐設備的工作狀態以及運行情況，及時觀察鼓風量、引風量、鍋爐爐壓、風速及水位等參數，當水位過低或超高時可以及時的進行發聲、光報警，也可以開展聯鎖鼓的運行。第二，降低操作人員的勞動強度，穩定壓力。鍋爐機電一體化節能控制系統已經實現自動化操作，這就大大減少了操作人員的工作量，進而降低了操作人員的勞動強度，穩定壓力。第三，電動機具有良好的啟動性能。鍋爐機電一體化節能控制系統的電動機的啟動電流以及啟動轉矩都是較大且具有良好的啟動性能，可以實現從0到定額100的無極轉速范圍。第四，節能排效果好。經過專業節能減排測試，鍋爐機電一體化節能控制系統最高可以有效節約電能20%，節約煤5%左右，真正實現節能減排。

總結

本文主要就鍋爐機電一體化節能控制系統進行了相關方面的分析和探討，鍋爐作為我國工業行業的重要動力設施，發展其機電一體化及節能控制系統是十分必要的，從而推動機電一體化技術的發展，降低操作人員的勞動強度，減少污染，節約能源，促進我國經濟可持續發展戰略的進步，同時也實現人類社會的快速發展。

參考文獻

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[2]王鑫，王保軍.變頻技術在鍋爐機電一體化節能系統中的應用[J].信息化建設，2016（04）：316.

[3]王樹琪.變頻技術在鍋爐機電一體化節能系統中應用[J].電子技術與軟件工程，2016（10）：133.

[4]楊曉苗.變頻技術在鍋爐機電一體化節能系統中的運用[J].世界有色金屬，2016（09）：194+196.

[5]孫繼新，陳新.鍋爐機電一體化節能控制系統[J].黑龍江科技信息，2014（03）：70+69.

[6]張啟彬，余和林，巢祥坤.鍋爐機電一體化節能控制系統[J].工業控制計算機，1993（01）：11-13.

作者簡介

何子財（1978.12-），男，漢族，籍貫：廣東江門，學歷：本科，研究方向：機電。

（作者單位：江門市博盈焊接工程有限公司）