鍋爐機電一體化節能控制系統初探

彭兆勇

摘 要：在我國國民經濟快速發展的環境下，各個行業的生產建設環節都面臨著能源危機的問題，能源浪費現象普遍存在，特別是在鍋爐的生產過程中，能源消耗更多，高耗能設備造成了嚴重的環境污染。因此，必須改造鍋爐，保障對污染的有效控制。本文就鍋爐機電一體化節能控制系統做簡要探討。

關鍵詞：鍋爐；機電一體化；能源控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.131

鍋爐在煉油、發電、化工等領域占據著不可取代的地位，是工業生產的重要保障?，F階段我國鍋爐具有數量多、分布廣且耗能大的特征，并且缺乏自動化水平，一旦因為負荷引起變動將很難操控，常常出現系統故障問題。另外，傳統的系統控制方式過于注重燃料燃燒效率的提升，忽視了節電，因此，系統在節能方面仍然具有一定的上升空間。下面詳細介紹鍋爐機電一體化的節能控制系統。

1 工藝要求

鍋爐在操作和運行的過程中含有較多調節對象，工藝交叉影響。因此必須統籌全局考慮比值、串級和前饋等內容，通過帶微機的可編程控制器調節使用各種儀器，實現儀器的規范化使用，優化調節方案，以滿足鍋爐正常運行的需求。執行機構擋板由變壓調速器取代，降低擋板與閥門的截留壓，從而實現節能減耗。組合微機和控制裝置為電機變壓變頻調速器，并且組合調節器形成閉環調節結構。鍋爐的控制過程的復雜性主要體現經濟燃燒控制系統和汽包水位調節系統兩個方面，鍋爐燃燒系統需要具備熱效率，又需要符合蒸汽的負荷變化指標，因此對其有以下幾點要求：（1）引風量和送風量完好配合，維持爐膛負壓不變；（2）燃料量和空氣量比例符合標準，保持良好的燃燒狀態；（3）調節燃料，維持鍋爐蒸汽壓的穩定狀態。汽包水位的調節至關重要，在鍋爐的使用過程中若沒有有效的控制液位，導致水汽分離，一旦帶走一定量的水蒸氣，就會燒壞鍋爐甚至是引起爆炸，因此對汽包水位的調節不可小視[1]。

2 控制系統的構成分析

變頻器、變壓器、可編程調節器以及測量儀表是鍋爐機電一體節能控制系統的主要組成部分。測量檢測儀表：維持鍋爐的運行參數在標準信號內是使用測量檢測儀表的主要目的，參數變換成0mA-12mA或者2V-6V。爐膛負壓參數、水流量、壓力、汽包水位、蒸汽流量等參數的檢測可由可控制系統的測量儀表完成；可編程調節器的構成：以CS-910為例，7位單片機處理器組成CPU，通信輔助電路、3KRAM、15K的ROM和CPU相互串行使用，串行的主要是儀表總線，通過一根主線將絕大部分的儀表連接，結合上位機進行通信傳輸，再將上位機的通信改為內部參數。通過儀表的設置實現模擬輸入輸出，從而讓外部信息順利的由CPU接收。還能轉換面板顯示器、鍵盤顯示電路和D/A、A/D數字輸出輸入電路等。通過模塊化的儀表編程方法，促進編程方法的簡易化。儀表可以實現自動編程，能夠直接編寫用戶程序，主要包含調節功能和運算功能兩個模塊。一臺儀表中包含四個調節功能模塊。運算功能模塊種類較多，包括計算器、定時器、加減乘除、線現函數、開方、底限、高限、低選、高選等。

3 鍋爐機電一體化節能控制系統

控制系統分、保護控公共設備控制以及和鍋爐運行；鍋爐控制系統有自動控制和手動控制。前者是通過設置開關柜的按鈕從而實現執行操作的；后者則是獨立雙線制能切換，可以通過編制控制程序實現自動控制的要求，程序的控制和編制也可以通過鍵盤與鼠標實現，整個控制過程可以在鍋爐房內進行。集中控制法為自動控制系統的主要執行方法，運用智能控制法操控引風、鼓風以及水泵。并且其之間獨立協調。詳細控制方案如下：

鍋爐機電一體化燃燒控制系統的運行需要借助引風，需要控制煤量和風量的需求量，這個過程涉及到PID運算工程、自動調節儀表和變頻技術，從而保持鍋爐的氣壓值在-30～30Pa區間之內。另外，能夠在壓力的作用下調節鍋爐燃燒系統，從而實現鼓風的降低，維持鍋爐燃燒的最佳狀態。以自動化理念為基礎實行對控制系統的操作，調控鍋爐燃燒和煤量對膛負值進行控制，實現自動化，最大程度上減少人工干預，僅需要操作人員按時查看鍋爐燃燒質量和控制煤量，維持鍋爐運行的最佳狀態。

汽包水位控制。借助恒頻控制系統技術，使用最新PID模糊控制理論開發新產品，實現自動獲取爐內電平信號，并且將所獲信號轉為延遲補償器和標準PID運算公式，在此過程中能產生新信號，調節控制泵運轉頻率，PID調節器能夠自動調節增長的泵，一旦高于水平高度，泵的運行速度可以通過PID控制器降低，從未有效的控制水量，將水量維持在一個恒定的狀態。在變頻器發生故障時，系統便會通過控制頻率實現原有頻率模式的切回。對水池液位的控制需要檢查水池的具體水位，水位過高或過低都會發出警報，保證水位在標準范圍。上位控制系統需要能夠顯示總機狀態，并且能夠參數設定、報告顯示、參數顯示、分組顯示、故障報警顯示和電動屏幕顯示等；鍋爐機電一體化上位控制系統能夠自動打印參數報告；使用TPC/IP協議遠程監控計算機通信實現集成訪問端口信息平臺，控制室內聯網，使得控制中心技術接收到鍋爐操作信息；設置權限系統注冊表，明確操作人員職責。

4 結束語

伴隨著我國資源的不斷開發和人口增長，我國已經出現的資源短缺的現象。由此，我國倡導保護生態環境和合理開發使用資源的策略方針，節能環保已經成為了我國絕大部分企業的重要轉型方向。鍋爐機電一體化控制是有效降低鍋爐耗能的主要措施。鍋爐機電一體化控制系統能夠在實現系統節能的同時減少能源的浪費，為我國的可持續性發展做出貢獻。

參考文獻：

[1]侯春立.星輪調速節能技術在電廠鍋爐送風機上的應用[J].石油石化節能，2018，8（07）：12-13+8.

[2]劉偉.熱電廠鍋爐節能減排與戰略性發展[J].電子制作，2018（Z2）：134-135+139.