如何實現(xiàn)鍋爐的自動化控制(一)

（一）系統(tǒng)控制功能

　　1．控制方案

　　    ---PLC 方案/工控機(jī) 方案

　　    ---工控機(jī)+PLC 方案

　　    ---工控機(jī)+工控機(jī) 方案

　　    ---DCS 方案   

　　2．鍋爐自動調(diào)節(jié)控制功能

　　工業(yè)鍋爐自動控制系統(tǒng)，一般由以下幾部分組成，即由鍋爐本體、一次儀表、控制主機(jī)、手自動切換操作系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及閥、電機(jī)等部分組成。一次儀表將鍋爐的溫度、壓力、流量、氧量、轉(zhuǎn)速等量轉(zhuǎn)換成電壓、電流等送入控制主機(jī)；手/自動切換操作部分，手動時由操作人員手動控制，用操作器控制滑差電機(jī)及閥等，自動時對控制主機(jī)發(fā)出控制信號經(jīng)執(zhí)行部分進(jìn)行自動操作?？刂浦鳈C(jī)對整個鍋爐的運行進(jìn)行監(jiān)測、報警、控制以保證鍋爐正常、可靠地運行。除此以外為保證鍋爐運行的安全，在進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計時，對鍋爐水位、鍋爐汽包壓力等重要參數(shù)應(yīng)設(shè)置常規(guī)儀表及報警裝置，以保證水位和汽包壓力有雙重甚至三重報警裝置，以免鍋爐發(fā)生重大事故。 鍋爐是一個較為復(fù)雜的調(diào)節(jié)對象，它不僅調(diào)節(jié)量多，而且各種量之間相互，相互影響，相互制約，鍋爐內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)換機(jī)理比較復(fù)雜，所以要對鍋爐建立一個較為理想的數(shù)學(xué)模型比較困難。為此，把鍋爐系統(tǒng)作了簡化處理，化分為鍋爐汽包水位上水控制和鍋爐自動燃燒控制2個相對獨立的調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行控制；

　　----鍋爐汽包水位三沖量上水控制；

　　汽包水位是影響鍋爐安全運行的重要參數(shù)，水位過高，會破壞汽水分離裝置的正常工作，嚴(yán)重時會導(dǎo)致蒸汽帶水增多，增加在管壁上的結(jié)垢和影響蒸汽質(zhì)量。水位過低，則會破壞水循環(huán)，引起水冷壁管的破裂，嚴(yán)重時會造成干鍋，損壞汽包。所以其值過高過低都可能造成重大事故。它的被調(diào)量是汽包水位，而調(diào)節(jié)量則是給水流量，通過對給水流量的調(diào)節(jié), 使汽包內(nèi)部的物料達(dá)到動態(tài)平衡，變化在允許范圍之內(nèi)，由于鍋爐汽包水位對蒸氣流量和給水流量變化的響應(yīng)呈積極特性。但是在負(fù)荷(蒸氣流量)急劇增加時，表現(xiàn)卻為"逆響應(yīng)特性"，即所謂的"虛假水位"，造成這一原因是由于負(fù)荷增加時，導(dǎo)致汽包壓力下降，使汽包內(nèi)水的沸點溫度下降，水的沸騰突然加劇，形成大量汽泡，而使水位抬高。 汽包水位控制系統(tǒng)，實質(zhì)上是維持鍋爐進(jìn)出水量平衡的系統(tǒng)。它是以水位作為水量平衡與否的控制指標(biāo)，通過調(diào)整進(jìn)水量的多少來達(dá)到進(jìn)出平衡，將汽包水位維持在汽水分離界面zui大的汽包中位線附近，以提高鍋爐的蒸發(fā)效率，保證生產(chǎn)安全。由于鍋爐水位系統(tǒng)是一個設(shè)有自平衡能力的被控對象，運行中存在虛假水位現(xiàn)象，實際應(yīng)用中可根據(jù)情況采用水位單沖量、水位蒸汽量雙沖量和水位、蒸汽量、給水量三沖量的控制系統(tǒng)。 除氧器壓力和水位調(diào)節(jié)：除氧器部分均采用單沖量控制方案，單回路的PID調(diào)節(jié)。

　　實際系統(tǒng)控制中，通過一次儀表采集鍋爐水位、蒸汽量、給水流量三組參數(shù)，輸入二次儀表及PLC控制站，經(jīng)過PLC控制軟件函數(shù)計算，輸出控制信號調(diào)整電動閥開度，實時調(diào)節(jié)鍋爐上水流量，保證鍋爐水位恒定，實現(xiàn)鍋爐三沖量自動上水控制功能。