工業(yè)蒸汽鍋爐熱工燃燒自動(dòng)控制

王麗娜

（河鋼股份有限公司承德分公司、河北省釩鈦工程技術(shù)研究中心，河北 承德 067002）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)工業(yè)發(fā)展速度也逐漸緊跟時(shí)代潮流，對(duì)燃?xì)獾男枨罅恐饾u提高，在燃?xì)獠粩嘞牡那闆r下，已出現(xiàn)很多環(huán)境污染的情況無(wú)法改善，甚至嚴(yán)重限制我國(guó)工業(yè)化的可持續(xù)發(fā)展以及人與自然之間的和諧統(tǒng)一。因此，這就要求我們?cè)谶M(jìn)行工業(yè)發(fā)展過(guò)程時(shí)，必須對(duì)工藝手藝和技術(shù)手段進(jìn)行不斷的創(chuàng)新與創(chuàng)造，從而可以提高整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的效率，尤其是對(duì)于工業(yè)內(nèi)部蒸汽鍋爐的熱工燃燒而言，需要在可持續(xù)發(fā)展過(guò)程的階段中不斷的引進(jìn)先進(jìn)的科技手段來(lái)對(duì)其作出支撐，不斷的提高整個(gè)工業(yè)內(nèi)部的科技含量，還需要根據(jù)實(shí)際鍋爐在發(fā)展過(guò)程中的情況與特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行方案的設(shè)計(jì)與考量。

1 工業(yè)過(guò)程控制的理念及其發(fā)展

連續(xù)、離散和間隙過(guò)程工業(yè)是現(xiàn)階段我國(guó)工業(yè)過(guò)程的主要三大方式，不僅涉及到種類(lèi)豐富的部門(mén)，對(duì)于我國(guó)整體的現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展起到一定的推進(jìn)作用，甚至還可以與我國(guó)國(guó)內(nèi)的其他生產(chǎn)工業(yè)之間形成協(xié)調(diào)統(tǒng)一的發(fā)展關(guān)系。在整個(gè)工業(yè)控制技術(shù)不斷改革和創(chuàng)新的過(guò)程時(shí)，需要利用現(xiàn)代化科技手段和信息技術(shù)來(lái)對(duì)其進(jìn)行不斷的升級(jí)，實(shí)現(xiàn)雙方之間的統(tǒng)一與互通，從而可以更好的對(duì)工業(yè)過(guò)程進(jìn)行綜合性技術(shù)的措施利用，推動(dòng)整個(gè)工業(yè)化發(fā)展的效率的提高，從而可以降低環(huán)境污染而給人們帶來(lái)的各項(xiàng)后果因素。在實(shí)施工業(yè)發(fā)展手段時(shí)，主要的生產(chǎn)方向是利用現(xiàn)階段所存在的工業(yè)過(guò)程手段來(lái)對(duì)工業(yè)市場(chǎng)進(jìn)行良好的控制 從而可以提高整個(gè)工業(yè)發(fā)展的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，提高我國(guó)的國(guó)際生產(chǎn)地位，為我國(guó)工業(yè)的發(fā)展提供質(zhì)量完好的工業(yè)品。在控制方法不斷改進(jìn)的過(guò)程中，上世紀(jì)末又逐漸出現(xiàn)新型的控制方式和手段，主要包含預(yù)測(cè)控制和推斷控制兩個(gè)方面，隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步以及科技手段的不斷創(chuàng)新發(fā)展，這些得到不斷改進(jìn)與控制上的不斷進(jìn)步。在發(fā)展整個(gè)生產(chǎn)體系的過(guò)程中，提高產(chǎn)品的最終質(zhì)量和效果，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧統(tǒng)一發(fā)展，滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)條件下人們對(duì)工業(yè)的需求，不斷的提高我國(guó)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力與在工業(yè)生產(chǎn)中的國(guó)際地位?，F(xiàn)階段，我國(guó)工業(yè)發(fā)展的主要方式是通過(guò)對(duì)先進(jìn)手段的不斷引進(jìn)來(lái)實(shí)現(xiàn)自身的發(fā)展，在對(duì)當(dāng)前的手段進(jìn)行不斷的創(chuàng)新之后，更加促進(jìn)我國(guó)智能化、自動(dòng)化方向的進(jìn)步，提高我國(guó)工業(yè)發(fā)展的質(zhì)量，為我國(guó)后期的經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及效益的獲取提供堅(jiān)定的質(zhì)量保障。

2 主要設(shè)備特點(diǎn)

（1）汽包由三部分裝置構(gòu)成，分別為上下汽鍋和水冷壁。主要的運(yùn)行原理是利用加熱和高溫來(lái)對(duì)汽鍋中的水質(zhì)進(jìn)行蒸騰和升溫，通過(guò)利用物理手段來(lái)對(duì)其水質(zhì)的密度進(jìn)行不斷的更換和調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用，從而可以轉(zhuǎn)化到上汽鍋中，對(duì)其可以實(shí)現(xiàn)更好的利用和輸出。

（2）需要對(duì)燃?xì)獾娜紵峁┮粋€(gè)密閉的環(huán)境，而爐膛就是整個(gè)蒸汽鍋爐體系中的裝置設(shè)備，不僅可以保障燃?xì)赓Y源能夠在該環(huán)境下得到充分的燃燒，實(shí)現(xiàn)對(duì)燃?xì)赓Y源的循環(huán)利用，降低對(duì)燃?xì)赓Y源的浪費(fèi)，還能實(shí)現(xiàn)溫度之間的調(diào)節(jié)。

（3）鍋爐裝置內(nèi)部需要對(duì)熱量的余熱進(jìn)行回收，省煤器主要在此發(fā)揮作用，不僅可以實(shí)現(xiàn)能源與熱量之間的可持續(xù)利用，還能對(duì)企業(yè)的發(fā)展形成一定的推動(dòng)作用，降低鍋爐生產(chǎn)環(huán)境的溫度。

（4）空氣預(yù)熱器也是發(fā)揮著熱量收集的作用和功能，但不同于省煤器的作用主要表現(xiàn)在，利用對(duì)排煙余熱的發(fā)揮和效能的改善來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度的傳輸，從而可以降低燃?xì)赓Y源的利用，實(shí)現(xiàn)燃?xì)赓Y源效能的最大化使用，通常情況下，管箱式和回轉(zhuǎn)式是空氣預(yù)熱器的兩種表達(dá)形式。

（5）過(guò)熱器主要是利用物理原理來(lái)對(duì)整個(gè)鍋爐體系內(nèi)部的蒸汽進(jìn)行過(guò)濾。

（6）為確保整個(gè)鍋爐體系能夠處在正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，鍋爐的輔助系統(tǒng)裝置起到關(guān)鍵作用。該裝置主要包含以下七個(gè)設(shè)備：第一，引風(fēng)機(jī)。通過(guò)對(duì)整個(gè)風(fēng)機(jī)內(nèi)部的壓力進(jìn)行不斷的轉(zhuǎn)化，整個(gè)鍋爐內(nèi)部實(shí)現(xiàn)壓力的穩(wěn)定和協(xié)調(diào)統(tǒng)一；第二，利用送風(fēng)機(jī)為燃?xì)獾娜紵峁┰丛床粩嗟目諝?；第三，利用給水泵來(lái)為鍋爐生產(chǎn)提供穩(wěn)定的水資源；第四，利用水處理系統(tǒng)來(lái)處理水物質(zhì)中的雜質(zhì)；第五，上氣設(shè)備；第六，除渣機(jī)，主要是對(duì)整個(gè)燃?xì)夤I(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的廢氣和雜質(zhì)進(jìn)行有效的過(guò)濾和清理；第七，利用除塵設(shè)備來(lái)保障整個(gè)煤炭生產(chǎn)設(shè)備順利運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程時(shí)的清潔狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)我國(guó)當(dāng)前綠色可持續(xù)的發(fā)展目標(biāo)。

3 鍋爐燃燒時(shí)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)

一個(gè)良好的燃燒環(huán)境對(duì)于蒸汽鍋爐的正常運(yùn)行而言有著關(guān)鍵作用，因此必須充分的利用調(diào)節(jié)體系來(lái)保障每一步驟能夠和諧開(kāi)展。然而現(xiàn)階段我國(guó)大部分的工業(yè)體系內(nèi)部存在的燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)自動(dòng)化現(xiàn)象較低，其中，智能化和自動(dòng)化設(shè)備主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：第一，壓力方面。利用鍋爐內(nèi)部自帶的調(diào)節(jié)體系來(lái)對(duì)氣壓進(jìn)行穩(wěn)定的控制，確保燃?xì)赓Y源能夠得到最大化效用的燃燒，提高對(duì)資源的使用效率，減少污染以及浪費(fèi)；第二，燃燒方面。對(duì)于傳統(tǒng)的鍋爐燃燒系統(tǒng)而言，由于操作手段不恰當(dāng)，操作系統(tǒng)內(nèi)部科技含量較低，導(dǎo)致最終對(duì)燃?xì)庑纬奢^大的浪費(fèi)，但對(duì)傳統(tǒng)的鍋爐燃燒系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)和改造之后，就可以對(duì)內(nèi)部的燃燒情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，管理人員也可以將燃燒情況的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的收集，從而更好的推動(dòng)整體燃燒效果的發(fā)揮；第三，風(fēng)量方面。為保障整個(gè)鍋爐燃燒內(nèi)部氣溫氣壓之間調(diào)節(jié)一致性，需要對(duì)風(fēng)量進(jìn)行引入和送出之間的恰當(dāng)改變，確保整個(gè)鍋爐內(nèi)部壓力可以在鍋爐運(yùn)行狀態(tài)之中保持協(xié)調(diào)一致性，從而可以更好的推動(dòng)整個(gè)燃燒體系的可持續(xù)發(fā)展與進(jìn)步。

4 微型計(jì)算機(jī)在鍋爐熱工燃燒自動(dòng)控制上的應(yīng)用

4.1 鍋爐微機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)

4.1.1 汽包水位的自動(dòng)調(diào)節(jié)

對(duì)于鍋爐正常運(yùn)行而言，工業(yè)鍋爐汽包水位的變化是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，水位超出或者低于警戒線都會(huì)對(duì)鍋爐的正常運(yùn)行以及內(nèi)部的汽水循環(huán)形成較大的影響，為后期的正常使用埋下較大的安全隱患，為工作人員的生命安全造成極大的威脅。操作人員需要對(duì)鍋爐內(nèi)部水位進(jìn)行水量的控制，確保進(jìn)出量和輸出量之間形成平穩(wěn)的關(guān)系，從而可以形成鍋爐內(nèi)部的循環(huán)水汽的變化，提高對(duì)煤炭資源燃料的使用率，降低對(duì)環(huán)境的污染和破壞。

4.1.2 鍋爐燃燒系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)

為保障整個(gè)鍋爐內(nèi)部的燃燒體系維持在平穩(wěn)運(yùn)行的狀態(tài)，并在這個(gè)過(guò)程中確保燃料輸出于整個(gè)機(jī)器組承擔(dān)的負(fù)荷相一致的情況，就要利用科學(xué)的手段確保以下六個(gè)部分之間形成參數(shù)之間的平衡，分別為汽包壓力、輸出燃?xì)饬?、鼓風(fēng)量、整齊流量、煙氣含氧量和爐膛負(fù)壓。主要的調(diào)節(jié)手段為三個(gè)：第一，將整個(gè)鍋爐內(nèi)部蒸汽壓力維持在一定范圍內(nèi)；第二，在進(jìn)行鍋爐燃?xì)獾娜紵^(guò)程時(shí)，對(duì)整個(gè)經(jīng)濟(jì)成本形成一定的制約和考量；第三，對(duì)爐膛負(fù)壓的變化做出限制。為確保以上三個(gè)調(diào)節(jié)機(jī)制能夠正常發(fā)揮功效，必須從以下兩方面著手:其一，為確保整個(gè)鍋爐內(nèi)部溫度和壓力的統(tǒng)一，需要另用頻率的調(diào)節(jié)器對(duì)鼓風(fēng)機(jī)口的壓力進(jìn)行適時(shí)的調(diào)節(jié)，從而可以確保古風(fēng)出入量與整個(gè)鍋爐需求之間能夠達(dá)成協(xié)調(diào)，還要在此基礎(chǔ)上對(duì)溫度和壓力進(jìn)行控制；其二，對(duì)鍋爐內(nèi)部的速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保供應(yīng)量與需求量之間差距較低，對(duì)已出現(xiàn)的偏差進(jìn)行及時(shí)的修正，還要利用微分信號(hào)來(lái)對(duì)風(fēng)量進(jìn)行適時(shí)的調(diào)節(jié)，從而可以推動(dòng)整個(gè)鍋爐燃燒體系的可持續(xù)發(fā)展與最大化效用的發(fā)揮。

4.2 鍋爐微機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)

首先，利用檢測(cè)手段對(duì)整個(gè)鍋爐生產(chǎn)體系內(nèi)部的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行檢測(cè)，主要包含對(duì)進(jìn)出口水位的檢測(cè)以及水溫、水壓的檢測(cè)，需要對(duì)各個(gè)功能和效果發(fā)揮作用的地點(diǎn)進(jìn)行除溫和除塵，確保鍋爐內(nèi)部六大環(huán)節(jié)之間能夠形成和諧穩(wěn)定的狀態(tài)，以抽樣調(diào)查的方式來(lái)對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)管，從而可以及時(shí)地實(shí)現(xiàn)信息的收集。其次，可以利用信號(hào)追蹤器來(lái)對(duì)水位以及風(fēng)機(jī)的發(fā)生進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)生異?，F(xiàn)象，可以縮短找到異常位置地點(diǎn)的時(shí)間，而且，由于整個(gè)鍋爐尾氣檢測(cè)內(nèi)部的某些特征，需要利用手動(dòng)來(lái)對(duì)其進(jìn)行閉合回路的條件，因此需要利用信號(hào)收集的開(kāi)關(guān)巡檢來(lái)對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督。

4.3 效果分析

在對(duì)鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行傳統(tǒng)的操作過(guò)程時(shí)，工作人員沒(méi)有詳細(xì)的參數(shù)對(duì)其作出參考，受到外界環(huán)境所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)變化較大，對(duì)整個(gè)鍋爐的正常運(yùn)行造成較大的阻礙和影響。然而，對(duì)鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化的升級(jí)和優(yōu)化之后，不僅可以降低污染物的排出量，還能對(duì)燃?xì)赓Y源進(jìn)行充分的燃燒與利用，減少對(duì)資源的浪費(fèi)，并節(jié)約整個(gè)企業(yè)運(yùn)行的成本，推動(dòng)整個(gè)鍋爐體系的可持續(xù)運(yùn)行。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在工業(yè)蒸汽鍋爐熱工燃燒中有很多非常重要的環(huán)節(jié)，有的對(duì)于機(jī)組效率的影響也很大，如水位調(diào)節(jié)、給水流量、給水壓力、等等。所以，對(duì)于它們進(jìn)行控制和優(yōu)化調(diào)節(jié)，必將進(jìn)一步提高工業(yè)生產(chǎn)效率。