锅炉机电一体化节能控制系统初探
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摘 要：在我国国民经济快速发展的环境下，各个行业的生产建设环节都面临着能源危机的问题，能源浪费现象普遍存在，特别是在锅炉的生产过程中，能源消耗更多，高耗能设备造成了严重的环境污染。因此，必须改造锅炉，保障对污染的有效控制。本文就锅炉机电一体化节能控制系统做简要探讨。
关键词：锅炉；机电一体化；能源控制
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.131
锅炉在炼油、发电、化工等领域占据着不可取代的地位，是工业生产的重要保障。现阶段我国锅炉具有数量多、分布广且耗能大的特征，并且缺乏自动化水平，一旦因为负荷引起变动将很难操控，常常出现系统故障问题。另外，传统的系统控制方式过于注重燃料燃烧效率的提升，忽视了节电，因此，系统在节能方面仍然具有一定的上升空间。下面详细介绍锅炉机电一体化的节能控制系统。
1 工艺要求
锅炉在操作和运行的过程中含有较多调节对象，工艺交叉影响。因此必须统筹全局考虑比值、串级和前馈等内容，通过带微机的可编程控制器调节使用各种仪器，实现仪器的规范化使用，优化调节方案，以满足锅炉正常运行的需求。执行机构挡板由变压调速器取代，降低挡板与阀门的截留压，从而实现节能减耗。组合微机和控制装置为电机变压变频调速器，并且组合调节器形成闭环调节结构。锅炉的控制过程的复杂性主要体现经济燃烧控制系统和汽包水位调节系统两个方面，锅炉燃烧系统需要具备热效率，又需要符合蒸汽的负荷变化指标，因此对其有以下几点要求：（1）引风量和送风量完好配合，维持炉膛负压不变；（2）燃料量和空气量比例符合标准，保持良好的燃烧状态；（3）调节燃料，维持锅炉蒸汽压的稳定状态。汽包水位的调节至关重要，在锅炉的使用过程中若没有有效的控制液位，导致水汽分离，一旦带走一定量的水蒸气，就会烧坏锅炉甚至是引起爆炸，因此对汽包水位的调节不可小视[1]。
2 控制系统的构成分析
变频器、变压器、可编程调节器以及测量仪表是锅炉机电一体节能控制系统的主要组成部分。测量检测仪表：维持锅炉的运行参数在标准信号内是使用测量检测仪表的主要目的，参数变换成0mA-12mA或者2V-6V。炉膛负压参数、水流量、压力、汽包水位、蒸汽流量等参数的检测可由可控制系统的测量仪表完成；可编程调节器的构成：以CS-910为例，7位单片机处理器组成CPU，通信辅助电路、3KRAM、15K的ROM和CPU相互串行使用，串行的主要是仪表总线，通过一根主线将绝大部分的仪表连接，结合上位机进行通信传输，再将上位机的通信改为内部参数。通过仪表的设置实现模拟输入输出，从而让外部信息顺利的由CPU接收。还能转换面板显示器、键盘显示电路和D/A、A/D数字输出输入电路等。通过模块化的仪表编程方法，促进编程方法的简易化。仪表可以实现自动编程，能够直接编写用户程序，主要包含调节功能和运算功能两个模块。一台仪表中包含四个调节功能模块。运算功能模块种类较多，包括计算器、定时器、加减乘除、线现函数、开方、底限、高限、低选、高选等。
3 锅炉机电一体化节能控制系统
控制系统分、保护控公共设备控制以及和锅炉运行；锅炉控制系统有自动控制和手动控制。前者是通过设置开关柜的按钮从而实现执行操作的；后者则是独立双线制能切换，可以通过编制控制程序实现自动控制的要求，程序的控制和编制也可以通过键盘与鼠标实现，整个控制过程可以在锅炉房内进行。集中控制法为自动控制系统的主要执行方法，运用智能控制法操控引风、鼓风以及水泵。并且其之间独立协调。详细控制方案如下：
锅炉机电一体化燃烧控制系统的运行需要借助引风，需要控制煤量和风量的需求量，这个过程涉及到PID运算工程、自动调节仪表和变频技术，从而保持锅炉的气压值在-30～30Pa区间之内。另外，能够在压力的作用下调节锅炉燃烧系统，从而实现鼓风的降低，维持锅炉燃烧的最佳状态。以自动化理念为基础实行对控制系统的操作，调控锅炉燃烧和煤量对膛负值进行控制，实现自动化，最大程度上减少人工干预，仅需要操作人员按时查看锅炉燃烧质量和控制煤量，维持锅炉运行的最佳状态。
汽包水位控制。借助恒频控制系统技术，使用最新PID模糊控制理论开发新产品，实现自动获取炉内电平信号，并且将所获信号转为延迟补偿器和标准PID运算公式，在此过程中能产生新信号，调节控制泵运转频率，PID调节器能够自动调节增长的泵，一旦高于水平高度，泵的运行速度可以通过PID控制器降低，从未有效的控制水量，将水量维持在一个恒定的状态。在变频器发生故障时，系統便会通过控制频率实现原有频率模式的切回。对水池液位的控制需要检查水池的具体水位，水位过高或过低都会发出警报，保证水位在标准范围。上位控制系统需要能够显示总机状态，并且能够参数设定、报告显示、参数显示、分组显示、故障报警显示和电动屏幕显示等；锅炉机电一体化上位控制系统能够自动打印参数报告；使用TPC/IP协议远程监控计算机通信实现集成访问端口信息平台，控制室内联网，使得控制中心技术接收到锅炉操作信息；设置权限系统注册表，明确操作人员职责。
4 结束语
伴随着我国资源的不断开发和人口增长，我国已经出现的资源短缺的现象。由此，我国倡导保护生态环境和合理开发使用资源的策略方针，节能环保已经成为了我国绝大部分企业的重要转型方向。锅炉机电一体化控制是有效降低锅炉耗能的主要措施。锅炉机电一体化控制系统能够在实现系统节能的同时减少能源的浪费，为我国的可持续性发展做出贡献。
参考文献：
[1]侯春立.星轮调速节能技术在电厂锅炉送风机上的应用[J].石油石化节能，2018，8（07）：12-13+8.
[2]刘伟.热电厂锅炉节能减排与战略性发展[J].电子制作，2018（Z2）：134-135+139.
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