摘要：本文結(jié)合已經(jīng)設(shè)計(jì)施工完畢的大型供熱燃煤熱水鍋爐房，從暖通專業(yè)的角度對鍋爐房的工藝流程各個(gè)部分的自動(dòng)控制進(jìn)行了較為詳細(xì)的論述，包括鍋爐房的基本情況，控制系統(tǒng)概況、熱工檢測儀表的設(shè)置、各部分的控制原理、控制方法等內(nèi)容，以及自動(dòng)控制對節(jié)約能耗的貢獻(xiàn)。

　　Abstract: combining with the design and construction of large has the hot water heating coal boiler room, from the point of view of professional heating boiler room all aspects of the process flow of automatic control are described in detail, including the basic situation of the boiler room, the control system of the general situation, thermal detection instrument set, each part of the control principle, control method, etc., as well as the automatic control of the contribution of saving energy consumption.

　　中圖分類號(hào)：TU995         文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A             文章編號(hào)：

　　引言：我國的能源發(fā)展及開發(fā)的策略要求我們的各行各業(yè)都要進(jìn)行相應(yīng)的節(jié)能減排措施，在北方地區(qū)的建筑能耗中，采暖供熱能耗所承擔(dān)的節(jié)能減排任務(wù)占有相當(dāng)?shù)谋壤�。那么，集中供熱鍋爐房在設(shè)計(jì)及運(yùn)行當(dāng)中是否能夠根據(jù)室外溫度的變化、末端負(fù)荷的變化進(jìn)行及時(shí)的調(diào)控就顯得極其重要，這直接關(guān)系到燃料及水電等的能源消耗是否能夠控制在節(jié)能的狀態(tài)。本文將結(jié)合一個(gè)設(shè)計(jì)施工完畢的燃煤熱水鍋爐房對集中供熱鍋爐房的自動(dòng)控制進(jìn)行相應(yīng)的闡述。

　　正文：該鍋爐房為4臺(tái)46MW燃煤熱水鍋爐房，鍋爐間雙層布置，首層布置除灰渣、鼓風(fēng)系統(tǒng)，二層布置鍋爐，局部5層設(shè)置上煤間、水泵間、水處理間、高低壓配電間、控制室、辦公、化驗(yàn)等用房，設(shè)置3臺(tái)變頻控制循環(huán)水泵（2用1備），定壓補(bǔ)水采用變頻水泵2臺(tái)（用1備），上煤為大傾角皮帶輸送機(jī)加水平皮帶輸送機(jī)聯(lián)合上煤，除渣采用重型框鏈聯(lián)合除渣機(jī)（地下水泥槽布置）加大傾角皮帶輸送機(jī)（送至渣倉待運(yùn)）。自控系統(tǒng)采用DCS集散（分布式）控制系統(tǒng), 是相對于集中式控制系統(tǒng)而言的一種新型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，它是在集中式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展、演變而來的。它是一個(gè)由過程控制級(jí)和過程監(jiān)控級(jí)組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，綜合了計(jì)算機(jī)，通信、顯示和控制等技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置靈活以及組態(tài)方便,DCS具有數(shù)據(jù)采集、模擬量控制、順序控制等鍋爐房系統(tǒng)所必須的功能，由分散處理單元、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、人機(jī)接口，系統(tǒng)的參數(shù)、報(bào)警、自動(dòng)診斷功能高度集中在CRT顯示器上顯示，并可以在打印機(jī)上打印，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以連續(xù)采集和處理所有重要測點(diǎn)信號(hào)、設(shè)備狀態(tài)信號(hào)，以便及時(shí)向操作人員提供鍋爐設(shè)備運(yùn)行的信息，并在設(shè)備故障時(shí)及時(shí)報(bào)警，而鍋爐的模擬量控制系統(tǒng)是一個(gè)多組變量的組合系統(tǒng)，各組變量間互相影響，具有幾個(gè)調(diào)節(jié)參數(shù)和被調(diào)節(jié)參數(shù)，其中每個(gè)被調(diào)節(jié)參數(shù)同時(shí)受到幾個(gè)調(diào)節(jié)參數(shù)的影響，而每個(gè)調(diào)節(jié)參數(shù)都能同時(shí)影響幾個(gè)被調(diào)節(jié)參數(shù)。

　　談到自控，首先針對本鍋爐房我們先看看熱工檢測儀表的設(shè)置情況，對于鍋爐本體部分應(yīng)該設(shè)置下列檢測儀表：1.鍋爐進(jìn)、出口水溫檢測儀表（出口水溫過高報(bào)警信號(hào)），它的檢測數(shù)據(jù)能夠直接反應(yīng)該臺(tái)鍋爐的燃燒效果。2.水壓檢測儀表（壓力過低報(bào)警信號(hào)）。3.鍋爐循環(huán)水流量檢測儀表。4.燃料消耗量檢測儀表。5.排煙溫度檢測。6.排煙含氧量或二氧化碳含量檢測。7.煙氣溫度（爐膛出口、對流受熱面進(jìn)出口、省煤器出口、空氣預(yù)熱器出口、濕式除塵器出口）檢測。8.空氣預(yù)熱器出口熱風(fēng)溫度檢測。9.煙氣壓力（爐膛、對流受熱面進(jìn)出口、省煤器出口、空氣預(yù)熱器出口、除塵器出口）檢測。10.鼓風(fēng)風(fēng)壓檢測。11.鼓（引）風(fēng)機(jī)負(fù)荷電流檢測。12.爐排故障停運(yùn)報(bào)警信號(hào)；對于鍋爐房則應(yīng)設(shè)置總供熱量檢測、總?cè)剂舷�耗量檢測、總耗水量檢測、熱水系統(tǒng)補(bǔ)給水量檢測、總耗電量檢測；對于水泵部分設(shè)置循環(huán)水泵進(jìn)出口壓力檢測（設(shè)置循環(huán)泵故障報(bào)警信號(hào)）；水處理部分設(shè)置交換器進(jìn)出水壓力檢測；水箱設(shè)置液位檢測；供回水總管設(shè)置溫度及壓力檢測。

　　接下來就結(jié)合本鍋爐房的實(shí)際情況來看看這些檢測參數(shù)如何為自動(dòng)控制服務(wù)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)約能耗的目的。首先計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)檢測的室外溫度參數(shù)來確定負(fù)荷變化情況，從而確定鍋爐的開啟臺(tái)數(shù)、循環(huán)水泵的開啟臺(tái)數(shù)，計(jì)算機(jī)中可以預(yù)先設(shè)置一個(gè)水泵開啟臺(tái)數(shù)與總流量的對應(yīng)選項(xiàng)，以便計(jì)算機(jī)可以方便的選擇水泵開啟臺(tái)數(shù)。本工程采用的是燃煤鏈條爐排熱水鍋爐，計(jì)算機(jī)應(yīng)該通過控制燃燒過程使供熱能力達(dá)到即時(shí)負(fù)荷的需要，同時(shí)保障鍋爐燃燒的安全、經(jīng)濟(jì)性。鍋爐給煤量的調(diào)節(jié)是通過控制鏈條爐排的速度來實(shí)現(xiàn)的，而隨著給煤量的變化，計(jì)算機(jī)便可以根據(jù)含氧量的檢測結(jié)果通過調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來保持一定的風(fēng)煤比例，達(dá)到爐膛內(nèi)氧氣含量的一個(gè)最佳比例，保障燃燒的充分進(jìn)行，根據(jù)風(fēng)量與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的正比關(guān)系以及功率與轉(zhuǎn)速的三次方關(guān)系，可以知道，當(dāng)風(fēng)量減小為原來的一半的情況下，如果不考慮效率下降，理論上功率大概減少87.5%，這里我們可以看出風(fēng)機(jī)在鍋爐部分負(fù)荷的條件下降低轉(zhuǎn)速運(yùn)行相對于定轉(zhuǎn)速運(yùn)行的風(fēng)機(jī)節(jié)省電能的潛力是巨大的，然后隨著鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)整，計(jì)算機(jī)根據(jù)鼓風(fēng)量控制引風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來相應(yīng)調(diào)整引風(fēng)量，將爐內(nèi)負(fù)壓控制在合理的范圍內(nèi)（一般在-20~-40帕），因?yàn)槿绻麪t膛負(fù)壓過小甚至正壓時(shí)，可能產(chǎn)生噴火，造成安全隱患，破壞鍋爐間的環(huán)境衛(wèi)生，而如果負(fù)壓太大，則造成冷空氣直接滲入爐膛，加大了引風(fēng)機(jī)的負(fù)擔(dān)并產(chǎn)生了熱損失，降低了燃燒的熱效率，同理引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的下降對于引風(fēng)機(jī)電機(jī)電能的節(jié)省也是同樣可觀的。在這個(gè)過程當(dāng)中，計(jì)算機(jī)還可以根據(jù)檢測到的爐膛溫度對上煤、鼓引風(fēng)進(jìn)行控制，使鍋爐的運(yùn)行工況得到相應(yīng)的調(diào)節(jié)。

　　接下來闡述一下鍋爐房水系統(tǒng)在運(yùn)行過程當(dāng)中的檢測控制過程，計(jì)算機(jī)采集水系統(tǒng)中設(shè)置的各個(gè)點(diǎn)得參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，然后按照設(shè)定的要求調(diào)整各個(gè)運(yùn)行工況，以保障運(yùn)行的正常和安全。首先確定循環(huán)泵的正常運(yùn)行，補(bǔ)水泵及時(shí)有效的補(bǔ)水，該鍋爐房采用自來水先通過軟化設(shè)備軟化后進(jìn)軟化水箱，這個(gè)過程是通過自來水自己的壓力及水箱液位浮球閥自動(dòng)完成的，然后經(jīng)過除氧器的除氧水泵打入除氧水箱，除氧水泵與除氧水箱的水位控制器聯(lián)動(dòng)。補(bǔ)水泵變頻定壓，并設(shè)置超壓自動(dòng)泄放閥門。通過供回水溫度、流量的測定，核對實(shí)際供熱量，通過測定補(bǔ)水流量統(tǒng)計(jì)總補(bǔ)給水量，通過數(shù)據(jù)對比來確定鍋爐房的運(yùn)行效果。當(dāng)外部條件改變而導(dǎo)致供熱負(fù)荷產(chǎn)生較大變化時(shí)，系統(tǒng)可以通過指令及時(shí)調(diào)整循環(huán)水泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)或者調(diào)整循環(huán)水泵的轉(zhuǎn)速改變循環(huán)流量來適應(yīng)這種負(fù)荷的變動(dòng)，節(jié)約電量的消耗，這里水泵轉(zhuǎn)速改變節(jié)能的原理同風(fēng)機(jī)改變轉(zhuǎn)速是一樣的。當(dāng)鍋爐內(nèi)壓力降低至爐水汽化壓力或水溫升高超過限值時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)切斷鼓、引風(fēng)機(jī)，同時(shí)鍋爐如果壓力過低、爐水超溫過多、循環(huán)水泵故障時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提示系統(tǒng)及管理人員采取相應(yīng)措施。回水系統(tǒng)的補(bǔ)給是由系統(tǒng)管道上的液位自動(dòng)浮球閥控制，并設(shè)置超液位泄放管道，保障灰水循環(huán)系統(tǒng)正常運(yùn)行；脫硫塔的定時(shí)沖洗該鍋爐房根據(jù)甲方的要求采用手動(dòng)閥門人工完成。

　　煙、風(fēng)系統(tǒng)及上煤系統(tǒng)的電氣連鎖控制順序：開爐順序，引風(fēng)機(jī)-鼓風(fēng)機(jī)-爐排減速機(jī)-分層給煤機(jī)；停爐順序，分層給煤機(jī)-爐排減速機(jī)-鼓風(fēng)機(jī)-引風(fēng)機(jī)。這兩個(gè)程序在進(jìn)行中均發(fā)出對應(yīng)的信號(hào)，設(shè)置解除連鎖和就地操作的裝置。

　　上煤、除灰渣系統(tǒng)電氣連鎖控制順序：啟動(dòng)的順序?yàn)榕c煤、灰渣的傳遞運(yùn)送方向相反依次啟動(dòng)，上煤部分為先啟動(dòng)爐前煤斗上部的水平皮帶輸送機(jī)，再啟動(dòng)傾斜的大傾角帶式輸送機(jī)，再啟動(dòng)地面受煤斗下的給料機(jī)；除渣部分為先啟動(dòng)大傾角帶式輸送機(jī)，再啟動(dòng)重型框鏈除渣機(jī)。停車的順序?yàn)檠刂�煤、灰渣輸送的方向依次停車，與上述過程正好相反。事故停車時(shí)發(fā)生故障的設(shè)備以前的設(shè)備立刻停車，以后的設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行將煤、灰渣運(yùn)至指定處卸空。在整個(gè)過程中應(yīng)給出工作狀態(tài)的指示信號(hào)、故障報(bào)警信號(hào)，另外為了方便單機(jī)試車的需要，設(shè)置局部連鎖和解除連鎖的裝置。

　　結(jié)論：通過對該新設(shè)計(jì)施工的鍋爐房的自動(dòng)控制系統(tǒng)的闡述，我們可以看到在暖通專業(yè)設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該給自動(dòng)控制專業(yè)提供詳細(xì)的設(shè)計(jì)條件和要求，以提高大型鍋爐房的控制系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，這不僅可以有效的保障鍋爐設(shè)備的安全運(yùn)行，及時(shí)的對故障設(shè)備進(jìn)行維護(hù)更新，還可以改變傳統(tǒng)司爐人員操作的經(jīng)驗(yàn)主義，大幅度的提高鍋爐的燃燒經(jīng)濟(jì)性，提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率，降低單位熱量產(chǎn)出的能量消耗，從而達(dá)到最終節(jié)約能源的目的，為我們整個(gè)社會(huì)能源的合理利用及長遠(yuǎn)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

　　參考文獻(xiàn)：《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊》（陸耀慶主編）

　　《鍋爐房設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50041-2008）

　　《鍋爐房實(shí)用設(shè)計(jì)手冊》（洪向道主編）