锅炉系统

锅炉系统（精选十篇）

锅炉系统 篇1

关键词：给水泵,变频调速

1现状

我中心第一供热站共有4台蒸汽锅炉 (2台10吨锅炉、2台20吨锅炉) , 总额定蒸发量60吨/小时, 共有锅炉给水泵6台 (15KW4台、30KW2台) , 系统给水为母管制。2004年由于负荷增加, 公司新建第四供热站 (3台35吨锅炉) 。考虑到节能等因素, 冬季第一供热站停运, 其负荷移至第四供热站。夏季负荷为3～8吨/小时, 由于负荷较小, 故停运四站锅炉, 运行一站一台10吨锅炉、一台15KW给水泵, 现锅炉给水泵是连续恒速运行的, 通过改变调节阀阀位实现锅炉自动上水 (如图) 。

1.1锅炉水系统图

1.2上水系统仪表方框图

2改造的可行性

我们发现原上水系统虽能满足锅炉的给水需求, 但给水系统运行压力比较高, 一般在1.21.3MPa之间, 大于锅炉锅筒压力0.5-0.6MPa, 压损较大, 此时泵的轴功率大部分都消耗在阀门上。又由于局部管道流速较快, 造成比摩阻加大, 使水泵的水功率较小, 泵的效率也就不高尤其表现在锅炉在小负荷运行状态下执行器阀门接近于关闭状态。除有上述现象外还造成给水系统的憋压, 我们必须及时打开回流系统。针对上述情况进行分析得出这种运行状态能量损失比较大, 给水泵做了很多无用功。在中心提倡清洁生产的前提下, 促使我们寻求另一种方法进行给水流量的调节。取消执行器, 将给水泵改成变频控制, 实现单炉单供就能达到节能的目的。

众所周之, 水泵运行在管路性能曲线的静扬程 (或静压) 等于零时遵循如下规律:流量Q与转速N成正比, 扬程 (压力) H与转速N的平方成正比, 轴功率P与转速N的三次方成正比, 电动机的转速N与电源的频率F成正比。由上得知, 改变电源的频率就改变了电机的转速, 从而改变了给水流量。

当今, 变频调速已成为交流电动机转速调节的最佳方法, 变频调速技术以其优异的调速特性在国门经济的各个领域获得了广泛应用, 水泵采用变频调速后, 给水流量的调节就可通过改变转速的方法来实现。

3改造方案

3.1锅炉水系统图

3.2上水系统仪表方框图

4变频锅炉供水系统节能分析

4.1给水泵的运行特点

给水泵的运行特点如图所示:

A点为系统工作最大流量点, Cn1是工频 (50Hz) 时的扬程曲线, A点的流量为QA。当流量减小到QB时, 变频器的输出频率减小, 泵的转速由n1降低到n2, Cn2是n2转速下的扬程曲线, Hy是A、B点所处的装置特性曲线。HA、HB是A、B两工况点的扬程。

给水泵变频调速运行特点是:不同的变频工况点位于同一装置特性曲线Hy上, 也就是说不同的工况点装置情况不发生变化。

4.2给水泵的变频节能分析

图中, 欲使流量减小到QB, 有两种方法:一是通过关小出口阀门的开度, 工况点由A变为C, A、C两点位于同一扬程曲线上;另外一种方法是, 减小电源频率以降低转速, 泵的工况点由A变为B, A、B两点位于同一装置特性曲线上。C点的轴功率为

PC=ρg QBHC/ηC

B点的轴功率为

PB=ρg QBHB/ηb

两种情况下泵的轴功率差为

由于B、C两点的效率相差不大, 令η=ηC=ηb, 则

这就是变频调速的节能数值, 它与图中阴影部分的面积成正比。

5数据分析

工程竣工后我们对改造前后进行了同负荷下耗电的实际测量比较, 结果见下表:

在上述工况下, 按全天运行24小时, 全年运行天数245天 (8个月) , 电价0.6元/度进行计算, 每年可节电合计人民币: (7.5-2.667) *24*245*0.6=17050.82元。

结论

(1) 改造后降低了给水系统的运行压力, 降低了给水系统的流速, 彻底解决了锅炉给水系统的憋压现象。

锅炉汽水系统介绍 篇2

锅炉给水首先进入省煤器，经省煤器加热后引入汽包水空间，汽包内的锅水通过集中下降管进入水冷壁下集箱，经炉膛膜式水冷壁加热后成为汽水化合物，流经上集箱、汽水引出管引入汽包进行汽水分离。被分离出来的水进入汽包水空间，进行再循环。

分离出来的饱和蒸汽从汽包顶部的蒸汽连接管引至布置在尾部烟道、炉膛或外置换热器内的过热蒸汽受热面加热，最后将合格的过热蒸汽引向汽机，过热器系统布置有调节灵活的喷水减温作为气温调节和保护受热面管子的手段。

锅炉液位控制系统 篇3

关键词：锅炉 控制系统 动态分析

1 锅炉介绍

1.1 锅炉简介

在生产和生活中，通过锅炉产生的热水或蒸汽可以直接满足所需的热能，或者可以通过蒸汽动力装置进一步将热能转换为机械能，甚至可以借助发电机将热能转换为电能。

1.2 锅炉的规格

锅炉规格表示锅炉生产蒸汽或加热水的能力及水平。蒸汽锅炉的规格以单位时间内产生蒸汽的数量及蒸汽参数表示，热水锅炉的规格以单位时间内水的吸热量及热水参数表示。

1.3 锅炉分类

对于锅炉来说，分类标准不同，锅炉分类也存在一定的差异：

①根据结构形式：分为锅壳锅炉、水管锅炉、水火管锅炉。②根据用途：分为电站锅炉、工业锅炉、生活锅炉。③根据容量大小：分为大型锅炉、中型锅炉、小型锅炉。④根据蒸汽压力大小：分为低压锅炉（p≤2.5MPa）、中压锅炉（2.5MP

1.4 锅炉控制系统介绍

1.4.1 背景

在全厂的日常工作中，锅炉作为重要的动力设备，其功能就是提供合格稳定的蒸汽，进而在一定程度上满足生产的需要。锅炉作为复杂的控制对象，其输入变量主要包括：负荷、锅炉给水、燃料量、减温水、送风和引风量等。

1.4.2 关于锅炉计算机控制系统

锅炉微计算机控制作为一项新技术，是由微型计算机软、硬件，自动控制、锅炉节能等技术进行结合的产物，通过微机对锅炉进行控制。

2 锅炉控制系统分析

2.1 锅炉液位静态控制回路分析

2.1.1 由水泵直接向锅炉供水

由水泵直接向锅炉供水（直供）时，计算机控制水泵把水由低位水箱抽出并送到锅炉，此时打开V26，V52，其余阀门均关闭，这样水就由低位水箱经V26，离心泵，V52进入锅炉。其工艺流程图如图2.1所示：

■

在由水泵直接向锅炉供水（直供）的锅炉水循环过程中，为使系统平稳安全运行，采用变频器进行自动恒压供水，为保证控制精度，采用反馈调节系统。其控制回路框图如图2.2：

■

锅炉底部装有扩散硅压力变送器DBYG，它检测液位信号并将其转换为4～20mA直流电流信号，通过电缆线将其送至模拟量输入模块5017，经模块CPU送至工控机进行数据处理。如果锅炉液位低于给定值，由模拟量输出模块5024输出1～5V直流电压信号控制变频器，通过水泵给锅炉加水。

2.1.2 锅炉进水由电动阀VC1控制的静态分析

由电动阀VC1控制向锅炉供水时，首先为了实现恒压供水高位水槽一直是满的，在此回路中打开V27，V39，V33，V51，其余阀门均关闭。这样水就可以由低位水箱经V27，水泵，V39，高位水槽，V33，VC1，进水流量传感器，V51进入锅炉。其回路图如图2.3所示。

锅炉底部的扩散硅压力变送器DBYG，将液位信号检测并转换为4～20mA直流电流信号，通过电缆线将其送至模拟量输入模块5017经模块CPU送至工控机进行数据处理，然后进行A/D转换，控制框图如图2.4所示。

2.2 锅炉动态控制回路分析

由水泵和电动阀VC2控制锅炉的动态水位时，需要打开V27，V52，V21，V34，VC2，V35，V24阀门，其余阀门均关闭，这样可以实现锅炉的动态控制。其工艺流程图如图2.5所示。

锅炉底部的扩散硅压力变送器DBYG，将液位信号检测并转换为4～20 mA直流电流信号，通过电缆线将其送至模拟量输入模块5017的第2通道，经模块CPU送至工控机进行数据处理，其控制框图如图2.6所示。

此回路也是以出水作为扰动，扰动由VC2控制，其大小可人来通过计算机手动设置。通过前溃控制，按照出水扰动进行补偿，当出现扰动，根据所测得的干扰的大小和方向，前馈控制器就直接按一定规律进行控制，进一步降低干扰对液位的影响，同时为了加强系统对其他扰动的控制，提高控制精度，系统还采用了反馈控制，即通过锅炉液位传感器，A/D转换器把非电量信号转换为数字量信号输入计算机，以控制液位保持一定高度。

3 结束语

锅炉水位控制室锅炉运行最重要的参数，水位过低过高都对设备有很大的危害，靠人员调整控制精度到不到要求而且也增加了运行人员的劳动强度。通过这套系统投入运行产生的效果是明显的意义十分重大。

参考文献：

[1]周佩.锅炉给水泵的日常维护与故障排除[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2010（02）.

[2]李伟忠，安文广，张丽波.蒸汽锅炉爆管事故原因及处理方法探讨分析[J].价值工程2012（29）.

[3]张超.SIMATIC S7在锅炉控制系统中的应用[D].广东工业大学，2007.

评估分析锅炉能耗系统 篇4

1 工业锅炉热利用率低成因分析

1.1 来自锅炉管理人员的原因

司炉工对煤炭的性质缺乏了解,没有掌握第一手的参数(如炉膛压力、过剩空气系数等),或对这些参数把握不到位,锅炉在负荷且波动频繁的情况下,锅炉管理人员一般会根据蒸汽压力值的大小来决定燃煤量的多少,要注意调节其他与燃烧有关的设定参数。恰恰是这种不合理的操作方式,导致锅炉不能以最佳燃烧方式运行,直接造成了能源的浪费,增加了不必要的生产成本。

1.2 在热力系统中造成的浪费

热力体系是由工业锅炉、送热管网以及用能设备三部分组成,工业锅炉对能源的利用率乘以送热管网对能源的利用率再乘上用能设备对能源的利用率,这三者的乘积才是该套系统的整体利用效率。由分析可知,锅炉能耗的高低不仅直接决定了自己热效率利用的高低,整套系统的能源利用效率也直接被其决定着。

2 运行操作不当造成能源损失

数据出自对多年的试验统计分析,工业锅炉大都存在结水垢的事实,水垢的存在不仅使传热变慢,浪费能源而且极为不安全。水垢的存在极大地伤害了锅炉的正常运行:对燃料的浪费,对锅炉的受热面造成不可恢复的损害,锅炉的出力被压制,这些都会直接影响到锅炉的使用寿命。这也不是一朝一夕造成的,其主要原因是锅炉的管理人员文化程度较低,知道的化学专业知识较少,水处理的交换剂再生的不及时,其主要是因为没能及时的发现水处理的交换剂没能继续起作用,这就大大耽误了再生水交换剂的时间,造成了水垢在锅炉上生出,再生时序延迟造成锅炉原规模,其次交换剂随着使用时间的增加交换效果也就没有那么明显,部分交换剂会由于各种原因被损坏或被其他物品堵住不能起到交换剂的作用。再生后的交换剂没有在实际运用过程中根据锅炉的现状进行及时的修正。常常把高压蒸汽膨送往低压蒸汽加热设备,启动锅炉时,经常把大量的蒸汽排出,这也是能源浪费的一方面,锅炉排污量控制的不合理,锅炉内的炉渣沉积规模较大,对热管各种阀门泄漏的现象不管不问,根据阀门泄漏测试结果表明一天浪费的水和蒸汽的量是惊人的,更别说设备上这么多的阀门了。设备配置不完整造成的能源浪费在这个过程中系统中没有专门的蒸汽冷凝回收装置,因此任何品质的蒸汽遇冷结成水流失,造成热能的损失。在工艺系统中没有装设蓄能器,当蒸汽使用量不大时,剩余的蒸汽无法通过喷嘴进入蓄能器,把热能合理的储存起来。烟道的底部没有换热器这种设备,锅炉排烟的余热没能被充分的利用起来,致使在排烟的过时节入口或出口挡板来控制的,这就让电机白白的做了很多无用功,大量损耗了能量。在现实的使用过程中,风机、水泵等设备设计的电机量比实际上要高很多,这也就出现了大材小用的现象,排污系统的效率不高,扩容器或换热器没有安装,这对排污热量的排污是不合理的,在设计和安装上也是不科学的。由于输汽管道是裸露的,保温层的上面的防雨措施不是太好,蒸汽输送管道在城市中的分布不科学,他们大都应用偏大管径的、较远的输送距离对蒸汽进行输送,这在输送过程中肯定会造成蒸汽的损失,从而导致能源的浪费。

3 锅炉系统诊断后节能措施

3.1 采用锅炉燃烧自动控制技术

对工业锅炉燃烧的自动控制系统可以由于负荷出现变动实时地对给煤、给水、鼓风、引风等机构作出最优的调整,让风、煤的配比始终处于最佳状态,这就让锅炉的燃烧指标一直在最优的状态,这就保证了锅炉在最优的状态下工作,这些措施的节约能源的效率不会低于10%。

3.2 加强燃煤管理

燃煤的质量由公司统一采购,煤质一定要符合本公司的锅炉特性,不能贪图便宜购买煤质低劣的燃煤。

3.3 均衡负荷

根据本企业的锅炉的负荷曲线,一般情况下在冬天时负荷的最大值和最小值的差距较大,最大值的负荷会高出锅炉的设计容量,最小值时负荷几乎为零。要是想办法降低最大值,升高最小值,对蒸汽负荷作出合理的安排,既能充分发挥单台锅炉的最大出力能力,又可让锅炉在最大负荷下连续的工作,这是比较经济划算的。让蒸汽的负荷被均匀的分配和得到合理的控制,这样就加大了煤的燃烧效率,这也给应用自动控制技术创造了条件。要是企业的锅炉容量较大,在一定时间内能满足企业生产带来的蒸汽负荷需求,就不需要在增购锅炉了。

4 结语

综上所述,工业锅炉要应用多种节能的措施,要合理的降低对能量的消耗,同时也要做好下面的工作:蒸汽冷凝水回收装置一定要安装,排烟换热器蒸汽蓄热器等设备也不要因为贪图一时的经济效益而放弃安装。水处理交换剂再生时间的把握以及在锅炉内合理的添加辅助性的药品,开展对防止水垢结生的专题培训,让锅炉管理人员明白其中的原理,提高他们的文化水平。测试锅炉实际的能效,有效的把握锅炉的运行状态。实践表明,这些措施对能源的利用率的提高方面有莫大的帮助,以此企业也可以降低成本，经济效益也就明显的提高了。

参考文献

[1]赵志红,丁艳,袁隆基,李聪.火电厂锅炉给水温度耗差分析模型的建立[J].锅炉技术,2011,(03).

锅炉给水自动控制系统设计心得 篇5

这次锅炉给水自动控制系统的设计对我而言与其说是一种挑战，不如说是一次自我瓶颈的跨越，一次巨大的进步。

这次课程设计是从6.27日开始的，截止日期为7.8日，历时十多天。短短的十多天，于我，要设计出有自己见解、认识、创新点的一套锅炉给水控制系统出来，难度确实很大。而我又是这次自动控制系统设计的负责人，虽说不上指导与帮助其他组员完成设计要求，但我知道，我不能偷懒，我要起到带头的积极作用。刚开始，挺有热情的，我查了很多图书馆的资料，借阅了众多图书，并做好标识，供设计所需。我收集了本次所需的大部分资料，并和其中的一个小组成员，积极配合，认真讨论，构建了基本的设计模块和方案。从设计目的、要求、动态特性到控制方案的选择与创新，以及仪器仪表的选择及汽包水位线性化简化之后的主要测量，到最后数据采集和控制页面的设计与布置。如此繁杂而巨大的工作量靠两个人的协作根本就不可能做得很完善，何况是在短短的十天的时间里。在缺乏团队合作与讨论的条件，我想我不管遇到什么重大的困难，只要有一个队友相伴就不能放弃。除开一起讨论的时间里，我也一个人做了很多相关的工作，特别是软件这一块。我天生对电脑不敏感，LABVIEW的独立学习，我感受到了巨大的压力。单单是装软件这一块就弄得我很疲惫了，自己没装好，又到学院楼，请师兄帮忙安装并且聆听了相关的技术指导，再加上自己相当长时间的摸索才勉强绘制出了给水的控制系统流程图以及界面操作图。我想不管自己的成果如何，只要我尽心去做了，努力并为之而奋斗就不会后悔的了。

船舶辅锅炉装置模拟操作系统 篇6

关键词：船舶；装置；辅锅炉

国际海事组织为船舶辅锅炉等模拟器的研发与设计都做出了明确的规定，以便相关行业与科研系统进行科学的模拟实验与研发。我国对于轮机模拟装置的研发与世界发达国家的设计水准相持平，软、硬件的配置都已达到一定的标准，船舶辅锅炉装置的模拟操作系统发展势头良好。但截至此项研究进行之前，对于模拟操作系统的设计仍存有一定的缺陷。笔者基于第五代大型5540集装箱船舶的辅锅炉作为模拟仿真对象，研发一套综合多种功能于一身的新系统[1]。

1.船舶辅锅炉装置的模拟操作系统的设计初衷

为了使国内船舶辅锅炉装置模拟操作系统功能的进一步完善，满足国际海事组织对于轮机人员培训的基本要求，应该着手设计一套功能齐全的模拟操作系统。它能够使学员在较短的时间内理解船舶辅锅炉的设计机理及实操过程，且装置能进行满水、失水等故障警示，完善其对学员的考核过程，并能够打出合理的分数。

2.船舶辅锅炉装置模拟软件的设计分析

2.1.网络化模式设计

这套船舶辅锅炉装置模拟软件系统的设计理念从本质上来讲是一套微机系统，类似于计算机网络的格局，它的网络化模式设计环节严格按照类似计算机网络拓扑的格式进行设计，经实践表明，此项设计方案的模式设计优势明显。它是将教练员站与学生站一一建立有效连接，其中教练员站设有故障设置界面与数据库维护界面等分支，此项设计环节使教练员站能够把控学员的操作情况。

2.2.智能化评估操作环节的设计

本套模拟软件共设置了十二套评估考题，且下设数道子考题。学员通过输入学号等基本真实信息的录入即可登陆该系统。然后，学员进行随机的答题过程，每位学员的题目具有差异，防止学员之间进行借鉴。考试过程有一定的时间限制，学员在考试过程中需要按照考题的实际顺序完成考试过程。在操作考试过程中，学员在做完当前指定的题目后，需要点击答题结束按钮，系统才能完成该题目的评估，同时，下一个题目开始进入答题考试主界面，按照这样的答题流程，学员逐一的进行答题，直至点击完所有的既定考试题目。最后，在学员完成所有题目的答题后，点选评估结束，至此才完成整体上机操作考试。该系统具有很强大的运算判断功能及统计功能。该模拟软件能够在学员答完题之后，将学员的操作成绩结果自动显示出来，能够让学员及时的巩固知识，在脑海中迅速回顾船舶辅锅炉系统的操作过程，加深对操作环节过程的记忆，对于学员今后进行实际的操作打下坚实的基础。考试成绩显示并且关注之后，学员就可以像操作其他计算机软件系统一样关闭该登陆系统，整个操作过程非常简便。

在系统最后对学员做出评估的环节中，可能会出现一定的误操作情况，其原因在于学员对操作的熟练程度不同，且学员的基本素质差异较大，所以就可能点击考试系统界面之外的按键，影响了考试成绩与最终评估结果。一般情况下，系统的操作点越多，就越容易产生误操作的情况，这就需要学员认真对待此项考试的各项细节操作，以符合整体操作系统的评估要求，提升学员的操作能力。

2.3.数学模型的建立

在船舶辅锅炉装置的模拟操作中加入数学模型是非常科学的改变，进一步完善了整体模拟操作系统的各项功能。船舶辅锅炉的工作环节较为繁杂，有多种物质的不同形态，将物理变化与化学变化同时呈现出来。通过深入研究船舶辅锅炉装置的操作机理与环节，进而对内部系统给出了部分有效建议。各种数学模型的建立就是其中的重要改变之一，提升了整体性能。

3.模拟装置操作系统的界面设计

整体船舶辅锅炉装置的仿真内容全部综合集中至该模拟程序中进行呈现，并且允许操作人员进行相关操作。在完善对其界面设计过程中，采取子界面不显示即释放资源与事件触发的功能使系统资源得到合理的运用，从而确保程序的安全性与可靠性，以期符合模拟操作系统的高效、快捷的要求。其具体设计环节的重点操作界面有五个，包括：辅锅炉控制箱操作界面；辅锅炉水系统操作界面图示；辅锅炉燃油系统操作界面；辅锅炉蒸汽系统操作界面；评估试题内容界面[5]。

4.结束语

通过设计及构建船舶辅锅炉装置的模拟操作系统，且经过了严谨的实践运行过程，发掘了很多该系统在执行过程中的宝贵经验。经后期测试完毕后，其性能符合船舶辅锅炉的实际应用要求。其软件系统设计较为良好，模拟装置的形态逼真，且便于学员进行实际操作与总结。此项船舶辅锅炉装置模拟操作系统符合国家的相关规范要求，也能够满足学员的实操训练考核要求。它作为一套模拟操作系统，与船舶的实际操作过程及其相符，在现实应用中具有一定的可行性。

参考文献：

[1]叶晓华，张晓荣，丁鑫.船用辅锅炉仿真与智能评估系统的研制[J].青岛远洋船员职业学院学报，2012，12（12）：169-170.

[2]李炜.船用辅锅炉自动控制系统设计与分析[J].南通航运职业技术学院学报，2011，3（06）：131-132.

[3]冯腾飞，潘晓飞.基于PLC的船舶辅锅炉控制系统的设计[J].机电工程技术，2013，10（16）：156-157.

[4]李建伟，徐轶群，杨国豪.基于虚拟现实技术的船舶辅锅炉控制系统研究[J].船海工程，2010，8（16）：169-170.

锅炉监控系统的设计 篇7

为了提高锅炉的热效率，降低耗煤量，采用锅炉的自动控制系统日益广泛。锅炉控制装置的主要任务是保证锅炉的安全、稳定、经济运行，减轻工作人员的劳动强度，同时提高热效率，降低煤、电的消耗量，实现经济运行，便于操作、易于生产管理，而且要采用微计算机控制对锅炉进行过程的自动检测、自动控制等多项功能。

1 锅炉监控系统功能要求[1]

锅炉监控系统作为锅炉控制系统中的一个重要组成部分，要能够及时的、准确的反应锅炉及其附属设备的运行状况，实现对锅炉运行参数的监控和修改，如：注塞泵入口水压、雾化压力、燃油压力、管壁温度、烟气温度等;在出现故障时，系统要能够及时发出报警，并通知处理报警;在锅炉点火时，要能对点火过程进行监控，并能实现对水流量及风量的调节。

2 监控系统的硬件构成[1,2]

监控系统的硬件分为安装于锅炉现场硬件和集控室内硬件两部分。

(1)锅炉现场硬件：安装于现场的硬件包括热电偶、热电阻及各种传感器和压力、压力变送器、电动调节阀等。

(2)集控室硬件：安装于集控室的硬件包括锅炉系统仪表操作台、计算机操作台、工业电视监控站和PLC柜等。仪表操作台上装有与本台锅炉运行相关的主要仪表，包括显示仪表、流量积算仪、手操器、调节器及控制电机的转换开关、起停按钮、指示灯、电机智能监控器远程显示表等。工业电视监视系统用于监控蒸汽锅炉的汽包液位和给煤机的给煤情况。PLC为控制系统的核心，采用总线通讯，完成信号的采集并经处理，以信号通讯方式传给工控机，完成汽包水位、风量调节、给煤调速、鼓风调速、引风调速，电机顺序控制等。

整个锅炉监控系统采用大容量的UPS供电，以确保停电后工控机、PLC及关键检测设备、仪表能够正常工作30分钟。

3 P LC的监控功能

智能数显仪表本身已具有监控功能，利用这些监控仪表可以进行锅炉常规的监视和控制;PLC能够完成燃烧系统等较复杂的系统调节任务，它与数显仪表的结合设计，更加提高了系统运行的可靠性，能够实时显示系统设备的运行状态和超限报警，显示实时数据和历史数据等。

(1)控制系统主画面如图2。

(2)控制流程图画面如图3。

(3)实时数据、历史数据显示画面如图4。

(4)变频器控制显示画面如图5。

(5)多终端监视功能：用户可根据需要，将本系统接入到公司办公网络，实现主管领导及调度等管理人员的远程监视。

4 监控系统的控制功能

锅炉监控系统由测量报警系统、自动保护系统、自动调节系统和语音报警系统组成。

4.1 测量报警系统

为了全面反应锅炉的运行状态，系统对与锅炉运行相关的各种参数全部或部分进行检测，不仅测量锅炉的温度、压力等热工信号，还测量变送器、电机运行的电量信号及电机运行状态信号。

被测量的参数在操作台上由数显仪表分别显示，对需要报警的参数设有声、光报警功能，由计算机完成数据的存储、记录、报警、打印及分析处理。

4.2 自动保护系统

热工保护包括汽包水位超低联锁保护、蒸汽压力超高联锁保护及锅炉出口水温超高联锁保护。当锅炉出现汽包水位超低、蒸汽压力超高或出口水温超高时，系统在发出警报的同时，使锅炉自动联锁停炉，避免事故的发生。

电动机的保护由电机综合监视器对电机进行全面保护，具有过流、缺相、相不平衡、欠压、反序、漏电等保护功能，当电机在运行中有故障时，可迅速切断控制回路，避免烧毁电机。

4.3 自动调节系统

(1)给水压力自动调节：给水压力恒压控制系统由变频器、可编程控制器、智能数显调节仪、压力传感器等组成。压力传感器检测给水管的压力;智能数显调节仪显示给水管的压力，并与压力设定值比较输出控制信号控制变频器的输出频率，进而改变水泵电机转速，保证给水管压力保持恒定;可编程控制器控制电机的起停切换。

(2)汽包水位自动调节：汽包水信号由双室平衡器、差压变送器、磁翻板远传信号获得，智能仪表根据水位设定值调节电动调节阀的开度，从而实现对汽包水位的控制。汽包水位调节采用三冲量调节方法，以克服蒸汽负荷变化产生的虚假水位现象带来的给水调节阀的误动作。

(3)蒸汽压力调节：蒸汽压力自动调节是燃烧调节系统的组成部分，通过调节进入炉膛的煤量和风量达到最佳风煤比，以提高炉膛的发热量，保证锅炉的蒸汽压力，与供热量相对平衡。

当锅炉蒸汽负荷变化时，蒸汽压力发生变化。通过调节给煤机速度增加给煤量，保证炉膛发热量，随着燃料供给量的变化，鼓风量也必须做出相应的调整，才能获得锅炉烟气中的最佳氧含量，保证燃煤尽可能充分燃烧，并且使燃料量与鼓风量成适当的比例关系。

(4)炉膛负压调节：炉膛负压自动调节是燃烧调节系统的组成部分，随着蒸汽压力调节系统对送风量的调节，自动调节引风量，从而维持炉膛负压恒定，以保证锅炉安全运行。

(5)除氧罐水位自动调节：除氧罐水位自动调节系统由变频器、可编程序控制器、智能数显调节仪、差压变送器等组成。差压变送器检测除氧罐的水位;智能数显调节仪显示除氧罐水位，并与水位设定置比较输出控制信号控制变频器的输出频率，进而改变除氧泵电机转速，保证除氧罐水位怛定;可编程控制器控制电机的起停切换。

一台变频器以一拖三的方式控制除氧泵，当除氧泵运行时，若一台泵不能满足要求，系统自动将该除氧泵电机切入工频，同时变频启动下一台，直到满足供水的要求。三台除氧泵电机定时轮流切换，使各台除氧泵电机工作时间均衡。

(6)除氧罐水温自动调节：除氧罐水温自动调节系统采用单回路调节。以除氧罐水位设定值为目标值，通过安装在除氧蒸汽管道上的电动调节阀，自动调节蒸汽流量维持除氧罐水位恒定，以保证除氧效果。

(7)热水循环管网变频恒压补水自动调节：热水循环管网变频恒压补水自动调节系统由变频器、可编程序控制器、智能数显调节仪、压力变送器等组成。一台变频器以一拖二的方式控制两台补水泵，当热水循环管网的压力与设定值有偏差时，一台补水泵自动起动，并且电机转速不断变化，保持热水循环管网压力的恒定，若一台泵不能满足要求，系统自动将该电机切入工频，同时变频启动下台，直到满足补水需求，两台补水泵电机定时轮流切换，使各台水泵电机工作时间均衡。

4.4 语音报警系统

通过计算机操作站设定各检测量的上下限报警值,当锅炉运行中出现参数超限时,由计算机(控制报警音响发出语音提示。

5 结论

本文对三废混燃炉进行了监控系统的设计，实现了锅炉温度、压力、流量、汽包液位等参数的测量及报警，及给水压力、汽包水位、蒸汽压力、炉膛负压、除氧罐水位、除氧罐水温、热水循环管网变频恒压补水的自动调节，并对汽包液位超低、蒸汽压力超高及出口水温超高进行了自动联锁保护，实现了锅炉设备运行状态、运行参数的全面监控，提高了热效率，降低了煤、电的消耗量。

摘要：锅炉的监控系统由硬件和PLC两部分组成。利用PLC的记录、报警、分析及控制功能,对锅炉温度、压力、汽包液位等参数进行了测量、报警及自动调节,并对汽包液位超低、蒸汽压力超高及出口水温超高进行了自动联锁保护,实现了对锅炉运行状态的全面监控,确保了锅炉设备的安全运行。

关键词：锅炉,监控系统,PLC,安全运行

参考文献

[1]贾云婷.人机界面在锅炉监控系统中的应用.制造业自动化,2010.2,32(2):126～128.

[2]林德树等.锅炉监控系统的开发研究.科技信息,2006.9:156～157.

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[4]张云等.锅炉复杂热工过程两层结构监控系统设计方法.系统仿真学报,2007.6,19(12):2836～2840.

[5]姚晓峰等.一种锅炉现场总线监控系统的设计与研究.微计算机信息,2003,19(3).

褐煤锅炉制粉系统选型研究 篇8

褐煤约占我国动力煤储量的18%,主要分布于内蒙古、云南、黑龙江等地,其中以蒙东居多。褐煤是原煤中最 年轻的煤种,其特点是水分含量高,全水分一 般都在30% 以上;挥发分高,一般在40% ~50% 以上;发热量低,一般在7000~16200kJ/kg;灰熔点低,一般在1200℃左右。目前上述地区现已投运褐煤机组的有元宝山电厂、伊敏电厂、霍林河电厂、上都电厂、呼贝电厂等,按照国家火电能源发展规划,这些电厂未来将坚持集约开发,集中布局大型坑口电厂,煤电一体化建 设运营。因此在内蒙地区加快建设大型褐煤坑口电厂,不但充分利用了褐煤资源,避免了褐煤长途运输带来的安全问题,大大降低了发电成本,而且也促进了内蒙地区的经济发展,生产的电力可以源源 不断地输 往急需用 电的京津 唐和华北、东 北等地区。

1褐煤锅炉制粉系统选型分析

1.1制粉系统选型基础

由于褐煤水分高、发热量低,同等级容量 的褐煤锅 炉与烟煤锅炉比外形尺寸要大很多。国内大型褐煤锅炉通常 为亚临界及以上参数,单机容量主要是600MW,可采用四角或八角切圆燃烧方式。锅炉的布置方式主要有塔式、π型。对于同一煤种采用塔式布置和π型布置,其锅炉燃烧和热力性能并无很大差别,制粉系统的选取也可相同。但对于燃用高水 分褐煤、采用抽热炉烟的风扇磨制粉系统的褐煤锅炉而言,一般采用塔式布置,主要原因是:塔式炉底层较为宽敞,便于磨煤机和锅炉本体检修;热炉烟可以从炉膛上部锅炉四墙引出;热炉烟管道 与风扇磨的匹配较合理;启动能力优,受热面积灰少、磨损小。其缺点是锅炉造价较高。

电厂用磨煤机形式按照磨煤部件的转速可分为 低速磨煤机、中速磨煤机和高速磨煤机。进行磨煤机和制粉系统选型及参数设计所必需的煤质数据主要有煤的工业分析、元 素分析、可磨指数、冲刷磨损指数、燃尽/着火温度等。按 照《电站磨煤机及制粉系 统选型导 则》规定,褐煤可选 用中速磨 和风扇磨。国内中速磨主要有从美国CE公司和德国BABCOCK公司引进技术改进的RP/HP碗式中速磨煤机、MPS型滚轮式中速磨煤机、ZGM型滚轮式中速磨煤机、MPS-HP-Ⅱ型滚轮式中速磨煤机,风扇磨主要有引进德国EVT技术的S型风扇磨、从俄罗斯引进技术的MB型风扇磨。

1.2煤质特性对制粉系统选型的影响

由于各个电厂燃用褐煤煤种存在一定的差异,这个差异很大程度上决定了制粉系统的选型,故弄清楚电厂煤质具体情况对制粉系统乃至锅炉的选型至关重要。表1为蒙东地区几 个电厂的主要煤质资料。

1.2.1原煤水分对制粉系统选型的影响

早期磨煤机制粉系统技术从德国引进较多,受德国燃用褐煤特性经验技术等因素限制,褐煤锅炉一般都建议配置风扇磨制粉系统。后期随着多种技术的引进、试验项目开展及国内外相关机组运行,高水分褐煤对中速磨制粉系统的应用也逐渐增加。元宝山二期、呼贝电厂、上都电厂等一批600 MW等级机组均采用了中速磨制粉系统,实际运行情况良 好。在美国,褐煤锅炉设计原则常采用中速磨煤机,对煤质水分的适应性美国CE推荐最大水分达39%。美国的马丁湖电站(750 MW机组)燃用TEXAS褐煤,配10台RP-1003型中速磨;羚羊谷电 站(435 MW机组)燃用北DAKOTA州褐煤,煤种水分38% ~39%,配9台RP-1003型中速磨。

GB50660—2011《大中型火力发电厂设计规范》第8.2.1条1款第2)项:燃用高水分、磨损性不强的褐煤时,宜选用风扇磨煤机;当制粉系统的干燥能力满足要求并经论证合理时,也可采用中速磨煤 机。DL/T5145—2002《火力发电 厂制粉系 统设计计算技术规定》修订版中的表4.3.2将中速磨煤机对原煤水分的限制由外水19% 改为全水分35%,并说明全 水分的限 制值要根据热平衡计算最后确定。从以上2个与制粉系统 相关的行业标准可以看出,国内在对制粉系统设计选型时推荐意见逐步放开了中速磨对水分要求的限制。

1.2.2煤的冲刷磨损指数对制粉系统选型的影响

对于已知煤种,磨煤机耐磨件的使用寿命主要由结构设计和耐磨件材质决定。MPS(ZGM,MPS-HP-Ⅱ)磨采用大直径、碾磨面窄的磨 辊,磨辊材料 采用高铬 铁,其使用寿 命可达12000h。HP磨采用成熟 的磨辊堆 焊工艺和 大直径锥 形磨辊,磨辊材料采用CE合金,磨辊的预期设计寿命也在12000h以上,制造厂家对HP磨磨辊的实际使用寿命保证在10000h以上。风扇磨的最大问题就是磨损比较严重,其在运行中冲击板磨损大、寿命短,如大型S型风扇磨 的冲击板 寿命只有2000h左右。

内蒙地区主要褐煤 为中生界 侏罗纪褐 煤,少量新生 代褐煤;老年褐煤主要以元宝山、平庄等多数内蒙煤矿产区为代表;伊敏矿区褐煤成型 较晚,为年轻褐 煤。不同地区 煤质软硬 程度、煤灰中石英SiO2的含量不同,煤质冲刷磨损指数有较大差距。《电站磨煤机及制粉系统选型导则》规定:风扇磨选型要求磨制褐煤的冲刷磨损指数Ke≤3.5。通过表1对比可以看出,从伊敏到元宝山电厂,煤的冲刷磨损指数变化很大,这就为后期2个电厂的磨煤机维护带来明显差异,如伊敏电厂风扇磨打击板寿命3000~4000h,元宝山电厂1200~1700h,通辽电厂磨的冲击板寿命为2000h左右。早期朝阳电厂燃用平庄褐煤,其Ke指数为7,冲击板磨损非常严重,运行周期不足500h。

22种制粉系统对比

表2为2种制粉系统的工艺特点对比。

2.1技术性分析

中速磨制粉系统在磨制高水分褐煤时,受磨煤机干燥出力及锅炉一次风率的影响,磨煤机干燥出力需进行计算,根据计算确认合理的入口风温度,保证磨煤机干燥出力。中速磨磨制高挥发性褐煤时需安装防爆系统。风扇磨系统因其高速旋 转存在磨煤机冲击板寿命短、检修频繁、制粉系统漏风量大、磨煤机提升压头可能不足等问题,同时高温抽炉烟管道的安装和布置对锅炉总体有一定影响。

2.2运行检修经验分析

国内600 MW以上机组既有采用配中速磨制粉系统褐煤锅炉的,也有采用配风扇磨制粉系统褐煤锅炉的,这2种磨煤机在制造方面已没有难度。中速磨与风扇磨均为直吹 式送粉系统,运行差距不大。检修方面,由于风扇磨属高速 旋转打击制粉,其打击件的磨损情况需特别重视,特别是煤质不稳定 掺烧石子煤较多的高灰分劣质煤,会使风扇磨的运行周期大幅度下降,检修维护成本上升。元宝山2号炉为德国EVT公司风扇磨,但由于煤质冲 刷磨损较 强,经常性更 换打击板,检修人力、物力投入较多;3号炉设计采用中速磨后,情况大有改善。

2.3其他注意事项

磨煤机选型计算时要充分考虑各方面参数修正影响,使其相互间匹配。中速直吹式制粉系统计算时要注意选择好 冷热风比率,防止出现热 风量配比 不足,冷风无调 节裕量的 问题。风扇磨制粉系统因干燥剂为烟气,干燥剂的初温选择是否合适对抽炉烟位置、锅炉受热面的布置影响较大。风扇磨煤机的通风量直接影响其出力,运行证明,风扇磨煤机的研磨出力 富余量较大,主要取决于其通风出力。另外,要注意厂 址海拔对 设计的影响,海拔升高,烟风系统阻力增加,高海拔地区风扇磨煤机的提升压头将下降,在磨煤机的尺寸相同时,由于通风 量的减低,磨煤机出力将下降。

3结语

各种类型的磨煤机均有各自的优缺点和对煤 种的适应 范围。电厂设计中燃煤锅炉磨煤机的选型是一个 重要环节。煤质水分和冲刷磨损指数是制粉系统选型关键,在满足干燥出力的同时需注意燃料其他参数对制粉系统选型的影响。选用 风扇磨时要重点关注燃料灰分,冲刷磨损指数Ke的上升将导致风扇磨维护量的快速上升。

摘要：论述了褐煤锅炉制粉系统的选型配置、参数运行情况,分析了煤质水分和冲刷磨损指数对制粉系统选型的影响,对比了2种制粉系统技术上的特点,以期为相关工作者提供参考。

民用采暖锅炉燃烧系统的优化 篇9

唐山阿波罗热能设备有限公司主要生产家用和商用全自动采暖锅炉, 具有自动控制室温、自动点火的连锁装置, 在华北地区深受用户欢迎。按燃烧装置提供的热量分为2万kcal、3万kcal、4万kcal、15万kcal等型号。锅炉由上煤系统、供风系统、燃烧系统、锅炉本体系统、排烟系统、煤斗及电气系统组成。

图1所示为家用采暖锅炉的结构图。

煤经螺旋上煤机由燃烧装置——火盆底部进入, 鼓风机将新鲜空气鼓入火盆外部的风盆, 空气则通过火盆四周的风孔进入燃烧装置内, 与煤发生化学反应, 燃烧产生的热量通过热辐射和热传导的方式传递给炉膛内的水管, 废气由烟囱排出。锅炉所用燃料主要是经筛选的无烟煤, 其粒度为5～20mm。煤在燃烧器内层燃, 所产生的煤灰沿火盆边沿溢出, 落入炉膛底部的冷灰斗中, 少量较细的灰尘则被烟气带走。电气系统中, 室温控制器与锅炉出口水温感应器、送风机、上煤机自动连锁, 当温度达到客户设定的温度时, 送风机和螺旋上煤机自动停止;当温度低于客户设定的温度时, 送风机和螺旋上煤机自动启动;并为保持火种, 每20min自动启动。

据锅炉用户及售后服务反馈的信息, 15万kcal锅炉在使用及维修中存在诸多问题, 影响了锅炉的使用效果。燃烧系统的好坏, 直接影响供暖系统的正常运行、热效率和使用成本。因此, 对传统的锅炉进行全新概念的改造是非常必要的。

1 改造前锅炉的概况

阿波罗锅炉为全自动锅炉, 当室温高于客户设定的温度时, 锅炉自动停止供暖;当室温低于客户设定的温度时, 锅炉自动启动供暖。并且锅炉为保持火种, 每20min自动启动。15万kcal的商用采暖锅炉由4套独立的燃烧装置组成。每套燃烧装置均由1套独立的上煤系统、供风系统、燃烧系统组成。自2001年运行以来, 对于有多个燃烧系统的大型锅炉, 主要存在如下问题。

(1) 燃烧效率低。

锅炉热效率为80%, 煤的利用率不是很高。

(2) 锅炉的体积大, 生产成本高。

因1台锅炉有几个上煤系统、送风系统和燃烧系统, 设备多, 体积较大。安装和运输不方便, 生产成本也较高。

(3) 故障率高。

因1台锅炉设备多, 使用和维修很不方便, 加上频繁启动, 故障率也较高, 给维修人员增加了劳动强度。

(4) 电能耗量大。

为了延续火种, 原来设计每隔20min启动一次, 启动频繁, 电耗能较多, 且浪费了一定的燃料。

2 锅炉改造方案及特点

2.1 改造方法

(1) 改进燃烧装置。

锅炉燃烧系统设备多, 易出现故障, 维修工作量大, 加之火盆的材质为耐热铸铁, 质量比较大, 维修不方便。因此, 把4套燃烧系统设计为1套燃烧系统, 并将火盆由原来的整体式设计为分体式, 改造前后火盆的结构如图2、图3所示。上半部分用4条螺栓固定在风盆上, 下半部分固定在风盆的进煤处, 中间留有2mm的间隙, 同时也增大空气与煤的接触面积, 燃烧更加充分, 使锅炉的性能有了很大提高。

(2) 改进上煤系统。

将4套小管径螺旋绞笼改用1个大口径的绞笼, 相应螺旋绞笼上煤无缝钢管由原来的D45mm改为D75mm, 增加了上煤量, 加大了上煤颗粒, 降低了转速。这样, 使煤与空气有了更充分的接触时间, 燃烧更加充分。

2.2 改造后锅炉的主要结构特点

(1) 锅炉热效率提高。

改造后的锅炉, 热效率由原来的80%提高到93%, 煤的利用率提高了。

(2) 锅炉体积减小, 生产成本降低。

将4个燃烧装置改为1个大型燃烧装置, 相应的燃烧系统、上煤系统和送风系统也由4套改为1套设备。在提供相等热量的情况下, 锅炉的外形体积的尺寸由原来的 (2100×2100×2150) cm (长×宽×高) , 减小到 (1600×1600×1800) cm, 节省了占地面积, 同时降低了锅炉的生产成本。

3 使用效果分析

该锅炉从2005年8月份投入生产至今, 取得了如下效果:

(1) 提高了锅炉热效率。

(2) 简化了燃烧系统, 操作和维修方便, 故障率低, 工作可靠, 运行平稳, 设备的维护费用降低和维修量大大减少, 节约了使用费用, 客户满意, 在华北地区深受用户欢迎。

(3) 减小了锅炉的外形尺寸, 降低了制造成本。

(4) 节约了燃料。改造前, 为了延续火种, 在室温达到要求的情况下, 每隔20min启动一次, 启动频繁, 消耗电能较多。改造后, 增大了燃烧器的体积, 使燃烧器内的煤炭燃烧持续时间增加了, 启动时间每次比原来延长了20min, 比原来节约电能50%, 同时也节约了燃料, 由原来的每小时燃烧25.9 kg降低到现在的21.6kg。

(5) 研发的新型锅炉得到了用户的好评, 使销售量由原来的1年270多台增加到目前的1年520多台, 为公司创造了良好的经济效益。

4 结语

锅炉燃烧自控系统的研究 篇10

在所有工业燃烧环节过程中,为了中,为了保证锅炉燃烧过程的稳定、可靠以及经济以及经济性,所有的锅炉技术指标都必须遵循相关遵循相关要求。利用锅炉燃烧过程计算机自动控制自动控制装置和先进的变频调速技术来改善。此装善。此装置利用检测承汽压力、温度和炉膛内负压膛内负压等量运行值,利用计算机控制鼓、引风机、引风机以及炉捧的转速,改变鼓、引风量以及给量以及给煤量,使炉膛的负压和汽包水位及温度都及温度都得以控制使保锅炉燃烧运行使用保持在用保持在最佳工况。

目的是解决了能否及时匹配锅炉热配锅炉热负荷和出力之间存在的问题,就是蒸汽的是蒸汽的供需矛盾。当前国内由于供汽量的不稳量的不稳定,因为基本工艺还是依靠工经验进行调验进行调节,不能满足热需要量的随时变化,而且化,而且人工调节往往存在供气过大这一现象,供现象,供汽质量相对较差,而且浪费大量的热量。的热量。利用热工数学偏微分数横转换计算和计计算和计算机应用技术控制相结合,供汽量始终在量始终在炉膛温度变化的之后传统难题得以解决,可为达到精确的蒸汽供给进行实时调整,而且系统通用性好、扩展性强,而且直观易操作。

2 锅炉计算机自控系统模型设想

通过微机将智能控制技术和变频调速技术相结台作用在蒸汽锅炉燃烧系统的自控变频调速装置,在给水、煤及送、引风鼓风等项目上达到自动控制以及燃烧工况最优控制,使得锅炉最佳化运行状态,从而达到现代锅炉系统安全稳定的运行同时又节能降耗的目标。

当代国内工业锅炉的燃烧系统基本上都是多变量耦合系统,其中作为输入量的鼓风及引风量和给煤量以及输出量的炉膛负压和蒸汽压力具有一定复杂性。作为供热的唯一来源的燃料,给煤量的参数调整直接关系到在锅炉中的汽包压力的变化和蒸汽量,在整个系统中它的地位无法替代,是关键的控制因素。而鼓风量的变化则决定着锅炉中风煤比和相应的燃烧状况的不同,其炉膛损失量及炉膛温度的差异得以体现,锅炉是否能够合理经济稳定的运行都依靠它。当送风量变化的同时也导致引风量随之变化,达到稳定炉膛负压的效果。这三个控制回路组成了控制系统相互通力合作调整,确保锅炉燃烧系统在运行过程中的经济、灵活以及安全性。(如图2.1)

由于锅炉燃烧过程存在较大的延时,而且各项参数存在实时时变化,整个过程复杂而且繁琐,建立精确的数学模型相当有难度 ;各输入和输出参数之间的耦合关系比较复杂,锅炉负荷变化范围从零到最大,并且负荷随时变化,PID控制难以实现。为使这些问题得以解决,更精确更有效的模糊控制方法产生,从而满是当前国内生产需求。

利用人工智能的控制方案和模糊控制理论,此燃烧系统的高压主汽压力控制特性得以控制,随时间变化的延迟,主汽压调节系统以燃料量来维持恒定的汽包压力 ;利用送风量的自寻优控制特性,调节系统的送风量以及PID控制调节系统来确保引风量控制炉膛负压和维持炉膛负压的稳定性。

在锅炉燃烧控制过程中对具有较大时间滞后对象模糊控制的控制能力在主汽压中还存在一定的提升,所以在计算机模糊控制系统中植入SMITH预估控制模块,对纯时间滞后对象的控制能力大幅度提高。当前通用的模糊控制器环节输出形式有两种,即比例输出和积分输出,比例输出虽然阶跃响应较快,但是属于有差控制,积分输出虽可近似无差控制,但是往往响应较慢而且超调较大。因此采用二者相结合系统的比例积分输出结构,拥有有超调小的同时具备暂态时间短优点。

模糊控制算法具有阶跃响应速度快、精度高、变化参数不敏感等特性,对于对象智能控制具有良好适应性。模糊控制器SMITH预估植入,对控制系统的具有纯时问滞后的控制能力得到较高的提升,模糊SMITH控制无论从控制的迅速性还是对变化参数的适应性都要远远优越常规SMITH控制。