燃气锅炉的PLC自动控制系统

1、燃气锅炉的PLC自动控制系统摘要：随着我国经济的快速发展以及人民生活水平的提高，人们逐渐意识到环境保护的重要性,燃烧清洁燃料,改变供暖的燃料品种是减少空气污染的有效途径。文章主要论述了燃气锅炉PLC自动控制系统，该系统可以明显提高燃料利用率。关键词：PLC、燃气锅炉、自动控制系统中图分类号：TK229.8文献标识码：A文章编号：一、前言现阶段,一般的燃气锅炉的设计效率均可以达到90%左右,然而在实际运行中,受外界环境温度不断变化以及供热量需求的变化的影响,需要实时调整燃气量,否则会导致供热量过量或不足,浪费了大量能源。所以,我们要实时调节燃气锅炉的燃气供应,提高能源利用率。现阶段,由于能源危机

2、的影响，世界各国都面临能源短缺的挑战,尤其我国面临严重的能源问题,所以,锅炉控制系统的重点便是使锅炉高效、安全运行。二、系统特点1、利用人机接口以及I/O接口，实时采集、记录、监视、操作控制过程对象的数据，可进行系统局部故障的在线维修以及组态回路的在线修改。2、控制系统使用的人机对话系统实用而简捷，采用复合窗口技术，对工艺流程图、各控制回路、纪录数据实时显示并生成报表，时各工艺测点的历史趋势能够直观显示；3、工程师能够方便地将不同设备的控制功能按设备分配到不同的合适控制单元上，这样操作工可以按照需要对单个控制单元进行模块化的功能修改、维护、下装和调试。4、由PLC自动控制现场监控点，然后传递到

3、中央监控计算机，利用系统软件还原显示数据，并对数据进行处理，这样进一步强化了系统数据通信安全性能。5、各个控制单元分布安装在被控设备附近，既节省电缆，又可以提高该设备的控制速度。三、主要回路的控制原理与方案1、燃气量控制原理如果需要的热量出现变化时,我们利用改变进入燃烧系统的燃气量来改变进入整个系统的能量。如下图1所示为燃气量控制系统图。燃气量控制系统关键部件主要有稳压阀、变频器和比例调节阀：稳压阀的作用是使燃气进入比例调节阀之前保证压力温定,使其不受燃气供应管道压力变化的影响；作为调节燃气量的主要设备,由变频器带动风机,进入锅炉系统的空气量取决于风机的转速,而风机的转速取决于变频器的输出频率

4、,所以只需使变频器的输出频率改变就能够调节进入锅炉系统的空气量,进而调节进入锅炉系统的能量；比例调节阀采集燃气和空气的压力信号,一旦空气压力变化,比例调节阀中的膜片位置将会相应改变,进而引起阀门关小或开大,直至调节至一定比例,比例调节阀主要作用是确保燃气量和空气量压力变化不会对燃气量和空气量的比例产生影响,从而达到调节空气燃气比的目的,即过剩空气系数,确保锅炉运行在最佳燃烧区。图1燃气控制原理图2、炉膛负压控制系统作为反映燃烧工况是否稳定的重要参数，炉膛负压是锅炉运行中控制和监视的关键参数。假如炉膛负压太小或偏正时，炉膛会向外喷火，对人身及设备安全产生影响；反之，如果炉膛负压过大，则会导致漏风

5、量过大以及增大了排烟量损失，难以达到经济燃烧。为确保锅炉高效、安全运行，必须要合理控制将炉膛负压，将其控制在正常范围内。采用PLC结合变频器对风机转速加以控制从而达到控制引风量的目的，维持炉膛负压趋于稳定。把炉膛负压作为反馈信号传递至PID调节器中，并且把风机信号作为负压调节器的前馈信号传递到调节器的输出端，保证引风系统能够及时调节送风量，使得负压平稳变化。3、锅炉汽包水位控制系统锅炉汽包水位大幅度的波动会导致汽包内满水或空水从而对对生产安全产生影响。在汽包水位过低的情况下，在负荷很大时，水的气化速度过快，如果不及时进行有效控制，就会使汽包内的水全部汽化，造成锅炉被烧坏或爆炸；在锅炉汽包水位过

6、高的情况下，会对汽包内汽水分离装置的运行产生影响，导致出现出口蒸汽水分过多的情况，最终可能使过热器受热面结垢而导致过热器烧坏，对机组运行的经济型和安全性有着直接影响。所以，要重视控制汽包水位的稳定。汽包水位控制系统可采用单冲量、双冲量以及三冲量控制方案。我们选用三冲量水位控制系统，主要是由于单冲量、双冲量控制策略比较简单，很难满足现代各种复杂锅炉的要求。蒸汽流量和给水流量是影响汽包水位的主要因素，汽包水位受蒸汽流量的增加或减少的影响，同样也会对水流量产生影响，以保持给水量与蒸汽量之间的平衡，确保锅炉能够稳定运行。前馈信号为蒸汽流量，构成前馈调节回路，串级信号为给水流量，构成副调节回路，以锅炉汽

7、包水位测量信号作为主，构成主调节回路，进而构成锅炉汽包水位前馈串级三冲量控制系统。系统方块图如图2所示。图2串级三冲量控制系统图中参数：S为蒸汽流量；F为给水流量；H为汽包水位；PH为汽包水位的测定值；RH为汽包水位的设定值；PS为蒸汽流量的测定值；ES为汽包水位调节器输出值；PF为给水流量的测定值。四、结语现阶段，在工业生产越来越多的运用燃气锅炉，燃气锅炉未来的发展趋势是实现燃气锅炉的远程技术服务系统以及燃气锅炉的完全智能化。燃气锅炉采用PLC自动控制系统监控其运行全过程，除了可以使燃气锅炉的自动化控制水平大大提高，确保锅炉维持在良好运行状态外，还可以大大提升锅炉效率，节约大量能源，降低大气污染，此外，优化了锅炉操作安全性，使工作人员的劳动强度大大降低，获得经济效益和社会效益双丰收。参考文献：高云凤：基于PLC的燃气锅炉自动控制系统，中国新技术新产品，2011年13期牟岳泰许东来赵永军陈平：燃气锅炉的PLC自动控制系统，