锅炉控制系统设计问题研究

摘要 锅炉控制系统是工业生产中的热能动力装置。作为一种热力设备，其是将热能转化成为机械能，在动力的作用下对工业生产实施能提供有效的控制。随着计算机信息技术的快速发展，自动化控制技术应运而生并投入到工业运营当中，使得锅炉控制方式受到高度关注。一种优质的锅炉，就要配备相应的控制装置，以将锅炉的优势充分地发挥出来。本论文针对锅炉控制系统设计问题进行探究。

关键词 锅炉控制系统；系统设计；解决方法

中图分类号TK22 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）110-0120-02

锅炉控制系统在工业生产的一系列过程中发挥着重要的作用，其以提供充分的高效热能来保障工业的正常生产，进而保障工厂生产的高效益、高利润。伴随着科学技术发展水平的提高，工业生产的需要，新型的锅炉控制系统被研制出来，并投入到工业生产运营当中。

1锅炉控制系统设计原理

从设计原理上看，构成锅炉控制系统的最为重要的两部分是计算机控制系统和单片机控制系统。其中的计算机控制系统是完成自动控制的核心部分，主要由工业控制器、电脑显示器、打印机以及报警装置所组成。由计算机自动控制锅炉的给水、鼓风、引风，可以使锅炉的出水和回水的温度都保持在规定值范围内，包括锅炉的水位也符合规定指标。处于运行状态的锅炉，各个运行参数都会在计算机显示器上以模拟图的形式呈现出来并配有数据。一旦运行锅炉压力、水温以及水位超过了规定范围，锅炉控制系统就会发出报警信号。

2 锅炉控制系统的设计与实现

锅炉在实际运行中，要确保高效运营状态，就要采用先进的控制系统设计，在对锅炉自动控制的同时，还要实施必要的监视，以完善锅炉的操作和管理工作。锅炉控制系统的各项参数，包括锅炉出入口的水温和水压，空气预热器的入口负压和引风机负压以及除尘器入出口负压等等，都要随时观察，并将数据传送到控制操作台上，在显示器上显示出来。

2.1锅炉控制系统的设计

锅炉控制系统是由各项功能系统所构成的复杂的控制系统。各项参数都会根据系统的实际工作情况有所调节，并且相互之间会产生影响。为了能够对于锅炉控制系统设计以详细说明，可以将该控制系统分解为给煤控制系统、送风控制系统、炉膛负压控制回路、汽包液位控制、过热蒸汽出口温度控制。

给煤控制系统所承担的是锅炉燃烧系统的自动调节功能。燃料经过燃烧后所释放出的热量，能够满足蒸汽的负荷，而且还确保了锅炉安全运营。

送风控制系统的调节作用是通过符合规则调节器来实现的，其与给煤控制系统相协调。当增加负荷的时候，可以先加风，然后加煤；当减少负荷的时候，就要先减煤，再减风。将风煤的比例控制在合理的范围内，可以使燃烧处于最佳状态。

炉膛负压控制回路是确保锅炉在运行当中，微负压在送风量平衡状态下趋于稳定，以确保锅炉安全运行。

锅炉给水自动调节，是为了确保汽包液位维持在工艺允许的范围内，给水量要与锅炉的蒸发量保持平衡。液位控制主要包括单冲量控制、双冲量控制和三冲量控制。单冲量控制，即为单回路控制系统，其作为单参数是以水位作为调节信号的；双冲量控制，即为双参数控制系统，其是通过蒸汽流量对于信号进行补充的；三冲量控制，即为三参数控制系统，其对于信号的补充是通过给水流量、主蒸汽流量来完成的。

过蒸汽出口温度控制是通过蒸汽过热系统来完成调节任务的。其对于过热器具有保护作用，确保过热蒸汽在出口处的温度被控制在规定的范围内。此外，过热管壁也不可以超过控制温度范围。

2.2锅炉的自动保护系统

锅炉自动保护系统包括超压报警装置、水位报警装置、超温报警装置、熄火保护装置。

2.2.1 超压报警装置

超压报警装置的作用在于，一旦锅炉出现超压问题，控制系统就会发出声色报警，并启动控制燃烧的报警装置。那么在装置的设计上，除了压力测量仪器之外，还安装有灯光音响设备以及报警信号部件。当报警信号出现的时候，保护系统会自动停止通风，不再供应燃烧。

2.2.2水位报警装置

当锅炉的水位出现不正常状态的时候，自动报警装置就会发出信号。水位报警装置安装有高、低水位报警器，当水位超出了规定的安全范围内，保护装置就会自动启动。为了提高保护装置的灵敏度，要定期地对装置调试、检修，以保证可靠运行，防止缺水事故发生。

浮球式水位报警器的组成上除了报警器之外，还设置有高水位和低水位浮球、针型阀和连杆。当水位处于正常状态时，两个针型阀处于关闭状态，连杆平衡，高水位浮球在蒸汽空间内悬浮，而低水位浮球则浸在水中。当这种平衡遭到破坏的时候，针型阀就会自控启动报警装置。

磁铁式水位报警器的组成上除了浮球之外，还包括用永磁钢组、调整箱以及三组水铁开关。当水位发生变化的时候，在浮球的带动下永磁钢组会升降，其所连接的报警系统就会发出报警信号。

电极式水位报警器处于高低水位电极的末端锅炉的安全水位处。当锅炉中的水位超出了安全范围，就电极就会与锅炉中的水脱离开来，切断接触回路而发出报警。连锁装置被启动后，锅炉停止燃烧。

2.2.3超温报警装置

如果锅炉的温度超出了允许范围内，锅炉控制系统就会自动启动报警装置。报警器被安装在温度测量仪表盘上，一旦有故障出现，比如温度超过了安全范围等等，就会出现自动报警。

2.2.4熄灭保护装置

熄灭保护装置被安装在连锁保护装置当中，当锅炉发生熄火情况的时候，自动控制的正常机能就会被切断，燃料自动停止供应。

3 监控中心报警监管

当监控中心接到锅炉故障报警信号之后，就要实施安全操作。报警系统具有档案管理功能，对于锅炉运行状况都存有历史记录。当监控系统发现锅炉运行故障之后，操作人员可以参考历史记录采取必要的应急处理措施。此外，报警软件还对于报警信息实施过滤功能，报警的级别也会自动显示出来。对于级别较高的故障报警，操作人员可以优先处理，其他的报警信息会依次向优先级过度，以便于操作人员对于锅炉故障井然有序地处理。

4结论

综上所述，伴随工业技术的发展，锅炉控制系统设计不断地实现创新，提高了其在工业生产中的安全性以及高强度可靠性。各种高端科技成果渗入到工业生产当中，特别是自动化控制系统的运用，实现锅炉在工业生产系统中的智能化、科技化。本论文分析了与锅炉控制系统设计相关的问题，为锅炉控制系统的设计提供参考。

参考文献

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