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河北钢铁集团唐钢微尔自动化公司 河北唐山 063000
摘要：锅炉的主要控制系统有：汽水系统、燃烧系统、风烟系统和煤气系统等。主要的控制回路有：锅炉汽包水位的自动控制，过热蒸汽温度的自动控制，燃烧的自动控制，炉膛压力的自动控制，联锁安全保护控制等。
关键词：锅炉；自动控制；保护控制
Abstract：Boiler main control system：soda system，burning system，specific system and gas system，etc. Main control loop are：the boiler steam drum water level automatic control，automatic control of superheated steam temperature，the combustion automatic control，automatic control of furnace pressure，safety interlock protection control and so on.
Key words：boiler，automatic control，protection and control
一、AB的PLC性能
1.1 PLC的控制单元从简单的PID控制到时间滞后补偿控制和超前控制都能实现，还具有丰富的反馈功能。另外，由于具有数据运算功能，可以进行补偿运算、累积运算、设定值运算等，构成高效率的控制系统。
1.2 扩展性，适用于小规模到中规模系统。
1.3 可实现CRT操作
PLC的操作站能够满足用户对人机接口要求的丰富多彩的操作、监视功能。
1.4 系统构成
根据对象过程的特性、规模，控制单元及操作站可以组成最佳的构成和最佳的配置。
1.5 实现了高度可靠性
控制单元的电源插件、控制用的I/O插件都可以双重化，并还可以用盘装仪表作为控制回路的后备。
二、主要控制系统构成
2.1锅炉汽包水位的自动控制
汽包水位的稳定，是保证锅炉安全运行的重要条件之一。汽包水位波动较大会造成汽包内空水或水满，影响生产。因此，维持汽包水位的稳定是极为关键的。影响汽包水位的主要因素有：主蒸汽流量（即蒸汽负荷）和给水流量。蒸汽流量的增加、减少，汽包水位就要减少、增加，给水流量也要增加、减少，这样才能保证锅炉的正常运行。为此，组成了串级加前馈的控制系统，汽包水位作主调信号，保证水位的稳定，主调节器的输出与主蒸汽流量信号（前馈）相加后作为付调节器的设定值，克服蒸汽对水位的扰动，即当蒸汽负荷突然发生变化时能够保证蒸汽流量信号使给水阀一开始就向正确的方向移动，抵消由于“虚假水位”引起的反向动作因而减小了水位和给水量的波动幅度。给水流量信号作为付调节器的输入信号，保证给水流量跟上水位的变化，能及时消除由于水压的扰动使给水量发生改变对控制系统的影响。水位过高或过低，系统会自动地从自动控制转换成手动操作，并有报警提示操作人员，水位严重过高或过低，在联锁的情况下自动停炉。
汽包水位控制系统原理图见下图
图1 汽包水位控制系统原理图
2.2 过热蒸汽温度控制
锅炉运行中对蒸汽温度的要求很严格，这是因为温度过高会影响过热器和汽轮机的安全，过低会影响蒸汽循环的热效率，并将增大汽轮机排汽温度而影响汽轮机安全。因此，维持主汽温度的稳定又是锅炉正常运行的另一重要参数。实现控制过热蒸汽温度稳定的系统是串级控制系统，即将过热蒸汽出口的温度信号作为主调信号，主调节器的输出信号作为付调节器的设定值，减温器入口的温度信号作为付调节信号，付调节器的输出直接控制减温水的调节门。由于这个系统存在滞后现象，在PID参数整定时，付环为比例或比例微分调节。这个系统还设计了当Ⅱ级过热器出口温度过高或过低时，系统会自动地从自动控制转换成手动操作，并有报警提示操作人员。
图2 过热蒸汽温度控制系统原理图
2.3 燃烧控制系统
锅炉燃烧控制系统主要是保证：
①过热蒸汽压力的稳定，同时要求燃料跟上负荷的变化。
②炉膛压力的稳定。
③燃烧的经济性。
2.3.1过热蒸汽压力的控制
为保证过热蒸汽压力的稳定，把它作为主调信号，主调节器的输出作为燃料调节器的设定值，燃料调节主要是调高炉煤气。
控制顺序框图如下：
图3 过热蒸汽控制顺序框图
2.3.2炉膛压力的控制
炉膛压力的控制是通过调节引风机入口挡板的开度来保证炉膛压力在允许范围内。锅炉有两台引风机，这两台引风机可以同时投自动，也可以一个投自动，另一个投手动。
图4 炉膛压力控制系统原理图
2.3.3 送风流量的控制
送风流量的控制是通过调节送风机入口挡板的开度来保证送风流量在允许范围内并保证炉膛燃烧的充分性。
2.4联锁控制系统
水位高高（>+295）和低低（<-295）：当汽包水位联锁开关投入，水位LI3005，LI3006，LI3007有两个同时高高报警或低低报警，同时大联锁投入，则联锁停送风机，关焦煤快關阀、蝶阀、调节阀，关高煤快关阀、蝶阀、调节阀，关过热蒸汽电动阀，关给水调节阀，关减温水调节阀，开向空排气阀。
摘要：锅炉的主要控制系统有：汽水系统、燃烧系统、风烟系统和煤气系统等。主要的控制回路有：锅炉汽包水位的自动控制，过热蒸汽温度的自动控制，燃烧的自动控制，炉膛压力的自动控制，联锁安全保护控制等。
关键词：锅炉；自动控制；保护控制
Abstract：Boiler main control system：soda system，burning system，specific system and gas system，etc. Main control loop are：the boiler steam drum water level automatic control，automatic control of superheated steam temperature，the combustion automatic control，automatic control of furnace pressure，safety interlock protection control and so on.
Key words：boiler，automatic control，protection and control
一、AB的PLC性能
1.1 PLC的控制单元从简单的PID控制到时间滞后补偿控制和超前控制都能实现，还具有丰富的反馈功能。另外，由于具有数据运算功能，可以进行补偿运算、累积运算、设定值运算等，构成高效率的控制系统。
1.2 扩展性，适用于小规模到中规模系统。
1.3 可实现CRT操作
PLC的操作站能够满足用户对人机接口要求的丰富多彩的操作、监视功能。
1.4 系统构成
根据对象过程的特性、规模，控制单元及操作站可以组成最佳的构成和最佳的配置。
1.5 实现了高度可靠性
控制单元的电源插件、控制用的I/O插件都可以双重化，并还可以用盘装仪表作为控制回路的后备。
二、主要控制系统构成
2.1锅炉汽包水位的自动控制
汽包水位的稳定，是保证锅炉安全运行的重要条件之一。汽包水位波动较大会造成汽包内空水或水满，影响生产。因此，维持汽包水位的稳定是极为关键的。影响汽包水位的主要因素有：主蒸汽流量（即蒸汽负荷）和给水流量。蒸汽流量的增加、减少，汽包水位就要减少、增加，给水流量也要增加、减少，这样才能保证锅炉的正常运行。为此，组成了串级加前馈的控制系统，汽包水位作主调信号，保证水位的稳定，主调节器的输出与主蒸汽流量信号（前馈）相加后作为付调节器的设定值，克服蒸汽对水位的扰动，即当蒸汽负荷突然发生变化时能够保证蒸汽流量信号使给水阀一开始就向正确的方向移动，抵消由于“虚假水位”引起的反向动作因而减小了水位和给水量的波动幅度。给水流量信号作为付调节器的输入信号，保证给水流量跟上水位的变化，能及时消除由于水压的扰动使给水量发生改变对控制系统的影响。水位过高或过低，系统会自动地从自动控制转换成手动操作，并有报警提示操作人员，水位严重过高或过低，在联锁的情况下自动停炉。
汽包水位控制系统原理图见下图
图1 汽包水位控制系统原理图
2.2 过热蒸汽温度控制
锅炉运行中对蒸汽温度的要求很严格，这是因为温度过高会影响过热器和汽轮机的安全，过低会影响蒸汽循环的热效率，并将增大汽轮机排汽温度而影响汽轮机安全。因此，维持主汽温度的稳定又是锅炉正常运行的另一重要参数。实现控制过热蒸汽温度稳定的系统是串级控制系统，即将过热蒸汽出口的温度信号作为主调信号，主调节器的输出信号作为付调节器的设定值，减温器入口的温度信号作为付调节信号，付调节器的输出直接控制减温水的调节门。由于这个系统存在滞后现象，在PID参数整定时，付环为比例或比例微分调节。这个系统还设计了当Ⅱ级过热器出口温度过高或过低时，系统会自动地从自动控制转换成手动操作，并有报警提示操作人员。
图2 过热蒸汽温度控制系统原理图
2.3 燃烧控制系统
锅炉燃烧控制系统主要是保证：
①过热蒸汽压力的稳定，同时要求燃料跟上负荷的变化。
②炉膛压力的稳定。
③燃烧的经济性。
2.3.1过热蒸汽压力的控制
为保证过热蒸汽压力的稳定，把它作为主调信号，主调节器的输出作为燃料调节器的设定值，燃料调节主要是调高炉煤气。
控制顺序框图如下：
图3 过热蒸汽控制顺序框图
2.3.2炉膛压力的控制
炉膛压力的控制是通过调节引风机入口挡板的开度来保证炉膛压力在允许范围内。锅炉有两台引风机，这两台引风机可以同时投自动，也可以一个投自动，另一个投手动。
图4 炉膛压力控制系统原理图
2.3.3 送风流量的控制
送风流量的控制是通过调节送风机入口挡板的开度来保证送风流量在允许范围内并保证炉膛燃烧的充分性。
2.4联锁控制系统
水位高高（>+295）和低低（<-295）：当汽包水位联锁开关投入，水位LI3005，LI3006，LI3007有两个同时高高报警或低低报警，同时大联锁投入，则联锁停送风机，关焦煤快關阀、蝶阀、调节阀，关高煤快关阀、蝶阀、调节阀，关过热蒸汽电动阀，关给水调节阀，关减温水调节阀，开向空排气阀。