淺談PLC在鍋爐控制系統中的應用

張學亮 羅海燕

（淄博市能源監測中心，山東 淄博 255023）

一 鍋爐控制系統的現狀

以前的鍋爐控制是結合人工常規儀表監控，操作工人的勞動強度大、環境污染情況突出、運行工況不穩定、燃料消耗大、熱效率低也成為重要的制約因素。而該系統是采用簡單的單元組合儀進行控制，因此長時間在手動運行的狀態之下，這也就給實時記錄數據增加了困難。而像鍋爐超壓、超溫、缺水亦或是滿水的一系列異常狀況也無從查實，鍋爐運行的實際熱效率也普遍達不到原設計的指標，鍋爐的運行參數也不能及時有效的傳到集中控制室，操作人員也無法方便快捷的調節參數。這就使得控制手段單調、精度低，控制系統的優勢也不能得到充分的發揮。而工人勞動強度大、環境污染嚴重、實際效率低的問題也逐漸暴露出來，為此必須對鍋爐控制系統進行行之有效的改造，以避免事故處理不當可能造成的鍋爐管爆炸從而產生的威脅鍋爐安全運行和操作人員人身安全受到傷害的情況發生。

二 PLC控制系統的設計原理

鍋爐燃燒系統是一個具有多變量輸入、輸出而且具有大慣性、大滯后性的特點的復雜系統，其在燃燒過程中相互作用、相互影響。而鍋爐燃燒過程自動控制的目標就是使燃料燃燒過程中提供的熱量能夠適應負荷的需要。為了保證鍋爐的安全經濟運行，需要進行自動控制，使鍋爐運行能夠處于最佳的燃燒狀態。

三 鍋爐汽水包水位控制系統

作為影響鍋爐安全運行的重要參數，汽包水位過高會破壞其正常工作，導致管壁上的結垢增加，影響蒸汽的質量。在水位處于過低情況下，就會破壞水循環造成水冷壁管的破裂，甚至會引起干鍋，破壞汽包。因此不論其值高于或低于標準水位都會造成重大事故。而且在水沸騰加劇的情況下會形成大量的氣泡，使水位抬高，從而造成“虛假水位”。維持鍋爐進出水量平衡系統的平衡也就達到了目標。將汽包水位維持在相對平衡的汽水分離界面的附近，從而達到提高鍋爐的蒸發效率保障其安全生產的標準。在鍋爐水位系統處于平衡的狀況下，運行中存在的虛假水位現象，在實際應用中采用水位、蒸汽量、給水量三量的控制系統達到平衡。

四 PLC鍋爐控制系統的功能及應用：

為充分保證爐膛的最佳溫度控制在最理想的范圍內，對溫度控制則采用了串級比例調節的方式。

（1）此控制系統采用鍋爐的燃燒系統自動控制和水控制相結合的方法，利用外界負荷的變化來進行自動調節，從而實現鼓風和給煤量的自動化。當風煤的比例達到平衡的最佳狀態下鍋爐也就實現了經濟燃燒。其中包括：蒸汽壓力控制、汽包水位控制、給煤量控制、煙氣含氧量控制等。

（2）熱工及電氣的保護功能

熱工保護及電氣保護的功能主要就是對重要參數進行限位，使機泵過負荷、設備故障等聲光報警和故障自動處理的功能達到要求。

PLC 控制系統是根據工藝要求設置的高壓力極限、引風機自動跳閘連鎖電氣保護和汽包低水位熱工保護，使之能夠在最大程度上保證鍋爐的安全生產，也給鍋爐操作人員以人身安全的保證。PLC鍋爐控制系統應用變頻多泵切換技術保證母管水壓控制在最佳的范圍之內，從而保證了節電運行的順利進行。

熱工保護指的是蒸汽壓力的保護程度高、汽包水位的保護程度低，電力保護指引風機會連鎖跳閘、給水泵會自動跳閘報警。

（3）快捷的操作系統、強大的顯示功能

PLC的應用為保證控制臺的集中操作以及提供安全方便快捷的操作方法的設置提供及時有效的運行、快速的報警顯示。這個保護系統高度的完善性和強大的鎖定性防止了操作過程中可能出現的失誤。

（4）PLC的運用使鍋爐實現半自動點火、停爐的自動化。

（5）PLC的運用使之達到了參數在線工人設置的標準。

（6）PLC的運用使之能夠脫離上位機的獨立運行，為其自動化的實現提供了不可忽視的重要作用。

（7）監控功能：該系統在運行的過程中，通過對上機位的分析和判斷，實現對現場溫度、流量、煙氣含氧量等的模擬動態顯示。使系統和現場儀表、電氣設備的結合達到閉環調節和連鎖控制的目標。

（8）密碼功能：為了防止隨意改動參數造成鍋爐操作誤動作的發生，PLC系統為之配備了操作員的獨立密碼，操作員可以通過這個唯一的標識符和口令進入從而修改參數。

五 結束語

PLC鍋爐控制系統的完成使用帶來了巨大的經濟效益和社會效益，受到了廣大人民的青睞。采用PLC系統功能完善，先進合理的結構，擴展靈活便于維護，而且具有很高的可靠性使之得到了更為廣闊的前景。利用計算機進行控制，鍋爐燃燒處于自動化的狀態之下既達到了經濟燃燒、節能效果顯著的狀態，也使得煙氣含氧量和爐渣含碳量顯著降低從而減少了環境污染。使用變頻技術也減少了設備啟動時對電網的沖擊，不僅提高了電機的機械特性，而且也延長了電機等系列設備的使用年限，這就大大減少了設備的維護費和人工費。PLC技術除了具有如此高的經濟效益，而且具有顯著的社會效益。這大大減少了排放的煙氣、塵埃等的污染。而電機在變頻的情況下噪聲大大減輕，鍋房的環境得到大大的改善。在倡導以人為本可持續發展的今天，具有深刻而重要的意義。

[1]孫欣.PLC 在鍋爐控制系統中的應用[J].儀器儀表標準化與計量,2006(02).

[2]孫欣.PLC 在鍋爐控制系統中的應用[J].節能與環保,2006(09).

[3]姚會民. PLC 應用及使用中應注意的問題[J].當代農機,2008(11).