電廠鍋爐壓力控制原理與設計

摘 要：電廠鍋爐一般采用壓力控制原理，本文主要介紹這種壓力控制原理的設計，在對壓力的水位進行一定要求后，我們主要運用計算機與模糊控制技術來監控整個壓力系統，在結合系統的整個硬件和軟件，對整個設計進行分析和研究。

關鍵詞：電廠鍋爐； 壓力控制原理；系統設計

未來的30-50年，我國的一次能源的生產和耗費還將主要依賴煤碳，我國電廠長期依賴煤碳的能源結構短期內不會改變， 此種結構是由我國的特殊國情所決定的，即中國多煤少油少氣的能源資源結構特點和現階段社會經濟發展所決定的， 毫無疑問我國的煤碳消耗量將會持續增長。這種能源結構必將消耗大量煤碳，因此提高煤碳的利用率，改進發電設備，擔高科技含量，充分的利用有限的煤碳顯的尤為重要。本文針對電廠鍋爐壓力控制進行研究，給出其基本原理和設計思路，為相關企業提供參考。這樣可以提高我們的煤炭的利用率，為節約能源做出一番貢獻。

1.關于鍋爐壓力的監控方法的理解

鍋爐壓力的監測設備包括了水壓傳感器、水壓變送器及顯示指示儀等組成的下機和上位微機控制系統。水壓傳感器的輸出壓力差會經過一種變送器的轉換成為與壓力差成正比地標準電信號，從而指示被測量水壓和水位的實時值，并運用以可編程序邏輯控制器為核心地中位機對輸入、輸出以及邏輯控制等功能進行集成，PLC通信接口為通用標準借口，能夠順利與上位微機間進行數據交換，并完成對相應信號的現場檢測、現場處理和直接控制。

鍋爐汽包的壓力從較小的值變化到鍋爐汽包額定的工作壓力，但是正常水位下水壓傳感器的輸出壓差是不變的。而當水位逐漸偏離正常水位時，輸出 便會受到汽包壓力變化地影響。

2關于鍋爐壓力系統的設計過程

對于鍋爐壓力系統而言，我們必須了解整個設計過程才能對它進一步加深了解。電廠鍋爐的壓力控制系統實時上是其上位的監控中心對現場監測點進行的實時性監控，這意味著對整個系統地可靠性、穩定性和抗干擾能力均有較高地要求。

這個系統的核心部分是可編程序控制器（PLC）為核心。在這類系統中，首先，下位機必須能夠將采集到地各種各樣的在線數據準確、及時并可靠的傳送至其上位工作控制機控制中心；同樣重要的是，上位機地控制指令需要即時準確無誤的傳送至其各個下位機系統，而順利完成這兩個方面工作地關鍵在于數據交換[2]。

以可編程邏輯控制器系統作為核心組件的計算機通信系統必須考慮到地問題主要包含系統的硬件配置、特定系統下信號通訊程序的編寫、通訊協議地確定及實現方法等。監測系統的主要部件還包括電廠局域網、各種傳感器、各種控制欲報警設備、觸摸屏、各種連接線，通過系統的原理圖，我們可以看出系統各個部件的選擇也是非常重要的過程，要給予足夠重要，我們也應該相當重視。

完整的設計一個由PLC作為核心部件構成的應用控制系統是一個復雜的過程，其有許多步驟組成，從系統設計開始，包括系統構成的確定， 點數的確定，確定控制方式，外圍電路設計， 分配，確定存儲器容量，選擇外段，選擇 模塊，控制回路設計，還有程序設計，最后還要進行試運行調試運行，驗收等，是一個科技含量較高的產品。

本文中的設計構思與常用地繼電器控制邏輯設計思想相比，具有以下一些特點，例如單組件地選擇代替了原先部件的選取，還有用簡單的程序設計代替了原來的復雜而成本高昂的硬件設計。

3.關于鍋爐壓力系統的控制

在電廠鍋爐運行控制中，需要同時保證水位、壓力按照一定的規律變化，以保證系統的正常運行。實際運行過程中，鍋爐的水位、壓力除了受到系統的控制作用以外，還會相互作用。當傳感器將壓力信號傳輸給中央控制器后，壓力調節器會通過壓力調節裝置進行調節，使壓力向正常的范圍內變動，經過調節之后再次進行壓力檢測，傳輸至PLC，如若不在正常范圍，將再次進行調整，這個過程反復進行，直至鍋爐壓力恢復至正常水平。鍋爐水位的調節與壓力調節類似，傳感器將鍋爐水位傳至PLC，然后PLC通過水節流裝置對水位進行調整，傳感器檢測到實際水位的變化并傳至中央控制器（PLC），PLC判斷水位是否恢復至正常水位，如若不再正常水位，則重復上述過程直至恢復正常為止。

為了更好的發揮設計系統的效能，避免在鍋爐的水位和壓力監控中響應的延時性和非線性較嚴重的問題，本文采用了模糊控制的思想， 根據對鍋爐水位、壓力的控制經驗，便可總結出經驗性的模糊控制理論。

由于實際中系統地輸入輸出量都是連續的，因此有必要先把各變量轉換成一定地模糊性子集，重新定義其論域，給出所有模糊變量對應的論域隸屬度，最后采用離散思維的計算方法算出相應地模糊控制變量。

本文采用了正態頒對各模糊變量對應的論域隸屬度進行描述 [1]，則可根據模糊控制計算原理可首先求得模糊關系的矩陣：通過計算得到的 和 值按照從屬函數取最大值地原則編制成模糊控制附表，存入微機存儲器，而在實際控制時，只需按照檢測得到的壓力值、水位偏差值及其變化速率，便可從模糊控制附表中直接查取對應的水位、壓力控制值。

我們可以由事先對水位、壓力的試驗來確定實際的 的值，詳細的操作是：首先設 值為零，并對水位、壓力進行測試，此時的控制可能會有較大的波動，隨后可以逐漸增大 的值，使溫度和濕度的波動逐漸減小，其一般位于0～1之間。可以通過解耦過程對上面求出的水位和壓力控制值 進一步進行控制解耦操作[3]，則可獲取控制儀地實際的輸出。

5.結束語

本文的設計系統對各大電廠鍋爐的水位、壓力監控具有良好效果，經受住各項嚴格的監測，能過保證鍋爐的安全、正常、可靠地進行生產。改系統通過在某大型電廠發電鍋爐的應用，取得了不錯的運行效果，得到了廠方的一致好評。另外，此系統的一大特色是可以兼具鍋爐的水位、壓力現場實時監控和遠程監控的功能，并能夠在參數超限時啟動聲光報警。此系統操作簡便、結構簡單的點特使其很容易應用于其他相關的控制場合。

參考文獻：

[1] 李人厚.智能控制理論和方法[M].西安：西安交通大學出版社， 1994： 134-165.

[2] 金以慧.過程控制[M].北京：清華大學出版社， 1993： 150-179.

[ 3] 張新華，魯志康.遠程監測網絡系統原理和研究[J]，電子測量技術， 2000 （2）， 18-20.

[4]龐全等.煙葉烘烤溫濕度智能控制儀[J].儀器儀表學報，1999 （3）.