基于DCS下的锅炉自动控制应用研究

基于DCS下的锅炉自动控制应用研究

焦家家

中控技术股份有限公司 浙江 杭州 310051

摘要：在当前我国工业生产行业的发展取得了良好的成绩，这个过程中DCS系统逐步的被人们引用到了自动化控制系统之中。DCS系统其实质就是将过程控制级和过程监控级进行整合所形成的以通信网络为基础的多级计算机系统。DCS所具有的控制理念就是：控制分散、集中管理，在将系统投入使用之前，需要结合所设置的目标来设立多个分支系统，并且将总目标划分为几个细小目标，并且融入到分支系统之中。所有的分支系统都会借助中央处理器来完成信息的传递和共享，控制系统将各个分支系统所释放的指令进行收集之后，会将其进行专门的处理之后，将其输送到集中控制室，工作人员可以利用上位机来实施统一的控制和监督、操作。这篇文章主要围绕DCS下的锅炉自动控制的实践运用展开全面深入的分析研究，希望能够对我国工业生产行业的未来稳步发展有所帮助。

关键词：DCS；锅炉；自动控制

引言：在工业生产中锅炉设备属于其中最为重要的基础设备，将自动化控制系统引用到锅炉运行系统之中，不但可以有效的提升锅炉的使用效率，并且也可以将工作人员从巨大工作量中摆脱出来，实时掌握锅炉的运行情况，确保其能够始终维持稳定、高效的运行状态。

1DCS系统的构成

DCS控制系统主要涉及到上位系统以及下位系统。上位系统与整个系统的控制设备进行连接，其主要作用就是将系统运行过程中所产生的信息进行收集、存储和管理。借助控制计算机完成对DCS上位系统的整体监控，如果系统运行遇到任何的异常情况，都会及时的释放警报。上位系统运行过程中，最为关键的工作就是监控，对于系统运行的稳定性和高效性加以保障。[1]

2DCS自动控制系统功能

2.1锅炉燃烧过程控制

在锅炉内地燃料燃烧的过程中，针对其实施全面的控制工作的主要作用就是保证燃料的燃烧过程中所释放的热能能够满足锅炉蒸汽负载外部需要，这样就可以从根本上保证锅炉运行实现良好的经济性和安全性的目标。为了对燃料的经济性加以保障，还需要结合各方面实际情况来对燃料和负载实施合理的调整，与此同时对于引风量与送风量也需要进行合理的控制。在实施上述操作的过程中，需要对下列工作加以重点关注。首先，保证出气口蒸汽压力可以始终维持稳定的状态，如果蒸汽压力出现异常的情况，那么还需要及时的对锅炉的燃烧量加以良好的把控，从而确保锅炉的出口蒸汽压力能够达到规定的要求。其次，确保炉膛内剩余空气的各项参数都能够达到规定的要求，保证送风量与燃烧量可以维持平衡，这样才可以保证利用最小的能源消耗量来获取更多的收获。最后，确保炉膛内的负压参数能够维持稳定的状态。如果进风量发生了变化，就能够保证锅炉内的负压不会遭到严重的影响，从而对锅炉的运行效果加以根本保障。[2]

2.2汽包水位控制

在针对锅炉汽包水位实施控制工作的时候，往往会遇到假水位的情况，在实施汽包水位的检测操作的时候，通常都会运用到三冲量来实施控制，其对于锅炉汽保水温的控制涉及到下面几个方面：首先，可以从根本上保证锅炉气泡水位的准确性。在锅炉运转的过程中，往往都会遇到蒸汽增加的情况，这也是造成假水位问题发生的主要原因。在水位在短时间内快速提升之后，自动控制系统就可以释放警报，对于水量进行有效的控制，规避发生汽包水位失衡的问题。其次，如果耗气量逐渐的增加，也可以按照规定的比例来对结构水量进行合理的调控，在续假水位恢复到正常状态之后，蒸汽和湿度就可以恢复到原有的状态，对于锅炉的运行稳定性加以根本保障。

2.3自动调节锅炉过热蒸汽温度

自制冷凝水喷射装置其主要作用就是对锅炉过热蒸汽的效果进行有效的调整，结合减温器出口蒸汽的温度情况以及集气罐蒸汽温度的情况，对减压阀开度进行适当的调控，在控制水量的基础上完成对温度的合理设定。在集气罐的出口位置的蒸汽温度出现了逐步的升高的情况的时候，减温量往往会逐步的提升。而如果出现上述相反的情况的时候，减温量就会逐渐的下降，这样就可以对蒸汽温度的水平效果给予根本保障。

3基于DCS系统下的锅炉控制调试

在将DCS控制系统加以实践运用之后，能够实现对锅炉的自动化控制，并且也可以实时进行锅炉的运行情况的检验和仪器仪表运行数据的检查。采用手工模式切换检查的方法，与锅炉DCS控制系统进行连接，完成对锅炉启动程序的调试操作，并且实施风机的调试操作，结合负压数据来进行后续操作。对于锅炉系统的运行参数进行合理的设定，综合设备的使用情况来对仪器仪表各项参数实施详细的记录。[3]

4基于DCS系统下的锅炉紧急连锁

就特殊设备来说，保证运行的安全性是最为基础的一项工作，将DCS系统引用到锅炉的自动化控制系统之中，能够对锅炉运行效果加以根本保障。设置连锁保护是实现锅炉运行安全目标的重要基础，利用燃气连锁、温度连锁以及压力连锁来创设出完整的锅炉连锁反映网系统。如果控制监测系统运行中燃气参数超出了规定的要求，系统就会自动释放警报，协助工作人员能够及时的加以处理。如果警报信号没有得到有效的反馈，锅炉自动控制系统在监测到临界安全信号之后，就会向执行机构传递切断燃气供应的指令。如果超出压力、温度的规定范围的时候，报警信息为能处理反馈，DCS控制系统可以结合调试的安全保护参数来对执行结构发出操作指令。利用上述方式，能够对锅炉加以安全保护。[4]

5基于DCS控制系统的控制联锁保护技术

5.1基于DCS系统下的锅炉控制调试

利用DCS系统可以增强锅炉的自动控制性能，并且也可以实时针对锅炉运行情况进行检查，完成对设备运行控制单元的数据检验。检测实施机构，在获取信号之后对观察执行器的情况进行及时的观察，并且与锅炉DCS系统进行串联，切实地做好锅炉引风量和负压参数的调整，对于所掌握的信息数据进行详细的记录，随后对锅炉的初始参数加以调节，确保锅炉的运行能够始终维持良好的状态。

5.2锅炉保护设计和技术应用

为了能够更为高效的对炉膛的情况加以全面的监测，最为重要的就是需要确保炉膛内的燃烧材料得到充分的燃烧，所以还需要对DCS软件和硬件实施有效的控制。在实际进行各项操作的时候，如果煤气被输送到燃烧炉之中，煤气就会逐步的从锅炉燃烧器转移到炉膛内燃烧，在整个过程中鼓风机能够为燃烧提供需要的空气。在鼓风机运行的过程中，将冷空气传送到空气预热器之中，通过对其进行加热处理之后，热空气通过热风管道被输送到炉膛之中。如果气压压力不足，或者是因为遭到不良因素的影响而导致空气无法保持正常的抽送，那么就会导致锅炉内发生回火的情况，甚至会诱发爆炸的危险事故。就锅炉气动阀门来说，可以利用连锁式方式对其进行控制，在遇到异常情况的时候，自动连锁系统就可以将安全阀门进行关闭，从而规避危险事故的发生。[5]

总结：总的来说，在锅炉设备中将自动化控制系统加以合理的运用，可以从根本上促进锅炉运行小姨的提升。通过自动化控制对锅炉实际运行状态实时调整，确保锅炉处于最佳运行状态。其建立的连锁保护系统在生产运行中起到了绝对的安全保护作用，将自动化无人值守带入日常生产运行之中。在今后的工业发展中，自动化控制也必将会被普遍应用，真正实现全自动。

参考文献：

[1]黄步余.分散控制系统在工业过程中的应用[M].北京：中国石化出版社，1994：83-85.

[2]杨小东.浅析DCS自动化控制的应用及发展前景[J].技术与市场，2013（7）：97-9.

[3]黄焕袍，曲云.分散控制系统及其应用[M].北京：中国电力出版社，2010：98-105.

[4]周小凤.基于PLC的锅炉自动控制系统设计[J].包头职业技术学院学报，2020，21（3）：8-10.

[5]肖望.自然循环锅炉控制系统的研究与设计[D].沈阳：东北大学，2015.