節(jié)能減排影響下工業(yè)鍋爐控制技術(shù)探討

1、    節(jié)能減排影響下工業(yè)鍋爐控制技術(shù)探討    黃求興摘 要：該文主要在節(jié)能減排背景下的工業(yè)鍋爐控制問題分析基礎上，重點探討了節(jié)能減排與工業(yè)鍋爐控制技術(shù)的發(fā)展思考，提出了節(jié)能減排新爐型的發(fā)展、鍋爐系統(tǒng)運行能效的在線顯示及檢測技術(shù)、積極應用成熟技術(shù)等幾個方面，希望能夠?qū)τ诮窈蟮墓?jié)能減排影響下工業(yè)鍋爐控制技術(shù)發(fā)展起到一定幫助。關(guān)鍵詞：工業(yè)鍋爐 節(jié)能減排 控制技術(shù)：tp273.5 ：a ：1674-098x（2014）03（a）-0047-01目前，建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會則是我國的發(fā)展要求，節(jié)能減排在工業(yè)生產(chǎn)中的地位日益明顯，對于工業(yè)鍋爐的控制系統(tǒng)來

2、說，相關(guān)的法規(guī)政策也正在發(fā)生重大變化，本文主要針對節(jié)能減排影響下工業(yè)鍋爐控制技術(shù)進行相關(guān)分析，提出如何進行工業(yè)鍋爐的有效控制，來有效實現(xiàn)節(jié)能減排的要求。1 節(jié)能減排背景下的工業(yè)鍋爐控制問題分析第一，節(jié)能控制重要作用并沒有充分發(fā)揮。部分司爐人員對于提高鍋爐運行效率并沒有很高的技術(shù)能力和一定的責任心，應該擺脫這種單純僅僅依賴設備的想法，這樣才有可能充分發(fā)揮鍋爐的運行效率。第二，在線檢測工業(yè)鍋爐運行能效的相關(guān)功能比較缺乏，要想對于鍋爐制造質(zhì)量、設計、以及燃料與鍋爐的匹配關(guān)系進行清晰的掌握，就應該準確和客觀地了解鍋爐的實際運行效率，所以，線檢測工業(yè)鍋爐的功能能夠有效促進用戶單位提高節(jié)能減排管理水平。第

3、三，低配低質(zhì)低價的情況容易在價格的競爭中出現(xiàn)。價格競爭策略在相當多的廠家中應用，這樣就不可避免造成了低配低質(zhì)低價傾向出現(xiàn)在工業(yè)鍋爐控制裝置中，使得工業(yè)鍋爐節(jié)能減排控制技術(shù)發(fā)展存在一定障礙。第四，多年依然沒有在核心控制技術(shù)有所突破。對于鍋爐的燃燒方式來說，比如相關(guān)的循環(huán)流化床、沸騰、層燃、水煤漿、煤粉等，都沒有形成魯棒性強、非常成熟可靠的技術(shù)解決方案1。第五，控制系統(tǒng)用戶使用界面較為復雜?？紤]到部分管理人員以及鍋爐用戶的司爐的不高的文化程度，相關(guān)的自動控制方面知識較為匱乏，為了符合司爐人員習慣的操作，應該盡量要求使用操作簡單的控制裝置。第六，控制系統(tǒng)的鍋爐運行節(jié)能在功能上存在一定不足?？刂棋仩t向

4、用戶提供符合要求的熱能，這點則是大多數(shù)鍋爐的設計目的，在保障鍋爐安全運行的基礎上，并不太重視對于燃料消耗量是否節(jié)約的問題。2 節(jié)能減排與工業(yè)鍋爐控制技術(shù)的發(fā)展思考2.1 節(jié)能減排新爐型的發(fā)展當前，節(jié)能環(huán)保的新爐型在較多的工業(yè)鍋爐行業(yè)中進行推出，工業(yè)鍋爐控制系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展趨勢下，控制系統(tǒng)廠商著重于新型鍋爐的開發(fā)特點和要求，并設計出新型高效的控制設備。比如相關(guān)的高效率的爐型包括冷凝爐、煤粉爐、循環(huán)流化床鍋爐等；新燃料的爐型有高爐煤氣爐、垃圾焚燒爐、生物質(zhì)鍋爐等，還包括相關(guān)的余熱鍋爐等爐型，上述鍋爐在控制方面都有各自的特點和不同的技術(shù)要求。2.2 鍋爐系統(tǒng)運行能效的在線顯示及檢測技術(shù)在工業(yè)鍋爐及其控制

5、系統(tǒng)中，要想比較好的進行相關(guān)的控制系統(tǒng)節(jié)能減排技術(shù)的開發(fā)和利用，就應該做好鍋爐系統(tǒng)運行能效的在線顯示以及檢測功能。按照鍋爐節(jié)能技術(shù)監(jiān)督管理規(guī)程附錄b的儀表配置要求，控制系統(tǒng)在相關(guān)的配置要求下，鍋爐的能效在線評價的測試條件盡可以通過增加少量測量參量就可以得以實現(xiàn)。對于微處理器或工業(yè)控制計算機為核心的鍋爐控制系統(tǒng)來說，在技術(shù)方面，關(guān)于效能的計算和記錄問題不成問題。在合理有效進行工業(yè)鍋爐的能效在線測量、計算和顯示的功能下，相關(guān)的虛報效率顯現(xiàn)能夠得到制約，有利于鍋爐技術(shù)的健康發(fā)展。2.3 積極應用成熟技術(shù)第一，變頻器技術(shù)。目前，變頻器在工業(yè)鍋爐行業(yè)應用越來越普及。節(jié)約電能通過使用變頻器得以實現(xiàn)。相比于

6、電動調(diào)節(jié)閥、風門擋板等節(jié)流設備，變頻器的節(jié)點率一般能夠達到40%左右，則是根據(jù)需要而使用的電能。這里對于對蒸汽鍋爐的給水系統(tǒng)進行變頻改造分析?；谙到y(tǒng)運行現(xiàn)狀，本著既能節(jié)能降耗，又能控制簡便、安全且投資較少的原則，我們設計了1套1臺變頻器拖動3臺電機的方案。在本方案中，充分利用了鍋爐層有的dcs控制系統(tǒng)，同時增加了變頻器、可編程序控制器（plc）和控制信號轉(zhuǎn)換裝置。此方案由于存在閥門的調(diào)節(jié)，所以理論上不能最大限度的節(jié)能降耗，但實際應用中，由于減小了給水母管與蒸汽壓力之間的壓力差，使電動閥門的開度由原來的平均10%左右開大到75%左右，系統(tǒng)回水閥門關(guān)閉，仍大大節(jié)約了能源。且本方案充分考慮了系統(tǒng)運

7、行的安全性，一旦變頻器故障，系統(tǒng)可立即自動由變頻運行狀態(tài)切換至原有工頻運行狀態(tài)，完全恢復改造前的運行狀態(tài)，保證鍋爐正常運行。變頻故障解除后，仍可方便的手動切換為變頻狀態(tài)，使變頻器方便的投入運行，且不影響鍋爐的運行。第二，模糊控制技術(shù)。模糊數(shù)學基本思想則是模糊控制的精髓，主要通過人類思維的模仿，進行系統(tǒng)的整個分析、判斷、推理、決策過程，對于難以精確描述對象，控制過于復雜的情況特別適用。比如，模糊控制器要比傳統(tǒng)的pid調(diào)節(jié)器的功能強大的多。第三，網(wǎng)絡技術(shù)。信息的傳遞和獲取在網(wǎng)絡下變得十分方便且迅速，具有較低廉的成本。信息數(shù)據(jù)的高效傳遞和獲取則是工業(yè)鍋爐的節(jié)能減排控制技術(shù)的基礎，下面則是具體網(wǎng)絡技術(shù)

8、應用幾個方面。（1）要想實現(xiàn)鍋爐各控制節(jié)點的信息實時共享，就可以通過現(xiàn)場總線技術(shù)。通訊接口在各種鍋爐控制裝置中都具備，比較普及使用的現(xiàn)場總線技術(shù)有profibus、modbus、rs485等，傳感器采集到的過程參量能夠在現(xiàn)象總線的作用下，在工業(yè)鍋爐的各個控制節(jié)點之間進行有效共享，還包括相關(guān)的工作狀態(tài)、執(zhí)行器和控制器位置等信息，這樣無疑能夠有效使得信息利用率得以提高。（2）以太網(wǎng)絡接口則是對于工業(yè)控制計算機為核心的鍋爐控制系統(tǒng)的常用配置，工廠自動化網(wǎng)絡（intranet）能夠借助以太網(wǎng)，實現(xiàn)鍋爐房的信息化連接。緊密聯(lián)系起來熱能生產(chǎn)環(huán)節(jié)和使用環(huán)節(jié)，對于工廠的熱能生產(chǎn)和利用具有積極作用，使得熱能系統(tǒng)的整體效率有效得以提高。（3）通過互聯(lián)網(wǎng)絡，鍋爐的實際運行工況可以被鍋爐制造廠商直接觀察，有利于為鍋爐的節(jié)能運行提供必要的技術(shù)保障。第四，在系統(tǒng)綜合節(jié)能技術(shù)方面。相比于鍋爐效率，熱能系統(tǒng)運行效率的提高則具有更為廣闊的意義，結(jié)合筆者經(jīng)驗，相關(guān)的節(jié)能技術(shù)模塊安裝在節(jié)能控制系統(tǒng)中，主要有以下幾種：（1）氣候補償節(jié)能模塊。（2）鍋爐運行節(jié)能模塊。（3）按需供熱節(jié)能模塊。3 結(jié)語我國環(huán)境大發(fā)展趨勢就是要求發(fā)展綠色經(jīng)濟和節(jié)能減排，應該在相關(guān)的國家法律法規(guī)要求下，大力發(fā)展工業(yè)鍋爐節(jié)能減排控制技術(shù)，使得鍋爐設計效率與實際運行效率的差異縮小化