关于工业锅炉节能减排从自动控制角度的探讨

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1、关于工业锅炉节能减排从自动控制角度的探讨【摘要】针对我国工业锅炉使用现状，总结了工业锅炉控制系统存在的问题，并从自动化控制系统的角度阐述自动化锅炉控制系统实现锅炉减排的原理和可行性，以及人工智能模糊控制在锅炉控制中发展前景。【关键词】工业锅炉；节能减排；自动化控制；模糊控制中图分类号：TE08文献标识码：A1.前言我国工业锅炉量大面广，平均容量小，且以燃煤为主。锅炉容量小于35吨/小时的约占工业锅炉总量的98.9%，其中2~10吨/小时的占75%,锅炉平均容量不到3吨/小时。燃煤工业锅炉占工业锅炉总量的80%以上，燃气锅炉约占15%,电加热锅炉占1%左右，其余的是以沼

2、泽、黑液、生物质等为燃料的锅炉。到目前为止，我国在用工业锅炉超过60万台，年耗燃料约4亿吨标准煤，约占我国煤炭总产量的四分之一。由于工业锅炉排放大量烟尘及S02和N0X等污染物，成为我国大气主要煤烟型污染源之一。我国每年工业锅炉的污染物排放约为：烟尘800万吨，S02900万吨，C0212.5亿吨。目前，从整体上看，工业锅炉能源消耗和污染物排放均位居全国工业行业第二，仅此于电站锅炉，煤炭消耗量远高于钢铁、石化等高耗能行业。全国重点城市工业锅炉排放造成的污染已经超过了电站锅炉。目前国内对工业锅炉节能减排主要从以下几个方面着手：1.减少或利用锅炉的排烟热，提高锅炉热效率。

3、如在锅炉尾部烟道设置省煤器受热面，利用烟气的热量加热锅炉给水，提升锅炉给水温度，使炉水与给水温差减小，达到锅炉节能的目的。2.合理管理，注重保温，多利用排水余热，提高锅炉热效率。3.锅炉燃烧时，加入富氧助燃，提高煤燃烧效率，达到锅炉节能目的。4锅炉给水加氧处理，通过锅炉碳钢表面氧化层导热性能大大提高，从而大幅提升锅炉热效率。5.采用更智能精确的自动控制系统，提高系统对锅炉供料和供气等变频控制，达到提高燃煤效率，实现锅炉节能减本文分析论述以燃煤工业锅炉为主，从工业锅炉节能减排的第五种方式自动控制系统入手，探讨智能控制系统如何实现工业锅炉节能减排。至于燃油气工业锅炉，目前

4、存在的主要问题是拍烟温度偏高，针对这一问题，可以通过尾部受热面加以解决，因此不在本文论述之例。1.目前工业锅炉控制存在的问题我国的燃煤工业锅炉自控水平低，多为开环控制，不能根据外界用能情况变化自动调节锅炉运行状态。由于锅炉的自动化水平低，使锅炉的燃烧和运行调节变的难以操作和掌握，无法使锅炉运行较快地适应工况的变动。另外，因配置的运行监测仪表不全或落后，又缺少必要的化验手段，所以不能测定蒸汽流量、燃煤量、过量空气系数、co含量、拍烟气温度等经济运行参数。运行人员往往由于缺少数据，不能对锅炉的运行状况及时作出准确判断，无法在锅炉的燃烧及运行工况变化时，实施相应的运行调节，

5、使锅炉处于最佳工况运行。工业锅炉辅机配套普遍偏大，造成不必要的资源和能源浪费。由于现在使用的泵与风机多为通用产品，无负荷调节档次，不能随锅炉运行工况的变动进行相应的变速调节，而仅靠挡板、阀门的节流来调节流量或压力，所以即使辅机按锅炉的额定容量进行配置，面对目前锅炉多数处于低负荷运行状态，辅机不能再高效率区域运行，辅机设备处于高消耗，低输出的运行状态，使得锅炉自身的能（电）耗比例增加，造成较大的能源浪费。从工业锅炉实际运行情况看，过量空气系数普遍存在严重超出正常范围的现象。表1所示为2013年湖南部分化工企业工业锅炉实测过量空气系数命py统计平均值。可见如果不对锅炉燃烧

6、系统精确控制，锅炉的燃烧浪费非常大。表12013年湖南省部分化工企业工业锅炉实测过量空气系数命py统计平均值锅炉容量/(t/h)1245〜6.5102035令py平均值4.184.113.703.433.362.492.67因此，提高锅炉的自动化控制水平，通过智能控制锅炉达到排污减排已经成为当前迫在眉睫的课题。1.PLC可编程控制器在工业锅炉控制系统中的运用3.1PLC组成的锅炉给水控制系统锅炉给水控制的目的是调节进入汽包给水的流量，以维持汽包水位在所需的上下限之间，适应锅炉蒸发量的变化。水位调节对象没有自平衡能力，存在滞后性，在外扰情况下可出现虚假水位现象。常用的水

7、位控制系统有以下3种:单冲量给水控制系统，即以水位为唯一调节信号的单参数，单回路控制系统；双冲量给水控制系统，即以蒸汽流量作为补充的双参数控制系统；三冲量给水控制系统，以蒸汽流量和给水流量作为补充的三参数控制系统。单冲量水位控制系统只能根据水位的变化去改变给水调节阀的开度。对于中小型锅炉，由于汽包相对于负荷而言容量较大，水位受到扰动的反应速度较慢，虚假水位现象不严重。因此一般采用单冲量控制方法就能满足生产上的需求，控制算法常采用PI算法实现无差位水位调节。当蒸汽用量大幅增加时，为了克服虚假水位对控制的不良影响，可以引入蒸汽流量作为前馈信号。当蒸汽负荷