供暖锅炉的自控节能分析

李 强

(太原市热力公司,山西 太原 030045)

供暖锅炉的自控节能分析

李 强

(太原市热力公司,山西 太原 030045)

分析了供暖锅炉的节能技术以及自控系统，阐述了供暖锅炉自动节能控制中流化床燃烧节能技术、电脑自控节能技术、分层燃烧节能技术、混合燃烧节能技术的原理及特征，并且指出了供暖锅炉自控节能的调控策略，通过运用这些控制技术以及控制策略，能够显著提升供暖锅炉运行的经济性以及安全性，对于供暖系统的节能以及能源有效利用均具有极大的意义。

供暖锅炉,自控系统,节能技术

1 概述

能源包含有再生能源以及非再生能源两种不同的类型，这两种类型最为重要的差异是可否被重复利用，在非常长的时间段内，无法再生的一些能源便为非再生能源。对于非再生能源来说，要是全部被开采之后便没有可再利用的能源。再生能源包含有太阳能、风能以及水能等等。非再生能源包含有石油、煤炭以及天然气等等。我国属于能源大国，能源的储存数量相对较大，不过，由于我国经济快速发展过程中消耗了大量能源，使得非再生能源被大量开采，而且非再生能源总的储存数量是一定的，随着开采不断的进行，可开采的能源必定会越来越少，未来将会出现能源需求量超过能源供应量的问题。另外，之前很长一段时间之内，我国在能源开采中由于技术条件的限制，无法高效的对能源进行开采，出现了严重的能源浪费问题。因此，对于这些非再生能源的利用，应当制定有针对性的节能控制措施，对非再生能源加以保护。在供热锅炉运行过程中，所使用的主要燃料为煤炭，而要想确保煤炭利用效率进一步提升，要求应当改善锅炉效率，以实现节能目标。

2 供暖锅炉的节能技术

2.1 流化床燃烧节能技术

此项技术已经应用了几十年，在长期的应用中逐渐发展成熟。其是通过上升空气将炉腔之中的燃料托起，确保燃料的翻腾以及燃烧可以同时进行。此种节能技术的优势是燃料燃烧过程中呈现流态化，也能够更为全面的燃烧，避免不完全燃烧造成的损失，有效的改善锅炉燃烧效率。

2.2 电脑自控节能技术

在信息技术以及计算机技术快速发展的过程中，供热锅炉的运行监测以及调控环节应用越来越广泛。通过电脑自控技术的应用，能够显著改善供暖锅炉节能控制的精度以及效果，同时还能够显著降低人工作业强度，避免人工作业过程中各种操作失误问题出现。

电脑自控节能技术是通过计算机设备，并且利用相关仪表对供暖锅炉实时运行状况加以监测，监测锅炉运行中重要参数的实际波动情况，然后依照事先设定程序对收集的数据信息加以分析，就不同参数具体波动情况制定相应的应对方案，并且驱动对应的装置制定调节操作，确保供暖锅炉的运行处于受控状态之下，实现节能目标。

2.3 分层燃烧节能技术

该种节能技术主要包含两种类型，其一属于机械分层燃烧节能技术，此种技术将供暖锅炉的进煤装置加以改造，在煤落下之后，炉排从下至上依据由大至小燃料粒径而分层进行排列，如此便能够显著改善供暖锅炉燃料的燃烧效率，可以实现节能目标。其二属于气力分层燃烧节能技术。

2.4 混合燃烧节能技术

混合燃烧技术是把煤、水、灰渣以及焦炭等材料按照所设定的比例进行混合之后，输送至锅炉中燃烧。混合燃烧技术所包含的方法主要有炉渣二次回烧方法、烟煤混合燃烧方法以及无烟煤混合燃烧方法等。采用此种节能技术，最大的特征便是不同燃料层之间拥有非常大的空隙。从而能够实现良好透气性，确保空气能够和燃料更加完全的接触，避免燃料出现不完全燃烧问题，进而确保燃料的燃烧效率提升，实现节能的目标。

3 供暖锅炉的自控系统

供暖锅炉的自控系统是包含有多个存在相互限制作用的功能装置，这些装置依据特定规则组成供暖锅炉的自控系统，同时根据输入数据而自动的完成输出数据调节工作。自控系统之中通常含有三个不同的部分，分别为控制装置、控制对象以及命令执行装置。控制装置指的是拥有调控功能的一些仪表装置，其中包含有编程装置、信息处理装置以及调控装置等。控制对象指的是在实际生产过程之中，被控制的所有对象。命令执行装置指的是依照控制装置发出的相关指令，针对不同控制对象而采取的一些操作。在自动系统完成控制工作时，可以采用前馈控制方式、反馈控制方式以及混合控制方式。在一些开环控制系统之中基本上均是采用前馈控制方式，此种控制方式也被称为是开环控制方式。反馈调节方式也称为是闭环控制方式，其中包含有负反馈控制方式以及正反馈控制方式。

自控系统依照不同的元件类别能够划分成电气控制类型、机电控制类型、液压控制类型以及生物控制类型等多个类型；依照功能不同可以将其划分成为温度控制类型、位置控制类型以及压力控制类型；依照性能的不同可以将其划分成为线形控制类型、非线性控制类型、连续控制类型以及分散控制类型。依照给定量变化规则不同可以将其划分成为恒值控制类型、程序控制类型以及随动调节类型。恒值控制类型是在对供暖锅炉进行控制时，温度、压力等控制对象的设定参数值在系统调控过程中始终维持不变。程序控制类型指的是控制对象的给定参数值会根据事先设置的程序而发生一定变化，从而根据这一变化后的参数值对供暖锅炉进行调控。随动控制类型指的是控制对象给定参数值发生的变化情况并非是预先设置的，其是依照相关已知变量发生变化情况进行调控的方式。

4 供暖锅炉自控节能的调控策略

4.1 确保用户所需供热量

由于供暖锅炉的热负荷并非一直保持稳定不变的，当外界环境温度发生改变的情况下，供暖锅炉的热负荷也会相应改变。所以，要想确保供暖锅炉拥有足够的供热量，达到用户的热需求，同时确保热能产生以及输送过程中更加的经济，要求供暖锅炉应当依照外界环境温度变化情况而适时的调节出水温度值。对于供暖锅炉来说，其燃烧系统最为关键的工作便是依照出水温度值当成系统输入信号，实时的对燃烧用煤量加以调节。

4.2 确保供暖锅炉燃烧经济性

若是出水口的温度值已经事先给定，燃烧系统另一个非常重要的任务便是对燃烧煤量以及鼓风量进行有效调节，要确保燃料能够在锅炉的炉腔之中更加充分燃烧。对供暖锅炉控制方案的设计，便是在锅炉运行过程中，依照之前经验设置相应的风、煤比例，确保给煤量和鼓风量呈现出相应的比例关系。

4.3 保证供暖锅炉的炉膛负压位置在相应范围之中

供暖锅炉的炉膛负压变化，反映出了系统鼓风量和引风量之间存在不适宜的问题。要是炉膛之中存在的负压相对较小，则极易导致锅炉中的煤气发生泄漏或者出现喷火问题，对于锅炉装置以及作业人员均会造成较大危害。要是锅炉炉膛之中的负压相对较大，则会导致漏风量有所增加，从而也使得烟气带走热能有所增加，引风机设备也会消耗更多的电能。在对供暖锅炉进行控制的过程中，通常做法是依照相关经验预先设置锅炉炉膛中的负压值，再依照鼓风量和锅炉实际运行中测量得到的烟气含氧量数据，采用PID运算方法或者是模糊运算方法，计算得出引风量，确保锅炉炉膛中的负压能够得到有效的控制。

5 结语

由于我国能源短缺问题日益严重，因此，针对供暖锅炉制定相应的节能措施，并且利用自动手段实现供暖锅炉燃烧效率进一步提升，是目前解决能源短缺问题的有效方法。通过应用一些自控节能技术，可以显著提升供暖锅炉运行的经济性以及安全性，对于供暖系统的节能以及能源有效利用均具有极大的社会意义。

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Automaticcontrolenergysavinganalysisofheatingboiler

LiQiang

(TaiyuanThermoticsInc,Taiyuan030045,China)

The analysis of the energy saving technology of heating boiler and heating boiler automatic control system, expounds the automatic energy saving control of fluidized bed combustion energy-saving technology, computer technology, automatic control and energy saving of stratified combustion energy-saving technology, mixing principle and characteristics of energy saving technology of combustion, and points out the control strategy of heating boiler automatic control and energy saving, by using these control technology and the control strategy can significantly improve the heating boiler operation economy and security, is of great significance for the heating system energy saving and efficient use of energy.

heating boiler, automatic control system, energy saving technology

2017-10-03

李 强(1982- )，男，工程师

1009-6825(2017)35-0191-02

TU201.5

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