锅炉自动化控制范文
时间：2023-04-06 21:46:13
导语：如何才能写好一篇锅炉自动化控制，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.08.052
锅炉自动化控制是最近几年开发的新技术之一，是微型计算机、锅炉节能与自动控制等技术的有机结合。随着现代工业技术的不断发展，工业蒸汽锅炉自动化控制得到普遍关注，它需在工业生产中得到广泛应用。
1 工业蒸汽锅炉自动化控制的构成
从使用情况来看，工业蒸汽锅炉自动化控制主要由几个层面构成，各个层面通过相互合作确保锅炉的燃烧效果[1]。一是管理层，它是自动化控制系统的总指挥，负责工业蒸汽锅炉的各个燃烧环节，能通过实用技术及时对锅炉燃烧的报警故障、数据信息等产生调控作用，确保各个环节稳定操作。二是控制层，负责依据标准对自动化控制系统所传输的数据信号进行操作控制，并与智能PID调节仪、模拟量模块等合作，有效提高锅炉调节效果。三是设备层，它是工业蒸汽锅炉实现自动化控制的各种必要设备，主要有交流接触器、断路器、压力变送器等，为真正实现和强化锅炉的自动化控制奠定基础。
2 工业蒸汽锅炉实现自动化控制的特点
工业蒸汽锅炉实现自动化控制的特点主要体现在五个方面：一是直观显示锅炉运行的各个参数。在显示器上，自动化控制系统能同时将运行锅炉的水位、压力、烟气含量、燃煤量、炉膛负压、测点温度等运行参量的给定值、累计值、瞬时值显示出来，快速将机组在启停过程及正常运行中的有用数据计算出来，减少显示仪表的数量，同时利用软件替代复杂的仪表单元，在减少故障率的基础上减少投资。二是工业蒸汽锅炉的自动化控制装置的任务主要是确保锅炉的运行安全、经济、稳定，使操作人员能减轻劳动强度，并设置声光报警、自动连锁停炉，严禁因人为疏忽引发安全事故。三是锅炉辅机系统，包括鼓风机、给水泵、引风机等大功率的电动机，其运转大多时候都不是满负荷的，一般通过阀门、挡板来控制流量，存在巨大的浪费，而应用风机水泵就能实现对锅炉的变频控制，平均可节省30%～40%电能。
3 工业蒸汽锅炉自动化控制系统及燃烧调节系统
3.1 系统内容
（1）自动检测。通过显示仪表、检测元件或其他自动化设备来连续测量并显示工业锅炉自动化控制系统的温度、流量、压力机液位等参量，为值班人员提供监视锅炉生产情况的便利，或为企业实现经济核算提供数据信息，将检测信号提供给锅炉的自动调节、保护，从而对工业蒸汽锅炉的生产进展情况及发展趋势进行监视，指导操作人员安全生产，这是锅炉实现自动化生产的基础、前提。当然，工业企业应按照蒸汽锅炉的生产工艺要求合理设计自动检测点。
（2）自动控制。自动化控制是依据一定的时间、次序、条件等要求来控制工艺系统对象的一种技术，是工业蒸汽锅炉生产环节自动化技术的组成部分之一，主要包括锅炉的启停、正常运行，即启停输煤系统、运行水处理设备等[2]。通过自动化控制，工业蒸汽锅炉的自动化水平得到大幅提升，且操作步骤更简化，使启停机组的速度越来越快，在减少运行操作人员的同时有效避免发生误操作。
（3）自动保护。如果工业蒸汽锅炉在运行中出现异常情况或参数超出允许范围，就能通过自动化控制系统及时将报警及必要的处理动作发出，避免设备出现故障，保护人员安全。在生产运行中，工业蒸汽锅炉自动化控制的自动保护主要包括四种：一是联锁保护，避免锅炉在启停过程中因人员操作次序有误而引发事故，如果操作人员没有完成上一步操作，就不能进行下一步操作；当锅炉处于运行状态，如果辅机出现故障，关联设备要即刻停止或完成相应动作，预防事故扩大。二是限制保护，即运行工业蒸汽锅炉时的蒸发量、变动负荷速度等都能通过自动化控制系统按照实际的运行状态进行控制，同时限制各种调节挡板、调节阀的最小与最大开度。三是紧急保护，如果炉膛熄火或锅炉的水位、蒸汽压力等发生危险工况，自动化控制系统的自动保护装置就会快速投入，给予锅炉紧急保护。四是指示与警报保护，当各个辅机的仪表或指示灯显示有危险工况时，自动化控制系统的保护装置就能自动报警；如果参数超过标准范围，自动保护装置也能传出声光信号，提醒值班人员采取措施加以解决，或自动使机组停止运行，确保锅炉正常生产。
3.2 燃烧调节系统
虽然工业蒸汽锅炉燃烧过程对自动调节系统的选择和供给系统、燃烧的种类、方式以及联结锅炉、负荷的方式等都有关联，但自动调节系统的任务都是统一归纳的，主要有三项：一是使汽压维持恒定。工业蒸汽锅炉汽压的改变代表着负荷耗汽量与锅炉的蒸汽量不适应，应及时改变燃料量，才能使蒸汽量发生相应改变。二是使燃烧过程的经济性更强。当改变了燃料量时，应合理调节送风量，使它能配合燃料量，确保燃烧过程更经济。三是使送风量与引风量相互配合，确保工业蒸汽锅炉的炉膛压力不变。
一般情况下，锅炉燃烧调节系统的被调参数有三个，分别是汽压p、炉膛负压pt以及烟气含氧量a，而调节量一般也有三个，分别是送风量、引风量、燃料量。对燃料量来说，燃烧调节系统的对象要按照不同的燃料种类进行区分，有时是炉排电机，有时是燃料阀，而送风量、引风量的调节对象通常是变频器或挡板执行机构。由此可见，工业蒸汽锅炉自动化控制系统中的燃烧调节系统是一个调节多参数变量的系统，一般被简化成三个相对独立却又相互关联、密切配合的单变量系统来实现调节功能，分别是蒸汽压力调节系统、送风调节系统以及炉膛负压调节系统，它们共同完成对工业蒸汽锅炉燃料的自动化调节和控制，促进工业企业实现节能、降耗、减排的目标。
4 结语
工业蒸汽锅炉自动化控制具备较大的发展空间，投资收益前景良好，它不但能促进蒸汽锅炉实现安全生产，还能通过节能降耗使工业生产变得更环保。总之，工业蒸汽锅炉自动化控制是发展锅炉行业的大势所趋，有必要在工作实践中继续分析和探究。
参考文献：
[1]王兆秀.浅析锅炉给水PLC自动化控制技术应用[J].化工管理，2015（32）：120+122.
篇2
关键词：锅炉机组；自动化；控制技术；应用
自动化的技术就是通过一套装置对锅炉机组的生产进行有效的控制，在生产规模与相应设备的基础上，使用合适的技术能够有效的提高热效率，提供源源不断的能量，同时还不需要耗费大量的原料，因此，国家才大力倡导在锅炉机组中实施自动化的控制技术，该技术不仅具有十分重要的社会价值，在节能环保方面也具有积极的意义，相信在今后的发展中，一定能够得到更广泛的推广。
1 锅炉机组应用自动化控制技术的意义
要想使锅炉能量得到最有效的发挥，最重要的一点就是采取合适的方法提高锅炉的使用效率，这也是长期以来相关研究人员的研究重点。过去，主要采用的方法是在锅炉上安装一个阀门，对阀门进行相应的控制，这样虽然能在一定程度上达到对锅炉的有效控制，但是利用率不高，有时能源不能得到完全的转化，这样不仅浪费了原料，还不能达到理想的效果，例如在对风力进行控制的过程中，通常情况下采用的方式是控制相应的通风口，如引风机、送风机等，如果没有对风速进行有效的调节，那么就有可能出现能源转化率不高的情况，在这种情况下，还会造成资源的不必要浪费。并且长时间的运转还极有可能造成设备的超负荷运行，以至于出现更加严重的事故及造成不可估量的经济损失。在这种情况下，要想有效的改善这一问题，就应该采用自动调节的控制技术，这一技术的出现从根本上改善了传统方式中能源转化率不高的状况，并且减少了人力、财力的投入，可以说是性价比较高的一种方式。并且现代社会是科学技术飞速发展的社会，要想在当今的社会生活中立足，就要采用先进的技术，这样才能为社会的生产生活提供帮助。
自动化控制技术具体的操作方法是将锅炉设备进行自动化的控制，在这一过程中，以改变风机的转速为主要的目的，不过此次的转变完全是由计算机进行控制，计算机会将周围环境等相关的因素考虑在内，并且经过对数据详细的计算，计算出风速的最终数值。同时，转速越大，风机的功率也就越大，也就是说二者成正比的关系。作为最先进的自动化技术，PLC技术在锅炉机组中的应用较为广泛，这一技术主要是将自动化与通信相互结合的一种有效的手段，具有简单便捷的特点，在今后的发展过程中，只要通过对计算机的控制，就能实现锅炉的使用，并且对其进行实时监控，有效的节约了能源，符合节能减排的要求，改变了传统阀门不能将能源全部进行转化的弊端，相关技术人员在进行这一方面操作时，应该注意严格对计算机进行操作，为自动化控制技术的实施提供有效的保障，在今后的锅炉生产作业中值得推广。
2 锅炉机组中对自动化控制技术的实际应用
上文中已经提到锅炉机组在进行能源转化的过程中，经常会出现转化率不高的问题，面对这一问题的提出，采用自动化的控制手段可以有效的解决这一问题，随着时代的发展，这一技术已经广泛的应用在生产生活中，尤其是在锅炉机组中，具有明显的效果，下面我们就针对该技术的实际应用进行具体的论述，分别从应用原理以及应用的过程展示该技术所具有的重要意义，希望可以使人们更加了解这一全新的自动化技术。
2.1 锅炉机组中对自动化控制技术的应用原理
以前的锅炉机组并不具备相对成熟的调节系统，因而就会造成能源的使用率不高，造成不必要的浪费。针对这一问题，自动化的控制技术的优势就体现了出来，在现场实际的生产过程中，电机会连续性的进行工作，长此以往就会出现超负荷的现象，如果不加以解决，不仅会消耗大量的能量，还会造成不必要的损失。但是如果将监测元件安装到风机或电机上，一旦出现超负荷的现象时，监测元件就可以及时的将信息反馈给远程的计算机，计算机接收到信号后，就可以进行适当的处理，以此达到保证锅炉设备正常运行的目的。在实际运行的过程中，变频器就是通过调节频率和电压来使电机处于一种最佳的工作状态，同时还能通过监测电流等安全手段来保证电机的安全运行，当出现电流异常时系统会自动切除电机运行同时启动备用电机，这样在不影响生产的情况下保证了能源的最大化的发挥，创造更多的价值。放到更大一点的系统，例如当送风、引风系统投入到自动后，自动控制系统会根据机组实际运行情况将送风和引风匹配到最佳的状态，这时候，锅炉的压力和风量都趋向平衡，煤粉能够得到最充分的燃烧。进煤和排渣速度趋向于合理，煤层厚度也趋于一定。由此可见，自动控制技术对锅炉更加经济的运行具有十分重要的作用。
2.2 锅炉机组中对自动化控制技术的应用实例
整个锅炉的运行过程都需要通过PLC来控制完成。控制手段分为手动和自动两种运行方式，手动控制时，系统按照控制面板手动设定频率的大小来运行，自动时则按照内部参数的设置进行自动调节，具体的切换工作则是由PLC来进行的。具体的过程是，手动方式时，送风、引风、炉排变频器各自以给定的频率独立运行，整个锅炉系统处于正常工作状态。引风将炉膛内形成负压状态，一段时间后炉排送煤，随后送风运行。PLC则自动识别锅炉内的水位情况，并在需要时进行补水工作。待运行稳定后可将锅炉设置到自动运行状态，让锅炉保持最佳工作方式。不论是自动还是手动工作方式，锅炉的急停开关是优先级最高的，当它一旦被启动时，在PLC的控制下，系统会按照送风、炉排、引风的顺序，延时对其进行停止，急停结束时，则会按照相反的顺序重新开启。系统发生故障时PLC还能立即执行保护措施，并通过故障显示器报警同时显示故障代码，通过代码使作业人员能快速识别并恢复系统正常运行。
3 锅炉机组中对自动化控制技术的应用总结
3.1 电机在变频控制技术的作用下，启动曲线较为平滑，这就减少了对电机本身的损害，从而有效地减少了电机的故障率，这样设备的维修成本也随之降低，更重要的是避免了在电机启动瞬间对整个电网的冲击。
3.2 变频器的调速作用使得电机能够在小于额定转速的状态下工作，电机在满负荷状态下常有的那种噪音污染状况大大减轻。
3.3 PLC和变频器的安装过程简单，所需增加的硬件设备少，成本低，新设备安装完成后，操作更加简单，故障率及维护成本相对较低，而且不用破坏锅炉原有的配电设施和工作环境。
3.4 智能化控制过程，过压、过流、欠压、过载等异常发生时，能够立即识别并自动发出保护指令，并能及时报警通知工作人员。同时显示故障代码便于作业人员查找和检修，控制过程安全有效。
3.5 能够根据机组的实际运行工况，制定相应的控制策略，在保证了机组运行经济的同时减少了人工操作的弊端。
结束语
通常锅炉机组的被控对象都具有大惯性、大延迟的特点，实践表明，只有采用更先进的自动化控制技术才能够既能保证机组的稳定性，也能使其变负荷速率满足机组的运行要求。同时还能够最大限度地节约能源，减少作业人员的劳动强度，其经济效益和社会效益是显著的。
参考文献
[1]周亚峰.浅谈电气自动化控制系统的应用及发展趋势[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2011（6）：178-179.
篇3
关键字 供热系统；自动化控制；改进
中图分类号 TP2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2013）104-0073-02
1改进供热系统的自动化控制的措施
1.1自动化控制的介绍
供热系统的自动化控制就是，计算机通过测试温度的装置发出的温度信号，对锅炉的出口温进行定值控制以及根据一天中不同的时间段以及不同的要求给予及时的调控。使供热系统保持持续的正常的均衡状态，确保燃烧的持续良好状态，以达到持续性供热的效果。通过计算机的自动化控制，采取了稳定可靠的一系列措施，但是操作站的工业计算机，性能够稳定，它的设计方面比较复杂，而且在生产生活运行的过程中，控制系统的任何一个操作人员或者是其中的一条网络线路出现了故障，通过自动化控制的现场操作，首先是信号的收集，之后进行回路的调节，找出问题，并自行的进行控制，以确保锅炉的正常工作。
1.2供热系统的自动化控制的硬件改进
硬件系统是计算机系统的重要组成部分，为了确保供热系统的正常运行，以及对故障的有效的处理，都要求必须不断地完善自动化控制的硬件系统。
首先；是对锅炉的对数据进行采集的装置，利用集散控制系统的软件开发出有监视画面的温度传感器或者超声波流量计，以便于对锅炉的实时调控。还有就是完善自动化控制系统的记录系统和成像装置，对于室外温度的记录参考，并且把这些装置完全的融入到自动化控制系统，通过这些装置就可以对锅炉设备运行进行全天候实时性的调节和控制，以便于对设备的监控记录。对室外的温度进行及时的总结，实现人力资源的合理配置以及设备的正常运行。其次；就是对集散控制系统平台进行全面的改进优化，利用它的各个软件，加以改进设计出综合性的多功能的人机控制界面，以便实现自动化控制的合理操作以及直观的面对，对于显示的运行状况的记录会自动打印出状况报表，这样就可以避免假象信息的出现。再次；在子大户控制系统中，对于运行的投自动功能以及控制的连锁装置的改进方面。计算机可以依据每天的不同时段以及当天的室外温度，对锅炉出口的水温进行定值设置，通过对炉排的运转速度、风和煤的比例以及引风机的调整，实现对锅炉的温度始终保持在给定的值的附近波动。确保锅炉的燃烧状态保持最佳。对于目前不稳定的状况，对于时间滞后问题的解决，也就是解决探测装置对于锅炉内的水温的反馈有一定的时间间隔，因此应该采取人工控制来排除障碍，确保稳定的燃烧状态。对于控制的连锁效应，循环泵以及锅炉的运行的前后，以及自动停只锅炉运行的状况，以及故障时的声光报警装置等等。因此需要完善自动化控制系统的上位机的装置，以便于更加全面的集中显示，减少维修的巡视量，从而节约人力物力。
2 人工智能的改进
锅炉的自动化控制比较冗杂，在众多的各个影响因素之间又相互的影响，因此导致情况比较复杂。但是锅炉运行的热容量非常大以及运行的惰性很强要求自动化控制系统的安全稳定要得到保障。但是就目前来看，锅炉的运行要想完全的依靠自动化控制，困难很大也不可能实现。所以很多地方都可以通过人工智能来实现，利用人工智能可以很好地弥补自动化控制的判断失误以及障碍处理中的问题，就如不同的煤种，不同的大小的煤炭，计算机都很难区分。但是把人工的经验和自动化控制系统结合起来，可以确保锅炉的安全运行。很多方面通过自动化控制系统很难检测或者由于技术的约束，检测不到的障碍。通过原操作人员的丰富的现场操作经验，可以很快很准确的找到问题并加以解决。同时加强人工智能也有利于确保锅炉运行管理的安全，对于问题的及时的解决，来确保供热的效率的提高。在生产生活中减少问题出现的次数，通过人工智能，可以预先全面的检测锅炉的运行状况，这样就可以减少维修方面的麻烦以及费用支出。
3 供暖系统自动控制在节能方面的改进
通过自动化控制以及科学的管理方法，科学合理的设定对于供暖的时间以及温度的安排。并通过自动化控制系统进行实时的全天候的同时和调节，提高锅炉运行的质量以及实现节能减排的最行之有效的途径。对于自动化控制系统的节能改造，最好的就是从技术方面入手，改进供热的管道。在管道的材料以及路径上进行改进，减少供热管道输送过程中对热量的分散，更全面更细节方面上减少资源能源的浪费。同时借助于计算机的网络系统把实时监控装置的现场装置模块以及仪表更好的接起来，通过这样一种综合性的监控装置，对于运行中的操作管理以及控制进行分散控制，使操作环境具有很强的开放性。为了实现节能的目标，自动控制系统要达到通过中央计算机，根据不同供热地点的实际情况，制定不同的供热时间以及供热的温度，根据不同的需要，对供热回路的调节阀进行定时开闭的自动化设计。实现节能减耗。依据现代计算机技术以及高科技技术的发展，对锅炉的正常安全运行进行全面的实时的监控和调节，使锅炉的运行实现节能减耗的目标，以及锅炉装置的高效安全运行和科学的管理。
对于供热系统的自动化控制改进，有利于生产力的提高以及对生产成本的节约。它是一种高费用的投资，但是在自动化控制的运行过程中，有利于对生产成本中的人力物力水电以及维修人员的费用的支出。对于供热系统的自动化控制系统还有很多需要改进的方面，通过对自动化控制的本身以及人工智能还有在设计上实现节能减耗的目标。以适应经济社会的发展对于自动化控制的要求，更好地为经济社会的发展做贡献。
参考文献
[1]王桂荣，李桐，刘秀芳，胡爱娟.集中供热系统能耗分析及节能方案的应用[J].山东建筑大学学报，2012（2）.
[2]李祥立，端木琳，邹平华.基于遗传算法的多热源环状热网优化设计[J].防灾减灾工程学报，2010（S1）.
篇4
关键词：自动化；供热系统；室内采暖；供热管网；智能控制
一、引言
近些年来，随着科学研究的进步和发展，自动化技术取得了不断的进步，并在生产生活实践中得到了应用，在供热系统中的应用是其中的一个方面。它不仅降低了系统的运行费用，还方便了系统的控制，有利于供热系统节能，因此，今后在小区供热系统中值得进一步推广和运用，为人们的生产生活创造更好的条件。
二、自动化在供热系统中应用的意义
在小区供热系统中，应用自动化技术具有重要的现实意义，具体来说，主要体现在以下几个方面。
1、有利于对供热系统故障的及时诊断。控制系统能够采集参数，进行系统自动识别，对故障进行诊断，并自动切换到故障画面，通知维修人员采取相应的措施，对故障进行处理。
2、有利于降低供热系统运行费用。能够根据供热用户的实际热负荷调节电动阀门向外网供热，平衡各供热用户负荷，控制好用户的室内温度，降低运行费用。
3、有利于提高供热系统运行效率，促进系统节能。系统分为通讯网络、中央控制机、就地控制设备，能够对用户进行集中供热，系统运行可靠，节约能源，能够提高运行效率，降低运行成本。
三、自动化在供热系统中的具体应用
自动化适应了小区供热的实际需要，在小区供热系统中有着广泛的应用，具体体现在以下几个方面。
1、室内采暖系统。按照相关的规范和要求，采暖设计应该满足分户计量和分室调节室温的要求，对用户的散热器入口，都应该安装温度控制阀，这样用户就能够自主调节室内温度。室内采暖系统采用变流量模式运行，在小区单元入口和分户入户干管上都要设置自力式流量或者压差控制器，保证每个用户正常供热，运行参数不会因其它用户的调整而改变，实施就地控制。
2、供热管网系统。供热管网的水力状况常常会发生相应的变化，为了确保水力稳定，在热力管网的每一个控制点，设置电动控制阀门，调节供热管网的运行状态，满足每个用户的供热要求。同时，控制点需要配备温度、压力远传信号测量装置，对于控制点的运行参数，能够将其传输到集中控制室，这样一来，每个控制点的运行参数，就能够在集中控制室显示，从而方便就地控制或者遥控控制。
3、热源系统。目前，小区热源系统主要包括以下三种，不同系统具有自己不同的特点。第一、锅炉一级泵供热系统。热源和热网系统均阻力损失由一套水泵负担，循环水泵供水量按照系统额定循环水量设计，补水泵供水量按照系统额定补水量确定。系统的分、集水器之间设置压差旁路控制系统，根据热力管网压力的变化情况，对经过压差旁路的循环水流量进行调节，同时对供热设备，电控阀门开关进行控制，从而实现有效供热的目的。第二、锅炉二级泵供热系统。热源系统循环水泵为一级泵，供热管网系统循环水泵为二级泵，补水泵为共用一套，其供水量按照系统额定补水量确定，扬程按照系统最不利点供热要求设计。供热系统初级供水采用定转速泵，二级供水采用变频调速泵进行恒压控制，在二者分、集水器之间设计压差旁路控制系统，保证供水流量不变，确保系统正常运行和工作。第三、换热站供热系统。系统循环泵采用变频调速泵，热源以及热网系统阻力损失均由一套水泵负担，循环水泵供水量按照系统额定循环水量设计，补水泵供水量按照系统额定补水量确定，扬程按照系统最不利点供热要求设计。热力站根据室外温度调节二次水供水温度，并根据二次水供水、回水温度，调节一次水供水量以及换热器和循环水泵运行台数。通过不利点用户压差控制和调节变频调速泵，实施变流量运行。
4、自动化控制的实现方式。自动化控制的实现是一个复杂的过程中，具体需要通过以下操作流程。第一、软硬件控制。一般配备分散控制系统，能够更加清楚的了解供热装置的运行状况，更好的实现对设备的调控和故障的方法，软硬件自动化控制需要经过添加设备和自动控制两个流程。第二、智能控制。供热系统自动化控制需要借助智能化的模式，还有必要添设智能化操作控制环境，对于出现的故障，要及时处理。第三、集中控制。需要依赖于中央控制室作用的发挥，在自动化控制前需要对系统进行适当的改进，调整上位控制管理系统，确保自动化控制顺利实现。第四、换热控制。这是自动化系统控制的关键，主要内容是需要完善系统的换热调控，热力站需要根据系统负荷大小、温度高低、装置结构等情况做相应的改变，以更好的进行自动调控。自动化控制系统启动之后，需要将相应的数据信号，包括供给水、压力、温度、热量等传输到中央控制室进行分析和处理。
四、促进自动化在供热系统中更好应用的策略
在供热系统中，应用自动化技术具有重要的现实意义，随着人们生活水平的提高，对小区供热的要求将会更高，在这样的背景下，为了为人们的生活创造更好的条件，需要根据实际情况采取相应的策略，促进自动化在小区供热系统中得到更好的运用。
1、重视自动化技术研究和创新。加大技术攻关力度，通过技术攻关和研究带动技术的升级和应用。要考虑不同小区供热的实际需要，提高自动化技术的适应性。加大对自动化技术的研发力度，加强不同企业之间的联合，发挥合力，加快技术创新。同时，注重人才的培养，为技术研究和创新提供人才保障，加快自动化技术的升级，使其在小区供热中得到更好的应用。
2、提高供热系统能源利用效率。由于供热系统的能耗与制备、转换、输送、用热等方面有着紧密的联系，因此必须从这些方面入手，采取相应的措施，改进供热系统，促进供热系统节能降耗，提高系统能源利用效率。首先要改进锅炉设备，当系统自动化控制之后，要对区域锅炉房进行优化改进，例如，对燃煤供热锅炉设备进行调整，保证热效率达到80%左右。如果锅炉装置使用时间过长，则需要对装置进行定期检测和更新。其次是优化输送环境，在系统传输热能的时候，需要掌握好热网热效率的高低，维持好热传输效率。同时，做好管网的埋设工作，选择正确合理的管网埋设方式，从而使得在供热的时候，显著减少官道的能量损失，实现节能降耗的目的。再次，选择先进的技术，以更好的实现对供热系统的控制，降低系统的能量损耗，提高热能利用效率。最后需要引进先进的装置，其中，平衡阀是系统节能的关键装置，它能够维持供热系统平衡，促进设备和水泵节能，提高空调、供热系统的能效，所以，必须引进先进的装置，从而达到更好的节能效果。
五、结束语
总而言之，在小区供热实际工作中，运用自动化技术具有重要的现实意义。今后在供热实际工作中，需要重视技术的研究和创新，采取相应的节能降耗措施，推动自动化在小区供热中得到更好的运用，提高小区供热效益，为人们的生活创造良好的条件。
参考文献：
[1]冀建平.城市集中供热系统中热网的自动化控制[J].科技创业家，2012（10）
[2]陆中宏.供热系统的自动化控制与节能降耗[J].制造业自动化，2011（3）
篇5
关键词：火电厂；自动化控制系统；应用
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.14.156
电能是支撑人们生产生活的重要能源，关系着国计民生，而火电厂是我国经济发展的重要支柱产业。当前火电厂的发电机性能越来越复杂，电力设备数量越来越多，这对于电力生产控制提出了更高的要求。通过应用火电厂自动化控制系统，实现生产环节的自动化控制，减轻人们的劳动量，提高电能生产效率，保障火电厂的经济效益和社会效益。
1 自动化控制系统应用内容
近年来，电子科学技术快速发展，DCS（分散控制系统）在火电厂中应用广泛，DCS控制系统主要包括集中管理、集中操作、集中监视和分散控制，并且DCS控制系统以微型计算机为基础，实现了分散化、阶层化，通过融入现代化的通讯技术，保持控制中心和各个子系统之间的密切联系，实现同步、协调的动作。火电厂自动化控制系统应用内容主要包括以下几点：其一，自动保护，一旦自动化系统发生故障，系统内部保护模块会自动启动，从而有效控制故障发生范围，避免系统电力系统遭受严重损坏，这种自动化保护机制极大地提升了自动化控制系统的可靠性和安全性；其二，自动检测，对生产设备的状态参数、化学量和物理量进行自动化测量和检查，通过分析这些数据可以全面了解实时的生产过程，从而实现对整个生产过程的趋势和情况的有效监视，有针对性进行调整，提高生产效率和生产质量；其三，自动控制，当生产过程超出标准工况，自动化控制系统可以自动化地进行控制和调整；其四，顺序控制，自动化控制系统对生产条件和程序进行预先设定，当满足生产条件时，自动化控制系统可以自动化地进行操作和控制，保障系统精准、安全地运行，降低人为操作失误率。
2 火电厂自动化控制系统的应用
DCS控制系统在火电厂中的应用，集管理和监控功能为一体，实现不同电力设备的协调运行，实现对火电厂生产运营的集成化监控，在实际应用中，火电厂DCS控制系统主要包括以下模块：
2.1 模拟量控制
模拟量控制是火电厂DCS控制系统中的重要模块，其在很大程度上反映了电力机组的自动化水平，主要用于锅炉给水控制、磨煤机调节、炉膛压力和氧气量控制、汽机和锅炉二次风量、一次风压和运行协调控制等自动化管理和调节，精确控制火电厂的生产工艺，不仅可以有效节省火电厂的生产成本，减少人为操作控制失误率，提高火电厂生产运营的安全性，而且保障火电厂的经济效益。
2.2 数据采集
火电厂DCS控制系统的数据采集模块主要用于在线连续测量火电厂生产过程中的各种信号，包括对继电器出点开关信号进行高速采集、实时监测生产工艺中的温度、压力、流量、液位等运行参数信号，并且数据采集模块在运行过程中实时采集现场变送器运行信号，密切关注变动器的运行变化，这个模块基于上下位机结构，构成火电厂现场的小型集散系统，和火电厂控制网络进行连接，详细记录火电厂生产过程中DCS控制系统故障信号，发出报警信息，对重点参数变化情况和趋势进行实时显示，而且这个模块设置有故障记忆库，可以定期对火电厂电力生产故障进行打印制表。
2.3 燃烧器管理
燃烧器管理是火电厂DCS控制系统应用的重要功能，其主要用于实时监控锅炉炉膛的运行状态，对于火电厂中的大型火电机组，其自动控制和自动保护系统中都包含这个控制模块，在实际应用中，燃烧器控制系统可以按照火电厂规定的生产工艺要求，顺序进行投切、安全启停和操作管理，一旦发生危险情况，燃料投进系统呗快速切断，然后将火电厂降温系统启动，从而避免发生爆炸、爆燃等危险事故，保障火电厂生产运营的安全性。
2.4 顺序控制
火电厂DCS控制系统的顺序控制在很大程度上提高了生产运营的安全性，对系统操作控制程序进行有效简化，工作人员通过简单操作就能够控制整个发电机组或者辅机系统和设备的启停，利用某些按钮保持成套机组自动化运行，顺序控制模块在实际应用中主要具有以下功能：其一，自动化保护功能，一旦火电厂生产运营工艺发生故障或者应急问题，顺序控制模块能够复归控制进程或者自动化中断；其二，自带程序检查，根据火电厂生产运营要求，通过自检电路对DCS控制系统程序运行进行自动检查，分析其正确性；其三，机动和手动转换自如，火电厂DCS控制系统设置有人机转换接口，根据DCS控制系统程序设定的自动化控制模式通过这个接口转换为手动运行，工作人员可以根据火电厂生产运营要求，任意选择手动操作、跳步、点步等功能，并且DCS控制系统可以选择故障信息或者报警信息；其四，在满足火电厂生产运营条件的基础上，DCS控制系统通过自动化分析和判断，自动转换或者执行程序。
2.5 引入智能化仪表技术
近年来，智能化仪表技术快速发展，火电厂DCS控制系统应用过程中应积极引入智能化仪表技术，运用现场总线，对仪表信息线设置进行简化，并且在DCS控制系统的数字信息传输模块中应用纠错技术，降低信息传输的误差率，保障DCS控制系统的安全、稳定运行。
3 结束语
随着现代化科学技术的快速发展，火电厂想要实现可持续发展，应积极利用各种先进技术，特别是DCS控制系统的应用，结合火电厂实际的生产运营要求，持续进行创新和完善，使其发挥更大作用。
参考文献：
[1]吴朋.火电厂自动化控制系统应用与研究[D].重庆大学，2012.
[2]张伟.火电厂自动化控制系统应用与探讨[J].电子世界，2014（03）：108-109.
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【关键词】能源消耗；自动化控制；供热效率
我国北方地区的冬季漫长而寒冷，暖气、地热等供暖方式已经成为这里人民冬季室内御寒的主手段。随着城市供热管网的改造工程逐步深化，小区锅炉供暖的形式已在逐渐推出舞台，由一个集中供热的热源厂负责几个片区的供热已经成为目前城市供热的发展趋势。目前由于各区域的距离远近，管网质量，换热设备等硬环境参差不齐，也存在着供热效率低、供热不平衡、能量浪费、热网波动严重等诸多问题。
一、什么是集中供暖
集中供暖是指以热水或蒸汽作为热媒，由一个或多个热源通过热网向城市、镇或其中某些区域热用户供应热能的方式。目前已成为现代化城镇的重要基础设施之一，是城镇公共事业的重要组成部分。其包括热源、热网和用户3部分。热源主要是热电站和区域锅炉房，以煤、重油或天然气为燃料。热网分为热水管网和蒸汽管网，由输热干线、配热干线和支线组成，其布局主要根据城市热负荷分布情况、街区状况、发展规划及地形地质等条件确定，一般布置成枝状，铺设在地下，通过换热站向热用户供热。主要用于工业和民用建筑的采暖、通风、空调和热水供应。
二、原供暖控制系统存在的问题
在自动控制、自动调整等方面，供热系统的自动化水平低，我国当前的集中供热系统在这方面也产生了不小的浪费。同时，终端用户方面也存在不能自动调节热量的问题。目前许多家庭的暖气片是无法调节温度的。有的地方暖气温度太高，摸上去都烫人。由于室内温度非常高，居民只能开窗通风散热，这都造成了巨大的浪费。原热力站供暖控制系统存在耗能严重，二次供回水温度难以控制，数据传输和通信速率慢、传输不稳定、运行成本高，不能满足集中供热系统监控信息的实时传输要求，各热力站由于自身条件因素的限制，还仅停留在人工手动的操作方式上，因此也无法达到节能的目的，同时增加了运行成本等方面的问题，随着我国对于建筑节能的日益重视，以及热计量、节能改造等措施的开展，我国集中供热能耗水平将会逐渐缩小。
三、集中供暖自动化控制工作原理
自动化控制系统分为生产管理级（调度中心）、现场控制级（PLC控制站）及就地控制级。在控制过程中，需要采集大量的物理量，通过PLC对这些参数进行实时采集和处理。并通过ADSL网络上传到调度中心。PLC通过压力传感器和变频器来实现对二次供水压力的控制，当一台补水泵无法通过变频补水达到所要求的压力时，控制器可使另一台备用泵以工频的方式进行补充，最终实现更加智能化的恒压补水控制。
四、集中供暖自动化控制应用及优势
与其他供热方式相比，集中供热具有以下几方面优点：①提高能源利用率、节约能源。供热机组的热电联产综合热效率可达85%，而大型汽轮机组的发电热效率一般不超过40%；区域锅炉房的大型供热锅炉的热效率可达80%～90%，而分散的小型锅炉的热效率只有50%～60%，集中供热在单位价格存在明显优势。②有条件安装高烟囱和烟气净化装置，便于消除烟尘，减轻大气污染，改善环境卫生，还可以实现低质燃料和垃圾的利用。③可以腾出大批分散的小锅炉房及燃料、灰渣堆放的占地，用于绿化，改善市容。④减少司炉人员及燃料、灰渣的运输量和散落量，降低运行费用，改善环境卫生。⑤易于实现科学管理，提高供热质量。实现集中供热是城市能源建设的一项基础设施，是城市现代化的一个重要标志，也是国家能源合理分配和利用的一项重要措施。
近年来.大型集中供热锅炉房的控制系统开始采用可编程逻辑控制器PLC（Programmable L0鲥c Con―tmller）控制方式。在集中供热锅炉房，PLC主要用于输煤、驱动风机及进行比例积分微分PID（PmpoNIonalIntegral Derivative）调节控制系统中。当前国内许多地方的锅炉控制系统主要是采用分布式控制系统DCS（Distributed Control Svstem）。这是由于锅炉系统的仪表信号较多.采用此系统性价比相对较好，但随着PLC技术的不断发展.PLC在仪表控制方面的功能已经不断强化。用于回路调节和组态画面的功能不断完善.而且PLC的抗干扰能力也很强.对电源的质量要求比较低。
五、乌鲁木齐“煤改气”工程和集中供暖自动化控制
为改善采暖季的大气污染状况，乌鲁木齐市重点实施供热能源结构调整，开建了历史上投资最大、力度最大、规模最大的从燃煤到燃气的供热锅炉改造。“煤改气”工程投资121亿元，完成189家燃煤供热单位的天然气改造，共拆除改造大型燃煤供热锅炉431台，新改建燃气供热锅炉房242座，安装煤气锅炉710台1.29万蒸吨，实现清洁能源供热面积1.16亿平方米，改造后天然气供热占总供热面积的比重提高了76%。
与以往燃煤锅炉相比，燃气锅炉不仅环保效果好，而且自动化程度高、运行参数稳定、提温速度快，供热效率提升明显，可以有效地保障供热质量。集中供热系统的PLC控制，不仅简化了系统。提高了设备的可靠性和稳定性，也大幅地提高了燃烧能的热效率。通过操作面板修改系统参数可以满足不同的工况要求，机组的各种信息，如工作状态、故障情况等可以声光报警及文字形式表示出来，主要控制参数（温度值）的实时变化情况以趋势图的形式记录显示，方便了设备的操作和维护该系统通用性好、扩展性强。直观易操作。
六、集中供暖自动化控制的意义
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关键词：供暖系统；供热水系统；自动调节
中图分类号： TE44 文献标识码： A 文章编号：
1 供暖、供热水系统自动化带来的社会、经济与环境效益
热水锅炉供暖自动化质调节技术，自1992年11月在市供热公司湖西供热站投入运行。通过运行调试、锅炉运行测试、换热站管网、回水温度及室内采暖温度的测试，取得了以下几方面的社会与经济效益。
1.1 提高供暖质量
过去几年的供暖运行中，供暖质量存在的主要问题是:
(1)供、回水温度运行计算标准与实际室内温度标准不符;
(2)对于锅炉及换热器运行所要求的供、回水温度参数的实施缺乏技术措施;
(3)在运行中仅依靠人工操作维持锅炉一定的供、回水温度，经常出现波动现象。
由于以上几方面的原因，在实际供暖运行中，经常发生用户室温过热、过冷的现象，特别是对于室内温度过热(20℃)或过冷（16℃)的边缘用户，反映较大。自动化质调节技术应用后，解决了以下几方面的问题:
(1)对锅炉原有供热系统进行了改造，达到了间接供暖系统的质调节标准，采用微机对锅炉及二区换热站运行参数进行自动化调节与控制，根据给定的室外温度，用微机自动计算、检测、调节、控制运行参数。
(2)室内供温温度标准:西湖村采暖房间室内实测平均温度为18.1℃室内温度昼夜24小时波动测定日期1993年2月23—24日，室外最低温度一5℃，标准间温度为18℃至19℃。
1.2 对供热管网进行质调节，合理控制室内供暖温度，降低了能耗
采用自动化质调节技术后，通过测试采暖房间室内平均温度由t1=19.7℃调节为t2=18.1℃，降低的热负荷百分率Kz=5.2%。
1.3提高了锅炉供热量与热效率
(1)锅炉信息
额定供热量:14MW(1200万kcal/h)
额定出水温度:130℃
额定回水温度:80℃
额定循环水流量:237.7t/h锅炉热效率:76.44%
(2)应用微机自动化质调节后，锅炉供热量与热效率对比测试计算结果如下:
1)锅炉回水温度由54.22OC提高到71.46℃
2)锅炉热效率由62.4%提高到70.4%,即在1992年基础上提高了8.0%
1.4 自动化质调节综合节能效益
(1)供热管网质调节节煤率8.2%
(2)锅炉微机自动化控制节煤率8.71%，综合节煤率为8.2%+8.71%=16.91%，按1991--1992年供暖期实际耗煤量11000t计算可节约耗煤量11000x16.91%=1860t
1.5 减少了环境污染，为居民创造一个良好的居住环境
在1992~1993年采暖季中，由于耗煤量的减少，以下各项排放指标均有大幅度降低;
理论干烟气含量由6655.3万N³降至6029.7万Nm³，减少了625.6万Nm³其中CO2含量由1200万Nm³降至1057万Nm³，减少了112万Nm³，有害气体S02含量由8.96万Nm³降至8.22万Nm³，减少了8422Nm³。锅炉弃渣由4251t降至3789t，减少462t。
稳定是关键
控制系统的主要由传感器、调节器、执行器、执行机构构成
传感器：检测系统的各项数值，并转换为电信号，如温度传感器、压力传感器和流量传感器等。
调节器：通过计算得出所需要的数值，与实际数值进行比较，从而对执行器发出控制信号，调节器一般是控制系统的CPU。
执行器：接受调节器的控制信号，定位执行机构，如电动风门执行器，电动阀门执行器。
执行机构：改变系统的功率输出，实现调节负荷的目的，如燃烧器，水泵，风门，阀门。
这些元素中，传感器，调节器，执行器均是电气设备。电子元器件质量的稳定就决定了控制系统的稳定。为了控制成本，一些厂商往往选用低端的电子元器件。制造的自控系统虽然价格便宜，但存在很大的安全隐患。加上后期安装不够精细，导致故障频出，使用寿命大打折扣。
执行机构，如阀门，由执行器控制其动作。有些质量不好的阀门，在开、关数次后，就会发生关闭不严的情况。但由于阀芯封闭在管道内，只有出现事故才能发现问题。如果阀门安装在燃料输送口，在关闭不严时，整套系统的能耗值就会增加，甚至会引发爆炸。为防止这种情况的发生，系统应配有安全检测装置，一旦发现问题将切断用户使用。
在保证舒适的基础上进行调节
在传统供暖系统中，没有调节装置，只能通过开门窗将多余热量散掉，这也造成了能源的浪费。以齐齐哈尔为例，在严冬时期，如果室温高出身体适宜温度3℃，这3℃将浪费掉供热总量的10%。在此情况下，消耗功率的基数是100W~150W，那就意味着每平米将浪费10W~15W的功率。经过保守折算，以室温高出身体适宜标准3℃为例，因供暖过热，一个采暖季183天每平方米将浪费5元。
当前在供暖系统中可选择安装自控调节设备，不但可控制室温，还可实现节能。根据欧洲的经验，安装不同类型的调节系统，其节能效果如表1所示：
由表1可见，应用良好调节能力的自控设备，能节省将近1/5的能源。控制功能越丰富，其节能效果越好。
值得注意的是，如果一台锅炉即负责采暖又要产生生活热水，就应按热水优先的原则。因为家用生活热水需求是短时负荷，而供暖是一个较长的过程，在有家用生活热水需求时切断供暖，一般不会降低室内温度。而在采暖的同时提供生活热水，锅炉处于满负荷下运转，不但热水升温慢，此时的能源消耗也非常大。
与楼宇系统有机融合
如果一个建筑物的房间很多，每个房间或者每户的供暖情况，只有在这个房间或者这户有人的情况下才能知晓，管理起来很麻烦。“智能建筑”这一新概念的产生，提供了一个良好的解决方案。
智能建筑主要有楼宇自动化控制系统（BAS）、通信自动化系统（CAS）和办公自动化系统（OAS）三大系统组成。其内部连接大量的电气设备，如：环境舒适所需要的暖通空调设备、照明设备及给排水系统的设备等。这些设备多而散：多，即数量多被控制、监视、测量的对象多，多达上百到上万点；散，即这些设备分散在各层和角落。
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【关键词】电厂；热工；自动化；控制技术；研究
对于电厂热工自动化而言，它主要以电厂发电过程中产生的各种数据测量、设备自动控制、信息数据处理以及报警和保护为基础，采用自动化系统和技术，来实现无人操作、控制之目的。电厂实际生产过程中，为确保发电设备运行的安全可靠性，需对发电设备实行自动化控制，电厂热工自动化控制，关系着整个电厂的可持续发展，因此加强对控制技术的研究，具有非常重大的现实意义。
1、电厂热工自动化控制技术概述
1.1热工测量技术。1.温度测量。电厂热工测量过程中，其温度测量传感器中主要采用的是热电偶热电阻，部分电厂也用到了其他类型的热敏元件，比如金属膜水银温包等，这些是测量温度的一次元件；2.压力测量。其中传感器以应变原理膜片为主，弹簧管、变送器位移检测原理，二次仪表多采用数显形式；3.流量测量。采用的标准节流件通常以差压原理测量为主，只有少数电厂仍然采用传统的齿轮、涡轮等流量计，比如燃油流量测量；4.液位测量。液位测量过程中，以差压原理经压力补偿测量作为主流，将电接点与工业电视一同应用。
1.2DCS系统。实践中可以看到，当前使用较多的大机组仪控系统以DCS系统为主，该系统和技术电厂发电机组控制系统中的应用作用日益凸显，如下图，为一汽包水位控制示意图。锅炉给水系统主要由两个给水调节阀，其中DN150调节阀是主调节阀，在正常负荷和高负荷运行时使用；旁通管设一个调节阀，在低负荷时使用，作为备用阀。在自动给水状态下，只允许其中之一自动调节给水，此时，另一调节阀可画面手动给水；在程序投入之前，操作人员需事先选定一个调节阀自动投入。
对于DCS系统而言，其主要是相对于现代化计算机集控系统而言的，该系统是基于计算机局域网技术建立起来的，它将局域网变成安全可靠性、实时性要求更高的网络型控制系统，在当前电厂热工控制系统得到了广泛的应用。
2、电厂热工自动化控制技术问题分析
随着电厂热工自动化水平的不断提升，虽然自动化控制技术有其自身的优点，在实践应用中也所有创新和提升，但在具体的生产应用中，依然还存在着一些问题，总结之，主要表现在以下几个方面：
2.1电厂设备自动化水平。对于电厂热工控制系统的自动化水平而言，其主要决定于以下几个方面，即发电机组在整个电厂设备中的地位、电网对电厂发电机组提出的要求；发电机组可控制性、可承受负荷能力；控制设备与测量仪表的种类与质量；对电厂设备自动化控制设计能力和水平；同时，还包括安装与调试，最终自动化控制系统能取得怎样的控制效果，很多程度上还决定于电厂自身的管理机制即运行维护水平。
2.2单元机组控制、DCS一体化水平。实践中可以看到，炉机电融一体化是当前电厂单元机组的主要技术特征，而且DCS技术应用以后，因该技术自身具有高度的安全可靠性，所以可以与电厂热工自动化控制系统密切的联系在一起，形成新型的单元机组格局。第一，炉机电控制。传统的电站建设中，变压器机组、发电设备以及电厂用电监控系统等，都是单独一条线路；然自动化控制模式下的电厂设备，基本上都才用了集中控制模式，于是要求上述系统必须与炉机分离开来。究其原因，主要是因为发电站运行操作过程中，采取的是炉机电分管机制。第二，DCS一体化功能覆盖。DCS功能的一体化，即简以DCS为主体，以网络通信为基础，实现数据新型的有效传输和共享，从而实现系统的简约化，通过减少对电厂热工设备的有效操作，降低值班人员的工作强度，提高工作质量和效率。
3、确保电厂热工自动控制技术应用可靠性的有效策略
基于以上对电厂热工控制技术组成、存在着的主要问题分析，笔者认为热工自动控制技术应用过程中，若要确保其安全可靠性，可从以下几个方面着手：
3.1提高发电机组运行监管水平。在电厂热工自动化控制系统建设条件下，首先应当确保单元机组设备能够正常的运行。对于自动控制系统而言，最主要的就是发电机组，尤其是最为现代化发电机组核心的大容量机组。实践中可以看到，因其系统相对比较复杂，所以应当加强监视操作，细化指令。比如，400MW至700MW的发电机组，其总信息量可达6000点，而且其运作过程中的具体操作指令也超过了1300个。针对这样的大容量发电机组，若采用传统的人工操作模式来完成，要确保其安全运行，显然难度非常的大。基于此，电厂热工自动化控制系统建设与技术应用过程中，应当全面提高发电机组的运行监管水平。
3.2优化和完善过程控制专用软硬件。当电厂热工控制系统采用分散控制系统以后，虽然锅炉、汽轮机的控制水平有了很大程度的提升，但很多电厂单元机组控制过程中依然还沿袭着传统的控制模式。比如，在控制盘台安装模拟仪表光字牌、装设适量的开关按钮等，该做法导致锅炉、控制室以及汽轮机与DCS系统之间的协调不畅，严重影响了电厂热工自动化控制水平。DCS在电气控制系统中的应用，主要作用于发电机系统、主厂房用电系统，对不停电电源、支流以及保安电源系统，进行监控；对于发电机励磁系统而言，应当对DCS纳入厂用电快速切换、自动准同期待等，进行重点考虑。近年来，随着电厂热工自动化建设的不断深化，整个热工自动化控制系统逐渐向DCS方向发展，然DCS本身也存在着一些缺陷与不足，比如智能化水平还有待进一步提高，难以实现上位机系统对现场仪表的信息要求。因此，电厂热工自动化控制技术的创新与应用，很多程度上还决定于过程控制专用软硬件的优化与完善。
3.3集中配置单元机组。电厂热工自动控制系统中，对参数测量、信息数据处理以及控制和报警保护等工序，基本上都是通过自动化仪表以及自动控制设备来实现的。从某种意义上来讲，电厂热工自动化控制，对于确保电厂热工装置的安全可靠性、改善劳动强度以及提高整个机组的经济性，具有非常重要的作用。对于电厂热工自动化控制系统而言，一般由一台或两台单元机组构成，其中电子室由一系列不同小型电子设备组成。近年来，随着社会经济的快速发展和科学技术的不断进步，对电能资源的需求量也在不断的提高，电厂热工集控室建设规模扩大的同时，也出现了可以集合全电厂单元机组的超大型控制室，这在很大程度上促进了单元机组电子设备集中配置效率和快速发展，同时也是优化和保证电厂热工自动化控制技术有效应用的关键。
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关键词：集中供热工程；DCS系统；自动调节；保护与联销
中图分类号：TM571 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）33-0041-02
随着现代大型热源厂工艺水平的提高及节能减排的要求，对工业自动控制的技术水平要求也就越来越高，沈阳浑南南部热源厂集中供热工程建设规模为6台90MW链条炉排热水锅炉及若干热网热力站，在这次工程设计过程中，本着以上的设计原则，本工程采用了热力工程集散控制系统（简称DCS系统），现就本工程的热工控制系统进行了展开论述及分析。
1 系统基本要求
锅炉房控制方式为集散型（DCS）自动监控系统，作为锅炉设备主要控制手段，配以部分后备控制手段。后备控制是指现场手动控制方式。DCS系统其结构可分为三部分：第一级为现场I/O数据模块，第二级DPU过程控制站以及输煤系统和脱硫除尘系统PLC控制站（脱硫除尘系统PLC控制站由脱硫除尘厂家配套），第三级为控制室操作员监控站工程师站。通讯系统采用现场总线方式。现场I/O数据模块安装于数据采集控制柜中，其功能是采集现场的各种过程检测仪表的流量、压力、温度和设备运行状态等信号，和传递上级控制站的各种控制命令，就地采集，就地转换，以数字通讯方式通过数据总线上传至系统主机。
DPU过程控制站为两台，互为热备冗余系统，安装于控制室内，具有自动控制环节的PID运算，实时数据处理，在线控制等功能。操作员、工程师站由两台工控站成，22”液显，安装于控制室内，作为监控的人机接口，具有良好的操作平台和逼真组态画面。
1.1 系统控制功能
1.1.1 锅炉出水温度控制：根据室外的温度自动调节锅炉出水温度，以控制室内的温度在规定的范围内，并且节约用煤。同时还具有根据一天室外的温度，分时段提出运行锅炉台数的参考解决方案。最大限度地发挥锅炉的运行效率，实行最优化调用。
1.1.2 锅炉的自动燃烧控制：根据煤量和风量在不同负荷下（出水温度控制）的关系进行燃烧控制，控制烟气含氧量。实现锅炉燃烧最佳控制。
1.1.3 炉膛负压控制：采用炉膛负压为主控信号，送风量为前馈信号，控制引风量。
1.1.4 补水定压控制：通过调频补水泵补水，控制热网回水压力恒定。
1.1.5 顺序控制：锅炉系统、输煤系统和除渣系统的设备顺序控制启动停止，锅炉停机，热网循环泵继续定时运行，防止高温水的汽化现象发生，保证锅炉安全运行。
1.1.6 事故报警处理功能：热网出水压力高，设备故障时应具有声光报警，停电故障发生时，应报警并立即启动柴油发电机，维持循环泵、补水泵运行。软件实现的功能有：生动形象的生产工艺流程画面；电气系统图；实时数据状态图，趋势图，历史曲线图，棒状图；实时锅炉经济分析，计算成本，指导运行人员最佳运行操作；控制回路画面；事故报警记录；定时打印日报、月报表。
1.1.7 所有变频控制的电机电流均应有电流显示及电流突变报警。
1.2 系统组态功能
微机控制系统，采用工业控制计算机作为上位计算机完成显示、报警、打印等功能，采用DCS作为下位控制器完成工艺参数采集和控制功能。
操作员站：具有主要工艺参数的监控、报警、历史曲线的显示、报表打印、信息上传、控制参数的修正等
功能。
现场控制站：具有各种热工参数及电气参数的采集、锅炉出水温度的控制、燃烧系统的控制、自动补水控制、炉膛压力控制、联锁控制等功能。
控制系统采用性能优质的进口或国产仪表进行检测以确保控制部分的正常运行。引风机、鼓风机、炉排、循环泵、补水泵上煤和出渣系统等采用变频调速技术进行
控制。
1.3 系统检测功能
温度：锅炉进水温度、锅炉出水温度、炉膛温度、空气预热器进口烟温、空气预热器出口烟温（排烟温度）、空气预热器出口风温、除尘器出口烟温、系统供水温度、系统回水温度、室外温度。
压力：锅炉进水压力、锅炉出水压力、炉膛负压、空气预热器进口烟气压力、空气预热器出口烟气压力（排烟压力）、空气预热器出口风压、除尘器出口烟压、鼓风机出口风压、系统供水压力、系统回水压力。
流量：炉出水流量、锅炉燃料流量。
液位：软化水箱水位、除氧水箱液位。
其他：烟气含氧量、炉排转速及电流、鼓风机转速及电流、引风机转速及电流、循环泵转速及电流、各种相关设备启停状态指示。
1.4 系统自动统计功能
系统供热量及累计、锅炉供热量及累计、系统补水量及累计、燃料流量及累计。
1.5 系统安全运行报警功能
锅炉出水压力上、下限报警；锅炉出水温度上、下限报警；炉膛温度上限报警；系统回水压力上、下限报警；系统供水压力上、下限报警；系统供水温度上限报警；炉膛负压上、下限报警；软化（除氧）水箱水位上、下限报警；锅炉出水流量下限报警。
1.6 系统安全运行联锁功能
锅炉出水压力上、下限报警联锁停炉；锅炉出水温度上限报警联锁停炉；炉膛温度上限报警联锁停炉；锅炉出水流量下限报警联锁停炉；循环泵故障联锁停炉；引风机故障联锁停炉；当联锁停炉时，DCS系统按先停炉排和鼓风机、后停引风机的顺序停炉。
1.7 经济分析功能
供水流量累计，记录；补水流量累计，记录；煤耗量累计，记录。
热效率计算（班，月）。
吨煤/热水成本核算。
其他各种参数的记录、打印。
1.8 安全分析功能
报警参数记录、打印。
报警曲线记录、打印。
1.9 仪表盘功能
显示功能：仪表盘上装有后备显示仪表可对系统重要工艺参数进行显示手动控制功能：仪表盘上装有后备手操器，可对系统进行远程手操。当手操器上的手/自动开关拨于自动位置时，为计算机控制。手动与自动切换为双向无扰切换。为确保锅炉在DCS系统或远程控制系统出现故障时仍能使锅炉系统维持安全运行，我们在系统设计时使用了后备操作器，使我们的系统提供了能实现DCS系统与仪表控制系统或手动操作系统、远程与就地的平稳和无扰切换功能，在系统故障排除后可平稳、无扰地切换为微机自动控制联锁功能：盘内装有电气联锁装置，可进行手动联锁操作。当联锁停炉时，DCS系统应按先停炉排和鼓风机、后停引风机的顺序停炉。
2 系统供电及系统接地
DCS系统采用双路冗余电源输入，一路为220VAC，50Hz（带PE保护接地，接地电阻≤1Ω），另一路为不间断电源UPS供电，并由系统完成双机切换。断电时可维持DCS系统运行30分钟以上。
DCS系统直接接至电气接地网，无须设置独立接地网，接地电阻≤1Ω，系统采用单点接地方式，通过单独接地点接入电气接地网，与高压设备的接地点间的距离应大于
10米。
3 系统通讯设计
3.1 通讯方式
ADSL通讯方式采用利用市话网，在热网监控站和热力站之间使用调制解调器相互通讯。从物理结构上来说，这种通讯方式是星型结构。优点是利用了市话预先敷设的网络，通讯上基本能得到保证。此方式是在热网监控站使用一个MODEM，每隔一定时间轮流拨打每个热力站，查询数据，低成本的投入即可获得所需的数据，但耗时比较长，不能时时在线。而专线方式和光纤方式是指自己架设网络或租用电信的专用网，费用较高，维护量大。
3.2 系统构成
系统构成如图1所示。
参考文献
[1] 施仁，刘文江.工业自动化仪表与过程控制[M].北京：电子工业出版社.
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关键词：节能减排 电厂 自动化技术
可持续发展是我们国家发展的重要战略目标，所以，不论是什么领域内、什么行业都应该向着低碳、环保和绿色的方向发展。火力发电在我国电厂中占据着重要的地位，对环境所带来的污染非常大，如果不能够应用一些有效的节能减排技术，就可能面临被取缔的危险。所以，在节能减排的理念下，电厂如何采用自动化节能技术是非常重要的课题。
一、电厂自动化节能技术的相关论述
（一）应用自动化产品节能减排
近年来，为了现实节能减排目标，自动化产品被逐渐的应用到一些电厂中。例如，软件启动和微电脑系统在电厂中的应用等，这些自动化产品的应用可以有效地提升电厂在控制方面的精度。严格地控制电厂的运行负载和运行功率能源耗费就会下降，所以，通过自动化产品，可以更好地促进电厂完成节能减排的生产目标。
（二）应用管理自动化技术提效
除了通过自动化产品来完成相应的节能减排，还应该通过自动化系统进一步提升节能减排的效率。例如应用管理自动化和调度自动化技术将企业经济效益提升上来的同时有效的控制投入，从而将成本降下来，以确保顺利完成节能减排目标。
二、电厂节能减排自动化技术的研究分析
（一）变频技术的应用
为了实现电厂节能减排的目的，应用变频技术意义非常重大，在电厂工作中，油、燃气和煤炭为三种常用的燃料，这些传统的材料将我国能源的消耗进一步推高，对节能减排带来极大的影响。为了将电厂燃料的应用量降低，可以将变频技术应用到发电生产工作中，通过变频调节器对燃料的用量进行主动的调节和控制。在电厂具体运行需求的基础上，对燃料的具体投入量进行控制，特别是要严格的控制锅炉的运行状态，可以按照锅炉的状态，适当地调节变频器的风量，从而保证按照锅炉的运行需求合理选择燃料，这样可以将锅炉燃烧中的浪费问题有效地解决和规避，使变频调节在锅炉燃烧的过程中可以切实地发挥出自身的作用和功效，可以说，该自动化技术有着非常优越的节能优势。
（二）DCS系统
DCS自动化控制系统有着很强的自动化功能，在电厂自动化运行中发挥着重要作用。在电厂运行中应用DCS系统，是比较科学的自动化技术措施。
某火电厂应用DCS系统对设备的具体运行与应用情况在整体上进行了监控，从而对火电厂的运行情况实现了全面的科学掌控。DCS系统在计算机系统的辅助下有着较强的自动化功能，对于火电厂的运行情况能够实时监督控制，对信息能够进行综合管理，还可将火电厂运行中的浪费降到最低。
DCS系统可在短时间内将稳定、有效地运行方案提供出来，从而有效提升节能减排的效率。DCS系统可对电厂运行过程中的排放量及消耗量进行有效控制，从而确保了更加有效的使用能源。
（三）现场总线法
在电厂中应用现场总线技术，其节能优势非常之高。近年来，现场总线技术在电厂内部的应用量逐渐增加，本文对某电厂现场总线技术应用的相关内容进行了分析。现场总线在该电厂的主机组内已经被布置完毕，并且已经投入运行，对比传统的技术方案，有这样的优势存在于现场总线技术中：首先，能够进一步降低设备的应用量，充分彰显计算机技术的优越性，使硬件的数量大大减少，将PC当作控制站，从而将控制室的占地面积有效地降低。其次，安装现场总线的方式比较简单，可以将多个设备接到同一条线上，从而将安装费用有效地降低。
（四）碳素焙烧自动化控制技术
在电厂运行中，将碳素焙烧自动化控制技术应用进去，对生产的很多方面都会带来正面影响，例如会影响成品的应用年限、影响能耗、影响环保生产。大家知道传统碳素焙烧的工艺比较复杂，会在很多方面影响到四环境。所以，面对此种情况，有关控制碳素焙烧的自动化技术已经被研究出来，在电厂的运行中，将该技术应用进去，不但能够有效节约资源，对环境的污染程度也会逐渐被降低。
（五）自动化与信息管理相结合
在自动化控制技术应用的初期，通常都是简单的分析和整理了控制系统方面的单输入和输出情况，然后再完成人工绘图。尽管这种方法也有着一定的效率，但是，通过大量的实践发现，经常会有一些误差出现，并且会渐渐地降低工作效率。在很多电厂中，因为不够重视对信息的管理，造成管理信息化程度和自动化技术存在严重的分歧。
为了将这样的局面改善，对于二者之间的协调性就需要认真地进行管控，进而将系统统计数据的精确性提升，进一步提升自动控制的科学性，令操作更加方便和简单。
三、节能减排自动化技术发展方向分析
在节能减排的理念下，电厂自动化技术有着非常的发展空间和潜力，并且逐渐地向着高质量、高水平的方向发展，在电厂中应用自动化节能技术其发展方向为：
（一）以环保和清洁为发展方向
电厂自动化技术要以环保和清洁为发展方向，这样对于节能减排技术的落实和应用会带来很大的帮助。对电厂的自动化运行进行优化，保证电厂能够在清洁的环境下运行，从而实现环保、节能的目的。环保和清洁的发展也规范了电厂自动化技术的发展前景，也突显了节能减排的重要性。
（二）节能减排在电厂自动化控制技术中的大量发展
自动化技术在我国电厂生产中的应用并不少见，尤其是在小型系统内应用得更为普遍。在节能减排理念下，应该以全局为中心发展和应用自动化技术，将自动化技术的降耗和节能效果从整体上体现出来，在电厂中不断将节能自动化技术的应用范围拓宽，从而将节能降耗的范围扩大。所以说，在电厂节能降耗中，自动化技术有着很多好的发展潜力和能力。
（三）加大应用力度
将更加有效地安全技术应用到自动化技术的节能减排过程中，从而更好地控制电厂自动化技术，将安全节能效率提升，从而防止对自动化技术的应用效果带来影响，对自动化技术中节能减排的理念和思想进行强化与完善。从而对电厂自动化技术的相关要求给予满足，将自动化技术的节能发展步伐加快。对节能减排的稳定性和安全性进行维护。
三、结束语
综上所述，电厂中的自动化技术同节能减排理念之间有着非常紧密的联系，将自动化技术充分的引入到电厂中，然后，工作人员在具体的工作中通过不断地总结经验，加大力度控制电厂的节能减排效果，从而将电厂节能降耗的能力进一步提升，对电厂节能发展的相关要求给予满足。节能减排的理念在电厂的节能降耗中可以被有效地渗透出来，将自动化技术应用到电厂中，可以将节能减排的具体优势充分地展现出来。此外，对自动化技术节能减排的发展方向要有效地进行了解和认识，并且将节能减排的价值效益充分地彰显出来。那么，本文上述内容的分析与论述，期望能为有关企业在实际工作中提供一定的理论支撑，从而将电厂的经济效益与社会效益发挥出来。
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