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(chǔ)上，重點(diǎn)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(yùn)行能效的在線顯示及檢測技術(shù)、積極應(yīng)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)

中圖分類號：TP273.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（a）-0047-01

目前，建設(shè)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(jìn)行相關(guān)分析，提出如何進(jìn)行工業(yè)鍋爐的有效控制，來有效實(shí)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(yùn)行效率并沒有很高的技術(shù)能力和一定的責(zé)任心，應(yīng)該擺脫這種單純僅僅依賴設(shè)備的想法，這樣才有可能充分發(fā)揮鍋爐的運(yùn)行效率。

第二，在線檢測工業(yè)鍋爐運(yùn)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(shè)計(jì)、以及燃料與鍋爐的匹配關(guān)系進(jìn)行清晰的掌握，就應(yīng)該準(zhǔn)確和客觀地了解鍋爐的實(shí)際運(yùn)行效率，所以，線檢測工業(yè)鍋爐的功能能夠有效促進(jìn)用戶單位提高節(jié)能減排管理水平。

第三，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(dāng)多的廠家中應(yīng)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(qiáng)、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(fù)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(xí)慣的操作，應(yīng)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(yùn)行節(jié)能在功能上存在一定不足?？刂棋仩t向用戶提供符合要求的熱能，這點(diǎn)則是大多數(shù)鍋爐的設(shè)計(jì)目的，在保障鍋爐安全運(yùn)行的基礎(chǔ)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(dāng)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(jìn)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(diǎn)和要求，并設(shè)計(jì)出新型高效的控制設(shè)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(diǎn)和不同的技術(shù)要求。

2.2 鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行能效的在線顯示及檢測技術(shù)

在工業(yè)鍋爐及其控制系統(tǒng)中，要想比較好的進(jìn)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(yīng)該做好鍋爐系統(tǒng)運(yùn)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(shí)現(xiàn)。對于微處理器或工業(yè)控制計(jì)算機(jī)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(jì)算和記錄問題不成問題。在合理有效進(jìn)行工業(yè)鍋爐的能效在線測量、計(jì)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(yīng)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(yīng)用越來越普及。節(jié)約電能通過使用變頻器得以實(shí)現(xiàn)。相比于電動調(diào)節(jié)閥、風(fēng)門擋板等節(jié)流設(shè)備，變頻器的節(jié)點(diǎn)率一般能夠達(dá)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(jìn)行變頻改造分析?；谙到y(tǒng)運(yùn)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(shè)計(jì)了1套1臺變頻器拖動3臺電機(jī)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(shí)際應(yīng)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(yùn)行的安全性，一旦變頻器故障，系統(tǒng)可立即自動由變頻運(yùn)行狀態(tài)切換至原有工頻運(yùn)行狀態(tài)，完全恢復(fù)改造前的運(yùn)行狀態(tài)，保證鍋爐正常運(yùn)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(yùn)行，且不影響鍋爐的運(yùn)行。

第二，模糊控制技術(shù)。模糊數(shù)學(xué)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(jìn)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(fù)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(qiáng)大的多。

第三，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。信息的傳遞和獲取在網(wǎng)絡(luò)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(chǔ)，下面則是具體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用幾個方面。（1）要想實(shí)現(xiàn)鍋爐各控制節(jié)點(diǎn)的信息實(shí)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(diǎn)之間進(jìn)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(luò)接口則是對于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為核心的鍋爐控制系統(tǒng)的常用配置，工廠自動化網(wǎng)絡(luò)（intranet）能夠借助以太網(wǎng)，實(shí)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(luò)，鍋爐的實(shí)際運(yùn)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(yùn)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(yùn)行效率的提高則具有更為廣闊的意義，結(jié)合筆者經(jīng)驗(yàn)，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(bǔ)償節(jié)能模塊。（2）鍋爐運(yùn)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(jì)和節(jié)能減排，應(yīng)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(shè)計(jì)效率與實(shí)際運(yùn)行效率的差異縮小化，更加符合我國節(jié)能減排的生產(chǎn)要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 嚴(yán)禎榮，羅曉明，時貴玉，等.燃煤粉工業(yè)鍋爐的發(fā)展前景及節(jié)能減排技術(shù)創(chuàng)新[J].節(jié)能技術(shù)，2010，28（1）.

[2] 趙欽新，周屈蘭.工業(yè)鍋爐節(jié)能減排現(xiàn)狀、存在問題及對策[J].工業(yè)鍋爐， 2010（1）.endprint