一種鍋爐房供熱微機(jī)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

樊樂軍

摘 要：文章將以云崗礦供熱現(xiàn)狀為切入點(diǎn)，針對(duì)一些鍋爐房供熱危機(jī)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際操作過程和應(yīng)用等具有代表性的問題加以分析和探討。并希望能借此深入的探析，將該系統(tǒng)在供熱工作上所發(fā)揮的重要作用傳遞給更多的人了解和認(rèn)知。

關(guān)鍵詞：鍋爐房；供熱；微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)；設(shè)計(jì)應(yīng)用

就目前供熱系統(tǒng)使用情況來看，特別是對(duì)鍋爐房的使用，幾乎占據(jù)了極大的比率。尤其是我國熱電廠亦是如此，在供熱的集中監(jiān)控上并未有較高的普及。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在針對(duì)我國大中型城市等29個(gè)地區(qū)，經(jīng)調(diào)查大約3.7億平方米的數(shù)據(jù)信息現(xiàn)實(shí)，鍋爐的使用率幾乎成為一種普及的現(xiàn)象。更令人吃驚的是，其中有84%為分散鍋爐房（容量大多在20t/h或20t/h以下）。最主要的是這些較低運(yùn)行效率的鍋爐，在能源消耗上產(chǎn)生了極大的浪費(fèi)。針對(duì)這一廣泛性的現(xiàn)象，鍋爐本體燃燒的自動(dòng)控制方面盡管被相關(guān)專家數(shù)度研究，但成效也僅僅只局限于燃燒的自動(dòng)控制上，并不能連同鍋爐在內(nèi)對(duì)整個(gè)供熱系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)深入研究。

1 從云岡礦供熱系統(tǒng)現(xiàn)狀看全國鍋爐供熱采用的普遍現(xiàn)象

鍋爐房（熱原）、熱網(wǎng)、熱用戶是供熱系統(tǒng)的主要三大構(gòu)成部分，這幾個(gè)部分相互緊密聯(lián)系著，任何情況都是無法被單獨(dú)分割或劃分出局的。若想在鍋爐供熱上實(shí)現(xiàn)節(jié)能省材，那么各個(gè)環(huán)節(jié)配合的加強(qiáng)和優(yōu)化就勢(shì)在必行了。

鍋爐房供熱微機(jī)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，特別是在區(qū)域上，以云崗礦當(dāng)前的鍋爐房供熱系統(tǒng)為主要研究對(duì)象。該供熱總面積達(dá)51.5萬平方米，水暖隊(duì)現(xiàn)共有24臺(tái)鍋爐，其中20T鍋爐有8臺(tái)、6.5T鍋爐有3臺(tái)、4T鍋爐有13臺(tái)，總蒸發(fā)量是231.5T，熱風(fēng)爐總共8臺(tái)，其總功率1040MW。以蒸汽供熱和水暖供熱為主要供熱方式。

無論是根據(jù)二次測(cè)量恒定，還是依據(jù)室外的不同溫度，不管是哪一種情況，對(duì)二次供水和一次供水的不同溫度的控制，進(jìn)而達(dá)到鍋爐高校燃燒。其途徑，都是通過對(duì)爐排轉(zhuǎn)速調(diào)整燃煤量和實(shí)時(shí)調(diào)整鼓風(fēng)量以及引風(fēng)量將風(fēng)煤比合理化而得到的。一次熱網(wǎng)按質(zhì)量并調(diào)的方式運(yùn)行，二次熱網(wǎng)按質(zhì)調(diào)節(jié)方式運(yùn)行，最終實(shí)現(xiàn)按需供熱。按照質(zhì)量并調(diào)的方式和質(zhì)調(diào)節(jié)方式分別將一次熱網(wǎng)、二次熱網(wǎng)運(yùn)行起來。

2 供熱微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮的作用

2.1 微機(jī)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的總體構(gòu)成

如圖1所示，系統(tǒng)的構(gòu)成主要包括三大部分。

所有管理平臺(tái)的組成，皆由中央調(diào)度室為核心點(diǎn)。2004年的時(shí)候這種系統(tǒng)平臺(tái)普遍多為Windows98/2000，現(xiàn)在隨著科技的進(jìn)步系統(tǒng)亦隨之提升為Windows7操作系統(tǒng)，Visual Basic是負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的編制。無論是機(jī)構(gòu)化編程高級(jí)語言的支持上，還是可視化以及面向?qū)ο螅季邆漭^好的特征。

圖1 “供熱微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)”構(gòu)成示意圖

該系統(tǒng)主體信號(hào)和電話的兩種通訊方式，主要是由城市程控電話網(wǎng)再借助調(diào)制解調(diào)器和小交換機(jī)配套下實(shí)現(xiàn)。

換熱站的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，主要是由下位機(jī)和調(diào)職解調(diào)機(jī)相互組成。

2.2 供熱微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)量化管理

無論供熱中心熱源、一次網(wǎng)還是二次網(wǎng)，在實(shí)現(xiàn)整個(gè)采暖系統(tǒng)“三級(jí)熱量管理、兩級(jí)管理體系和一個(gè)管理中心”的運(yùn)行管理方法上，微機(jī)監(jiān)控都能將企業(yè)用戶有機(jī)地聯(lián)系在一起。從中心熱源做起時(shí)，鍋爐房在《供熱質(zhì)調(diào)節(jié)水溫曲線》的參考下對(duì)室外溫度進(jìn)行嚴(yán)格的按照，從而將對(duì)外供水的參數(shù)調(diào)節(jié)到符合標(biāo)準(zhǔn)的溫度上。另外，高溫水在分配上是按照供熱面積來有效進(jìn)行，在送入二次網(wǎng)之前都是要經(jīng)過換熱工序的。為了平衡各個(gè)用戶的熱水網(wǎng)，當(dāng)?shù)蜏厮纬芍?，便以流量的形式?duì)其進(jìn)行合理的分配。

3 微機(jī)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的操作

3.1 一次供水溫度操作中的控制情況

一次供水之所以要實(shí)施控制，其目的主要就是為二次供水溫度監(jiān)控打下一個(gè)具備保證的前提基礎(chǔ)。且在提高一次供水溫度的同時(shí)，還對(duì)鍋爐燃燒情況以及燃燒效率起到改善和促進(jìn)作用。如圖2。

圖2 一次供水溫度閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)

控制爐排轉(zhuǎn)變，是一次供水溫度的主要實(shí)現(xiàn)途徑。內(nèi)置于自控系統(tǒng)選件的數(shù)字PID控制器，一旦有實(shí)際采集到的一次供水溫度值與設(shè)定值相互偏離，不能一致的狀況時(shí)，便會(huì)自動(dòng)計(jì)算并調(diào)整爐排電機(jī)的轉(zhuǎn)速。將供水溫度的實(shí)際值與設(shè)定值盡可能地達(dá)成相符的數(shù)字。

另外鼓引風(fēng)電機(jī)的速度在爐排轉(zhuǎn)速的變化中，也將隨之相對(duì)應(yīng)地產(chǎn)生調(diào)整。在風(fēng)煤比的匹配上完全實(shí)現(xiàn)合理性，大大提高了鍋爐燃燒的高效質(zhì)量。

3.2 二次供水溫度操作中的控制情況

熱力站的二次水溫度在控制操作上，已經(jīng)成為供熱系統(tǒng)的整體控制中最至關(guān)重要且不可替代的策略。它不僅是整個(gè)系統(tǒng)中的主要控制目標(biāo)中心，同時(shí)還影響著實(shí)現(xiàn)按需供熱的系統(tǒng)主要功能。

3.3 一次管網(wǎng)循環(huán)流量通過調(diào)整循環(huán)泵電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)

控制方式，主要是以不同的室外溫度來做根據(jù)，對(duì)二次供水溫度作出不同的計(jì)算設(shè)定值。在控制一次管網(wǎng)循環(huán)流量的環(huán)節(jié)上，調(diào)節(jié)控制一次管網(wǎng)循環(huán)流量起到?jīng)Q定性的作用，其目的就是為了使一次管網(wǎng)循環(huán)流量通過對(duì)循環(huán)水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)整，以完成二次水溫度與設(shè)定值的相符任務(wù)。如圖3。

圖3 二次供水溫度閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)

從整體上來看，供熱微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)客觀上已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了從鍋爐房到換熱站全過程控制任務(wù)。這不僅在風(fēng)煤配比環(huán)節(jié)上起到了合理規(guī)范性的作用，同時(shí)鍋爐熱負(fù)荷穩(wěn)定與實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)上，常見的矛盾性的現(xiàn)象上也被有效地消除。其節(jié)能效果特別是在按需供熱方面完全起到了顯著的效果。

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