供暖锅炉监控系统绪论

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1、1绪论1.1研究的背景及意义1.1.1锅炉及供暖的概述锅炉是一种热能转换设备，主要是由“锅”与“炉”两部分组成。燃料在“炉”中经过燃烧把化学能转变为热能，被“锅”内耗能工质（水）吸收，产生具有一肚参数和数量的热水或蒸汽，广泛地使用于现代生产和人民生活的各个领域。锅炉按其用途不同可以分为动力锅炉和工业锅炉两类。动力锅炉是用于发电和动力方面的锅炉，如电站锅炉。动力锅炉所产生的蒸汽用作将热能转变成机械能以产生动力，其蒸汽压力和温度都比较高，如电站锅炉蒸汽压力大于等于3.9MPa,过热蒸汽温度人于等于450°Co用于为工农业生产和采暖及生

2、活提供蒸汽或热水的锅炉称为工业锅炉，乂称供热锅炉，具工质出口压力一般不超过2.5MPa。随着城市建设的迅速发展，我国北方地区冬季城市集中供暖成为城市现代化必然采取的步骤。而供暖面积的不断扩大，使如何科学有效地控制和管理供暖系统，提高供暖的经济效益和社会效益，成为急需解决的重要课题。在供暖系统屮，锅炉房供暖所占比例很大，据对我国北方地区29个大中城币近3.5亿平方米的供暖调查,锅炉供暖占84%,热力供暖占12%,其他供暧占4%。在今后相当长的时间内，集屮热力供暖是发展趋势，但无法取代锅炉供暖的主流地位。锅炉供暖系统通常有两种，一种是

3、蒸汽锅炉供暖系统，一种是热水锅炉供暖系统。蒸汽供暖系统一般是以饱和蒸汽为介质，蒸汽在热系统的管道和散热设备内的流动过程屮由于冷却会不断地产生凝结水，所以必须及时地排除蒸汽中所携带的凝结水。否则，大量的凝结水会引起管道的堵塞和水击现彖，造成管道和设备的破坏。另外由于供暖系统温度变化范围人，严密性差，维护困难，泄露严重，不利于远距离输送。热水供暖系统的供热量是由热水温度的变化來调节的，热水温度变化的幅度和频率都比较小，热网的连接件不会出现剧烈的胀缩，严密性好，漏损很少，大大减轻了漏损热损失。热水锅炉一旦发生水泄漏，易于发现，能使系统得

4、到及时的维修。由于热水温度较低，输送过程屮的管道热损失减少，尤艾是远距离输送更是如此。所以在大面积区域集中供热网中一般都采用热水供热系统，而且比蒸汽供暖系统可节约燃料。1.1.2供暖锅炉控制方法的概述及意义20世纪70年代末至80年代初，随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已扩展到了几乎所有的工业领域。当前用于工业控制的计算机可分为几类，如基于PC总线的工业控制计算机、基于单片机的测控装置、用于模拟量闭环控制的可编程调节器、集散控制系统((DCS)和现场总线控制系统((FCS)、可编程控制器((PLC)等。可编

5、程控制器是应用面最广、功能强大、使用方便的通用工业控制装置，它己经成为当代工业自动化的主要支柱Z-o目前，供暖锅炉房都有计算机监控系统一套。该套计算机监控系统与原非计算机监控的人工控制系统并列运行。锅炉房控制采用常规集屮盘控和计算机控制相结合的控制方式。但由于鼓风机、引风机、炉排屯机、补水泵以及循环泵均采用工频配电，手动控制，都没有引入锅炉自动控制系统，锅炉房基本上采用集中盘上手控。只实现控制参数的显示和部分控制等，对炉膛负压、炉膛温度、出水温度、出水压力、回水温度、锅筒压力等无法自动控制，使得锅炉运行效率低、能耗大、环境差、工人

6、劳动强度大。因此，对现有锅炉所用的鼓风机、引风机、炉排电机、循环泵以及补水泵等设备进行计算机控制系统和锅炉电机的变频改造十分必要。由于供暖锅炉系统中的风机、水泵负载转矩与转速的平方成正比，袖功率与转速的立方成正比，采用交流变频调速控制风机、水泵流量代替传统阀门、描板控制流量，可以大大节省该类负载的驱动电机的耗电量，达到节能的H的，如果普遍采用交流变频调速，平均节电率在30%左右。用变频器启动风机、水泵等电动机，由于变频器内部具有矢量转矩控制技术，保证了电机良好的启动隆能，实现电机软启动，有效地限制了屯机的启动电流，明显降低屯机启动

7、噪声。同时，电机的软启动避免了频繁的工频启动对风机、水泵等大电机的冲击，有效地保护设备，延长设备使用寿命。锅炉的计算机控制使锅炉始终处于最佳工作状态，提高了锅炉的运行效率和燃煤的燃烧效果，不仅节约燃煤，也减少了烟尘和有害气体的排放，具有较好的环保效果。同时，计算机控制系统通过各种传感器检测锅炉温度、压力、流量等参数，传送至微机和仪表盘，并实现温度和压力等参数的自动控制，工人在计算机控制室就可以全面了解锅炉房各部分的运行清况，大大改善了工人的工作条件，提高了口动化程度和管理水平。因此，采用锅炉的计算机控制和变频控制不仅可大大节约能源

8、，促进环保，而冃可以提高生产自动化水平，具有显著的经济效益和社会效益。1.2国内外对锅炉控制的研究现状当前，节能与环保己成为人类社会面临的两大课题。我国的锅炉冃前以探为主要燃料，耗煤量接近全国煤产量的三分之一，燃用的主要是中、低质煤，工业污染十分严