（江苏天目建设集团有限公司，江苏常州213300）
摘要：我国工业生产的不断进步，对于锅炉的改进和优化也取得了一定的成效。在当前的锅炉运行中，它的运行状况受到多方面因素的影响，包括DCS控制系统的可靠性、通讯的速度问题以及操作界面的习惯性问题。生产管理者在对自动化系统进行选择时，需要结合锅炉实际运行的状况，掌握设备的基本性能和作用原理，实现DCS控制系统在锅炉运行中的良好应用。
关键词：DCS控制系统；余热发电；锅炉运行
前言
某铝业公司基于企业改革的需要，在企业内部新扩建了350kA电解系列配套阳极项目的余热锅炉为了配合煅烧回转窑的试车、投产，设置了一个单元组合性控制仪表，但是，该仪表的作用发挥并没有达到预期效果，对于一些关键性参数没有及时的跟踪和记忆，对于运行中出现的安全隐患也难以及时发现并解决，这样就导致了在仪表监控系统不健全的状况下，司炉人员操作行为的不规范导致锅炉生产出现一系列问题，一旦不及时处理就会引发严重的安全事故。
1控制系统中存在的问题
依据该公司锅炉生产的现状，对于其仪表控制系统的现状进行总结如下：
第一，企业的锅炉水位调节是依据单冲量可编控制器完成的，从它的实际过程来说，这种调节是具有低灵敏度和慢反应特点的，这样出现集中运行，就会直接出现水用量的不足，导致所需的供水水位忽上忽下，进而给锅炉使用带来安全风险。
第二，在汽轮机和余热锅炉系统中，系统所产生的各种数据是难以及时同步和分享的，技术人员难以全面掌握各个设备的参数信息和运行状况。
第三，高温高压蒸汽需要在减温减压器的作用下逐渐下降到饱和状态。在正常运行过程中，控制减温减压器的开度操作可以实现对汽轮机的压力调节作用，但是，手工形式的调节就很难保证蒸汽压力的稳定性，会对汽轮机的运行带来不利影响。
第四，该企业中，对于蒸汽所产生的温度来说，在进行控制的过程中是以手动形式调节为主的，但是，从实际应用来看，对于减温水流量的多少以及量难以做到准确无误的控制，而且蒸汽所产生的温度也有很大的上下波动性，例如在过热器蒸汽的出口部位，它的最高温度是430℃，这一温度值已经超出了正常工作的温度标准值，即400℃，一旦操作失误，就会导致过热器温度过高。
第五，温度、压力以及液位三者的指标信息是反映除氧器运行质量的关键，通常情况下，按照文件的规定，压力需要稳定在0.02～0.025MPa之间、温度在102～104°之间。一旦压力超出范围，水中就会有残留氧气，不利于除氧器的安全运行；温度过低的话，也会导致水中的氧气难以完全除去；而温度过高的话又会造成资源的不合理利用。据此，温度、压力、液位三者必须要在除氧器控制系统作为重点对待，始终处于稳定合理的状态。
2 DCS控制系统的结构设计
它的控制系统包含的内容较多，不同结构的功能和设置也各有差异：
2.1系统构成
它的系统构成含有多个部分，例如工程师站、操作员站、通讯站以及现场控制站等，不同的站所含有的作用也各不相同，工程师站和操作员站的系统平台界面是Windows2000，对组态管理程序进行运行操作以实现人机的通讯。
2.2网络通信
按照系统运行的内在要求，对于它的通信结构设计是分为两层，即监控网络和控制网络。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于后者来说，它的主要作用是完成中心交换机和其他各个通讯节点的相互连接，通信采用的是TCP/IP协议的以太网，传输的介质是以太网双绞铜线，速率是100Mbps，不同的传输节点采用固定分配的IP地址进行标示；而对于后者来说，它的目的是实现控制器和智能I/O模件通信，传输的介质是Profibus-DP屏蔽双绞铜线。
2.3监控功能
锅炉的主画面部分：在主显示屏上，它可以直接显示出锅炉生产的整个工艺流程，其中也包含有很多细节性的关键内容，可以使技术人员直观观察到，也具有报警闪烁的功能，可以根据现实需要随时切换到其它画面中。
分画面部分：分画面部分是对各个子系统运行的画面进行显示的，现实的内容包含有各个不同参数设定的功能键、总的控制流程、警报产生的记录以及相关调节器PID的参数设定等。
报警画面部分：依据于生产工艺的要求，如果过程值超出了报警的上限和下限时，就会发生警报，并且在警报的画面上也会显示出警报发生的时间、等级、位置等等。
3 DCS控制系统的过程
3.1汽包水位的控制
一般来说，锅炉汽包水位是处于一定的范围之内的，一旦超出这个范围就会给锅炉的安全运行带来不利影响。在运行的过程中，汽包水位过高的话，将会直接对汽水分离效果产生重要影响，使它饱和的蒸汽湿度明显增大，同时在这一过程中它的盐成分也会增多，需要注意的是，如果此时的水位已经达到既定程度的话，在蒸汽的成分中就会有水分，那么由于炉水的含盐就会超过蒸汽，蒸汽的品质也就会发生恶化；而如果汽包水的水位过低的话，就会破坏到锅炉的汽水自然循环，导致水冷管管壁被烧坏，甚至于缺水程度超出极限的话还会发生水管爆裂的现象。
对于汽包水位的控制来说，它的发生过程是液位在进行PID调节之后会输出，和蒸汽流量进行加法运算，而后对运算的结果和给水流量的偏差进行相互比较，同时输出带动执行机构，对给水阀进行调节。一旦汽包液位上升，PID的输出就会减小，加法器的输出也会相对减小，给水阀关小；而汽包负荷变大的话，加法器的输出也会增大，给水阀开大，需要注意的是，一旦是负荷瞬间增加的话，就会出现“假水位”的现象，则PID的输出也会减小。
3.2除氧器水温度和压力的调节
上述提到，除氧器的参数规定是由严格标准的，压力范围是在0.02～0.025NMPa之间，温度则是在102～104℃之间，一旦两者超出了这个标准区间，就会导致压力和温度控制系统调节进气阀，使进气量发生改变；如果它的液位出现了较大的变化，它的控制系统就会起到调节进水阀的作用，而在这种作用下就会使进水量发生变化。
对于液位的控制具有很明显的流程性，首先要做的就是先对不同除氧器的液位信号进行合理预测，以某一个液位作为对象，做PID调节，并对所有的进水阀门进行调节。
从压力和温度控制层面来讲，它会涉及到较多的细节性内容，对于它的控制流程来讲，就是这个系统中存在的所有除氧器都可以利用自身所具有的带温度修正和前馈补偿的单回路控制。它的前馈量是进水调节阀的位置变化量，那么锅炉的用水状况一旦出现较大的波动，就会导致进水阀门出现改变的话，会对蒸汽调节阀产生一定的作用。
3.3对于减温减压器的控制
在减温减压系统中，它的地位十分重要，它可以确保锅炉在生产中的蒸汽汽轮机在结束之后，还有一定的剩余量，把过热蒸汽降低为饱和蒸汽，并使其进入到蒸汽管网之中，之前手动调节的方式很难实现这一过程，而且这种方式对于压力和温度两者所产生的波动范围也很大，增加了官网的安全隐患。
对于蒸汽压力的控制实现来说，最常采用的控制形式是单回路形式，在这种形式下，蒸汽的出口位置所产生的压力会在PID的调节下，与官网中存在的压力偏差进行合理的调节，使之处于良好状态。但是，需要注意的是，对于官网的压力范围也要严格控制，一旦过高，PID的输出量就会增多，此外，对于官网内部的蒸汽所产生的温度控制形式是以带压力修正和前馈补偿的单回路为主。
4结语
现代工业生产中，锅炉的应用十分普遍，本文通过对某铝业公司的余热锅炉改造的分析，阐述了经过改良后锅炉控制系统的良好运行状况，在运行中的各项指标和参数度满足实际所需，这其中DCS控制系统发挥了极其重要的作用，是值得工业生产应用的。
参考文献：
[1]许萍．DCS控制系统在余热发电锅炉中的应用[J]．中国有色冶金，2010（01）
[2]马世乾．DCS控制系统在水泥余热发电中的应用[J]．建筑工程技术与设计，2015（15）
[3]赵爱东，王磊，刘建成．纯低温余热发电DCS控制系统的开发与应用[J]．中国水泥，2010（02）
[4]黄曙．水泥窑纯低温余热发电控制系统[J]．水泥工程，2010（03）
论文作者:谈永忠
论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年12月下
论文发表时间:2016/9/21
标签：锅炉论文; 就会论文; 蒸汽论文; 控制系统论文; 汽包论文; 压力论文; 余热论文; 《建筑建材装饰》2015年12月下论文;