摘要：21世纪人类已进入信息化时代.各发电集团和企业已充分认识到，大力推进信息化建设、实现生产过程高度自动化和管理现代化，是企业持续实现安全经济生产的重要前提条件。信息化技术实现了控制系统的信息化、智能化、节能化和安全化，将传统的人工操作转换为智能化全自动无忧操作，并达到在锅炉燃烧过程中节煤、节电、节水、节人工、减少维修费用的显著节能效果，达到了环保与节能同步，实现了经济效益、环境效益和社会效益的显著提高。
关键词：信息化技术；锅炉；应用
1、工业锅炉信息化智能化控制系统的主要构成及功能
KD-DCS系列锅炉智控系统包括数据采集管理系统、中央工业控制计算机主控操作站管理控制系统及动力设备管理控制系统，它健全了锅炉安全运行监控管理和数据采集、锅炉节能燃烧自动控制和用户管网自动调节的全部内容，实现了对锅炉运行的压力、温度、流量等运行状态参数进行实时监视、控制和管理。对应每一台锅炉均有一个操作运行工作站，操作人员可以通过中央操作站的人机界面进行各种参数设置和控制策略组态，然后通过控制网络将组态参数信息传输给运行工作站，再通过运行工作站对安置在锅炉房内的各种机电设备进行集中优化智能监控管理。
KD-DCS系列锅炉智控系统通过对电子控制、计算机控制、计算机软件和算法、现场总线通信技术的优化整合，形成了优良的交叉限幅并联串级PID闭环控制；通过引入模糊控制技术和专家系统智能控制技术，有效解决了常规模糊PID算法自稳定性差，自寻优过程缓慢，宽负荷调节能力差等问题；该系统结合现场总线和DCS及PLC控制方式的优点，具有运行成本低、可靠性高的特点，并且易于多台并联控制和网络系统控制。该系统提供的人机界面功能，实现了锅炉、工业控制计算机和管理人员的有机统一。实践证明，该技术的使用极大改善了系统调节性能，使锅炉燃烧运行的稳定性、节能指标和安全性都提高到了一个新的高度。
2、工业锅炉信息化智能化控制系统的主要特性
（1）技术的先进性
KD-DCS锅炉智控系统为三级控制系统，对下位机进行了强化处理，用智能控制操作站作为下位机，使控制分散而又集中。智能控制操作站采用先进的设计方法、可靠的硬件模块。该系统具有自整定功能及抗积分饱和模糊控制功能，系统还具有在线自动优化功能，实现了锅炉整体系统的前馈量同步控制，彻底解决了锅炉燃烧与运行之间存在的滞后问题，从控制效果看，锅炉运行所产生的蒸汽压力、锅筒水位和炉膛负压这三条历史曲线是近乎直线，可以充分证明KD-DCS锅炉智能控制系统有着很好的先进性能。上位机使用工业控制计算机，同时配以大屏幕彩色显示器、工业键盘、喷墨打印机、UPS电源一系列附件，使工控机和与之相匹配的专用控制软件的强大功能得到充分的展现。
（2）燃烧控制的节能性
智能控制系统的燃烧控制方式是以蒸汽压力作为主控参数，蒸汽流量作为前馈量直接参与调节，必要时通过上位机将氧量引入，用于校正，以实现最佳燃烧。在锅炉运行条件较好的情况下，本系统可以保证蒸汽压力的稳定，即使锅炉负荷波动较大，本系统仍具有较好的可控性、节能性和环保性。通过智能控制可从以下几个方面来实现节约：
①燃煤燃烧得更充分了，降低炉渣可燃物、固体不完全燃烧损失；②由于配风更加合理，减少了燃煤燃烧后的散热损失；③提高了蒸汽品质，蒸汽带水减少，降低了能耗和水耗；④燃烧充分，减少了炉渣排放量，煤渣所带走的物理热减少，从而实现能源节约。给水泵、鼓引风机、炉排电机都安装了变频器作为执行器，不仅利于控制，而且因电机实现了软启动还延长了其使用寿命。
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（3）排烟控制上的环保性
锅炉智控系统选择并维持适宜的空气过剩系数，既保证了运行安全、燃烧节能、不冒黑烟又减少了过剩空气量，使排烟总量降到最低程度，减少了除尘器的负荷，达到了节能和环保的双重效果。
（4）运行中的安全性
水位控制是锅炉正常运行的基本保证，水位过高不利于汽水分离，并且容易致使蒸汽带水影响蒸汽品质，降低锅炉效率；水位过低，则易发生烧毁锅炉的重大事故，蒸汽压力的不稳定也同样给锅炉安全运行带来极大的危险。锅炉智控系统可以保证锅炉在正常负荷范围内，不管蒸汽用量变化范围多大，蒸汽压力波动可以稳定控制在±0.05MPa范围，锅筒水位可以始终控制在中水位线±5mm，从而确保了锅炉的安全运行。
锅炉智控系统具有锅炉高、低水位和超压报警功能，还具有锅炉极低水位、极高气压报警及紧急连锁停炉功能，并且还具有事故报警、事故记忆等功能，使锅炉的安全运行几乎达到万无一失。
（5）设备完整性
传统的锅炉控制方法，由于炉温变化大等各方面的原因，导致炉墙、炉管、锅筒及焊口结灰、结焦，造成烟道堵塞，流通不畅，从而降低了引风机的效率，增大了引风负荷，造成省煤器及空气预热器损坏、堵塞，设备运行故障率高。KD-DCS锅炉智控系统，因改善锅炉的运行工况，从而最大限度地减少以上问题的发生，与锅炉相配套的辅机设备的损坏率显著降低，辅机设备维修费用大大降低，停车时间减少，设备完整性提高，进而保证了用户的正常生产需要，避免了因锅炉停车而给用户造成的不必要的损失。
（6）服务上的无忧性
服务上的用户无忧性是企业生存的基本前提，对承接的工程负全程技术服务、技术保障之责，对客户的技术人员进行全程技术培训、指导，客户如遇到技术问题，山东万众节能公司的技术人员在接到通知后会用最短的时间赶到现场，为客户提供确实的、周到的无忧服务。
3、应用效果及节能分析
山东淄博中舜生化有限公司采用了锅炉智控系统，该公司不用任何投资，每年锅炉节煤10.26%，节电23.98%，司炉人员减少了6人，综合节煤、节水、节电产生的效益，企业每年可得到近200万元的直接效益。作为回报，万众公司也根据合作协议从节煤、节电产生的效益中提取70%工程款，实现了双赢。该节能技术通过在山东三龙油棉集团有限公司、山东滨州春晓集团、高青鑫利源油棉有限公司等单位的锅炉上应用，节能效果非常明显。通过有关权威部门测试，一般节煤在10%～18%，节电在15%～60%。
根据各用户的锅炉实际运行，常年运行的工业锅炉节能情况大致估算为：4t/h锅炉年可节电、节煤价值约为10～30万元；6t/h锅炉年可节电、节煤价值约为15～50万元；10t/h锅炉年可节电、节煤价值约为30～80万元；20t/h锅炉年可节电、节煤价值约为50～180万元。在产生节煤、节电、节水、节省人工和设备维修费的直接经济效益的同时，由于锅炉水位、蒸汽压力非常稳定，供出的蒸汽几乎不含水，蒸汽品质很好，最大限度地符合或改善用汽系统的工艺要求，使整个生产线系统也随之趋于更加稳定，产品的质量和数量均会有不同程度的提高，由此而产生的经济效益也是相当可观的。
4、结语
KD-DCS锅炉智能控制系统降低了煤耗，减少了锅炉产生的污染，使锅炉达到更加安全稳定、节能环保、高效的运行状态，所产生的经济效益、环保效益、安全效益和社会效益是非常显著的，该系统的应用是依靠科技创新、节能降耗、清洁生产、走可持续发展之路的典范。
参考文献：
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[3]肖伯乐.我国火电厂自动化与信息化技术的进展.动力工程学报，2011，31：611–618
论文作者:李海明1,赵瑞昌2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/15
标签：锅炉论文; 节煤论文; 蒸汽论文; 系统论文; 节能论文; 水位论文; 控制系统论文; 《基层建设》2019年第23期论文;