工业锅炉论文范文
前言：我们精心挑选了数篇优质工业锅炉论文文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。
第1篇
夜上海论坛 工业蒸汽锅炉的过程控制系统包括汽包水位控制系统和燃烧过程控制系统，两系统在锅炉运行过程中互相耦合，所以控制起来非常困难。在此，我们暂不考虑系统间的耦合，只是对蒸汽锅炉的给水系统进行变频改造。
夜上海论坛 某企业有2台20T燃煤蒸汽锅炉，如图1所示。这2台锅炉通过1个给水母管分别给各自汽包供水，用汽量小的季节，2台锅炉只运行1台，当用汽量较大时，则必须2台锅炉同时运行。由于给水泵额定功率为37kw，一般情况下，1台锅炉运行时，只开1台给水泵裕量仍较大，而2台锅炉同时运行且用汽量较大时，只开1台给水泵无法满足需要，而开2台给水泵后，相对单台锅炉运行时，裕量更大。由于2台锅炉分别由2套DCS系统控制各自的电动阀门调节各自汽包的给水量，运行中，阀门开度较小造成给水母管压力较大，不仅浪费了大量的电能，较高的水压还对管道、水泵叶轮和阀门造成损害
2变频改造方案
基于系统运行现状，本着既能节能降耗，又能控制简便、安全且投资较少的原则，我们设计了1套1台变频器拖动3台电机的方案。具体如图2所示。
夜上海论坛 在本方案中，充分利用了锅炉层有的DCS控制系统，同时增加了变频器、可编程序控制器(PLC)和控制信号转换装置。
(1)硬件控制系统
夜上海论坛 a)西门子MM430变频器
MM430变频器是西门子公司最新研制生产的一种适用于各种变速驱动应用场合的高性能变频器(调试简单、配置灵活)，它具有最新的IGBT技术和高质量控制系统，完善的保护功能和较强的过载能力以及较宽的工作环境温度，安装接线方便，两路可编程的隔离数字输入、输出接口以及模拟输入、输出接口等优点，使其配置灵活多样，控制简单方便，易于操作维护。
b)西门子S7-200型PLC
夜上海论坛 西门子S7-200型PLC可靠性高、抗干扰能力强，可直接安装于工业现场而稳定可靠的工作。适应性强，应用灵活。
(2)当1台锅炉运行时
夜上海论坛 由于只开1台给水泵，就足够锅炉汽包所需用水量，故此时，系统只对运行锅炉的汽包水位进行恒液位控制即可。
将切换开关置于相应位置，通过锅炉原有DCS控制系统中的手动操作器将控制该锅炉汽包进水量的电动阀完全打开后，再通过控制信号转换装置切断该控制信号，使原有控制回路断开，电动阀保持全开状态，同时，将该锅炉汽包液位信号切入PLC，让PLC将该锅炉汽包液位信号进行PID运算处理后，再由控制信号转换装置，将PLC输出的4~20mA模拟信号传递给变频器，从而控制变频器的输出转速。
在本控制过程中，关键的问题是过程参数PID(P:比例系数I:积分系数、D:微分系数)的整定。由于工业锅炉运行过程中，用汽量的多小和蒸汽压力的大小，决定了给水流量的大小和给水压力的大小。为了保证系统的相对稳定运行，不出现大的波动，对生产造成影响，在调试过程中，应多次反复调整PID参数，直至出现最佳控制过程。
夜上海论坛 (3)当两台锅炉同进运行时
夜上海论坛 由于2台锅炉分别由两套DCS系统控制，在运行过程，虽然蒸汽并网后压力相同，但由于燃烧过程中存在不确定性，两台锅炉汽包各自的液位就必然存在差异。因此，单台锅炉运行中所用的恒液位控制方案在此就不再适合。通过给水原理图(图1)我们不难发现，要对2台锅炉汽包的液位分别控制，最理想的方案是将1个给水母管向2台锅炉给水的现状彻底改变，将给水系统分开，使每个锅炉都有自己独立的给水系统，再在此基础上加装变频控制，由1台变频器单独控制1台锅炉的给水。但此方案不仅改动较大，投资较高，且要停产改造，显然是行不通的。为了能在不改变原有系统现状的前提下，更好的利用变频装置，节能降耗，减小系统运行，维护费用，提高原有系统的自动化程度，我们针对该企业2台锅炉的运行特点，设计了一套专用于2台(或2台以上)锅炉同时运行时的控制方案，即:蒸汽压力和母管给水压力的恒压差控制方案。
夜上海论坛 当2台锅炉同时运行时，由于外供蒸汽并管，故蒸汽压力相同，又由于2锅炉由同一母管给水，故给水压力也相同。但由于蒸汽用量的变化不定和锅炉燃烧情况的不同，蒸汽压力是时刻变化的。这样，为了能保证给锅炉汽包供上水，就必须要求给水的压力始终高于蒸汽压力，由图2我们看到，由PLC采集蒸汽压力和母管给水压力，通过处理、比较后，得到二者的差值，再将此差值通过PID运算处理，输出4~20mA的模拟信号给控制信号转换装置。再由该装置将信号传输给变频器，从而控制变频器的运行速度。这样虽然可以保证给水母管压力始终高于锅炉蒸汽压力(压力差的大小可以通过PLC在一定范围内任意调节)，但锅炉各自汽包的液位却无法再通过调节变频器的转速去控制。在此，我们充分利用了原有给水控制装置，即汽包各自的进水电动阀门。仍由锅炉原有DCS控制系统采集各自汽包的液位，蒸汽压力，给水压力和给水流量等信号，去相应的调整进水电动阀的开度，从而控制各汽泡液位和进水流量。
此方案由于存在阀门的调节，所以理论上不能最大限度的节能降耗，但实际应用中，由于减小了给水母管与蒸汽压力之间的压力差，使电动阀门的开度由原来的平均10%左右开大到75%左右，系统回水阀门关闭，仍大大节约了能源。且本方案充分考虑了系统运行的安全性，一旦变频器故障，系统可立即自动由变频运行状态切换至原有工频运行状态，完全恢复改造前的运行状态，保证锅炉正常运行。变频故障解除后，仍可方便的手动切换为变频状态，使变频器方便的投入运行，且不影响锅炉的运行。
3PLC
PLC是本系统的核心控制器件，它不仅辨识、处理各种运行状态，进行系统间的逻辑运算和联锁保护，还对输入的多个模拟信号进行处理、运算后，输出标准的模拟信号控制变频器的运行速度。主程序结构较复杂，其中，对液位信号进行PID运算的子程序，原理图和程序框图如图3、图4所示。
4注意事项
夜上海论坛 (1)由于变频器产生高次谐波，会对通讯产生干扰，同时由于PLC采集模拟信号，要进行A/D和D/A转换处理，在此过程中，容易受到变频器高次谐波的影响而失真。因此，必须将变频器零地分接且加装液波装置，对PLC用隔离变压器供电，最好将PLC安装于距离变频器较远的位置上。
(2)本系统所需液位、压力等模拟信号均采至锅炉原有控制系统，为了不影响原控制系统的安全性与完整性，应将原有模拟信号通过隔离分路端子分路后采用。
夜上海论坛 (3)锅炉给水是锅炉运行过程中至关重要的环节之一，其运行的稳定性与可靠性直接关系到整个锅炉系统乃至整个企业生产运行的稳定与安全。因此，一旦变频器出现故障而停车后，系统可自动切换至原有工频控制系统而不影响生产，这一联锁措施至关重要。
5结束语
(1)变频调速是电气传动系统工程，而变频器只是其中的一部分，变频器容量、类型的选择，电气保护回路和控制回路的设计关系到变频调速系统应用的可靠性、安全性和经济性。
夜上海论坛 (2)变频调速系统是基于微电子、电力电子、计算机、自动控制和电机等技术上发展而来的，有其先进性，但也有其不足和缺点，如电磁干扰，高次谐波的寄生电容，以及低速运行时的电机温升等。
夜上海论坛 (3)变频调速技术以其节能、环保、方便、工作效率高等优点，在现代企业中得到广泛应用。若将其再与计算机技术有机的结合起来，实现资源共享，统一管理，则会进一步节能降耗，提高产品质量和生产稳定性。
参考文献
第2篇
工业蒸汽锅炉的过程控制系统包括汽包水位控制系统和燃烧过程控制系统，两系统在锅炉运行过程中互相耦合，所以控制起来非常困难。在此，我们暂不考虑系统间的耦合，只是对蒸汽锅炉的给水系统进行变频改造。
某企业有2台20T燃煤蒸汽锅炉，如图1所示。这2台锅炉通过1个给水母管分别给各自汽包供水，用汽量小的季节，2台锅炉只运行1台，当用汽量较大时，则必须2台锅炉同时运行。由于给水泵额定功率为37kw，一般情况下，1台锅炉运行时，只开1台给水泵裕量仍较大，而2台锅炉同时运行且用汽量较大时，只开1台给水泵无法满足需要，而开2台给水泵后，相对单台锅炉运行时，裕量更大。由于2台锅炉分别由2套DCS系统控制各自的电动阀门调节各自汽包的给水量，运行中，阀门开度较小造成给水母管压力较大，不仅浪费了大量的电能，较高的水压还对管道、水泵叶轮和阀门造成损害
2变频改造方案
基于系统运行现状，本着既能节能降耗，又能控制简便、安全且投资较少的原则，我们设计了1套1台变频器拖动3台电机的方案。具体如图2所示。
在本方案中，充分利用了锅炉层有的DCS控制系统，同时增加了变频器、可编程序控制器(PLC)和控制信号转换装置。
(1)硬件控制系统
夜上海论坛 a)西门子MM430变频器
夜上海论坛 MM430变频器是西门子公司最新研制生产的一种适用于各种变速驱动应用场合的高性能变频器(调试简单、配置灵活)，它具有最新的IGBT技术和高质量控制系统，完善的保护功能和较强的过载能力以及较宽的工作环境温度，安装接线方便，两路可编程的隔离数字输入、输出接口以及模拟输入、输出接口等优点，使其配置灵活多样，控制简单方便，易于操作维护。
b)西门子S7-200型PLC
西门子S7-200型PLC可靠性高、抗干扰能力强，可直接安装于工业现场而稳定可靠的工作。适应性强，应用灵活。
(2)当1台锅炉运行时
由于只开1台给水泵，就足够锅炉汽包所需用水量，故此时，系统只对运行锅炉的汽包水位进行恒液位控制即可。
夜上海论坛 将切换开关置于相应位置，通过锅炉原有DCS控制系统中的手动操作器将控制该锅炉汽包进水量的电动阀完全打开后，再通过控制信号转换装置切断该控制信号，使原有控制回路断开，电动阀保持全开状态，同时，将该锅炉汽包液位信号切入PLC，让PLC将该锅炉汽包液位信号进行PID运算处理后，再由控制信号转换装置，将PLC输出的4~20mA模拟信号传递给变频器，从而控制变频器的输出转速。
夜上海论坛 在本控制过程中，关键的问题是过程参数PID(P:比例系数I:积分系数、D:微分系数)的整定。由于工业锅炉运行过程中，用汽量的多小和蒸汽压力的大小，决定了给水流量的大小和给水压力的大小。为了保证系统的相对稳定运行，不出现大的波动，对生产造成影响，在调试过程中，应多次反复调整PID参数，直至出现最佳控制过程。
夜上海论坛 (3)当两台锅炉同进运行时
由于2台锅炉分别由两套DCS系统控制，在运行过程，虽然蒸汽并网后压力相同，但由于燃烧过程中存在不确定性，两台锅炉汽包各自的液位就必然存在差异。因此，单台锅炉运行中所用的恒液位控制方案在此就不再适合。通过给水原理图(图1)我们不难发现，要对2台锅炉汽包的液位分别控制，最理想的方案是将1个给水母管向2台锅炉给水的现状彻底改变，将给水系统分开，使每个锅炉都有自己独立的给水系统，再在此基础上加装变频控制，由1台变频器单独控制1台锅炉的给水。但此方案不仅改动较大，投资较高，且要停产改造，显然是行不通的。为了能在不改变原有系统现状的前提下，更好的利用变频装置，节能降耗，减小系统运行，维护费用，提高原有系统的自动化程度，我们针对该企业2台锅炉的运行特点，设计了一套专用于2台(或2台以上)锅炉同时运行时的控制方案，即:蒸汽压力和母管给水压力的恒压差控制方案。
当2台锅炉同时运行时，由于外供蒸汽并管，故蒸汽压力相同，又由于2锅炉由同一母管给水，故给水压力也相同。但由于蒸汽用量的变化不定和锅炉燃烧情况的不同，蒸汽压力是时刻变化的。这样，为了能保证给锅炉汽包供上水，就必须要求给水的压力始终高于蒸汽压力，由图2我们看到，由PLC采集蒸汽压力和母管给水压力，通过处理、比较后，得到二者的差值，再将此差值通过PID运算处理，输出4~20mA的模拟信号给控制信号转换装置。再由该装置将信号传输给变频器，从而控制变频器的运行速度。这样虽然可以保证给水母管压力始终高于锅炉蒸汽压力(压力差的大小可以通过PLC在一定范围内任意调节)，但锅炉各自汽包的液位却无法再通过调节变频器的转速去控制。在此，我们充分利用了原有给水控制装置，即汽包各自的进水电动阀门。仍由锅炉原有DCS控制系统采集各自汽包的液位，蒸汽压力，给水压力和给水流量等信号，去相应的调整进水电动阀的开度，从而控制各汽泡液位和进水流量。
此方案由于存在阀门的调节，所以理论上不能最大限度的节能降耗，但实际应用中，由于减小了给水母管与蒸汽压力之间的压力差，使电动阀门的开度由原来的平均10%左右开大到75%左右，系统回水阀门关闭，仍大大节约了能源。且本方案充分考虑了系统运行的安全性，一旦变频器故障，系统可立即自动由变频运行状态切换至原有工频运行状态，完全恢复改造前的运行状态，保证锅炉正常运行。变频故障解除后，仍可方便的手动切换为变频状态，使变频器方便的投入运行，且不影响锅炉的运行。
3PLC
夜上海论坛 PLC是本系统的核心控制器件，它不仅辨识、处理各种运行状态，进行系统间的逻辑运算和联锁保护，还对输入的多个模拟信号进行处理、运算后，输出标准的模拟信号控制变频器的运行速度。主程序结构较复杂，其中，对液位信号进行PID运算的子程序，原理图和程序框图如图3、图4所示。
4注意事项
夜上海论坛 (1)由于变频器产生高次谐波，会对通讯产生干扰，同时由于PLC采集模拟信号，要进行A/D和D/A转换处理，在此过程中，容易受到变频器高次谐波的影响而失真。因此，必须将变频器零地分接且加装液波装置，对PLC用隔离变压器供电，最好将PLC安装于距离变频器较远的位置上。
(2)本系统所需液位、压力等模拟信号均采至锅炉原有控制系统，为了不影响原控制系统的安全性与完整性，应将原有模拟信号通过隔离分路端子分路后采用。
(3)锅炉给水是锅炉运行过程中至关重要的环节之一，其运行的稳定性与可靠性直接关系到整个锅炉系统乃至整个企业生产运行的稳定与安全。因此，一旦变频器出现故障而停车后，系统可自动切换至原有工频控制系统而不影响生产，这一联锁措施至关重要。
5结束语
(1)变频调速是电气传动系统工程，而变频器只是其中的一部分，变频器容量、类型的选择，电气保护回路和控制回路的设计关系到变频调速系统应用的可靠性、安全性和经济性。
夜上海论坛 (2)变频调速系统是基于微电子、电力电子、计算机、自动控制和电机等技术上发展而来的，有其先进性，但也有其不足和缺点，如电磁干扰，高次谐波的寄生电容，以及低速运行时的电机温升等。
(3)变频调速技术以其节能、环保、方便、工作效率高等优点，在现代企业中得到广泛应用。若将其再与计算机技术有机的结合起来，实现资源共享，统一管理，则会进一步节能降耗，提高产品质量和生产稳定性。
参考文献
第3篇
在对锅炉用水化验过程中，需要先对用水进行采集，在采集过程中需要针对采样装置、要求、方法及运输这四个环节来进行，从而确保化验的合理性和优质性，确保锅炉用水的质量。
1.1化工企业锅炉用水采集装置在对用不采集装置进行安装和布置时，则需要根据锅炉装置的类型和参数来进行，确保所采集的水体具有一定的代表性，同时为了确保水体的质量，则除低压锅炉装置外，取样所对应的管道需要以不锈钢作为管道的材质。
夜上海论坛 1.2化工企业锅炉用水采样要求在化工企业锅炉运行过程中，基用水包括的种类较多，如除氧水、锅水、给水及回水等，这些用水装置都需要有相应的冷却器设备与之相对应。从而确保充足的冷却面积，同时也能够保证冷却水源的连续供给，实现对水样流量的有效控制。这就需要做好取样冷却器设备的定期检修工作，避免冷却器内部存有水垢，影响其冷却效果。
1.3化工企业锅炉用水采样方法在对冷却器水样进行采集时，则需要通过合理对冷却水取样装置的阀门部件进行调节，使水量流量得到有效的控制，同时也需要将水样温度控制在规定的范围之内。同时在对锅炉给水水样进行采集时，还需要使采集的水样保持流动性和连续性，而且还要先清除掉管道内部的积水后才能进行采集水样。
1.4化工企业锅炉用水采样运输对需要进行存放和运输的水样，需要保证水样容器的密封性和严密性，而且在储存及运输途中还要避免受到阳光的照射，对于运输途中温度低于零度以下的环境，则需要做好水样的防冻措施，在水样化验报告中需要将运输各环节的指标参数进行标明。
夜上海论坛 2、化工企业锅炉水化验方法
夜上海论坛 水样采集完成后则需要对用水水样进行化验，通过对水样硬度、碱度和氯化物等几项指标的化验来评定水样的质量，具体化验方法如下：
2.1化工企业锅炉用水硬度指标
2.1.1化验试剂在对硬度指标进行评估试验中，需要准备化化验所用的试剂，具体包括乙二胺四乙酸试剂、氨-氯化铵缓冲液试剂、铬黑T指示剂。
夜上海论坛 2.1.2化验方法首先需要取一定量的锅炉用水水样，将其注入到锥形瓶容器中，然后将一定量的氨—氯化铵缓冲液试剂加入到锥形瓶内，加入时利用滴注的方式进行，同时还要将铬黑指示剂滴入二滴，将容器内的试剂进行充分的混合，然后将乙二胺四乙酸试剂滴入到容器中，以溶液呈现蓝色为标，然后在此状态下，对其数值进行记录。
2.1.3计算方法化工企业锅炉用水硬度指标=1000×乙二胺四乙酸试剂摩尔浓度指标×（乙二胺四乙酸试剂所消耗体积/水样体积）
夜上海论坛 2.2化工企业锅炉用水碱度指标
2.2.1化验试剂容量法评估碱度指标的过程中，需要预先准备的化验试剂包括以下几个方面：（1）0.1M硫酸标准溶液试剂；（2）浓度为1.0％的酚酞指示剂；（3）浓度为0.1％的甲基橙指示剂。陈鹏中国石油大庆炼化公司质量检验与环保监测中心黑龙江大庆163411
2.2.2化验方法取100ml剂量透明锅炉用水水样，将该水样注入容积为250ml的锥形瓶容器当中。向该锥形瓶当中以滴注的方式滴入2滴~3滴酚酞指示剂。此步骤下，若锥形瓶中溶液呈现出红色状态，则需要向其中加入0.1M硫酸标准溶液，加入剂量以溶液呈现为无色状态为准。此过程当中需要对0.1M硫酸标准溶液所消耗的体积数值进行记录。进而，向锥形瓶当中以滴注方式滴入甲基橙指示剂。将其混合后，达到均匀程度时再向溶液只进行滴注硫酸标准溶液，直到溶液颜色为橙红色时即可。
夜上海论坛 2.2.3计算方法化工企业锅炉用水碱度指标=0.1M硫酸标准溶液摩尔浓度指标×（第一次0.1M硫酸标准溶液消耗体积＋第二次甲基橙指示剂溶液消耗体积）×1000/水样体积数值。
夜上海论坛 2.3化工企业锅炉用水氯化物指标
夜上海论坛 2.3.1化验试剂硝酸银容量法在对氯化物指标评估过程中，需要用到的化验试剂大致包括以下几种，硫酸标准溶液、酚酞指示剂、铬酸钾指示剂、银离子等。
2.3.2化验方法在此试验中一样也是取100ml剂量的锅炉水样。同时将其注入到锥形容器中，然后将二至三滴的酚酞指示剂滴注到容器内，对锥形瓶内的溶液进行观察，当其液体呈现红色时，则可以将硫酸标准溶液向其溶液内进行滴注，当溶液呈现无色状态时即可。再向无色溶液中滴入铬酸钾指标剂1毫升，并将其进行充分摇匀，混合均匀后向其中滴注硝酸银溶液，当溶液呈现橙色状态时即可停止。
夜上海论坛 2.3.3计算方法化工企业锅炉用水氯化物指标=1.0×硝酸银标准溶液的体积消耗数值/锅炉用水水样体积数值×1000（mg/L）。
夜上海论坛 3、化工企业锅炉水化验数据
在化工企业水化验过程中，数据分析作为最为重要的一个环节，在整个化验过程中具有极为重要的意义。目前对于化工企业锅炉用水具有严格的水质标准要求，这就需要在水化验过程中将化验数据要与标准数据进行比对，确保化验数据与标准数据达到吻合，同时还要对与标准数据不符合的情况进行及时处理，确保化工企业锅炉运行的安全性和可靠性。数据是化验分析中最为直观的一个环节，也是最具科学根据的判断标准。因为对锅炉用水的标准较高，所以我国对锅炉用水有着非常严格的质量标准。通过对锅炉水进行化验分析，得出详细的数据，然后与标准指标相对比，就可以知道是否符合标准。对于不符合质量标准的水质，要对其进行更进一步的分析，研究出相差的原因，对于提高水质具有一定的意义。只有通过详细的数据分析，才能够合理的判断出水质的现状，为化工企业的锅炉用水提供科学的使用标准，确保其能够安全可靠的运行，促进化工企业正常生产。
夜上海论坛 4、结束语
