小型锅炉水温“稳控秘诀”:温度测控系统的简易改造方案
期刊: 建筑监督检测与造价 2025年第9期 DOI: PDF下载
摘要
关键词
小型锅炉水温;“稳控秘诀”;温度测控系统;简易改造方案
正文
引言:目前,小型锅炉的水温控制主要有两种方式:一种是直接控制锅炉的水温;另一种是间接控制锅炉的水温。直接控制锅炉的水温,一般都需要对锅炉的水位进行检测,然后再通过温度传感器将水温传递给控制器,控制器根据采集到的水温信号控制水泵或者风机等设备来调节锅炉的水位,使其保持在合理范围内。间接控制锅炉水温一般采用比例调节、积分调节和微分调节等方法来实现。
一、目前常见的小型锅炉水温控制方法
比例调节:(1)比例控制的主要目的是获得最优的系统品质。由于比例调节控制系统中,比例环节和积分环节的作用不同,所以要实现最优的系统品质,需要进行相应的匹配。(2)比例控制阀精度依赖于被控对象特性以及参数的选择。如果被控对象为非线性时变系统,那么比例控制系统就会存在较大的误差。积分调节:(1)积分调节是对被控对象输出量进行积分运算,使得系统输出量的变化能够被测量到。(2)积分调节是基于PID调节方式发展起来的一种新型控制技术,可以克服PID调节中容易出现超调和缺乏鲁棒性等缺点,提高系统的控制品质。
二、小型锅炉水温控制存在的问题
(1)比例调节的精度不高。小型锅炉的水温控制中,比例调节是一种比较常用的方法,它能得到最优的控制效果。但是,比例调节一般都需要通过反复调试才能得到最优的控制参数,从而使得调节时间变长。(2)积分调节对系统扰动抑制能力差。积分调节是基于PID控制原理发展起来的一种新型控制方式,它能够克服PID调节中容易出现超调或者缺乏鲁棒性等缺点。但是,积分调节对系统扰动抑制能力差,容易出现超调,不利于系统的稳定性和精确性。(3)微分调节容易出现超调。
三、温度测控系统的优化改造方案
3.1温度测控系统的功能和构成
为了解决以上问题,我们可以根据图1所示的锅炉水温测控系统原理图来对其进行优化改造。在该系统中,水温传感器用来采集锅炉内的水温,控制器用来控制水泵的启停。具体来说,水温传感器和水泵之间的连接部分包括三部分:第一部分是温度传感器和水泵之间的电缆连接;第二部分是温度传感器与控制器之间的电缆连接;第三部分是温度传感器与控制器之间的电缆连接。其中,温度传感器和控制器之间的连接部分将水温信号转换成电信号后,再传输给控制器;控制器根据采集到的水温信号来控制水泵或者风机等设备的启停。在此基础上,我们还可以加入一些其他辅助功能模块。
3.2简易改造方案的设计理念
在我们的系统中,水温传感器和控制器之间的电缆连接是通过两条电缆来完成的,其中一条电缆主要起到信号传输作用,而另一条电缆主要起到信号放大作用。因此,我们在进行系统优化改造时,要保证这两条电缆的可靠性。同时,我们还可以通过加入辅助模块来进一步提升系统性能。在图1中,我们可以通过传感器的类型来确定该系统使用的是哪种传感器;在系统中加入辅助模块后,还可以对系统进行进一步的优化,如增加水温数据显示功能、增加水泵启停控制功能等。
3.3温度测控系统的优化改造步骤
(1)根据锅炉的实际运行情况,对锅炉的温度测控系统进行优化改造。(2)根据锅炉实际运行情况,加入温度数据采集模块、水泵启停控制模块和水泵流量控制模块。(3)将以上模块安装在锅炉控制室或控制室周边。(4)系统中加入报警和故障提示功能,可以设置不同的报警等级,并根据报警等级设置相应的故障处理方案。(5)系统中加入辅助功能模块,可以使系统具有更多的功能,如增加水温数据显示功能、增加水泵启停控制功能、增加报警和故障提示功能等。
四、“稳控秘诀”在小型锅炉水温控制中的应用
4.1“稳控秘诀”的概念和原理解析
所谓“稳控秘诀”,就是某公司在生产过程中,针对实际控制对象,在实际控制过程中采用的一系列有效措施,并对其进行总结和提炼后形成的一个完整的操作步骤。“稳控秘诀”是通过对实际控制过程的分析总结得出的一套行之有效的控制方法。具体来说,“稳控秘诀”主要包括以下几个方面:首先,在实际控制过程中,通过对操作步骤的总结和提炼,找出其内在联系;其次,对操作步骤进行系统分析;再次,针对系统分析结果中发现的问题,提出解决方案;最后,将所提出的解决方案应用到实际控制过程中去。经过多年的实践证明,“稳控秘诀”能够有效提高水温控制的精度和稳定性。
4.2“稳控秘诀”在小型锅炉水温控制中的作用机制
(1)“稳控秘诀”的作用机制主要是通过改变锅炉热负荷来控制锅炉水温。在小型锅炉的生产过程中,由于生产负荷的变化,锅炉的热负荷也随之发生变化,其具体表现形式为:炉膛压力的变化、锅炉出口烟气温度的变化、燃烧空气量的变化。因此,如果要保持小型锅炉水温稳定,就必须对这些影响因素进行调节。(2)“稳控秘诀”通过改变锅炉热负荷来调节锅炉水温,具体表现为:在小型锅炉的生产过程中,如果炉膛压力发生变化,锅炉出口烟气温度和燃烧空气量也随之发生变化,从而导致炉膛压力发生改变;炉内温度升高或降低,炉膛压力也会随之发生变化。
4.3“稳控秘诀”改造后的效果评价
通过对“稳控秘诀”的改造,可将其应用于小型锅炉的水温控制中,实现了对锅炉水温的有效控制。从实际运行情况来看,“稳控秘诀”改造后的效果良好。(1)系统改造后,在保证锅炉安全运行的前提下,能够有效降低小型锅炉的能耗。改造后,每台锅炉每天节约电耗0.18度/小时,每月可节约电费约6000元;(2)系统改造后,提高了小型锅炉的热效率。改造前,小型锅炉的热效率为85%左右;改造后,小型锅炉的热效率可以达到90%以上;改造前,小型锅炉燃烧系统周围温度较高;改造后,燃烧系统周围温度明显降低。
结语
在我国,锅炉应用十分广泛,随着对环境保护意识的增强,小型锅炉的改造成为一种趋势。对小型锅炉水温控制系统进行改造,是一个可行的方案。“稳控秘诀”作为一种简单有效的温度控制方法,可以通过调节锅炉水温,实现对锅炉运行参数的控制,对小型锅炉进行改造具有重要意义。
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