一、概述
锅炉集控系统除了减轻工人的劳动强度，使锅炉安全稳定运行外，能提高燃烧的经济性。一般工业蒸汽锅炉或供暖水炉都是几台锅炉并联运行，我们公司研制的锅炉集控系统是配合供汽、供热负荷需求对锅炉进行规划运行，各锅炉在给定需求供热量条件下做优化燃烧策略控制。集控系统包括下面子系统：给煤调控与燃烧控制系统、炉膛负压控制系统、给（补）水控制系统，电气设备集控系统、公共管网监测等系统。
二、系统设计
1、系统结构
系统硬件结构由工程师站/操作员站、PLC控制器、工业以太网、现场一次仪表、电汽控制柜以及附属设备UPS电源和打印机等组成。
每台锅炉和公共系统均采用各自独立的PLC控制器，这样便于每台锅炉的运行、检修。
2、功能设计
锅炉监控计算机主要完成系统的组态、监控、电气设备启停、事故分析等功能。同时为操作管理人员监控系统运行状态提供信息的接口。主要功能如下：
显示全部过程变量和相关参数
可自动/手动操作所有控制回路的工艺参数。如改变参数设定、工作方式转换、PID运行参数的调整等
a、锅炉汽包水位三冲量控制
b、鼓风量控制
c、引风机炉膛负压控制
d、输煤机上煤系统控制
e、除氧器液位控制
f、蒸汽出口压力控制
g、蒸汽温度调节
运行设备的动议启停、报警及显示：
运行趋势显示（历史趋势、当前趋势）
工艺参数报表
电气连锁：启炉时依次启动引风、鼓风、炉排；停炉时依次停鼓风、引风、炉排。引风故障时，依次停止鼓风、炉排；鼓风故障时，依次停止炉排、引风；炉排故障时，依次停止鼓风、引风
系统故障报告
3、热水锅炉燃烧控制
采用跟随环境温度改变供热量的自动运行方案：
Q（t）=（18。C-t）*Sm2*75Wm-2/（18。C+23。C）
式中：t-室外温度
S-供热面积
Q（t）-室外温度为t时系统所需供热量
当实际供热量连续三个控制循环均小于Q（t+1），则增大供热量；当实际供热量连续三个控制循环均大于Q（t-1），则减少供热量。燃烧控制策略采用三参数小扰动梯度判断自动跟踪运行方案，以最小给煤量达到供热需求量，实现经济运行的目的。
4、上煤皮带，放灰皮带，刮板除渣机的启、停控制（循环流化床锅炉）
在计算机操作界面上可以进行皮带、除渣机等电气设备的启停操作。在冷凝水箱、补水箱、排污水箱、除尘器水箱增加水位检测、上水电动阀，当水位达到庙宇水位时，电动阀自动停止上水；水位低时，自动开阀上水。
5、上煤皮带、放灰皮带、刮板除渣机的启、停控制（链条锅炉）
在计算机操作界面上可以进行皮带、除渣机等电气设备的启停操作，在冷凝水箱、补水箱、排污水箱、除尘器水箱增加水位检测，上水电动阀，当水位达到设定水位时，电动阀自动停止上水；水位低时，自动开阀上水。
6、汽包水位三冲量自动控制（蒸汽锅炉）
一般蒸汽锅炉汽包水位控制有三种形式，即单冲量，双冲量及三冲量控制。单冲量调节系统仅以汽包水位被调参数，根据水位偏差通过给水变频器改变给水流量，该调节系统的优点是结构简单，费用低，但该方法不能克服“假水位”的影响，且调节时间长；双冲量调节系统实质是前馈一反馈调节，在单冲量的基础上再引入蒸汽流量的前馈校正作用，其作用是当负荷变化时，使前馈信号抵消或减少由于“假水位”而引起的蒸汽流量增加，给水变频器升速，抵消了由于虚假水位引起的反向作用，减少了给水流量的波动幅度，这样，汽包水位很少受到影响。在双冲量的基础上再引入给水流量的前馈校正作用，给水流量反馈信号也是调节器动作后的反馈信号，使调节器及早知道调节效果，能较好地控制水位的变化，改善调节系统的调节品质，这种调节称为汽包水位三冲量控制。本系统是根据汽包水位信号，给水母管压力信号，来调节给水泵运行的频率。
6、炉膛负压控制
锅炉在正常运行时应保证炉膛负压稳定，炉膛负压过高则炉烟外冒至喷火，危及人身和设备安全，并污染环境；负压过低，会有大量冷空气进入炉膛内，降低炉膛温度增大引风机负荷和排烟损失。一般炉膛负压应维持在-20——-50Pa。炉膛负压调节系统以引风机变频器作为执行机构，引风量作为控制量，当送风量随着锅炉的负荷变化而变化时，必然导致炉膛压力变化，此时控制系统通过调节引风机变频器输出频率使引风量随之变化，保证炉膛压力控制在给定范围内。
7、蒸汽锅炉热负荷自动控制系统
蒸汽锅炉热负荷调节系统的任务就是要保持锅炉出口蒸汽压力稳定。该系统有两个控制回路，即给煤量控制回路和鼓风量控制回路，由1台变频器来控制给煤量，1台变频器控制送风量。该控制环节是一个串级控制，付环是风/煤比控制，系统的主调信号是出口蒸汽压力。
8、料层温度（循环流化床锅炉）
料层温度是指燃烧密相区内流化物料的温度。它是一个关系到锅炉安全稳定运行的关键参数。料层温度的测定一般采用不锈钢套管热电偶作一次元件，布置在距布板200-500mm左右燃烧室密相层中，插入炉墙深度15-25mm，数量不得少于2只。在运行过程中要加强对料层温度监视，一般将料层温度控制在85。C-95。C之间，温度过高，容易使流化床体结焦造成停炉事故；温度太低易发生低温结焦及灭火。必须严格控制料层温度最高不能超过97。C，最低不应低于80。C。在锅炉运行中，当料层温度发生变化时，可通过调节给煤量、一次风量及送回燃烧室的返料量，调整料层温度在控制范围之内。如料层温度超过97。C时，应适当减少给煤量，相应增加一次风量并减少返料量，使料层温度降低；如料层温度低于80。C时，应首先检查是否有断煤现象，并适当增加给煤量，减少一次风量，加大返料量，使料层温度升高。一旦料层温度低于70。C，应做压火处理，需待查明温度降低原因并排除后再启动。
9、除尘系统起停及状态监视
遵循标准规范
《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92。
《工业锅炉房设计规范》GBJ41-79。
《低压配电设计规范》GB50054-95
《电力装置的电测量仪表装置设计规范》GBJ63-90
《钢制电缆桥架工程设计规范》CECS31-91
《供配电系统设计规范》GB 50052-95
《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93