1、 1 第一章第一章 绪论绪论 1.1.1 1 课题背景及研究目的和意义课题背景及研究目的和意义 我国是世界上少数几个以煤为主要能源的国家之一，目前每年煤炭消费量约 12 亿 吨，其中 80%通过燃烧被利用。然而，燃烧设备陈旧、效率低、排放无控制造成了能源 利用率低和环境污染严重，提高工业锅炉的运行效率已成为现有燃煤技术所需解决的主 要问题，具有深远意义。 我国燃煤工业锅炉的设计效率一般为72-80， 但实际运行时大部分在60左右， 而技术先进国家的燃煤锅炉运行效率达到 80以上。 造成工业锅炉实际运行效率远低于 设计效率的原因是： 1）机械不完全燃烧损失大。目前我国在用燃煤工业锅炉实际运行的机
2、械不完全燃 烧热损失达到 10-27。最严重的是过量空气系数偏大，燃煤工业锅炉在 100负荷 时过量空气系数为 2-2.5，在 60负荷时过量空气系数为 3-4。其原因之一是运行调整 不佳。工业锅炉系统能够最大限度的提高运行效率，必须设置自动控制装置实时调整整 个锅炉运行，使之达到最佳运行状态。 2）运行过程中，主要表现在锅炉系统不能够及时调整以有效满足负荷需求，投运 时过于依赖有经验的操作人员，自动控制程度低，致使锅炉系统运行效率低下。 3）锅炉普遍存在运行负荷低于设计负荷。工程设计中，一般会考虑较大的负荷余 量，但实际运行中，按照设计负荷运行的时间不多，大部分时间是部分负荷运行，这样 就造
3、成了系统能量的浪费；同时，室外气温变化使得工业锅炉负荷处于动态变化之中， 但锅炉及其配套系统不能实时自动调节供给量，不仅造成了锅炉系统运行效率低下，也 恶化了工业锅炉的运行环境和运行质量。 总之，对工业锅炉系统进行技改既是客观要求，也是对设计、运行中反映出问题的 解决。结合燃煤锅炉运行实际，设计行之有效的锅炉智能控制系统，成为燃煤锅炉设计 运行中一个迫切需要解决的课题。 目前，在锅炉行业中，它们的控制结构大多采用按钮和继电器或程序控制器来实 现，这种控制方式智能化程度低，只能简单地对锅炉的燃烧状态和水位进行即时控制， 无法对锅炉工作时的运行参数、启动时间及校正时间进行灵活地设置和修改，不能动态
4、 地反映出锅炉的当前工作状态，也无法对锅炉以前发生的故障和总点火次数、风机运行 时间及燃烧器运行时间进行准确地累积记录，影响锅炉的管理和维护。此外，现有锅炉 如需多台联网控制，则需增加控制台，加大成本，设备结构也更趋复杂。 PLC 的快速发展发生在上世纪 80 年代至 90 年代中期。在这时期，PLC 在处理模拟 量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到了很大的提高和发展。PLC 逐渐 进入过程控制领域， 在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的 DCS 系统。 PLC 具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。 4 2 锅炉作为重要的动力设备，已广泛应用于化工、炼油、发电等工业生产中，同时锅 炉又是工业生产及采暖供热中一次能源转换为二次能源的重要设备。从某种意义上讲， 锅炉控制效果的好坏对企业的经济效益和人民的生活质量有着直接的影响。由于锅炉本 身具有多输入、多输出并且各个参数之间还具有相互关联性的特点，所以对锅炉的控制 始终是各国技术人员不断探索研究的一个重要课题。 1.21.2 国内外研究现状国内外研究现状
