油炉改进的探讨,PLC技术在锅炉运行上的应用

黑龙江华安工业集团公司水暖公司，黑龙江齐齐哈尔161046

摘要 随着城市的发展，燃油锅炉应用越来越广泛。但是，它的控制系统还是继电器执行机式此系统的缺点是，锅炉在燃烧时常产生燃烧不充分的情况并且伴有大量粉尘等，考虑采用由PLC组成燃油锅炉控制系统，包括对锅炉蒸汽压力、水位、燃烧系统的指示、参数检测、调节、报警等进行控制实行对锅炉全自动控制。

关键词 PLC；燃油锅炉；控制系统

中图分类号TK22 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）70-0145-02

0 引言

近年以来，国内的燃油锅炉发展迅速，但是技术较晚。锅炉在民用生活中有着广泛和重要的应用，燃油锅炉通过燃烧燃油给民用生活和工业提供热水或者蒸汽，燃油锅炉在这里一般作为提供能量转换的机器。锅炉热效率一直就是一项重要的经济指标，尤其是黑龙江华安工业集团公司使用的锅炉，基本都是小型燃油锅炉，能源消耗是不得不考虑的问题。燃油锅炉排放的烟高温，热效率很低，约85%。

此外，由于使用炉热强度高，微正压燃烧的手段或措施，可以提高燃烧温度，提高温度导致较高的氮氧化物排放量。燃油锅炉，然而，分享最热损失是由烟热损失及对锅炉，锅炉排烟温度和热损失主要取决于空气过剩系数。如果能有效地增强通过重建影响炉内热量，提高烟气余热，降低空气过剩系数，提高了锅炉的热效率，同时减少有害气体特别一氧化氮.二氧化氮等的排放。此外，从可持续发展的角度，建设环境友好型社会也必须考虑到和重视环保问题。

取决于负载的要求，燃油锅炉运行过程中产生一定的温度和压力的蒸汽。实现的自动调节功能，保证了锅炉正常运行应安装记录各种参数，如压力，水和其他相关仪器。可编程逻辑控制器是一种替代继电器控制系统的新的工业自动化控制装置。操作简单，体积小，可靠性高，功能强，维修方便等特点，广泛应用于工业电气控制二燃油炉的工作原理。

1 燃油的燃烧过程

燃料的沸点比其着火温度低，因此，燃料燃烧前将首先蒸发，为可燃气体。同时，燃烧在空气条件。我们可以把燃料燃烧过程分为4个阶段：雾化阶段，蒸发和裂解阶段，气体和空气的混合和燃烧反应阶段。在燃烧前，我们要实现燃料与空气混合充分，它必须是燃料粉碎后，成细小的油滴。雾化阶段是利用各种手段，燃油雾化，粉碎，形成许多粒子大小几微米到几百微米的小油滴的过程。在燃油雾化，粒度小，比表面积大，蒸发面也随之增加，使燃油燃烧更迅速。

燃料油雾化程度将直接影响燃烧完全或不。如果油滴较大，所以，蒸发过程非常缓慢，和燃料的缓慢蒸发过程学生将被分解，产生碳沉积，如果在这一点上，燃烧室的规模还较小，将导致燃料不完全气化烟气排放，另一方面，规模大的油滴也会导致燃油浓度场的不均匀性，造成不稳定燃烧。值得注意的是，雾化燃料是不容易的，细致的，如果燃油雾化粒子尺寸太小，消耗大量能源的同时，还会降低油雾在燃烧室的穿透力，造成局部富油。因此，雾化过程相当关键，要恰到好处，雾化油滴平均直径较小此外理想的状态，有一定规模的分布，在油滴要求，既要形成良好的浓度场分布，也有利于蒸发。燃料喷入炉膛，使油滴从周围环以吸收热量，蒸发温度，然后，液滴表面蒸发，液滴的气体中的水蒸气压力和热交换率影响蒸发的速度的因素。当燃料加热蒸发在氧气不足的环境下，会产生热分解，生产炭黑，炭黑是不容易形成与燃烧，烟气排出，从而降低燃烧效率，环境污染。

因此，油滴蒸发过程，应是一个持续的空气供应，和燃油蒸发产生的气体充分混合。在实际燃烧过程，油滴蒸发，混合和燃烧过程。当油气达到着火点，开始燃烧，燃烧产生的热量又通过对小油滴，吸收的能量再次蒸发燃料，油气源源不断向外扩散，与周围空气的火焰表面扩散，不断形成油气混合状态，连续燃烧。油雾和空气的混合物作为燃料气体和空气混合均匀，所以组织燃料燃烧过程中特别注意加强油雾和空气混合过程。

2 燃油锅炉工作过程

锅炉最基本的组成是炉子和气锅两部分。在炉子中燃料燃烧时，将化学能转变为热能散发出去，高温的热气经过气锅的受热面，将热量逐渐传递给锅炉内温度较低的水，水吸收这部分能量进而沸腾气化，生成蒸汽，最后，蒸汽通过蒸汽的母管再输送给广大的用户。将锅炉的全部工作过程概括一下，即包括三个过程：燃料的燃烧过程，烟气向水的传热过程和水的汽化过程，这三个过程同时进行。

2.1 燃料的燃烧过程

锅炉内的燃烧具有一定压力和温度的燃料油经过油嘴而进入炉膛，而后被雾化成细小的油滴，这些细小的油滴吸收炉内的热量，逐渐表面气化变成油气，与炉内的空气混合，形成可燃混合物。这个混合物继续吸热升温，最后达到着火点燃烧起来。

我们要根据所需要的蒸汽负荷量，控制送风量和用的燃料量以及最后的复合蒸汽量，使得燃料量和送风量有一一对应的关系，同时通过引风设备来进一步控制炉膛负压已达到更好的燃烧效率。

2.2 烟气向水的传热过程

炉内燃料燃烧并且放热，使得炉内的温度很高。水冷壁与在四周的高温烟气进行强烈的辐射换热，管内物质接受这部分热量，再经过对流的方式进行换热，然后在烟囱、引风机的引力作用下，烟气向炉膛上方流动，蒸汽经过省煤器、过热器、最后以低温排出锅炉。

2.3 水的汽化过程

这个过程就是蒸汽的产生过程，这个过程包括了汽水分离以及水循环。已经处理好的水通过泵进行加压，在经过省煤器时得到预热，然后进入汽锅。

在锅炉处于工作状态时，其工作介质为已经饱和的汽水混合物。蒸汽借助锅筒内配置的汽水分离设备，另外依靠锅筒本身的重力分离作用，使汽水混合物得以分离。

3 PLC介绍

60年代末，第一个出来，很快被应用于冶金，机械，轻工，采矿，和其他领域，大大推进这一进程的机电一体化，这是众所周知的一个三大支柱的现代工业控制。

可编程逻辑控制器（可编程逻辑控制器，可编程控制器），是一种自动控制设备，它是制造的微型计算机技术，具有很高的可靠性，灵活性，适应实际运行在恶劣的环境，如高温，振动与冲击。因此，被广泛应用于生产流水线、机械设备和生产过程的自动控制。

1）起动

2）停机

燃油预热关闭；喷油关闭间隔20s；送风（将废气、杂质吹去）； 送风停止（清炉停止）。

3）异常状况

锅炉燃烧过程中，出现异常状况时(即蒸气压力超过允许值，或水位超过上限，或水位低于下限)，能自动关火清炉；异常状况消失后，能自动按起燃程序重新点火燃烧，即：

异常情况→ 燃油预热关闭 →间隔20 s；

喷油关闭送风；

清炉停止→异常状况→ 起燃。

随着高新科技的发展和应用，经过长时间的发展和完善，控制及自动化行业人员熟悉编程概念。目前，该公司已成为一个庞大的知识资源，其他工业控制器是相形见绌的前面，不能相比。功能与逻辑运行，定时控制功能，可以代替继电器开关控制功能，控制数，模数转换器，模数转换步骤控制功能、通信、数据处理功能、联网功能。

此外，还具备了较强的监控功能。在实际应用中，PLC在计划开始循环，和所有接触电源电路连接的状态，开始燃烧，即，不限制行动，多不压锅炉，锅炉水位开始满足一般。开始后，根据预先设定的程序自动燃烧器点火，燃烧控制，自动调节燃烧根据负荷。

比如，偶尔黑烟浓度较大时，通过安装烟气浓度检测装置，监控烟气浓度，采集烟气浓度参数与计算机通讯.进行反馈，通过反馈回路，给PLC信号通道，经过PLC系统的烟尘浓度设定值相比较，使得经PLC在输出端. 控制燃油喷量的机构系统中，给予燃油喷量上的调节，使其减少相对的喷量，使燃油在炉内充分的燃烧，做到无烟运行，符合国家环保要求。

4 改良的其他方法途径

首先，尽量调整火焰，燃油锅炉的燃烧设备的燃烧效果，但也由燃烧器及燃烧锅炉配套约束。炉膛火焰中心在不同的相对位置的变化会导致火焰热辐射的中心，位于中间的位置应该尽可能地，所以，火焰充满度，热释放，充分燃烧，烟气温度高，热辐射；

其次，通过该燃料完全燃烧，烟气中的设置燃尽室，燃料与空气充分燃烧时间和空间，减少不完全燃烧损失。可以考虑在炉内增设烟道挡板等措施，使在炉内可燃气体燃烧干净后出院；

最后，会试图提高烟气回流，强化换热，烟气流动速度，提高烟气对流换热的影响。

5 结论

火焰比燃油锅炉燃气锅炉火焰细长。火焰长度在一定程度上决定了大小匹配与炉，燃气锅炉，它是相对更难适应那些立式锅炉放在了一边的燃烧器。

因此，无焰燃烧可以考虑解决这个问题。燃油锅炉烟气应该树立一个好的回报。燃油锅炉要保证烟气的充分热利用另外，可编程控制器（PLC）操作方便灵活，具有控制能力强、可靠性高等特点，在生产自动化的今天凸显出巨大优势，彰显较大的优越性。它能取代传统的继电接触控制系统，还可构成复杂的控制网络。

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