【摘要】計算機技術(shù)的快速發(fā)展使自動化成為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展
的主要方向，自動化技術(shù)在工業(yè)蒸汽鍋爐中的應(yīng)用可以提升蒸汽
鍋爐運行的安全性和穩(wěn)定性，有利于實現(xiàn)節(jié)能減排目標。目前我
國工業(yè)中使用的蒸汽鍋爐有多種類型，傳統(tǒng)的熱工儀表手動控制
方法難以對鍋爐運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，導(dǎo)致工業(yè)蒸汽鍋爐生產(chǎn)
效率低，能耗高，污染排放超標。在生態(tài)環(huán)境形勢日益嚴峻的當
下，使用自動化控制手段提高工業(yè)鍋爐的生產(chǎn)效率、降低能耗和
污染排放量十分必要。本文將對蒸汽鍋爐的自動化控制技術(shù)進行
探究。
【關(guān)鍵詞】工業(yè)；蒸汽鍋爐；自動化控制
前言
工業(yè)蒸汽鍋爐在運行過程中的調(diào)節(jié)控制是一項繁瑣的工作，
需要多個線路的共同配合，而對工業(yè)鍋爐進行有效控制意義重大，
是安全生產(chǎn)和高效生產(chǎn)的前提，因此工業(yè)蒸汽鍋爐運行狀態(tài)控制
是工業(yè)生產(chǎn)的重點和難點任務(wù)。隨著科技進步和計算機技術(shù)的快
速發(fā)展，工業(yè)蒸汽鍋爐的自動化控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用可
以實現(xiàn)對蒸汽鍋爐運行狀態(tài)的有效控制，能夠有效提高生產(chǎn)效率、
降低生產(chǎn)成本，同時也符合節(jié)能減排的綠色發(fā)展要求。本文將首
先對工業(yè)蒸汽鍋爐自動化控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和工作原理進行分
析。
一、系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)
工業(yè)蒸汽鍋爐的微機控制系統(tǒng)主要由顯示器、工控機、手操
器、打印機、報警裝置等部分組成，能夠?qū)φ羝仩t運行過程中
的給煤、給水、鼓風、引風等各個環(huán)節(jié)進行自動化控制。微機控
制系統(tǒng)主要分為手動控制和自動控制兩個部分，可以通過手動自
動切換裝置進行切換。在手動控制狀態(tài)下，操作人員可以對鍋爐
進行手動控制，通過操作器控制變頻器
[1] 。
在自動控制狀態(tài)下，微機會自動發(fā)出信號對鍋爐設(shè)備進行控
制，并對蒸汽鍋爐的運行狀態(tài)進行監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)運行狀態(tài)異常，
就會發(fā)出警報，以便工作人員及時排查故障隱患，避免影響蒸汽
鍋爐的正常運行。微機控制系統(tǒng)還能夠定時打印運行參數(shù)數(shù)據(jù)，
自動形成生產(chǎn)日志，減少人員工作負擔。
在工業(yè)生產(chǎn)中，保證工業(yè)蒸汽鍋爐的安全、穩(wěn)定運行具有重
要意義，鍋爐一旦出現(xiàn)故障，容易引發(fā)重大安全事故，造成人員
傷亡，給工業(yè)生產(chǎn)帶來不可挽回的損失。因此設(shè)計人員進行自動
化控制系統(tǒng)設(shè)計時，一定要謹慎設(shè)計好報警參數(shù)，確保自動化控
制系統(tǒng)能夠?qū)﹀仩t運行狀態(tài)進行有效監(jiān)控，及時發(fā)出報警，盡早
消除安全隱患
[2] 。
二、工作原理
工業(yè)蒸汽鍋爐自動化控制的實現(xiàn)主要是通過將除氧水送入水
泵調(diào)節(jié)閥中，在省煤器處理下變成溫水，再經(jīng)過汽包的加熱使水
體沸騰，從而產(chǎn)生蒸汽。為保證蒸汽面積的最大化，水位應(yīng)位于
鍋爐汽包的中間位置，使蒸汽從蒸汽閥排出。同時空氣會快速進
入空氣預(yù)熱器內(nèi)部，經(jīng)過加工處理后出現(xiàn)延期預(yù)熱現(xiàn)象，形成熱
空氣。煤炭落到爐排上后，爐排開始勻速轉(zhuǎn)動，煤炭被爐膛前的
火苗點燃，在其燃燒過程中可以揮發(fā)大量水分，產(chǎn)生熱煙氣，最
后通過引風機將預(yù)熱傳導(dǎo)分別輸送到鍋爐的水和空氣里，從而提
高鍋爐生產(chǎn)效率，減少熱能浪費
[3] 。
三、給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)
節(jié)水調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要是對給水流量進行控制，使其適應(yīng)鍋爐蒸
發(fā)量，控制汽包水位維持在允許范圍內(nèi)，保持給水穩(wěn)定。汽包水
位是控制回路的被調(diào)參數(shù)，給水調(diào)節(jié)閥是主要調(diào)節(jié)機構(gòu)，水流量
就是調(diào)節(jié)量。給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的汽包水位調(diào)節(jié)主要受蒸發(fā)量、燃
料量、積水量影響。由于給水調(diào)節(jié)對象存在一定的滯后性，而且
不具備自平衡能力，所以在蒸汽鍋爐的自動化控制系統(tǒng)中汽包液
位回路采用閉環(huán)三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。該系統(tǒng)將給水流量、蒸汽流量
和汽包水位通過運算后傳遞給水閥調(diào)節(jié)系統(tǒng)
[4] 。
給水壓力回路也是鍋爐積水調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的重要組成部分，由
于汽包內(nèi)壓力高，對鍋爐進行補水時必須提供更高的壓力。積水
壓力回路的主要作用就是提高給水的壓力，使其能夠順利進入汽
包。蒸汽流量沒有達到滿負荷前，給水流量的需求不高，老師鍋
爐系統(tǒng)一般采用水泵以工頻方式運轉(zhuǎn)，利用回流閥降低水壓，防
止爆管。在自動化控制系統(tǒng)中，采用變頻器進行恒壓供水，對水
壓進行控制和調(diào)節(jié)。
系統(tǒng)下達指令后，第一臺泵通過變頻器的作用自動啟動運行，
由系統(tǒng)對給水管水壓進行自動檢測。變頻器的頻率達到工頻后，
如果給水管的水壓仍未達到預(yù)先設(shè)定值，系統(tǒng)會控制第一臺電機
切換到工頻直供電，由變頻器拖動第二臺水泵開始運行。待變頻
器達到工頻狀態(tài)后，在檢測供水管水壓，如果母管水壓仍未達到
預(yù)先設(shè)定值，系統(tǒng)再將第二臺水泵切換到工頻直供電，并通過變
頻器啟動第三臺水泵開始運行，以此類推，直到給水管壓力達到
設(shè)定值為止。再次過程中，如果鍋爐的需水量減少，也可以通過
變頻控制系統(tǒng)自動降低變頻器運行頻率，頻率減到零時如果仍然
不能滿足要求，就切換至前一臺水泵繼續(xù)減頻，以此類推，指導(dǎo)
滿足要求為止。變頻控制系統(tǒng)始終利用一臺變頻器對水泵轉(zhuǎn)速進
行調(diào)節(jié)，可以保證管網(wǎng)壓力的動態(tài)恒定。但是變頻器報警停機或
發(fā)生其他故障，容易造成水泵停止運行從而造成鍋爐缺水，所以
還需要加裝反饋裝置，為變頻器的正常運行提供保障
[5] 。
此外，鍋爐供水系統(tǒng)的自動化控制還包括除氧器的壓力和水
位控制。除氧器壓力控制的主要目的是保證除氧器口的蒸汽壓力
足夠用于將軟化水除氧，其控制回路是單閉環(huán)回路，除氧器的壓
力是其輸入?yún)?shù)，器輸出參數(shù)控制除氧器進氣閥。對除氧器水位
進行控制的主要目的是保證除氧器中由足夠的水提供給鍋爐。這
也是個單閉環(huán)控制回路，輸入?yún)?shù)是除氧器水位，輸出參數(shù)控制
穿氧氣進水閥。
四、燃燒控制系統(tǒng)
蒸汽鍋爐的燃燒自動化控制系統(tǒng)與燃燒種類、燃燒方式、供
給系統(tǒng)、鍋爐與負荷聯(lián)接方式等有關(guān)，其自動控制的主要任務(wù)分
為三個方面，一是維持鍋爐內(nèi)的氣壓恒定，二是保證燃燒過程的
經(jīng)濟性，三是對引風量和送風量進行調(diào)節(jié)，維持爐膛壓力不變。
如果鍋爐內(nèi)的氣壓發(fā)生了變化沒說明蒸汽量與負荷耗氣量不
相適應(yīng)，需要改變?nèi)剂狭浚瑥亩淖冨仩t蒸汽量。燃料量發(fā)生改
變后，也需要相應(yīng)的調(diào)節(jié)風量，使其與燃料量匹配，保證燃料的
充分燃燒。汽壓、爐膛負壓、煙氣含氧量是燃燒控制系統(tǒng)的主要
被調(diào)參數(shù)。主要調(diào)節(jié)量也有三個，分別是燃料量、引風量和送風
量。燃料量調(diào)節(jié)一般通過爐排電機或燃料閥進行，引風量和送風
量的調(diào)節(jié)一般通過變頻器和擋板執(zhí)行機構(gòu)進行。各種自動控制回
路都具備手動和自動控制兩種模式，在系統(tǒng)中引入控制對象的反
饋值，可以實現(xiàn)手動控制與自動控制的無擾動切換。
五、結(jié)束語
總而言之，工業(yè)蒸汽鍋爐自動化控制系統(tǒng)的實現(xiàn)具有重要意
義，可以有效提高鍋爐運轉(zhuǎn)效率，降低能耗，減少污染物排放量，
提高工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。本文著重分析了自動控制系統(tǒng)中的給
水控制系統(tǒng)和燃燒控制系統(tǒng)，希望能起到參考作用。
參考文獻：
[1]劉春雷.蒸汽鍋爐計算機控制系統(tǒng)研究與應(yīng)用[D].沈陽建
筑大學，2015.
[2]王淑杰.工業(yè)蒸汽鍋爐自動化控制系統(tǒng)設(shè)計[J].硅谷，
2012，（21）：60+71.
[3]孫晶.工業(yè)蒸汽鍋爐燃燒自動控制方法的研究[D].黑龍江
大學，2012.
[4]李文聰.工業(yè)蒸汽鍋爐分布式控制系統(tǒng)設(shè)計[J].蕪湖職業(yè)
技術(shù)學院學報，2010，（02）：18-20+24.
[5]王永紅.常用工業(yè)蒸汽鍋爐的自動化控制[J].科技資訊，
2007，（25）：54-55.
的主要方向，自動化技術(shù)在工業(yè)蒸汽鍋爐中的應(yīng)用可以提升蒸汽
鍋爐運行的安全性和穩(wěn)定性，有利于實現(xiàn)節(jié)能減排目標。目前我
國工業(yè)中使用的蒸汽鍋爐有多種類型，傳統(tǒng)的熱工儀表手動控制
方法難以對鍋爐運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，導(dǎo)致工業(yè)蒸汽鍋爐生產(chǎn)
效率低，能耗高，污染排放超標。在生態(tài)環(huán)境形勢日益嚴峻的當
下，使用自動化控制手段提高工業(yè)鍋爐的生產(chǎn)效率、降低能耗和
污染排放量十分必要。本文將對蒸汽鍋爐的自動化控制技術(shù)進行
探究。
【關(guān)鍵詞】工業(yè)；蒸汽鍋爐；自動化控制
前言
工業(yè)蒸汽鍋爐在運行過程中的調(diào)節(jié)控制是一項繁瑣的工作，
需要多個線路的共同配合，而對工業(yè)鍋爐進行有效控制意義重大，
是安全生產(chǎn)和高效生產(chǎn)的前提，因此工業(yè)蒸汽鍋爐運行狀態(tài)控制
是工業(yè)生產(chǎn)的重點和難點任務(wù)。隨著科技進步和計算機技術(shù)的快
速發(fā)展，工業(yè)蒸汽鍋爐的自動化控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用可
以實現(xiàn)對蒸汽鍋爐運行狀態(tài)的有效控制，能夠有效提高生產(chǎn)效率、
降低生產(chǎn)成本，同時也符合節(jié)能減排的綠色發(fā)展要求。本文將首
先對工業(yè)蒸汽鍋爐自動化控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和工作原理進行分
析。
一、系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)
工業(yè)蒸汽鍋爐的微機控制系統(tǒng)主要由顯示器、工控機、手操
器、打印機、報警裝置等部分組成，能夠?qū)φ羝仩t運行過程中
的給煤、給水、鼓風、引風等各個環(huán)節(jié)進行自動化控制。微機控
制系統(tǒng)主要分為手動控制和自動控制兩個部分，可以通過手動自
動切換裝置進行切換。在手動控制狀態(tài)下，操作人員可以對鍋爐
進行手動控制，通過操作器控制變頻器
[1] 。
在自動控制狀態(tài)下，微機會自動發(fā)出信號對鍋爐設(shè)備進行控
制，并對蒸汽鍋爐的運行狀態(tài)進行監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)運行狀態(tài)異常，
就會發(fā)出警報，以便工作人員及時排查故障隱患，避免影響蒸汽
鍋爐的正常運行。微機控制系統(tǒng)還能夠定時打印運行參數(shù)數(shù)據(jù)，
自動形成生產(chǎn)日志，減少人員工作負擔。
在工業(yè)生產(chǎn)中，保證工業(yè)蒸汽鍋爐的安全、穩(wěn)定運行具有重
要意義，鍋爐一旦出現(xiàn)故障，容易引發(fā)重大安全事故，造成人員
傷亡，給工業(yè)生產(chǎn)帶來不可挽回的損失。因此設(shè)計人員進行自動
化控制系統(tǒng)設(shè)計時，一定要謹慎設(shè)計好報警參數(shù)，確保自動化控
制系統(tǒng)能夠?qū)﹀仩t運行狀態(tài)進行有效監(jiān)控，及時發(fā)出報警，盡早
消除安全隱患
[2] 。
二、工作原理
工業(yè)蒸汽鍋爐自動化控制的實現(xiàn)主要是通過將除氧水送入水
泵調(diào)節(jié)閥中，在省煤器處理下變成溫水，再經(jīng)過汽包的加熱使水
體沸騰，從而產(chǎn)生蒸汽。為保證蒸汽面積的最大化，水位應(yīng)位于
鍋爐汽包的中間位置，使蒸汽從蒸汽閥排出。同時空氣會快速進
入空氣預(yù)熱器內(nèi)部，經(jīng)過加工處理后出現(xiàn)延期預(yù)熱現(xiàn)象，形成熱
空氣。煤炭落到爐排上后，爐排開始勻速轉(zhuǎn)動，煤炭被爐膛前的
火苗點燃，在其燃燒過程中可以揮發(fā)大量水分，產(chǎn)生熱煙氣，最
后通過引風機將預(yù)熱傳導(dǎo)分別輸送到鍋爐的水和空氣里，從而提
高鍋爐生產(chǎn)效率，減少熱能浪費
[3] 。
三、給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)
節(jié)水調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要是對給水流量進行控制，使其適應(yīng)鍋爐蒸
發(fā)量，控制汽包水位維持在允許范圍內(nèi)，保持給水穩(wěn)定。汽包水
位是控制回路的被調(diào)參數(shù)，給水調(diào)節(jié)閥是主要調(diào)節(jié)機構(gòu)，水流量
就是調(diào)節(jié)量。給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的汽包水位調(diào)節(jié)主要受蒸發(fā)量、燃
料量、積水量影響。由于給水調(diào)節(jié)對象存在一定的滯后性，而且
不具備自平衡能力，所以在蒸汽鍋爐的自動化控制系統(tǒng)中汽包液
位回路采用閉環(huán)三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。該系統(tǒng)將給水流量、蒸汽流量
和汽包水位通過運算后傳遞給水閥調(diào)節(jié)系統(tǒng)
[4] 。
給水壓力回路也是鍋爐積水調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的重要組成部分，由
于汽包內(nèi)壓力高，對鍋爐進行補水時必須提供更高的壓力。積水
壓力回路的主要作用就是提高給水的壓力，使其能夠順利進入汽
包。蒸汽流量沒有達到滿負荷前，給水流量的需求不高，老師鍋
爐系統(tǒng)一般采用水泵以工頻方式運轉(zhuǎn)，利用回流閥降低水壓，防
止爆管。在自動化控制系統(tǒng)中，采用變頻器進行恒壓供水，對水
壓進行控制和調(diào)節(jié)。
系統(tǒng)下達指令后，第一臺泵通過變頻器的作用自動啟動運行，
由系統(tǒng)對給水管水壓進行自動檢測。變頻器的頻率達到工頻后，
如果給水管的水壓仍未達到預(yù)先設(shè)定值，系統(tǒng)會控制第一臺電機
切換到工頻直供電，由變頻器拖動第二臺水泵開始運行。待變頻
器達到工頻狀態(tài)后，在檢測供水管水壓，如果母管水壓仍未達到
預(yù)先設(shè)定值，系統(tǒng)再將第二臺水泵切換到工頻直供電，并通過變
頻器啟動第三臺水泵開始運行，以此類推，直到給水管壓力達到
設(shè)定值為止。再次過程中，如果鍋爐的需水量減少，也可以通過
變頻控制系統(tǒng)自動降低變頻器運行頻率，頻率減到零時如果仍然
不能滿足要求，就切換至前一臺水泵繼續(xù)減頻，以此類推，指導(dǎo)
滿足要求為止。變頻控制系統(tǒng)始終利用一臺變頻器對水泵轉(zhuǎn)速進
行調(diào)節(jié)，可以保證管網(wǎng)壓力的動態(tài)恒定。但是變頻器報警停機或
發(fā)生其他故障，容易造成水泵停止運行從而造成鍋爐缺水，所以
還需要加裝反饋裝置，為變頻器的正常運行提供保障
[5] 。
此外，鍋爐供水系統(tǒng)的自動化控制還包括除氧器的壓力和水
位控制。除氧器壓力控制的主要目的是保證除氧器口的蒸汽壓力
足夠用于將軟化水除氧，其控制回路是單閉環(huán)回路，除氧器的壓
力是其輸入?yún)?shù)，器輸出參數(shù)控制除氧器進氣閥。對除氧器水位
進行控制的主要目的是保證除氧器中由足夠的水提供給鍋爐。這
也是個單閉環(huán)控制回路，輸入?yún)?shù)是除氧器水位，輸出參數(shù)控制
穿氧氣進水閥。
四、燃燒控制系統(tǒng)
蒸汽鍋爐的燃燒自動化控制系統(tǒng)與燃燒種類、燃燒方式、供
給系統(tǒng)、鍋爐與負荷聯(lián)接方式等有關(guān)，其自動控制的主要任務(wù)分
為三個方面，一是維持鍋爐內(nèi)的氣壓恒定，二是保證燃燒過程的
經(jīng)濟性，三是對引風量和送風量進行調(diào)節(jié)，維持爐膛壓力不變。
如果鍋爐內(nèi)的氣壓發(fā)生了變化沒說明蒸汽量與負荷耗氣量不
相適應(yīng)，需要改變?nèi)剂狭浚瑥亩淖冨仩t蒸汽量。燃料量發(fā)生改
變后，也需要相應(yīng)的調(diào)節(jié)風量，使其與燃料量匹配，保證燃料的
充分燃燒。汽壓、爐膛負壓、煙氣含氧量是燃燒控制系統(tǒng)的主要
被調(diào)參數(shù)。主要調(diào)節(jié)量也有三個，分別是燃料量、引風量和送風
量。燃料量調(diào)節(jié)一般通過爐排電機或燃料閥進行，引風量和送風
量的調(diào)節(jié)一般通過變頻器和擋板執(zhí)行機構(gòu)進行。各種自動控制回
路都具備手動和自動控制兩種模式，在系統(tǒng)中引入控制對象的反
饋值，可以實現(xiàn)手動控制與自動控制的無擾動切換。
五、結(jié)束語
總而言之，工業(yè)蒸汽鍋爐自動化控制系統(tǒng)的實現(xiàn)具有重要意
義，可以有效提高鍋爐運轉(zhuǎn)效率，降低能耗，減少污染物排放量，
提高工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。本文著重分析了自動控制系統(tǒng)中的給
水控制系統(tǒng)和燃燒控制系統(tǒng)，希望能起到參考作用。
參考文獻：
[1]劉春雷.蒸汽鍋爐計算機控制系統(tǒng)研究與應(yīng)用[D].沈陽建
筑大學，2015.
[2]王淑杰.工業(yè)蒸汽鍋爐自動化控制系統(tǒng)設(shè)計[J].硅谷，
2012，（21）：60+71.
[3]孫晶.工業(yè)蒸汽鍋爐燃燒自動控制方法的研究[D].黑龍江
大學，2012.
[4]李文聰.工業(yè)蒸汽鍋爐分布式控制系統(tǒng)設(shè)計[J].蕪湖職業(yè)
技術(shù)學院學報，2010，（02）：18-20+24.
[5]王永紅.常用工業(yè)蒸汽鍋爐的自動化控制[J].科技資訊，
2007，（25）：54-55.
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