熔盐炉自动控制的应用 李文波摘 要：熔岩炉控制中包含了诸多先进的技术，将其应用在自动化控制和生产中，有利于提高设备生产效率和质量。文章中针对熔岩炉自动控制，分析了应用的几点策略，希望能够为有关人员提供参考。关键词：熔盐炉；自动控制；应用PLC自动控制，是近年来大工业生产发展的方向，它是由PLC、计算机软件和硬件、自动控制设备等多项技术紧密结合的产物。目前部分老的熔盐炉燃烧系统还在采用传统的继电器控制，如果采用PLC系统进行控制，可以更可靠地保证其稳定、安全运行，确保整个装置的稳定运行；可以由软件取代故障率较高的继电器输入输出，确保故障的迅速排除，此项改造是具有深远意义的工作。1 熔盐炉控制系统的一般结构与工作原理1.1 PLC控制与原有继电器控制方式的比较熔盐炉燃烧采用PLC控制和原有的继电器控制方式相比具有以下明显优势：（1）直觀而集中地显示炉体各项运行参数。合理的人机交互界面，操作人员能快速通过上位机启停整个装置；时刻显示启动过程中的相关数据，如熔盐炉燃烧运行的进出口压力、炉膛负压、烟气氧含量、测点温度、燃油量或者燃气量等几十个运行参量的瞬时值、累计值及给定值；并能按需要在上位机的画面上显示各个测点的历史曲线，显示整个装置的工作趋势，使操作人员掌握设备的运行状态；通过完善的音响和报警界面给人更加直观形象的故障报警，减少操作人员观察的疲劳和失误。（2）可以按需要随时打印或定时打印，能对运行状况进行准确的书面记录，便于事故追查和分析，防止事故的瞒报漏报现象；一定程度上降低操作人员的实际工作量。熔盐炉的控制系统采用熔盐炉自带的 PLC 控制程序，具体而言，一次仪表向 PLC 传送回路信号，其中包括锅炉本体的温度、压力、流量、氧量，还可将其他检测点的相关信息都在上位机的操作画面上予以显示。熔盐炉 PLC 控制系统分为手动与自动操作1。其中，自动控制 PLC 控制系统自主监控上位机的操作，具有自动化和智能化的设备启停功能。手动控制则要求操作人员时刻注意运作情况，根据特定问题变化，利用操作箱来完成手动控制，被控制对象包括变频器、气动阀及调节阀等。熔盐炉 PLC 控制系统对熔盐炉和外围设备的监测、报警及控制，有助于熔盐炉的安全运作，促使熔盐炉的上内、上外、下外、盘管等部分的正常温度，还能规范雾化蒸汽、燃油、天然气、燃烧空气等燃料的压力，进一步调整燃油、燃气、熔盐等流量参数的报警值和连锁值。并通过以上各项指标，积极保证熔盐炉 PLC控制系统的安全管理和正常工作。1.2 结构与运行原理熔盐炉控制系统实现了对加热系统的集中监控和分散管制利用鼓风机来加速空气预热器的工作效率，通过增加供风量来提高熔盐的温度。除了对风的严控，还有对油的限制。炉内燃烧的介质分为重油或天然气两种2。这些原料经过泵站或被管道运输到炉的顶部。再经过调节阀，最后达到燃烧器，在燃烧器中促发燃油的最佳燃烧效果，以最大熔盐温度产生具有足量压力的热能。蒸汽经由蒸汽阀到达炉顶，直接从气态被雾化成液态，这些直径大小相当的液滴能够促进燃烧过程。经过足量燃烧，烟气从炉膛中被排出，并将空气预热器中的空气予以加热，使其变成热空气，再进入炉膛内部。PLC 控制系统包括了工控上位机、声光报警装置、PLC 软件、显示器、打印机等部分。通过自动化编程进行供油、点火、供气、供风等自动化操作。关注所规定的熔盐炉的安全燃烧数值，并对炉内压力、温度、流量等动态运行的参数数值予以记录，分析整体运作的数据参数，确保熔盐炉的安全运行和平稳操作，达到满足经济燃烧的价值，除了自动化和智能化等机械控制，PLC 控制系统还能自动生成工作日志和日产耗的统计报表3。这些科学数据避免了人为的错误性和局限性，也在某种程度上阻止了手工记录的误差以及人为的随意等问题的出现。因为 PLC 具有输入和输出光电隔离、冗余电源保护、冗余控制器切换等功能，所以，硬件配置不仅完善，功能强大，而且扩展性和可靠性都很好，抗干扰能力强，出现故障的几率极低。2 熔盐炉燃烧调节系统2.1 进出口盐温调节系统进出口盐温调节系统即指依据对燃烧介质和燃烧空气的控制与调节，通过控制变化量以及进出口的温差，进而保证熔盐炉燃烧器的正常运行，以确保出口熔盐带走足够热量完成能量交换。2.2 送风调节系统送风调节系统影响着炉膛空气过剩的系数变化，通过这些系数变化来控制燃料量和送风量之间的配比，进而提高送风调节系统的工作效率。因为燃烧器的安全管理主要依据于含氧量，所以，对风量的调节可参照含氧量的降低情况来予以控制，若是下降猛烈且突然，则可立即自动连锁燃烧器。2.3 炉膛压差调节系统炉膛压差调节系统对风压的变化予以控制，利用压差自动调节系统来改变炉膛负压的大小，以提高燃烧的效率和节能作用。譬如风压大可造成炉膛内烟气的大量丢失，烟气将含有热量的热气带走，致使炉膛内的负压加大4。丢失的热能导致燃烧介质的消耗加剧，炉膛内部的运作进入微负压状态，以提高炉内的燃烧效率。为了确保稳定的炉膛负压状态，应该针对负荷变化来相应调整燃料的送风量和供给量。然而，PLC 控制系统自动调整变化量的稳定性方面存在优势，不仅保证了每个变化量的均匀变化和可靠运行，而且还实现了燃耗的安全性和科学性。虽然，排烟道在燃烧周期末期可能会出现部分阻塞现象，但 PLC 控制系统在自动化基础上依然能实现手动操作，借增加进风量放弃燃烧的经济性，保证了燃烧的安全运行。3 熔盐炉控制系统组成结构以上针对熔盐炉控制系统的各控制回路原理做了简要分析，依据以上分析，我们知道构建一个可靠性强、智能化的控制系统是保证熔盐炉安全运行的基础。熔盐炉控制系统是典型的多变量、多连锁、对安全性要求极高的控制系统。在控制系统设计上我们采用集中控制分散驱动（P）T方案）的集散控制思想，把控制系统分为三层：（1）信息管理层：完成系统关键技术数据的设定、实时数据和运行状态的监视与控制、历史数据的查看、数据报表的记录与打印、报警与故障的提示处理等功能；主要由上位工控机（IPC）、组态开发软件、应用程序、通讯模块等组成。（2）控制层：主要完成各种控制动作命令、实时数据的采样与处理、连锁动作的关联表达、控制算法的实现、异常现象的自动处理等功能；主要由可编程逻辑控制器（PLC）的开关量模块、模拟量模块、智能PID调节仪、变频器、PLC应用程序等组成。（3）设备层：主要接受来自PLC的控制命令，执行相应的动作或提供相应的检测数据。主要由断路器、交流接触器、压力变送器、温度变送器、流量变送器、电动开关阀、模拟信号隔离分配器等组成。结束语：综上所述，通过分析熔岩炉自动控制，有利于提高相关设备的运行效率，并且推动我国相关行业的发展，为今后相关生产与制造提供先进的技术支持。参考文献：1汪琦，俞红啸，张慧芬. 热载体加热炉结构与供热循环系统智能化控制的应用研究J. 化工装备技术，2016，37（02）：27-33.2韩国新，盛丽娜. 炼铁厂高炉综合自动化控制系统的研究与应用J. 数字技术与应用，2013，（03）：22.3刘志刚. 电厂锅炉自动化控制系统分析J. 中国石油和化工标准与质量，2012，32（08）：257.4周盛宏. 炼钢厂转炉系统自动化控制J. 机电信息，2011，（12）：113-114. -全文完-