鍋爐是石油化工、制糖造紙等工業生產中常見的必不可少的動力設備之一。在工廠里，鍋爐產生的蒸汽作為全廠的動力源和熱源。例如電廠里的汽輪發電機，就是靠鍋爐產生的一定溫度和壓力的過熱蒸汽來推動的，化工廠里許多換熱器的熱源大多是鍋爐提供的蒸汽。鍋爐產生蒸汽的壓力和溫度是否穩定、鍋爐運行是否安全，直接影響到生產能否正常進行，更關系到人員和設備的安全與否，因此，鍋爐的過程控制十分重要。

　　1工業鍋爐的結構2工業鍋爐控制分析由上述過程可知，鍋爐的正常運行必須要保持物料（水）平衡和熱量平衡。在物料平衡中負荷是汽包內水的蒸發量，被控變量是汽包的水位，操縱變量是鍋爐的給水量；在熱量平衡中負荷是蒸汽帶走的熱量，被控變量是蒸汽壓力，操縱變量是燃料量。

　　上述的物料平衡和熱量平衡是相互關聯、互相影響的。汽包水位不僅受到給水流量的影響，而且也受到熱量變化的影響。例如，當熱量平衡被破壞，蒸汽壓力發生變化后，會影響到汽包水面下蒸發管中的汽水混合為適應生產的需要，鍋爐的大小、型號也是各種各樣。鍋爐的大小是以鍋爐每小時產生的蒸汽量來衡量的，小型鍋爐每小時產幾噸蒸汽，大的鍋爐每小時能產200t以上的蒸汽，蒸汽壓力有高、中、低之分。在應用類型上，可將鍋爐分為動力鍋爐和工業鍋爐，其中工業鍋爐又分為輔助鍋爐、廢熱鍋爐、快裝鍋爐、夾套鍋爐等。

　　鍋爐的燃料也各不相同，有燃氣型、燃油型、燃煤型和化學反應型等。

　　鍋爐的工藝流程如所示，燃料和熱空氣按一定的比例混合后進入燃燒室燃燒，加熱汽包內的水產生飽和蒸汽Ds，經過熱器后形成一定溫度的過熱蒸汽D再匯集到蒸汽總管PM，最后經過負荷設備調節閥：2012-11-01；修訂日期：2013-01-31化、機電一體化專業的教學和科研工作。

　　物的體積，使汽包水位發生變化。同樣蒸汽壓力不僅受到燃料輸入量的影響，而且進水量的變化也會影響到蒸汽壓力的穩定。例如，給水流量增加時，由于冷水的溫度低，會使汽包內的蒸發量減少，導致蒸汽壓力下降。

　　綜上所述，鍋爐的運行主要包括以下3個方面的過程控制系統：（1汽包水位控制系統：是鍋爐安全運行的必要保證，它要維持汽包內的水位在工藝允許的范圍內；（2燃燒系統的控制：通過使燃料量與空氣量保持定的比值，以保證經濟燃燒和鍋爐的安全運行，同時保證引風量與送風量相適應，維持爐膛內的負壓恒定不變，其最終目的是使燃料產生的熱量滿足蒸汽負荷的需要；（3）過熱蒸汽系統的控制：這是一個溫度控制系統，其作用主要有2個：一是保持過熱器出口溫度在允許范圍內；二是保證管壁的溫度不超過允許的工作溫度。

　　汽包的水位是鍋爐正常運行的重要指標，水位過高，由于汽包上部空間變小，從而影響汽水分離，會產生蒸汽帶水現象；水位過低，則由于汽包的容積較小而負荷卻很大，水的汽化速度加快，使得汽包內的儲水量迅速減少，如不及時控制，就會使汽包內的水全部汽化，形成“干燒”可能導致鍋爐燒壞甚至爆炸的嚴重后果。

　　3鍋爐汽包水位控制系統設計目前，鍋爐汽包水位常采用單沖量、雙沖量及三沖量控制方案。此處的“沖量”不是物理上定義的作用在物體上力和時間的乘積，而是1種表示變量的習慣沿用。

　　3.1鍋爐汽包水位單沖量控制系統是鍋爐汽包水位單沖量控制系統示意圖，這是個典型的單回路控制系統，其被控變量是汽包水位，操縱變量是鍋爐的給水量。當汽包水位偏離設定值時，變送器將測量到的信息送給控制器，按照特定的控制規律來開大或關小閥門，以增加或減少供水量，使汽包水位回到設定值。

　　鍋爐汽包水位單沖量控制系統示意圖安裝在給水管道上的執行器（調節閥），從安全角度考慮應該選擇氣關閥，因為出現事故時（譬如前級儀表故障或氣源斷氣，為了避免鍋爐設備發生事故，要求調節閥打開，使汽包保證有水而避免爆炸。影響鍋爐汽包水位的主要擾動是蒸汽負荷的波動，因為用戶的蒸汽需要量是在不斷變化的。假設蒸汽需要量突然加大，汽包的壓力會瞬時降低，水的沸騰加劇，使水加速汽化，水中的氣泡量會驟然增多。而氣泡的體積比其液態時的體積大很多倍，結果出現汽包內的水位不降反升的假象，即出現“假水位”。控制器獲得的信息是“水位升高了”本來該增加供水量，現在卻錯誤地減少供水量，嚴重時會使汽包水位下降到危險區內以致發生事故。產生上述“假水位”的主要原因是蒸汽負荷量的波動而造成“閃蒸”現象，如果把蒸汽流量作為前饋信號引入控制系統，及時知道其變化情況，就可以克服這個主要的擾動。

　　3.2鍋爐汽包水位雙沖量控制系統是鍋爐汽包水位雙沖量控制系統示意圖，這里的“雙沖量”是指汽包水位信號和蒸汽流量信號2個變量。它是一個前饋-反饋控制系統。水位信號從系統的輸出端返回到輸入端，因此屬于反饋控制；蒸汽流量信號未經反饋而直接與水位控制器的輸出信號相加，因此是前饋控制。當蒸汽負荷變化可能導致汽包水位大幅度波動時，蒸汽流量信號的引入起著超前控制作用，它在汽包水位還沒有出現波動時，提前使調節閥動作，從而減少因蒸汽負荷量變化引起的水位波動，極大改善了控制品質。中，當干擾引起汽包水位上升（大于設定值），偏差增加，正作用控制器的輸出增加，（+￡）信號使加法器的輸出增加，氣關閥因控制信號的增加而減小開度，供水量下降，汽包水位回落；另方面，當蒸汽負荷量增加時，會導致水位下降，但流量變送器FT送給加法器的（-b信號使得加法器的輸出下降，氣關閥因控制信號的減小而增大開啟度，有效克服了由于蒸汽負荷變化給汽包水位帶來的影響。

　　鍋爐汽包水位雙沖量控制系統示意圖盡管雙沖量控制克服了蒸汽壓力變化帶來的擾動，卻不能克服供水壓力變化的干擾，當供水壓力變化時，同樣會引起供水流量的變化，會導致汽包水位的波動，雙沖量控制系統只有在汽包水位變化后才由控制器進行調整，控制不及時。因此，當供水壓力波動比較頻繁時，雙沖量控制系統的控制質量較差，這時可采用三沖量控制系統。

　　3.3鍋爐汽包水位三沖量控制系統為鍋爐汽包水位三沖量控制系統示意圖。該系統除了水位、蒸汽流量信號以外，又增加了個供水流量信號（+C，顯然，當蒸汽負荷不變，供水量因壓力波動而變化時，加法器的輸出相應變化，直接調整閥門開啟度。不需要等汽包水位變化了再去由控制器調整，從而極大減少了水位的波動，縮短了過渡過程的時間，煤發技術巷道無盲區覆蓋網絡中IEEE802.11協議分析查欣（淄博職業學院，山東淄博255314絡的不多，文章通過分析礦井計算機移動通信網絡系統，闡述了基于IEEE802.11協議的網絡架構和功能，為今后的礦井無盲區覆蓋網絡的建設提供了理論依據。

　　0引言計算機通信網絡是維持井下安全生產及調度的重要設施。由于煤礦開采所處環境惡劣、井下生產環境復雜、巷道曲折多變，所以計算機通信網絡很難將這個礦區無縫覆蓋，而且，目前我國礦井通信主要以有線通信為主，使得井下網絡覆蓋很難達到無盲區狀態。IEEE自1997年提出802.11無線網絡規范后WiFi迅速發展起來，并在地面通信網絡中得到了廣泛的應用。根據IEEE802.11協議對WiFi設備功率的限制，將其設計為本安型礦用通信網絡設備，實現巷道無盲區的信號覆蓋。

　　1計算機移動通信網絡系統該系統主要靠無線網絡為基礎，以光纖有線網絡為主要支柱，在礦井生產的巷道中建立數據傳輸分站，通過無線局域網來實現井下巷道的整個數據覆蓋。同時利用本安手機dP終端接入設葡來實現群呼、組呼等功能，完成井下生產過程中的調度任務，保持地面人員與井下人員的信息數據傳輸。井下所建立的各個數據分站能采集礦井人員的識別卡信息，檢測井下人員的精準方位，實現RFID閱讀器功能。在發生事故后，實現井下救援的過程中，可以處理和顯示人員位置、生命狀態，可實現人員位置和生命狀態顯示報警，從而真正提高了控制質量。

　　鍋爐汽包水位三沖量控制系統示意圖位的變化，顯著地改善了控制系統的品質。對于現代大、中型鍋爐來說，對象控制通道的遲延和變化速度都比較大，“虛假水位”現象比較嚴重，工藝上對控制質量的要求又比較高，因此，普遍采用具有蒸汽流量前饋信號及給水流量反饋信號和汽包水位主信號的三沖量水位控制系統。

(完)