1、鏈條鍋爐工藝簡介
    鏈條鍋爐是火床爐的一種，煤在水平運動的爐排上燃燒，空氣從爐排下方經預熱器自下而上引入。煤從煤斗落到爐排上，經過爐閘門時被刮成一定厚度后進入爐膛，煤在爐排上分段燃燒成渣，爐渣隨著爐排的轉動排出。爐膛中燃燒的煤所釋放的熱量，被爐膛周圍的水壁吸收而產生蒸汽，進入集汽箱供用戶。燃燒產生的煙氣被引風機帶動經過省煤器、過熱汽、空氣預熱器換熱后再經過除塵排入大氣。工藝流程如圖1所示。
2、DCS系統組成
    集散控制系統( DCS)是計算機、自動控制技術及網絡通訊時代的產物。它基于控制分散、危險分散、操作和管理集中的設計思想，采用多層分級、合作自治的結構形式，適應現代化生產和企業管理要求。由于DCS融入了最新的現場總線、嵌入式軟件、先進控制、報表技術、CRT以及網絡技術等，使得其能夠整體解決小至一臺大型設備（鍋爐）、大至一個現代化工廠整個生產過程的全方位控制，并為工廠全程信息化管理提供基礎平臺。
3、鍋爐系統控制方案
    (20 - 50)t/h鏈條鍋爐根據實際使用需要調節的量不盡相同，但一般需要調節的量大約是9～10個，分別是：1)除氧水位；2）除氧壓力；3)主汽減壓；4）分汽缸出口穩壓；5）爐膛負壓；6）主汽溫度；7）汽包水位；8）爐排轉速；9）鼓風轉速；10）煤層厚度等。
    汽包水位、主汽溫度是鍋爐系統控制的重點，燃燒自動則是鍋爐系統控制的難點。
3.1常規控制回路
    除氧水位、除氧壓力、除氧氣減壓、分汽缸出口穩壓、爐膛負壓等是常規的單回路調節。主汽溫度、汽包水位多采用單回路前饋或串級加前饋（三沖量）組成，具體的調節方式應根據現場實際試驗情況而定。常規控制回路及P、I、D參數調節參見表1。有些需要考核污染指標的系統還引入氧含量分析，用以對鼓風和引風進行協調調節。
    3.2燃燒系統的控制
    鍋爐參數中，主汽壓力（或過熱蒸汽壓力）是衡量蒸汽量與外界負荷兩者是否適應的標志。引起主汽壓力變動的擾動來源有兩個，一是燃料量的擾動，為基本擾動；二是用汽量的擾動，為負荷擾動。基本擾動可以通過自身的閉環來克服，負荷擾動則不易做到。負荷變化時，母管壓力出現瞬時改變，而調節通道的遲延較大，對象擾動通道與調節通道的動態甚為懸殊，調節很不利。根據司爐工經驗，煤從進入爐膛到完全燃燒需要20min以上。常規的P、I、D調節跟隨性較差。無法完成這樣一個大滯后系統的自動調節。采用基于模糊理論的專家系統，可較好地實現對鍋爐燃燒系統的自動控制。
    表2是基于專家系統的控制參數規則表，其中的P論域表示模糊控制中鍋爐壓力的論域，AP論域表示兩個運行周期鍋爐壓力變化差的論域，AMV代表與P論域和AP論域相關的每個燃燒周期爐排轉速的調節增量。燃燒周期的自動調整，加快了負荷大幅變化時燃燒控制的響應速度。該表參數對20～50 t鏈條鍋爐具有普遍的適用性，爐況發生較大變化時僅作些微調即可滿足要求。
    煤質或爐況的不同對調節效果有一定的影響。由于隸屬度函數的曲線均相互交錯重疊，因此模糊控制算法對于參數變化的適應性具有較強的魯棒性，實際運行驗證了這一特點。
3.3  閥門的調節與限幅
    規則表參數中閥門變化值對應于每個燃燒周期爐排轉速的變化量。爐排轉速控制給煤量，是保證鍋爐經濟、安全運行的重要控制對象。根據操作工的經驗，在一定的爐況和煤質條件下，爐排轉速達到一定限額后將不再對汽包壓力起決定作用，因此必須對爐排轉速設置合理的上限以防燃燒不充分，污染環境。
    鼓風轉速與爐排轉速之間應根據一定的風煤比互相協調，保證燃燒的經濟性。這個比例與具體的煤質、爐況、變頻器轉速相關，在運行中需根據現場情況及時調整。
    引風轉速與鼓風轉速應互相適應，維持爐膛負壓在一定范圍內，保證燃燒的安全性。
    燃燒控制規則表以及鍋爐各種參數的設置如表2所示。
    為方便操作，將爐排轉速、鼓風轉速、引風轉速限幅、燃燒周期的設定等參數設置為操作員權限，并引至監控界面以便司爐工在線修改。
4、現場運行結論
    采用JX - 300(X)系統在兩套鏈條鍋爐系統(分別為20t/h和35t/h)應用中實現了爐況穩定時的自動控制，減少了因工作環境和操作員情緒所產生的不穩定因素。通過設置合適的爐排轉速、鼓風轉速、引風轉速限幅值，能夠保證煤的充分燃燒，減少環境污染，實現了工況穩定時整個鍋爐系統的自動控制。同時由于引入燃燒周期的自適應調整，加快了負荷大幅變化時的響應速度，提高了系統控制的自動化程度。實施的項目實際運行顯示，汽泡壓力控制偏差小于2%，汽包液位控制偏差小于3%。達到設計要求。
    該系統還實現了以下功能：
    1)溫度、壓力、流量、液位的實時監控；
    2)報表的實時記錄、定時打印；
    3)報警信號的實時顯示與紀錄；
    4)提供歷史數據和歷史曲線的查詢；
    5)爐況、煤質發生變化時，在監控狀態下可實現控制參數的在線修改。
目前DCS的應用大多還停留在現場信號的顯示、控制、報表自動記錄層面上，受管理觀念和資金的限制，實現全廠信息化管理的綜合應用尚需一定的時日。
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