【摘要】计算机技术的快速发展使自动化成为现代工业发展
的主要方向，自动化技术在工业蒸汽锅炉中的应用可以提升蒸汽
锅炉运行的安全性和稳定性，有利于实现节能减排目标。目前我
国工业中使用的蒸汽锅炉有多种类型，传统的热工仪表手动控制
方法难以对锅炉运行状态进行实时监控，导致工业蒸汽锅炉生产
效率低，能耗高，污染排放超标。在生态环境形势日益严峻的当
下，使用自动化控制手段提高工业锅炉的生产效率、降低能耗和
污染排放量十分必要。本文将对蒸汽锅炉的自动化控制技术进行
探究。
【关键词】工业；蒸汽锅炉；自动化控制
前言
工业蒸汽锅炉在运行过程中的调节控制是一项繁琐的工作，
需要多个线路的共同配合，而对工业锅炉进行有效控制意义重大，
是安全生产和高效生产的前提，因此工业蒸汽锅炉运行状态控制
是工业生产的重点和难点任务。随着科技进步和计算机技术的快
速发展，工业蒸汽锅炉的自动化控制技术在工业生产中的应用可
以实现对蒸汽锅炉运行状态的有效控制，能够有效提高生产效率、
降低生产成本，同时也符合节能减排的绿色发展要求。本文将首
先对工业蒸汽锅炉自动化控制系统的组成结构和工作原理进行分
析。
一、系统组成结构
工业蒸汽锅炉的微机控制系统主要由显示器、工控机、手操
器、打印机、报警装置等部分组成，能够对蒸汽锅炉运行过程中
的给煤、给水、鼓风、引风等各个环节进行自动化控制。微机控
制系统主要分为手动控制和自动控制两个部分，可以通过手动自
动切换装置进行切换。在手动控制状态下，操作人员可以对锅炉
进行手动控制，通过操作器控制变频器
[1] 。
在自动控制状态下，微机会自动发出信号对锅炉设备进行控
制，并对蒸汽锅炉的运行状态进行监测，一旦发现运行状态异常，
就会发出警报，以便工作人员及时排查故障隐患，避免影响蒸汽
锅炉的正常运行。微机控制系统还能够定时打印运行参数数据，
自动形成生产日志，减少人员工作负担。
在工业生产中，保证工业蒸汽锅炉的安全、稳定运行具有重
要意义，锅炉一旦出现故障，容易引发重大安全事故，造成人员
伤亡，给工业生产带来不可挽回的损失。因此设计人员进行自动
化控制系统设计时，一定要谨慎设计好报警参数，确保自动化控
制系统能够对锅炉运行状态进行有效监控，及时发出报警，尽早
消除安全隐患
[2] 。
二、工作原理
工业蒸汽锅炉自动化控制的实现主要是通过将除氧水送入水
泵调节阀中，在省煤器处理下变成温水，再经过汽包的加热使水
体沸腾，从而产生蒸汽。为保证蒸汽面积的最大化，水位应位于
锅炉汽包的中间位置，使蒸汽从蒸汽阀排出。同时空气会快速进
入空气预热器内部，经过加工处理后出现延期预热现象，形成热
空气。煤炭落到炉排上后，炉排开始匀速转动，煤炭被炉膛前的
火苗点燃，在其燃烧过程中可以挥发大量水分，产生热烟气，最
后通过引风机将预热传导分别输送到锅炉的水和空气里，从而提
高锅炉生产效率，减少热能浪费
[3] 。
三、给水调节系统
节水调节系统主要是对给水流量进行控制，使其适应锅炉蒸
发量，控制汽包水位维持在允许范围内，保持给水稳定。汽包水
位是控制回路的被调参数，给水调节阀是主要调节机构，水流量
就是调节量。给水调节系统中的汽包水位调节主要受蒸发量、燃
料量、积水量影响。由于给水调节对象存在一定的滞后性，而且
不具备自平衡能力，所以在蒸汽锅炉的自动化控制系统中汽包液
位回路采用闭环三冲量调节系统。该系统将给水流量、蒸汽流量
和汽包水位通过运算后传递给水阀调节系统
[4] 。
给水压力回路也是锅炉积水调节系统中的重要组成部分，由
于汽包内压力高，对锅炉进行补水时必须提供更高的压力。积水
压力回路的主要作用就是提高给水的压力，使其能够顺利进入汽
包。蒸汽流量没有达到满负荷前，给水流量的需求不高，老师锅
炉系统一般采用水泵以工频方式运转，利用回流阀降低水压，防
止爆管。在自动化控制系统中，采用变频器进行恒压供水，对水
压进行控制和调节。
系统下达指令后，第一台泵通过变频器的作用自动启动运行，
由系统对给水管水压进行自动检测。变频器的频率达到工频后，
如果给水管的水压仍未达到预先设定值，系统会控制第一台电机
切换到工频直供电，由变频器拖动第二台水泵开始运行。待变频
器达到工频状态后，在检测供水管水压，如果母管水压仍未达到
预先设定值，系统再将第二台水泵切换到工频直供电，并通过变
频器启动第三台水泵开始运行，以此类推，直到给水管压力达到
设定值为止。再次过程中，如果锅炉的需水量减少，也可以通过
变频控制系统自动降低变频器运行频率，频率减到零时如果仍然
不能满足要求，就切换至前一台水泵继续减频，以此类推，指导
满足要求为止。变频控制系统始终利用一台变频器对水泵转速进
行调节，可以保证管网压力的动态恒定。但是变频器报警停机或
发生其他故障，容易造成水泵停止运行从而造成锅炉缺水，所以
还需要加装反馈装置，为变频器的正常运行提供保障
[5] 。
此外，锅炉供水系统的自动化控制还包括除氧器的压力和水
位控制。除氧器压力控制的主要目的是保证除氧器口的蒸汽压力
足够用于将软化水除氧，其控制回路是单闭环回路，除氧器的压
力是其输入参数，器输出参数控制除氧器进气阀。对除氧器水位
进行控制的主要目的是保证除氧器中由足够的水提供给锅炉。这
也是个单闭环控制回路，输入参数是除氧器水位，输出参数控制
穿氧气进水阀。
四、燃烧控制系统
蒸汽锅炉的燃烧自动化控制系统与燃烧种类、燃烧方式、供
给系统、锅炉与负荷联接方式等有关，其自动控制的主要任务分
为三个方面，一是维持锅炉内的气压恒定，二是保证燃烧过程的
经济性，三是对引风量和送风量进行调节，维持炉膛压力不变。
如果锅炉内的气压发生了变化没说明蒸汽量与负荷耗气量不
相适应，需要改变燃料量，从而改变锅炉蒸汽量。燃料量发生改
变后，也需要相应的调节风量，使其与燃料量匹配，保证燃料的
充分燃烧。汽压、炉膛负压、烟气含氧量是燃烧控制系统的主要
被调参数。主要调节量也有三个，分别是燃料量、引风量和送风
量。燃料量调节一般通过炉排电机或燃料阀进行，引风量和送风
量的调节一般通过变频器和挡板执行机构进行。各种自动控制回
路都具备手动和自动控制两种模式，在系统中引入控制对象的反
馈值，可以实现手动控制与自动控制的无扰动切换。
五、结束语
总而言之，工业蒸汽锅炉自动化控制系统的实现具有重要意
义，可以有效提高锅炉运转效率，降低能耗，减少污染物排放量，
提高工业生产的经济效益。本文着重分析了自动控制系统中的给
水控制系统和燃烧控制系统，希望能起到参考作用。
参考文献：
[1]刘春雷.蒸汽锅炉计算机控制系统研究与应用[D].沈阳建
筑大学，2015.
[2]王淑杰.工业蒸汽锅炉自动化控制系统设计[J].硅谷，
2012，（21）：60+71.
[3]孙晶.工业蒸汽锅炉燃烧自动控制方法的研究[D].黑龙江
大学，2012.
[4]李文聪.工业蒸汽锅炉分布式控制系统设计[J].芜湖职业
技术学院学报，2010，（02）：18-20+24.
[5]王永红.常用工业蒸汽锅炉的自动化控制[J].科技资讯，
2007，（25）：54-55.
的主要方向，自动化技术在工业蒸汽锅炉中的应用可以提升蒸汽
锅炉运行的安全性和稳定性，有利于实现节能减排目标。目前我
国工业中使用的蒸汽锅炉有多种类型，传统的热工仪表手动控制
方法难以对锅炉运行状态进行实时监控，导致工业蒸汽锅炉生产
效率低，能耗高，污染排放超标。在生态环境形势日益严峻的当
下，使用自动化控制手段提高工业锅炉的生产效率、降低能耗和
污染排放量十分必要。本文将对蒸汽锅炉的自动化控制技术进行
探究。
【关键词】工业；蒸汽锅炉；自动化控制
前言
工业蒸汽锅炉在运行过程中的调节控制是一项繁琐的工作，
需要多个线路的共同配合，而对工业锅炉进行有效控制意义重大，
是安全生产和高效生产的前提，因此工业蒸汽锅炉运行状态控制
是工业生产的重点和难点任务。随着科技进步和计算机技术的快
速发展，工业蒸汽锅炉的自动化控制技术在工业生产中的应用可
以实现对蒸汽锅炉运行状态的有效控制，能够有效提高生产效率、
降低生产成本，同时也符合节能减排的绿色发展要求。本文将首
先对工业蒸汽锅炉自动化控制系统的组成结构和工作原理进行分
析。
一、系统组成结构
工业蒸汽锅炉的微机控制系统主要由显示器、工控机、手操
器、打印机、报警装置等部分组成，能够对蒸汽锅炉运行过程中
的给煤、给水、鼓风、引风等各个环节进行自动化控制。微机控
制系统主要分为手动控制和自动控制两个部分，可以通过手动自
动切换装置进行切换。在手动控制状态下，操作人员可以对锅炉
进行手动控制，通过操作器控制变频器
[1] 。
在自动控制状态下，微机会自动发出信号对锅炉设备进行控
制，并对蒸汽锅炉的运行状态进行监测，一旦发现运行状态异常，
就会发出警报，以便工作人员及时排查故障隐患，避免影响蒸汽
锅炉的正常运行。微机控制系统还能够定时打印运行参数数据，
自动形成生产日志，减少人员工作负担。
在工业生产中，保证工业蒸汽锅炉的安全、稳定运行具有重
要意义，锅炉一旦出现故障，容易引发重大安全事故，造成人员
伤亡，给工业生产带来不可挽回的损失。因此设计人员进行自动
化控制系统设计时，一定要谨慎设计好报警参数，确保自动化控
制系统能够对锅炉运行状态进行有效监控，及时发出报警，尽早
消除安全隐患
[2] 。
二、工作原理
工业蒸汽锅炉自动化控制的实现主要是通过将除氧水送入水
泵调节阀中，在省煤器处理下变成温水，再经过汽包的加热使水
体沸腾，从而产生蒸汽。为保证蒸汽面积的最大化，水位应位于
锅炉汽包的中间位置，使蒸汽从蒸汽阀排出。同时空气会快速进
入空气预热器内部，经过加工处理后出现延期预热现象，形成热
空气。煤炭落到炉排上后，炉排开始匀速转动，煤炭被炉膛前的
火苗点燃，在其燃烧过程中可以挥发大量水分，产生热烟气，最
后通过引风机将预热传导分别输送到锅炉的水和空气里，从而提
高锅炉生产效率，减少热能浪费
[3] 。
三、给水调节系统
节水调节系统主要是对给水流量进行控制，使其适应锅炉蒸
发量，控制汽包水位维持在允许范围内，保持给水稳定。汽包水
位是控制回路的被调参数，给水调节阀是主要调节机构，水流量
就是调节量。给水调节系统中的汽包水位调节主要受蒸发量、燃
料量、积水量影响。由于给水调节对象存在一定的滞后性，而且
不具备自平衡能力，所以在蒸汽锅炉的自动化控制系统中汽包液
位回路采用闭环三冲量调节系统。该系统将给水流量、蒸汽流量
和汽包水位通过运算后传递给水阀调节系统
[4] 。
给水压力回路也是锅炉积水调节系统中的重要组成部分，由
于汽包内压力高，对锅炉进行补水时必须提供更高的压力。积水
压力回路的主要作用就是提高给水的压力，使其能够顺利进入汽
包。蒸汽流量没有达到满负荷前，给水流量的需求不高，老师锅
炉系统一般采用水泵以工频方式运转，利用回流阀降低水压，防
止爆管。在自动化控制系统中，采用变频器进行恒压供水，对水
压进行控制和调节。
系统下达指令后，第一台泵通过变频器的作用自动启动运行，
由系统对给水管水压进行自动检测。变频器的频率达到工频后，
如果给水管的水压仍未达到预先设定值，系统会控制第一台电机
切换到工频直供电，由变频器拖动第二台水泵开始运行。待变频
器达到工频状态后，在检测供水管水压，如果母管水压仍未达到
预先设定值，系统再将第二台水泵切换到工频直供电，并通过变
频器启动第三台水泵开始运行，以此类推，直到给水管压力达到
设定值为止。再次过程中，如果锅炉的需水量减少，也可以通过
变频控制系统自动降低变频器运行频率，频率减到零时如果仍然
不能满足要求，就切换至前一台水泵继续减频，以此类推，指导
满足要求为止。变频控制系统始终利用一台变频器对水泵转速进
行调节，可以保证管网压力的动态恒定。但是变频器报警停机或
发生其他故障，容易造成水泵停止运行从而造成锅炉缺水，所以
还需要加装反馈装置，为变频器的正常运行提供保障
[5] 。
此外，锅炉供水系统的自动化控制还包括除氧器的压力和水
位控制。除氧器压力控制的主要目的是保证除氧器口的蒸汽压力
足够用于将软化水除氧，其控制回路是单闭环回路，除氧器的压
力是其输入参数，器输出参数控制除氧器进气阀。对除氧器水位
进行控制的主要目的是保证除氧器中由足够的水提供给锅炉。这
也是个单闭环控制回路，输入参数是除氧器水位，输出参数控制
穿氧气进水阀。
四、燃烧控制系统
蒸汽锅炉的燃烧自动化控制系统与燃烧种类、燃烧方式、供
给系统、锅炉与负荷联接方式等有关，其自动控制的主要任务分
为三个方面，一是维持锅炉内的气压恒定，二是保证燃烧过程的
经济性，三是对引风量和送风量进行调节，维持炉膛压力不变。
如果锅炉内的气压发生了变化没说明蒸汽量与负荷耗气量不
相适应，需要改变燃料量，从而改变锅炉蒸汽量。燃料量发生改
变后，也需要相应的调节风量，使其与燃料量匹配，保证燃料的
充分燃烧。汽压、炉膛负压、烟气含氧量是燃烧控制系统的主要
被调参数。主要调节量也有三个，分别是燃料量、引风量和送风
量。燃料量调节一般通过炉排电机或燃料阀进行，引风量和送风
量的调节一般通过变频器和挡板执行机构进行。各种自动控制回
路都具备手动和自动控制两种模式，在系统中引入控制对象的反
馈值，可以实现手动控制与自动控制的无扰动切换。
五、结束语
总而言之，工业蒸汽锅炉自动化控制系统的实现具有重要意
义，可以有效提高锅炉运转效率，降低能耗，减少污染物排放量，
提高工业生产的经济效益。本文着重分析了自动控制系统中的给
水控制系统和燃烧控制系统，希望能起到参考作用。
参考文献：
[1]刘春雷.蒸汽锅炉计算机控制系统研究与应用[D].沈阳建
筑大学，2015.
[2]王淑杰.工业蒸汽锅炉自动化控制系统设计[J].硅谷，
2012，（21）：60+71.
[3]孙晶.工业蒸汽锅炉燃烧自动控制方法的研究[D].黑龙江
大学，2012.
[4]李文聪.工业蒸汽锅炉分布式控制系统设计[J].芜湖职业
技术学院学报，2010，（02）：18-20+24.
[5]王永红.常用工业蒸汽锅炉的自动化控制[J].科技资讯，
2007，（25）：54-55.
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