摘   要：我国经济建设中十分重视可持续发展，提高天然气锅炉使用率，降低有害气体排放，对社会的稳步前行起到关键作用。在天然气锅炉运行中，系统需要的热量会受到诸多因素的影响而不断变化。因此，加强燃气锅炉运行控制，提高锅炉运行效率也是当前的重要工作内容。

关键词：燃气锅炉;运行控制;运行效率

在锅炉运行中，煤炭的消耗较大，煤炭燃烧的过程中会出现较多的有害气体，这极大地破坏了生态环境。对此，我国有关部门需采取有效措施加强燃气锅炉运行控制，在减少能源消耗的同时，提高燃气锅炉运行的安全性和稳定性。

1    燃气锅炉概述

燃气锅炉主要分为燃气开水锅炉、燃气热水锅炉和燃气蒸汽锅炉。燃气锅炉主要指将燃气作为燃料的锅炉系统，与燃油锅炉和电锅炉相比，燃气锅炉的经济性最为明显。因此，人们普遍将燃气锅炉作为锅炉设备的首选。

2    燃气锅炉燃烧机理及能量转换

可燃物和充足的氧气是燃烧的必要条件。空气是氧气的重要来源，锅炉运行时需保证其温度达到锅炉运行标准。故而可燃物与氧气混合，参与反应的分子也需达到反应温度，抵御分子间存在的内力。也就是说，当分子发生碰撞时，起始物质键受到破坏后会形成稳定的新键，之后便可生成反应物，反应需要充足的时间，应确保反应物的充分接触。如果回水温度或出口温度的设定值均发生明显的变化，则循环水吸收热量也会改变，其所需要的热量也会随之改变。为此，工作人员要结合总体热量发生的变化，严格控制燃气及空气的进气量，以提高锅炉运行的经济性与合理性。

3    燃气锅炉运行控制

3.1  严格把控最优过量空气系数

标准状态下单位体积气体燃料完全燃烧所需要的空气量为气体燃料的理论空气量，即V0，该数值可结合气体燃料的主要成分计算得出。实际送入锅炉的空气量被称为实际空气量。其以V表示，通常V大于V0，而二者的差值则称为过量空气，实际空气量=理论空气量+过量空气量。实际空气量/燃气量称为空比或燃比，其数值与实际空气量相同。实际空气量/理论空气量的值，则被称为过量空气系数。过量空气系数直接影响锅炉燃烧的工况和锅炉运行的经济性。如过量空气系数过小，炉内不完全燃烧的成分较多，此时损失也相对较大。若过量空气系数过大，则锅炉内的排烟热损失也会有所提高。

3.2  控制锅炉汽包水位

汽包水位在锅炉运行中占据着重要的位置，其也是被控变量中较为关键的一环。为保证锅炉的安全、平稳运行，应确保水位稳定性。如水位高于标准，则汽包内的水汽分离也会受到影响，饱和水蒸气中的水含量超标，热气管壁上会出现大量水垢，长此以往会直接损坏热汽管壁。且过热蒸汽的温度迅速下降，水位也随之降低，导致汽包内含水量过少。大负荷运行时，水汽化的速度明显加快，汽包内水量的变化速度又有所提高，最终导致锅炉故障，甚至锅炉爆炸等安全事故。

锅炉汽包水位控制系统中，汽包水位为被控变量，而给水变量则为控制变量。干扰变量则主要来源于给水、蒸汽用量、燃料量和汽包压力变化。单冲量和双冲量控制系统无法满足汽包水位控制目标，双冲量控制系统自身存在着明显的不足，其控制阀无法保证静态补偿的效果，而且无法抵御积水系统带来的干扰，因此引入了给水流量信号，形成三冲量控制系统。

3.3  调整锅炉热负荷

锅炉燃烧时工况变化明显，相关人员需结合锅炉需要的总热量及時调整燃气和空气的进气量，以提高锅炉运行的经济性。同时在燃气侧设置空气比例调节阀，燃气为被动调节，空气则为主动调节。燃气量调整的过程中，要科学选择控制算法，确保燃气量以较快的速度调整至设定范围。再者，锅炉运行中，不同的控制算法对其影响也有所不同。工业锅炉在被控对象中较为复杂，工业锅炉燃烧的不确定性较强，且锅炉换热延时较长，无法建立满足精度和系统控制要求的数学模型。对此，若想有效提高锅炉运行的效率，满足用户的负荷要求，就需采取灵活多元的控制算法，深度考虑决策的影响因素，并在控制和计算的过程中综合分析多工艺参量值，以强化锅炉运行的效果。

3.4  做好烟气氧含量闭环控制

燃气锅炉控制中设有烟道气氧含量控制回路，其也被称为烟气含氧量闭环控制系统，该系统可显著提高锅炉运行的经济性。而若想提高锅炉燃烧的经济性，必须严格控制燃料与空气流量比值。但其无法确保燃料充分燃烧。这主要是由于不同负荷条件下，最优比不同，且燃料成分的改变也会对锅炉运行产生较大的影响。流量测量准确性不佳，也是锅炉运行中不可忽视的要素。为解决上述问题，工作人员需采用特定指标闭环调整两流量的比值，现阶段以烟气中的含氧量作为闭环修整的主要指标。

3.5  蒸汽过热系统控制分析

蒸汽过热系统的自动控制中，应时刻保证过热器出口温度不超过特定范围，确保管壁的温度在允许工作温度范围之内。再者，过热气温在锅炉正气水同道中温度最高，过热器运行中其温度需小于材料能够承受的最高温度。如蒸汽温度超出指定范围，则易导致过热器损坏，而且也会出现汽轮机过热膨胀现象，进而无法促进系统的安全与稳定运行。如蒸汽温度越低，则设备运行更加安全，但是汽轮运行的过程中蒸汽湿度明显提高，加剧了叶片磨损，所以必须严格控制过热器出口蒸汽温度。

很多因素均会影响过热器出口温度，由于多种因素的干扰，过热器出口温度也会出现明显的时滞性和惯性。故而要科学选择操控变量及控制方案，以满足工艺的要求。目前，控制变量主要为减温水流量，被控变量主要为过热器出口温度，建立单回路控制系统，但是系统控制通道的时滞性和时间常数较大。单回路控制系统运行时无法确保其运行的效果。对此，可引入减温器出口温度，将其作为副被控变量，从而形成串级控制系统。

4    结语

综上所述，燃气锅炉运行中主要采用清洁可再生能源，其有利于环境保护。我国社会发展过程中，燃气锅炉也得到了广泛应用，相信燃气锅炉控制技术也会随着科技的发展而不断创新和完善，进而推动我国经济建设的持续前行。

[参考文献]

[1]刘海港.浅议燃气锅炉的运行控制[J].科技展望，2017（2）：18.

[2]张昊，董亮.燃气锅炉燃烧自动控制系统[C].马鞍山：全国冶金自动化信息网2016年会，2016.