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提高锅炉电气设备安全高效运行的措施【摘要】锅炉电气设备的安全高效运行对于工业生产至关重要。
为了达到这一目标，需要加强设备的日常维护保养，定期进行设备巡检与保养，及时处理设备故障，采用先进的电气设备管理技术，以及加强从业人员技能培训与安全意识教育。
通过这些措施，可以降低设备故障率，提高生产效率，保障生产安全。
持续改进和创新也是设备运行中的关键因素，未来可以进一步完善设备管理技术，提升设备的智能化水平，实现设备的自动化运行。
提高锅炉电气设备安全高效运行的重要性不言而喻，希望通过此文的介绍，引起人们对于这一重要议题的关注和重视。
【关键词】锅炉电气设备、安全、高效运行、日常维护、设备巡检、故障处理、电气设备管理技术、从业人员技能培训、安全意识教育、持续改进、创新、发展方向。
1. 引言1.1 介绍锅炉电气设备的重要性锅炉电气设备在工业生产中起着至关重要的作用。
作为能源转换和供应的核心设备之一，锅炉电气设备直接关系到整个生产过程的正常运行和安全性。
锅炉电气设备的高效运行不仅可以保证生产效率，还可以有效控制能耗和排放，提高企业的经济效益。
锅炉电气设备可以提供稳定、可靠的热能供应，满足生产过程对热能的需求。
通过燃烧煤、油、气等能源，锅炉电气设备将能量转化为热能，为生产提供热源。
这对于需要大量热能的工业生产来说是至关重要的，只有保证锅炉电气设备的正常运行，才能保证生产不受影响。
锅炉电气设备还承担着供暖、供水等基础设施的任务，直接影响到员工的生活和生产环境的舒适度。
一个良好运行的锅炉电气设备可以保证企业员工的工作环境稳定舒适，有助于提高员工的工作效率和生产积极性。
1.2 阐述提高锅炉电气设备安全高效运行的必要性提高锅炉电气设备的安全性和高效性对于工业生产和能源供应至关重要。
在现代工业生产中，锅炉电气设备是承担能源转化和传输、供热和蒸汽产生等重要功能的关键设备之一。
其安全性和运行效率直接关系到工业生产和人们生活的正常进行。
Tubemod——一种延长过热器、再热器寿命和提高可靠性的新技术介绍本文在分析典型的过热器和再热器设计和工作中的的缺陷的基础上，介绍了一种能够提高过热器和再热器可靠性的技术——Tubemod技术。
Tubemod技术是通过3个有效的计算机软件即蒸汽力学模型软件，热传导软件和寿命模型，综合起来估计过热器中管子每个关键位置的状况以及再分流蒸汽流的方法和影响，从而可提高过热器和再热器的寿命和可靠性。
最后得出：伴随着在给定时间内温度的下降，管子的氧化和耗蚀率会降低，寿命也会延长。
因此运行温度降低一些能提高系统的可靠性。
我觉得如果降低温度可能影响到工作效率和质量，而且降低温度需要增加成本，如果在最高的温度部分用奥氏体铬镍不锈钢，其他部位也在成本接受下使用耐高温材料，这样可以在较高的温度下工作，既提高了工作效率，又提高了系统的可靠性。
提高嵌入式系统可靠性的探讨与实践本文在自动化控制系统的硬件故障率在不断下降,而软件故障率却在快速上升的背景下，通过系统目标细化和合理分配与利用硬件资源来进行程序总体结构的优化设计，并提出要在充分掌握和利用硬件的基础上,通过软硬结合、加强监控、总体优化等措施,提高系统运行的可靠性，同时给出编程过程中提高可靠性的一些具体方法，包括在程序运行过程中的监控、将监控程序与专用监控CPU相结合进行实时监控、关键程序、数据的自动备份与恢复等。
我认为硬件的可靠性是非常重要的，因为硬件是设备的物质依托，要在硬件设计时保证系统的可靠性，这样，只要软件程序在经过大量数据测定成功后，系统的可靠性就能够保证。
搞好闭环管理提高可靠性水平本文从对元器件进行闭环管理来说提高系统可靠性的问题，阐述了如何搞好元器件的闭环管理，主要包括：元器件优选手册与筛选条件的制定、人库检验、筛选、使用情况与失效分析四个步骤。
元器件的可靠性是整机可靠性的基础，因此，提高了元器件的可靠性对提高电子设备的可靠性有重大意义。
作者这种方法运用的比较好，设计闭环过程，在实际工作中对失效模式进行分析，从而更新优选条件，更好的去提高系统的可靠性。
火电厂锅炉温度控制系统锅炉温度的控制效果直接影响着产品的质量，温度低于或高于要求时要么不能达到生产质量指标有时甚至会发生生产事故。
采用双交叉燃烧控制以锅炉炉膛温度为主控参数、燃料和空气并列为副被控变量设计火电厂锅炉温度控制系统，以达到精度在-5 C范围内。
工程控制是工业自动化的重要分支。
几十年来，工业过程控制获得了惊人的发展，无论是在大规模的结构复杂的工业生产过程中，还是在传统工业过程改造中，过程控制技术对于提高产品质量以及能源的节约都起着重要的作用。
生产过程是指物料经过若干加工步骤而成为产品的过程。
该过程中通常会发生物理化学反应、生化反应、物质能量的转换与传递等等，或者说生产过程表现为物流过变化的过程，伴随物流变化的信息包括物流性质的信息和操作条件的信息。
生产过程的总目标，应该是在可能获得的原料和能源条件下，以最经济的途径，将原物料加工成预期的合格产品。
为了打到目标，必须对生产过程进行监视和控制。
因此，过程控制的任务是在了解生产过程的工艺流程和动静态特性的基础上，应用理论对系统进行分析与综合，以生产过程中物流变化信息量作为被控量，选用适宜的技术手段。
实现生产过程的控制目标。
生产过程总目标具体表现为生产过程的安全性、稳定性和经济性。
(1)安全性在整个生产过程中，确保人身和设备的安全是最重要和最基本的要求。
在过程控制系统中采用越限报警、事故报警和连锁保护等措施来保证生产过程的安全性。
另外，在线故障预测与诊断、容错控制等可以进一步提高生产过程的安全性。
(2)稳定性指系统抑制外部干扰、保持生产过程运行稳定的能力。
变化的工业运行环境、原料成分的变化、能源系统的波动等均有可能影响生产过程的稳定运行。
在外部干扰下，过程控制系统应该使生产过程参数与状态产生的变化尽可能小，以消除或者减少外部干扰可能造成的不良影响。
(3)经济性在满足以上两个基本要求的基础上，低成本高效益是过程控制的另外一个重要目标。
为了打到这个目标，不进需要对过程控制系统进行优化设计，还需要管控一体化，即一经济效益为目标的整体优化。
2024年锅炉微机控制技术锅炉微机控制技术在工业领域中扮演着重要角色。
随着科技的发展，锅炉微机控制技术也在不断创新和进步。
本文将从概述锅炉微机控制技术的发展背景开始，然后介绍其应用领域和优势，最后对未来锅炉微机控制技术发展方向进行展望。
锅炉微机控制技术的发展背景锅炉是一种将水转化为蒸汽或热水的热能设备，广泛应用于工业生产和家庭供暖领域。
传统的锅炉控制方法主要依靠人工操作，并且控制精度有限，效率低下，存在较大的安全隐患。
随着计算机技术和控制理论的发展，锅炉微机控制技术应运而生。
锅炉微机控制技术的应用领域和优势锅炉微机控制技术主要应用于工业锅炉和集中供热系统中。
它可以实现锅炉的自动控制和智能化管理，提高能源利用效率，降低运行成本。
首先，锅炉微机控制技术可以实现锅炉的自动启停、调节和保护功能。
传感器通过检测锅炉内部的温度、压力等参数，将信号传输给微机控制系统。
微机根据预设的控制策略，自动调节燃料供给、风量、水位等参数，保持锅炉的运行在最佳状态。
同时，微机控制系统具备自动保护功能，当锅炉出现超温、超压等异常情况时，能够及时报警并采取相应措施，确保锅炉的安全运行。
其次，锅炉微机控制技术可以实现锅炉的智能化管理。
通过数据采集和处理，微机控制系统可以实时监测锅炉的运行状态、能耗指标等参数，并根据实际情况调整控制策略，优化锅炉运行效率。
此外，微机控制系统还可以实现远程监控和控制功能，运营人员可以通过互联网远程监控锅炉的运行状态，及时发现和解决问题，提高运维效率。
再次，锅炉微机控制技术可以降低运行成本。
传统的人工控制方式需要人力投入，并且控制精度有限，容易导致能源浪费。
而微机控制系统的自动调节功能可以实现精确的控制，有效降低燃料消耗，提高能源利用效率。
另外，微机控制系统的智能化管理功能可以实现运维的规范化和科学化，减少人为因素对锅炉运行的影响，降低故障发生率，延长锅炉的使用寿命。
这些都可以在一定程度上降低运行成本。
容错设计在火电厂辅控系统的研究和应用的开题报
告
一、研究背景和意义：
火电厂辅助控制系统具有复杂性、高要求及重要性的特点，其安全可靠性直接影响到电力系统的稳定性和可靠性。
在现代化的火电厂辅助控制系统中，容错设计成为解决系统安全可靠性的一个重要手段。
容错设计主要是指通过设计合理的硬件、软件等策略来防止系统因为软件异常、硬件故障等原因导致系统崩溃、数据丢失、操作中断等问题。
因此，本文旨在研究火电厂辅助控制系统中容错设计的技术及其应用，并探讨其在提高系统安全可靠性、减少故障率、提高生产效率等方面的作用与意义。
二、研究内容及步骤：
1、建立火电厂辅助控制系统的理论框架和基础知识体系。
2、分析火电厂辅助控制系统的现状、存在的问题及其原因。
3、研究火电厂辅助控制系统中的容错设计技术，并以相关理论为基础，探讨容错设计在系统中的应用方法。
4、设计应用容错设计的火电厂辅助控制系统，并通过成果的测试和实施，进行数据统计和分析。
5、根据实验结果，对比、评价不同的容错设计方法，并对方案进行优化和改进。
6、分析火电厂辅助控制系统中的容错设计成效，并对系统的实用性、经济性、安全性等进行分析和评估。
三、研究目标和预期成果：
该研究的目标为：深入了解火电厂辅助控制系统中容错设计的技术
和方法，解决现有系统在工业生产中存在的问题，提高系统运行的安全性、稳定性和可靠性。
预期成果为：设计一套高效、稳定、可靠、安全的容错设计方法，
为火电厂辅助控制系统提供新的方案和方法，使得系统的运行效率更高、故障率更低，同时减少生产成本，增加企业的竞争力。
基于冗余容错技术的高炉鼓风机控制系统优化改造摘要（Abstract）本文主要介绍了基于现代冗余容错技术的高炉鼓风机自控系统适应性优化改造，提高高炉鼓风机控制系统的稳定性和可靠性，保障高炉生产安全稳定运行。
1 引言高炉鼓风机（以下简称风机）是给高炉冶炼提供冷风的设备，其工作原理是通过汽轮机或电机拖动使鼓风机高速旋转，将常温常压空气压缩到一定压力温度后，供给高炉用于铁水冶炼，完成将蒸汽热能或电能转化为动能的过程。
高炉鼓风机在铁水冶炼过程中起着非常重要的作用，是制约高炉生产、顺产的重要因素之一。
目前莱钢共有高炉4座，与之配套的风机机组只有5台，其中3、4#风机为10年前引进的日本原装风机，设备及仪控系统部分老化。
正常生产过程中，4台机组供风，只有1台备用机组。
对于风机侧来说，备机严重不足，如果1台运行风机出现故障，备机投入使用，整个热电厂将面临着无备机运行的情况。
因此非常有必要加强现有的风机机组控制系统的安全可靠的运行。
对于自控系统，提高其稳定性、可靠性是目前最迫切的问题。
冗余容错技术是近几年发展起来的新兴技术，具有高可靠性、高可用性、无单点故障等多处优点，非常适合在风机机组改造中应用。
在这次改造中主要从电源、网络结构、工艺联锁参数三个方面入手，广泛的应用了该技术。
2 电源冗余优化控制系统对交流电源的电源品质要求不是很苛刻，但对电源的不间断供电要求特别高，因此风机控制系统都配备了UPS（Uninterruptable power supply），当市电失常时，切换到UPS蓄电池供电，保证控制系统正常运行一段时间。
UPS为自控系统的稳定提供了一定保障，但实际运行过程中，由于现场环境、电池活化、电网质量等诸多因素，UPS在实际切换过程中还存在着很多问题，导致UPS出现各种供电故障。
近几年UPS故障统计表明，UPS出现供电中断事故主要发生在由UPS主回路、交流旁路、维修旁路相互切换的过程中，由于在切换过程中瞬态电压差的不同，导致了“环流”，当环流过大就会造成UPS逆变器故障，导致输出电源畸变甚至瞬时中断供电，而且切换过程中故障有随机性，很难监测。
利用容错技术指导控制系统的设计。
实际系统的硬件和软件出现故障都是难以避免的。
因此在设计控制系统时，必须全面考虑如何应用容错技术，保证系统在局部出现故障时仍能正常运行，从而提高控制系统的可靠性。
本文在分析通用容错技术的基础上，针对控制系统的特点，提出了控制系统容错技术的基本原则，并针对控制系统中控制器的特点提出了一套模型预测与专家系统相结合的控制器检测方案。
此控制系统容错技术已成功应用于某１３０ｔ／ｈ煤粉炉的计算机监控系统设计中。
１ 容错技术概述 容错的基本思想是由冯＊诺伊曼在１９６２年提出的。
系统若具有自动修复和容忍故障的能力，就可以达到高可靠性系统的目标。
这就是容错的思想。
容错技术能够达到对故障的“容忍”，并非是“无视”故障的存在，而是要能够自动、适时地监测并诊断出系统的故障，然后采取相应的故障控制或处理的策略，而要达到这些要求，还要有相应的硬件作为基础。
故障容错技术包括硬件冗余，故障检测与诊断和故障决策等内容［２］。
容错技术所包括的内容可以归纳如图１所示。
图１ 故障容错技术所包含的内容１．１ 硬件冗余 为提高系统的可靠性，在系统设计中可采用两种方法： 其一是尽可能地选用高可靠性的单元组成系统。
这种方法一方面受到技术水平的限制，有时为了达到高可靠性要求，单元配置的成本较高；另一方面，对于由同样可靠性程度的单元组成的系统，系统越复杂，系统的可靠性越低。
因此对于复杂系统，单纯依靠提高单元的可靠性达到系统的高可靠性是非常困难的。
其二是增加一定数量的相同单元组成系统或采用多套相同的系统，即所谓冗余的方法。
这种方法可以提高系统的可靠性，同时冗余也是容错技术的基础。
在设计冗余时，必须考虑几个方面的问题： １） 单元可靠性是系统可靠性的基础，因此必须努力提高单元的可靠性； ２） 对于简单并联冗余系统，当冗余超过一定数量时，可靠性提高的速度大为减缓，同时采用冗余也就意味着成本的增加，因此在设计时必须考虑费效比问题； ３） 采用何种冗余方法要根据实际情况决定，一般在低级别部位采用冗余的效果比在高级别部位采用冗余的效果好； ４） 并不是所有单元都可以冗余，比如当失效单元无法有效地隔离时，就无法采用冗余。
１．２ 故障检测与诊断 容错技术的主要内容是故障检测与诊断。
公认系统故障有三种类型：早期故障，耗损性故障和偶然性故障［３］。
这三种故障分别对应系统生命周期的三个阶段。
早期故障可以通过修正设计等措施及时剔除。
耗损性故障可以通过定时检修和更换老化部件避免。
当系统工作在早期和耗损期之间的工作期时，在此期间所发生的故障全是随机发生的偶然故障，称为偶然性故障。
因为这一时期正是系统的工作期，所以偶然性故障的故障检测与诊断很重要。
故障检测与诊断的目的在于当系统内发生故障时能自动发现故障，并确定出故障的部位和类型，同时自动采取保护措施。
故障检测与诊断的成功与否将直接影响系统的容错能力。
故障检测与诊断装置的基本要求： １） 在系统所处的各种工作方式和状态下，都应能自动、可靠地进行检测； ２） 能检测９０％以上的系统故障； ３） 故障检测与诊断装置的失效率不应大于系统总失效率的５０％； ４） 误报率小于１％。
目前，故障检测和诊断中常用的方法有： １） 直接余度：其基本原理是对系统的关键部件引入多重相同的部件，利用表决法检测并诊断系统故障，并利用冗余的部件实现容错的目的。
２） 解析余度：其基本原理是利用系统之间或系统的各部件之间的功能关系构成功能上的冗余，利用系统状态、输出等变化来检测与诊断系统的故障，利用最少的硬件冗余实现容错的目的。
３） 利用参数估计、信息序列处理等现代控制论与统计理论相结合的方法进行故障检测，并估计出偏差量，利用补偿、校正等方式实现系统容错控制。
这种检测方法所涉及的计算工作繁杂，难以在实时系统中实现。
实际应用中，一般综合使用直接余度和解析余度来进行表决，即所谓表决法。
表决法是一种常用的故障检测与诊断的方法，该方法实现起来比较简单、可靠，但需要有一定的硬件冗余。
１．３ 故障决策 故障决策的目的在于针对故障的部位和类型，采取相应的容错措施。
一般有两种方法：其一是将故障单元隔离，利用冗余配置替换故障单元，保持系统正常运行；其二是在故障存在的前提下，降低系统的性能，保证系统在可靠性所允许的一定范围之内运行。
２ 控制系统的容错技术 控制系统是一种以控制器为核心的人工系统，它通过输入设备（传感器组）和输出设备（执行机构）将受控系统和控制器连接到一起，如图２所示。
图２ 控制系统结构图 控制系统可以被划分为三个相对独立的串联子系统，各子系统间通过信号联接。
因此，可以分别设计符合各个子系统实际特点的子容错方案。
２．１ 输入、输出子系统的容错 输入、输出设备都是以硬件为主构成的。
当其元件出现故障时，会有明显异于正常的特征信号出现，因此可以使用常规的硬件冗余比较的容错方案。
２．２ 控制器子系统的容错 控制器是控制系统的核心，它的突出特点就是以软件为核心，因此控制器的容错与一般意义下的硬件容错技术有所不同，必须考虑软件的独特特点。
控制器可能出现的故障主要有：控制器硬件故障，控制软件故障，控制算法缺陷和操作失误。
２．２．１ 控制器硬件的容错 控制器以通用或专用计算机作为硬件的基础。
为了提高控制系统的可靠性，一般采用集散控制系统，即由几台计算机分别控制不同的控制回路，计算机间由通讯联系。
由于计算机程序运行的独立性，控制计算机无法热切换，因此必须选用高可靠性的计算机。
２．２．２ 控制软件的容错 控制软件由操作平台和应用软件组成。
理想的操作平台，不但要功能强大，而且要稳定。
应用软件就是控制算法的实现，应当能够如实再现控制算法。
软件故障与硬件故障的特点不同［４］：软件故障主要是软件设计和编码的错误，而与拷贝、使用、维护的关系甚小；可靠度与时间无关，软件的可靠度随软件错误的排除而提高；相同软件的冗余不会提高可靠性。
由于软件故障的以上特点，因此软件的容错工作主要是如何发现和避免软件中的错误，这需要应用软件系统工程的方法。
２．２．３ 控制算法的容错 控制算法是控制系统工作的保证，如果算法出了问题，控制系统就会出现误操作。
为了取得满意的控制效果，控制算法一般都比较复杂，有些甚至采用了自适应、自学习算法，因此难以通过仿真对控制算法进行全面的检验；并且受控对象的特性也有可能发生改变，偏离控制算法的设计区域。
所有这些因素都会导致控制系统在某些意想不到的情况下做出误操作。
控制器的输出是否正常，是针对它对受控对象的影响结果而言，其本身并不具备明显的特征。
由于一般受控对象都有一定的滞后和惯性，因此控制器的输出对受控对象的影响具有迟滞性和积累性，因此并不能根据受控对象当时的状态来判定控制器输出是否正常，而需要一套预测的方法提供信息。
本文运用模型预测的方法预测控制器输出对受控对象的影响，如图３所示。
受控对象动态模型的输入量是控制器的输出，通过计算可以得到未来一段时间里受控系统的运行轨迹。
计算时假设控制器正常，考虑控制器动作的影响。
由于模型所预测的时间段不长，因此动态模型可以比较准确地预测实际系统的运行趋势。
图３ 控制器容错方案 模型预测的一些重要信息，如最大偏移量、最大偏移速率等，送到一个专家系统［５］，由专家系统结合系统当前运行状态，综合判断控制器输出是否正常。
专家系统内存有一套检测标准，由推理机根据模型预测的信息和当前系统运行状态判断控制器输出是否正常，并判断可能的故障类型。
如果专家系统认为控制器输出正常，则该输出被送到输出设备；如果专家系统认为控制器输出异常，则该输出被抑制，转由一个比较稳定但控制效果不是最佳的备用控制器产生控制器输出。
３ 应用举例 上述控制系统容错技术已被成功运用于某１３０ｔ／ｈ煤粉炉的计算机监控系统的设计。
该控制系统的结构见图４。
控制器由工控机和ＰＬＣ组成。
ＰＬＣ负责各回路的基本控制，即所谓下位机；工控机在负责优化的同时，还要负责人机界面等工作，即所谓上位机。
故障监控的主要计算工作也由上位机完成。
图４ １３０ｔ／ｈ煤粉控制系统简图 控制系统的输入设备由传感器组、配电器和Ａ／Ｄ模块组成。
由于控制系统所需要采集的信号都是表征受控系统状态的重要参数，因此本设计采用的都是三重余度布置，应用比较法，可以检测传感器通道故障，并自动隔离、报警。
控制系统的输出设备由一系列执行机构组成。
由于大部分执行机构，如风门等，无法有效隔离，因此对于每一个执行机构单元未进行冗余布置。
执行机构的检测主要依靠测量执行机构的位置反馈信号和控制器输出信号，然后进行比较，同时辅以执行机构动作影响的参数变化信号。
以给粉机速度控制为例，调整机构的故障主信号是给粉机转速的反馈信号，辅助信号是炉内燃烧温度。
由于工控机和ＰＬＣ的可靠性都已达到控制系统的要求（连续无故障工作时间长达１０５ｈ），另一方面由于程序执行的独立性，因此没有设计双机热备份系统，而采用了冷备份系统。
上位机和下位机各有相对独立的两套控制器。
上位机控制器的控制算法比较复杂，具有自适应和优化等功能，而下位机控制器的控制算法则比较简单。
故障监控系统在上位机运行。
一般情况由上位机控制器输出，当上位机控制器异常时，转由下位机控制器输出。
４ 结束语 应用控制系统容错技术可以提高锅炉控制系统的可靠性，从而提高整个锅炉系统的可靠性。
锅炉系统可靠性的提高，就意味着经济效益的提高。
控制系统只是锅炉系统的一个子系统，要进一步提高锅炉的可靠性，还需要提高锅炉其它子系统的可靠性。
第一作者：男， １９７４年生， 博士研究生 ３＊基金项目：国家攀登计划Ｂ（８５－３５）作者单位：清华大学 热能工程系， 北京 １０００８４参考文献 ［１］ 埃．施尔弗 著． 测量设备及自动化系统可靠性理论． 裘华徕，丁永健 译． 上海：上海翻译公司，１９８９ ［２］ 姚一平，李沛琼． 可靠性及余度技术． 北京：航空工业出版社，１９９１ ［３］ 王珍熙． 可靠性．冗余容错技术． 北京：航空工业出版社，１９９１ ［４］ 傅佩琛，赵 霖，张军英． 计算机系统硬件软件可靠性理论及其应用． 西安：国防工业出版社，１９９０ ５李士勇． 模糊控制和智能控制理论与应用． 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，１９９０ 收稿日期：１９９８－０６－１５＆。
