(1) 链条炉的工作过程及控制要求

链条炉是化工厂中一种常用的燃煤蒸汽锅炉，图 7.20 为其组成示意图。开炉时首先启动引风机和给水泵，然后开送煤链条的电动机，最后开鼓风机引火燃烧；当汽包中蒸汽压力达到一定数值时即可开阀送汽。关机时应先停鼓风机、再停链条传送带、最后停引风机及进水泵。此外，开关量控制还包括汽包中水位上、下限报警及其联锁，汽包中蒸汽压力上限报警及其联锁等功能。开关量控制由 FX2N 的开关量部分承担，下面仅介绍其模拟控制部分。链条炉模拟控制部分包括 4 个回路，控制原理方框图如图 7.21 所示。

图 7.20 链条炉组成示意图

图 7.21 模拟控制回路原理方框图

1) 汽包中水位的恒定控制回路：通过调节进水电机的转速来调节进水流量，自动补偿由蒸发引起的汽包中水位变化。该回路已包含积分环节，可采用比例调节器。

2) 汽包中蒸汽压力的恒定控制回路：通过调节炉排转速来调节送煤量，从而控制炉膛燃烧强度，自动补偿由用汽量引起的蒸汽压力变化。该回路已包含积分环节，采用 PD 调节器以加快调节速度。

除以上两个回路外，为提高燃烧效率还需控制炉膛负压和出口烟气中 O₂ 含量。

3) 炉膛负压控制回路：通过调节引风电机转速稳定炉膛内负压。

4) 出口烟气中 O₂ 含量控制回路：出口烟气中 O₂ 含量过高表明进口风量过剩、热量随烟气消耗增大；O₂ 含量过低表明进口风量不足、炉膛内煤不能完全燃烧即被排出，造成浪费。因此控制好出口烟气中 O₂ 含量对锅炉运行的经济性很重要。控制方法是调节鼓风机转速来控制空气（或 O₂）的进给量，要求空气（或 O₂）进给量能自动跟随燃煤进给量变化，本控制回路采用 PID 调节器。

(2) 系统的构成

链条炉有 4 个模拟控制回路，每个回路的执行机构均为交流变频装置调速的电动机承担；同时锅炉有输入输出开关量需要控制，采用 PLC 作为控制主体对开关量和模拟量进行综合控制。本系统选用三菱 FX2N-32MR 型 PLC 作为主机，同时配备 FX2N-4AD 和 FX2N-4DA 两个特殊模块作为模拟控制回路的输入输出接口。FX2N-4AD 模块的 4 个回路分别与 PT1、PT2、LT、O₂T 等 4 个变送器连接，接收它们的 4～20 mA 模拟电流信号；用 FX2N-4DA 模块的 4 路 4～20 mA 模拟输出电流信号分别控制 4 台电动机的调速变频器；另外配置人机界面作为给定参数设定和工作参数的实时显示。系统结构如图 7.22 所示。

图 7.22 系统结构图