鍋爐自動控制的基礎

A. 自動控制的目的

       

        鍋爐的操作是使其蒸汽的使用量（亦即負荷）變化時壓力或水位均會隨之變化，故必須相應的調節燃料供應量以維持一定的蒸汽壓力，同時調節給水量以維持胴體內標準水位。這種調節燃料及給水的工作就是把相當於蒸汽所帶走的能（Energy）補給於鍋爐以保持鍋爐出、入兩個『能』的平衡。

       

        鍋爐操作自動化的目的，在於能得到壓力及溫度都更為穩定之蒸汽，在於能得到更為經濟的蒸汽。（更經濟的蒸汽指得是鍋爐能在良好效率狀態下運轉，因此得以節省燃料費及因自動化節省人事費）

B. 自動控制的基礎

  （1）控制量與操作量

鍋爐所謂出與入的能為：

入的能 (帶入鍋爐的熱能)	鍋爐	出的能 (被帶出的熱能)
燃料量 給水量 空氣量	蒸汽壓力	蒸汽量 排氣量 熱損失
	蒸汽溫度
	鼓胴水位
	爐內壓

 入的能可視為入力，出的能視為出力

(一般指的熱損失是指爐壁周圍的散熱及沖放或不完全燃燒的熱損失)

        

        為使控制的對象(Controlled system)(指鍋爐)限值於一定範圍內的值叫做控制量，為控制而操作的量叫做操作量。對鍋爐而言，控制量係為蒸汽壓力及水位等，又為提高燃料的燃燒效率必須將空氣與燃料的比值維持最適宜的值，而這種值亦列為控制量之一。再者，鍋爐的爐內壓力過高時，熱氣會由隙縫噴出發生危險，而如內壓力過低又會使空氣入侵爐內造成鍋爐效率降低，故爐內壓力有時亦列入控制量之一

在自動控制裡控制量究竟以甚麼作為操作量，在鍋爐而言，通常依下表

控制量	蒸汽壓力	蒸汽溫度	鼓胴水位	爐內壓力	空氣燃料比值
操作量	燃料量 空氣量	過熱減低器之注水量或傳熱量	給水量	送風量 排出的氣體量	燃料量或空氣量

        

        比較低壓的鍋爐，可將蒸汽壓力、胴體水位及爐內壓力等各設獨立的控制迴路來個別操作，這時燃燒控制就做為主體，故叫做自動燃燒控制(ACC Automatic Combustion Control)

        

        高壓大容量的鍋爐，應付蒸發量的保有水量比較少，故在控制燃燒時必須同時來控制給水。因此將各個控制迴路結合成作一體的控制迴路始能維持鍋爐全部穩定的運轉，這種方式叫做鍋爐自動控制(ABC Automatic Boiler Control)

圖中的外亂是指操作量以外的量，亦即鍋爐外部之外來因素影響而起變化，足使鍋爐內部之『能』失去平衡之量。例如蒸汽流量，燃料的發熱量，給水泵之壓力均為『外亂』。

（蒸汽流量完全無法油鍋爐本身來控制而是由蒸汽之使用狀態來決定，可是其他之外亂最好不要使其變動）