第3章船舶蒸汽鍋爐的自動控制

1、 第三章第三章 船舶船舶蒸汽鍋爐的自動控制蒸汽鍋爐的自動控制n 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述n鍋爐包括水位的自動控制，蒸汽壓力的自動控制，鍋爐點(diǎn)火及燃燒的時(shí)序控制和自動安全保護(hù)等。n主鍋爐：它的蒸發(fā)量較大，蒸汽壓力較高，對水位和蒸汽壓力要求比較嚴(yán)格。水位和蒸汽壓力不準(zhǔn)許有較大的波動。對鍋爐一般都采用帶有積分作用的調(diào)節(jié)器所組成的定值控制系統(tǒng)加以控制。大型油船輔鍋爐工作特點(diǎn)接近主鍋爐。n柴油機(jī)貨船輔鍋爐：它的蒸發(fā)量?。ㄒ话阈∮?t/h），蒸汽壓力低（一般低于1.0MPa），對水位和蒸汽壓力的波動要求不嚴(yán)格，一般采用雙位控制。n 第八章第八章 船舶船舶蒸汽鍋爐的自動控制蒸汽鍋爐的自動控制n 第二節(jié)第二節(jié)鍋

2、爐水位的自動控制鍋爐水位的自動控制n柴油主機(jī)干貨船輔鍋爐由于蒸發(fā)量小，蒸汽壓力低，為簡化其控制系統(tǒng)，一般對水位都是進(jìn)行雙位控制，當(dāng)水位下降到允許的下限水位時(shí)，自動起動動給水泵向鍋爐供水。鍋爐水位會逐漸升高。當(dāng)鍋爐水位達(dá)到允許上限水位時(shí)，自動停止給水泵的工作，停止向鍋爐供水。因此，鍋爐在工作期間，其水位是在允許的上、下限之間波動，不會穩(wěn)定在某一個(gè)水位上。這種雙位控制水位的檢測元件常用浮子式和電極式(要求掌握）。n。n 電極式水位控制系統(tǒng)電極式水位控制系統(tǒng) 第八章第八章 船舶船舶蒸汽鍋爐的自動控制蒸汽鍋爐的自動控制電極式雙位水位控制系統(tǒng)是在鍋爐的外面裝設(shè)一個(gè)電極室，它分別與鍋爐的水空間和蒸汽空間相

3、通，故電極室中的水位與鍋爐水位一致。由于鍋爐水有一定的鹽分，所以它是導(dǎo)電的，電極室中插有三根電極棒，其中，電極1、2分別控制允許的上、下限水位；電極3用于危險(xiǎn)低水位報(bào)警。1Z和2Z是二極管橋式整流電路。由變壓器次級繞組輸出的24V交流電壓經(jīng)1Z、2Z，電極1、2、3，鍋爐水及電極室接地的殼體，構(gòu)成交流通路，經(jīng)1Z和2Z整流成直流電作為繼電器3JY和4JY的電源。調(diào)整電極1、2的位置可調(diào)整鍋爐的上、下限水位。一般來說，在允許波動的范圍內(nèi)，電極1和2之間的距離不要調(diào)整得太小，否則給水泵電機(jī)起停頻繁，影響使用壽命。如果給水泵有故障，當(dāng)水位下降到下限水位，電極2露出水面時(shí)，水泵不能向鍋爐供水，水位會繼

4、續(xù)降低。當(dāng)水位降低到危險(xiǎn)低水位時(shí)，電極3露出水面，切斷2Z的交流電通路，使繼電器4JY斷電，發(fā)出聲光報(bào)警，同時(shí)會自動停爐。 n 第八章第八章 船舶船舶蒸汽鍋爐的自動控制蒸汽鍋爐的自動控制n2管理要點(diǎn)及常見故障的分析方法n一般輔鍋爐都裝有兩個(gè)電極室，個(gè)工作，另一個(gè)備用。電極室由于長期使用，其中水的純度會提高，電極及電極室殼體會結(jié)水垢，使電極及電極室的導(dǎo)電性能降低。因此，電極室要定期放水和清洗。清洗前，要轉(zhuǎn)用備用電極室，然后關(guān)閉電極室與鍋爐水空間和汽空間相通的截止閥，再打開電極室底部的放水閥放掉電極室中的水。這時(shí)可拔出電極，打開電極室上蓋，清洗電極室殼體上的水垢和電極上的水垢。要檢查電極與電極室上

5、蓋之間的絕緣是否良好。如果絕緣不好，要更換絕緣材料。電極室裝復(fù)后，打開與鍋爐汽和水空間相通的截止閥，電極室的水位就與鍋爐的實(shí)際水位一致了。n 二、油輪輔鍋爐水位自動控制1油輪輔鍋爐水位控制的特點(diǎn) 大型油輪大型油輪輔鍋爐由于蒸發(fā)量大，蒸汽壓力高，對輔鍋爐由于蒸發(fā)量大，蒸汽壓力高，對水位和蒸汽壓力的要求比較嚴(yán)格，所以對水位和蒸水位和蒸汽壓力的要求比較嚴(yán)格，所以對水位和蒸汽壓都采用汽壓都采用比例積分定值控制。比例積分定值控制。 （1）鍋爐水位的雙沖量控制鍋爐水位的雙沖量控制 （2）水位自動控制中的雙回路給水水位自動控制中的雙回路給水1）鍋爐水位的雙沖量控制n在鍋爐水位控制系統(tǒng)中，還在鍋爐水位控制系統(tǒng)

6、中，還需要考慮需要考慮“假水位假水位”的影響，的影響，所謂所謂“假水位假水位”是指，當(dāng)鍋是指，當(dāng)鍋爐負(fù)荷變化時(shí)，鍋爐的水位爐負(fù)荷變化時(shí)，鍋爐的水位變化方向與正常的變化方向變化方向與正常的變化方向相反。相反。n它的檢測裝置有兩個(gè)：一個(gè)它的檢測裝置有兩個(gè)：一個(gè)是檢測水位變化的水位沖量是檢測水位變化的水位沖量信號信號3 3；另一個(gè)是檢測蒸汽流；另一個(gè)是檢測蒸汽流量變化的蒸汽流量沖量信號量變化的蒸汽流量沖量信號4 4，這兩個(gè)沖量信號都送到雙沖這兩個(gè)沖量信號都送到雙沖量調(diào)節(jié)器量調(diào)節(jié)器5 5。1）鍋爐水位的雙沖量控制蒸汽流量信號是前饋信號蒸汽流量信號是前饋信號，它與擾動變化大小成比例，它與擾動變化大小成比

7、例，控制作用在擾動發(fā)生的同時(shí)就產(chǎn)生，而不是等到，控制作用在擾動發(fā)生的同時(shí)就產(chǎn)生，而不是等到擾動引起被控量發(fā)生波動后才產(chǎn)生，擾動引起被控量發(fā)生波動后才產(chǎn)生，采用前饋控制采用前饋控制可以改善控制的質(zhì)量可以改善控制的質(zhì)量。對于雙沖量給水自動控制系。對于雙沖量給水自動控制系統(tǒng)，當(dāng)蒸汽流量發(fā)生變化時(shí)，就給調(diào)節(jié)器發(fā)去一個(gè)統(tǒng)，當(dāng)蒸汽流量發(fā)生變化時(shí)，就給調(diào)節(jié)器發(fā)去一個(gè)信號，使給水量和蒸汽量同方向變化，因此可以減信號，使給水量和蒸汽量同方向變化，因此可以減小或抵消由于虛假水位現(xiàn)象而使給水量與蒸汽流量小或抵消由于虛假水位現(xiàn)象而使給水量與蒸汽流量相反方向變化的誤動作，使調(diào)節(jié)閥一開始就向正確相反方向變化的誤動作，使調(diào)

8、節(jié)閥一開始就向正確的方向移動，從而的方向移動，從而減小了給水量和水位的波動，縮減小了給水量和水位的波動，縮短了調(diào)節(jié)時(shí)間，可以改善水位的控制品質(zhì)短了調(diào)節(jié)時(shí)間，可以改善水位的控制品質(zhì)。 2）水位自動控制中的雙回路給水）水位自動控制中的雙回路給水雙回路水位控制系統(tǒng)工作原理l-鍋爐；2-參考水位罐；3-差壓變送器；4-水位比例積分調(diào)節(jié)器；5-給水調(diào)節(jié)閥；6-差壓變送器；7-比例積分調(diào)節(jié)器；8-蒸汽調(diào)節(jié)閥；9-透平給水泵機(jī)組2）水位自動控制中的雙回路給水n油輪鍋爐給水系統(tǒng)通常由汽輪機(jī)給水泵從熱水井把水抽出來油輪鍋爐給水系統(tǒng)通常由汽輪機(jī)給水泵從熱水井把水抽出來，經(jīng)給水調(diào)節(jié)閥打進(jìn)鍋爐里去?？刂平o水量可通過改

9、變給水，經(jīng)給水調(diào)節(jié)閥打進(jìn)鍋爐里去?？刂平o水量可通過改變給水閥的開度來實(shí)現(xiàn)。通過給水閥的給水流量閥的開度來實(shí)現(xiàn)。通過給水閥的給水流量G與給水閥的流通與給水閥的流通面積面積F和給水閥前后壓差和給水閥前后壓差p有關(guān)。改變給水閥的開度實(shí)際上有關(guān)。改變給水閥的開度實(shí)際上就是改變給水閥的流通面積就是改變給水閥的流通面積F。只有在給水閥前后壓差。只有在給水閥前后壓差p基基本不變的情況下，給水流量本不變的情況下，給水流量G才能與給水閥的流通面積才能與給水閥的流通面積F成成比例。但對汽輪機(jī)給水泵來說，如果蒸汽調(diào)節(jié)閥開度不變，比例。但對汽輪機(jī)給水泵來說，如果蒸汽調(diào)節(jié)閥開度不變，則泵浦的排量基本不變，不管開大或關(guān)小

10、給水閥，進(jìn)入鍋爐則泵浦的排量基本不變，不管開大或關(guān)小給水閥，進(jìn)入鍋爐的給水量基本上是不變的，因此僅僅改變水閥的開度往往達(dá)的給水量基本上是不變的，因此僅僅改變水閥的開度往往達(dá)不到控制給水量的目的。不到控制給水量的目的。鍋爐水位連續(xù)自動控制系統(tǒng)除了具鍋爐水位連續(xù)自動控制系統(tǒng)除了具有根據(jù)水位偏差和蒸汽流量雙沖量來控制給水閥開度的水位有根據(jù)水位偏差和蒸汽流量雙沖量來控制給水閥開度的水位控制回路外，還應(yīng)設(shè)有維持給水閥前后壓差恒定的給水差壓控制回路外，還應(yīng)設(shè)有維持給水閥前后壓差恒定的給水差壓控制回路控制回路。這樣，。這樣，給水量就直接與給水閥的開度成比例了給水量就直接與給水閥的開度成比例了。若鍋爐水位低于

11、給定值，水位調(diào)節(jié)器若鍋爐水位低于給定值，水位調(diào)節(jié)器1輸出的控制信號開大輸出的控制信號開大給水閥給水閥3。由于給水閥開大使其前后壓差減小，給水差壓調(diào)。由于給水閥開大使其前后壓差減小，給水差壓調(diào)節(jié)器輸出的控制信號開大蒸汽調(diào)節(jié)閥節(jié)器輸出的控制信號開大蒸汽調(diào)節(jié)閥4，提高汽輪機(jī)給水泵，提高汽輪機(jī)給水泵的轉(zhuǎn)速，使給水閥前后壓差保持恒定。的轉(zhuǎn)速，使給水閥前后壓差保持恒定。2油輪輔鍋爐水位自動控制系統(tǒng)的組成及工作原理n鍋爐水位自動控制系統(tǒng)的原理 圖8-2-4 鍋爐水位自動控制系統(tǒng)原理圖2.油輪輔鍋爐水位自動控制系統(tǒng)的組成及工作原理n鍋爐水位自動控制系統(tǒng)主要是由水位差壓變送鍋爐水位自動控制系統(tǒng)主要是由水位差壓變

12、送器器1、水位調(diào)節(jié)器、水位調(diào)節(jié)器2、氣動計(jì)算器氣動計(jì)算器3、蒸汽流量變、蒸汽流量變送器送器4、給水調(diào)節(jié)閥、給水調(diào)節(jié)閥5、給水差壓變送器、給水差壓變送器6、給水、給水差壓調(diào)節(jié)器差壓調(diào)節(jié)器7等主要部分組成。鍋爐水位的變化等主要部分組成。鍋爐水位的變化是由氣動變壓變送器是由氣動變壓變送器1測量的。蒸汽流量的變化測量的。蒸汽流量的變化也就是鍋爐負(fù)荷的變化，則由蒸汽流量變送器也就是鍋爐負(fù)荷的變化，則由蒸汽流量變送器（氣動差壓變送器）來測量。系統(tǒng)中水位變送（氣動差壓變送器）來測量。系統(tǒng)中水位變送器器1的作用是將鍋爐水位的變化量轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)氣的作用是將鍋爐水位的變化量轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)氣壓信號送到氣動水位調(diào)節(jié)器壓信號

13、送到氣動水位調(diào)節(jié)器2中。水位調(diào)節(jié)器的中。水位調(diào)節(jié)器的作用是將變送器作用是將變送器1的輸出信號經(jīng)比例積分的反作的輸出信號經(jīng)比例積分的反作用處理后，送到氣動計(jì)算器的通道用處理后，送到氣動計(jì)算器的通道A中。如果鍋中。如果鍋爐的負(fù)荷保持不變，則蒸汽流量變送器輸出的爐的負(fù)荷保持不變，則蒸汽流量變送器輸出的氣壓信號氣壓信號B將是一個(gè)恒定值，此恒定值使給水控將是一個(gè)恒定值，此恒定值使給水控制閥在計(jì)算器的作用下有一個(gè)相應(yīng)的開度，以制閥在計(jì)算器的作用下有一個(gè)相應(yīng)的開度，以保持恒定的水位。保持恒定的水位。2.油輪輔鍋爐水位自動控制系統(tǒng)的組成及工作原理nA.如果鍋爐的負(fù)荷保持不變，則蒸汽流量變送器輸出的氣壓信號B將

14、是一個(gè)恒定值，此恒定值使給水控制閥在計(jì)算器的作用下有一個(gè)相應(yīng)的開度，以保持恒定的水位。而這恒定的水位要保持在鍋爐正常水位的中間值，水位調(diào)節(jié)器的輸出必須是在50%的值上（0.06MPa）。由此可見，在鍋爐負(fù)荷不變的條件下，鍋爐的正常供水量僅取決于鍋爐的負(fù)荷量，也就是說鍋爐給水閥的開度是由蒸汽流量的大小來決定的。2.油輪輔鍋爐水位自動控制系統(tǒng)的組成及工作原理nB.而在變負(fù)荷條件下，鍋爐的水位是在不斷變化的。如隨著負(fù)荷的變化在某一時(shí)刻給水量大于負(fù)荷量，鍋爐中的水位將隨之上升而引起水位調(diào)節(jié)器的輸出信號減小并小于50%（0.06MPa），在這種情況下 計(jì)算器的輸出將逐漸減小，使給水閥趨于關(guān)小，直到建立新

15、的平衡為止。所以，鍋爐水位是由給水調(diào)節(jié)閥的開度來保證的。而當(dāng)鍋爐負(fù)荷變化時(shí)，控制給水閥開度的信號大小是由氣動計(jì)算器根據(jù)蒸汽流量變化加上一個(gè)水位調(diào)節(jié)器的輸出信號（正或負(fù)）來決定的。在使用管理過程中，如果鍋爐水位需要維持得高一些或低一些時(shí)，只要相應(yīng)地改變表征給定值的設(shè)定氣壓信號即可。n系統(tǒng)中水位變送器與調(diào)節(jié)器之間有一個(gè)氣容和氣阻構(gòu)成的慣性環(huán)節(jié)，以克服和減少由于船舶搖擺而對測量信號造成的干擾。第三節(jié)第三節(jié) 蒸汽壓力的自動控制蒸汽壓力的自動控制 對對蒸汽壓力控制，是控制燃燒強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn)的蒸汽壓力控制，是控制燃燒強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn)的 。對貨輪輔鍋爐蒸汽壓力自動控制系統(tǒng)的要求是簡單，可靠。對貨輪輔鍋爐蒸汽壓力自動控

16、制系統(tǒng)的要求是簡單，可靠。對經(jīng)濟(jì)性的要求并不嚴(yán)格。因此大多數(shù)貨輪輔鍋爐均對經(jīng)濟(jì)性的要求并不嚴(yán)格。因此大多數(shù)貨輪輔鍋爐均采采用汽壓的雙位控制，少數(shù)采用比例控制用汽壓的雙位控制，少數(shù)采用比例控制。一、柴油主機(jī)干貨船輔鍋爐蒸汽壓力自動控制1燃燒的雙位控制燃燒的雙位控制最簡單的方案是，在蒸汽管路上裝一個(gè)壓力檢測開關(guān)。這最簡單的方案是，在蒸汽管路上裝一個(gè)壓力檢測開關(guān)。這種控制方案，由于鍋爐起停頻繁，對鍋爐運(yùn)行不利，所種控制方案，由于鍋爐起停頻繁，對鍋爐運(yùn)行不利，所以很少采用。在絕大多數(shù)汽壓雙位控制系統(tǒng)中，在蒸汽以很少采用。在絕大多數(shù)汽壓雙位控制系統(tǒng)中，在蒸汽管路上裝兩個(gè)壓力檢測開關(guān)。它們動作的整定值不同

17、。管路上裝兩個(gè)壓力檢測開關(guān)。它們動作的整定值不同。當(dāng)汽壓升高到高壓保護(hù)壓力時(shí)，兩個(gè)壓力檢測開關(guān)均斷當(dāng)汽壓升高到高壓保護(hù)壓力時(shí)，兩個(gè)壓力檢測開關(guān)均斷開，自動停爐，發(fā)聲光報(bào)警。當(dāng)蒸汽壓力下降到允許的開，自動停爐，發(fā)聲光報(bào)警。當(dāng)蒸汽壓力下降到允許的下限值時(shí)，兩個(gè)壓力檢測開關(guān)均閉合，但下限值時(shí)，兩個(gè)壓力檢測開關(guān)均閉合，但必須按復(fù)位必須按復(fù)位（起動）按鈕才能重新起動鍋爐。（起動）按鈕才能重新起動鍋爐。 高火燃燒：高火燃燒： 當(dāng)蒸汽壓力下降到允許下限值時(shí)，當(dāng)蒸汽壓力下降到允許下限值時(shí)，兩個(gè)壓力檢測開關(guān)都閉兩個(gè)壓力檢測開關(guān)都閉合合，控制系統(tǒng)自動啟動風(fēng)門電機(jī)使，控制系統(tǒng)自動啟動風(fēng)門電機(jī)使風(fēng)門開得最大，它的同風(fēng)

18、門開得最大，它的同軸所帶動的回油閥關(guān)得最小軸所帶動的回油閥關(guān)得最?。ㄟ@是采用一個(gè)油頭工作的情（這是采用一個(gè)油頭工作的情況，對采用兩個(gè)油頭的鍋爐是打開兩個(gè)供油電磁閥使兩個(gè)況，對采用兩個(gè)油頭的鍋爐是打開兩個(gè)供油電磁閥使兩個(gè)油頭同時(shí)噴油）。這時(shí)油頭同時(shí)噴油）。這時(shí)噴油量和送風(fēng)量都最大噴油量和送風(fēng)量都最大，即對鍋爐，即對鍋爐進(jìn)行所謂的進(jìn)行所謂的“高火燃燒高火燃燒”。 低火燃燒：低火燃燒： 當(dāng)蒸汽壓力上升到正常上限值時(shí)，當(dāng)蒸汽壓力上升到正常上限值時(shí)，一個(gè)壓力檢測開關(guān)閉合，一個(gè)壓力檢測開關(guān)閉合，另一個(gè)壓力檢測開關(guān)斷開，再次啟動風(fēng)門電機(jī)把風(fēng)門關(guān)得另一個(gè)壓力檢測開關(guān)斷開，再次啟動風(fēng)門電機(jī)把風(fēng)門關(guān)得最小。它同軸

19、帶動的回壓閥開得最大最小。它同軸帶動的回壓閥開得最大（或關(guān)閉一個(gè)燃油電（或關(guān)閉一個(gè)燃油電磁閥，使一個(gè)油頭噴油工作）。這時(shí)，磁閥，使一個(gè)油頭噴油工作）。這時(shí)，噴油量和送風(fēng)量都噴油量和送風(fēng)量都是最小的是最小的，即鍋爐進(jìn)行所謂的，即鍋爐進(jìn)行所謂的“低火燃燒低火燃燒”。 2燃燒的比例控制燃燒的比例控制燃燒的比例控制燃燒的比例控制n采用采用壓力比例調(diào)節(jié)器和電動比例操作器壓力比例調(diào)節(jié)器和電動比例操作器所組成的比例所組成的比例控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)。 n當(dāng)蒸汽壓力升高時(shí)，劃針當(dāng)蒸汽壓力升高時(shí)，劃針2 2左移，左移，R1R1減小，減小，R2R2增大，增大，破壞了電橋的平衡破壞了電橋的平衡，使電橋輸出一個(gè)上負(fù)下正的

20、不平，使電橋輸出一個(gè)上負(fù)下正的不平衡電壓信號衡電壓信號U U入，經(jīng)放大器入，經(jīng)放大器2 2放大后，去觸發(fā)反轉(zhuǎn)可控放大后，去觸發(fā)反轉(zhuǎn)可控硅交流開關(guān)硅交流開關(guān)4 4使其導(dǎo)通，電機(jī)使其導(dǎo)通，電機(jī)M M反轉(zhuǎn)，關(guān)小風(fēng)門開大回反轉(zhuǎn)，關(guān)小風(fēng)門開大回油閥，以降低鍋爐的燃燒強(qiáng)度使蒸汽壓力降低。與此油閥，以降低鍋爐的燃燒強(qiáng)度使蒸汽壓力降低。與此同時(shí)，電機(jī)同時(shí)，電機(jī)M M同軸帶動的反饋凸輪同軸帶動的反饋凸輪5 5轉(zhuǎn)動并推動反饋劃轉(zhuǎn)動并推動反饋劃針向左移動，使針向左移動，使R3R3減小、減小、R4R4增大。當(dāng)增大。當(dāng)反饋劃針移動到反饋劃針移動到使使R1R4R1R4R2R3R2R3時(shí)，電橋又處于新的平衡狀態(tài)，這時(shí)，電橋

21、又處于新的平衡狀態(tài)，這時(shí)時(shí)U U入入0 0，電機(jī)，電機(jī)M M停轉(zhuǎn)。鍋爐的燃燒控制達(dá)到一個(gè)新的停轉(zhuǎn)。鍋爐的燃燒控制達(dá)到一個(gè)新的平衡狀態(tài)，平衡狀態(tài)， n通過改變測量電位器通過改變測量電位器4的傾斜角度，可調(diào)整比例作用的傾斜角度，可調(diào)整比例作用強(qiáng)弱。傾斜角度越大，比例作用越強(qiáng)。強(qiáng)弱。傾斜角度越大，比例作用越強(qiáng)。 燃燒的比例控制燃燒的比例控制n通過改變測量電位器4的傾斜角度，可調(diào)整比例作用強(qiáng)弱。該電位器傾斜角越大，在蒸汽壓力變化量相同的情況下，即劃針左右移動相同距離時(shí)，電阻電阻R1和和R2的變化量越大，電橋所的變化量越大，電橋所輸出的不平衡電壓信號輸出的不平衡電壓信號U入變化量越大，電機(jī)入變化量越大，

22、電機(jī)M需要轉(zhuǎn)一個(gè)較大的角度，也就是對爐膛的送需要轉(zhuǎn)一個(gè)較大的角度，也就是對爐膛的送風(fēng)量和噴油量改變比較大風(fēng)量和噴油量改變比較大，才能達(dá)到新的平衡，即比例控制作用強(qiáng)；反之比例作用減弱。二、油輪輔鍋爐的蒸汽壓力自動控制二、油輪輔鍋爐的蒸汽壓力自動控制 鍋爐蒸汽壓力自動控制也就是燃燒自動控制鍋爐蒸汽壓力自動控制也就是燃燒自動控制。它。它根據(jù)汽壓的根據(jù)汽壓的高低自動改變進(jìn)入爐膛的噴油量和送風(fēng)量，維持鍋爐汽壓高低自動改變進(jìn)入爐膛的噴油量和送風(fēng)量，維持鍋爐汽壓恒定或在允許的范圍內(nèi)波動恒定或在允許的范圍內(nèi)波動。由于船用主鍋爐和大型油輪。由于船用主鍋爐和大型油輪輔鍋爐的蒸發(fā)量較大，汽壓較高，往往需要保持穩(wěn)定的

23、汽輔鍋爐的蒸發(fā)量較大，汽壓較高，往往需要保持穩(wěn)定的汽壓，一般都采用壓，一般都采用定值控制定值控制方案。方案。 蒸汽壓力自動控制系統(tǒng)是由兩個(gè)控制回路組成，蒸汽壓力自動控制系統(tǒng)是由兩個(gè)控制回路組成，一個(gè)回一個(gè)回路是噴油量的控制回路，路是噴油量的控制回路，它根據(jù)蒸汽壓力的偏差值經(jīng)它根據(jù)蒸汽壓力的偏差值經(jīng)PI控控制作用的蒸汽壓力調(diào)節(jié)器來控制燃油調(diào)節(jié)閥的開度，即改制作用的蒸汽壓力調(diào)節(jié)器來控制燃油調(diào)節(jié)閥的開度，即改變進(jìn)入爐膛的噴油量；變進(jìn)入爐膛的噴油量；另一個(gè)回路是送風(fēng)量的控制回路。另一個(gè)回路是送風(fēng)量的控制回路。它根據(jù)噴油量來控制風(fēng)門它根據(jù)噴油量來控制風(fēng)門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，改變進(jìn)入爐膛的送風(fēng)量。實(shí)現(xiàn)最佳風(fēng)油比。調(diào)

24、節(jié)機(jī)構(gòu)，改變進(jìn)入爐膛的送風(fēng)量。實(shí)現(xiàn)最佳風(fēng)油比。噴噴油量控制回路是定值控制系統(tǒng)，送風(fēng)量控制回路是程序控油量控制回路是定值控制系統(tǒng)，送風(fēng)量控制回路是程序控制系統(tǒng)，制系統(tǒng)，二、油輪輔鍋爐的蒸汽壓力自動控制二、油輪輔鍋爐的蒸汽壓力自動控制 1蒸汽壓力控制的特點(diǎn)蒸汽壓力控制的特點(diǎn)n在鍋爐不同負(fù)荷下、接受汽壓的偏差信號并輸出在鍋爐不同負(fù)荷下、接受汽壓的偏差信號并輸出一個(gè)控制信號，通過伺服器控制進(jìn)入爐膛的燃油一個(gè)控制信號，通過伺服器控制進(jìn)入爐膛的燃油量和空氣量，即控制爐膛內(nèi)的燃燒強(qiáng)度，以便保量和空氣量，即控制爐膛內(nèi)的燃燒強(qiáng)度，以便保持汽壓為恒定值。為完成這樣的任務(wù)，主調(diào)節(jié)器持汽壓為恒定值。為完成這樣的任務(wù)，

25、主調(diào)節(jié)器一般采用一般采用比例積分調(diào)節(jié)器比例積分調(diào)節(jié)器。n空氣量調(diào)節(jié)器的給定值要根據(jù)不同的噴油量，按空氣量調(diào)節(jié)器的給定值要根據(jù)不同的噴油量，按預(yù)先規(guī)定好的噴油量與空氣量的配比關(guān)系來變化預(yù)先規(guī)定好的噴油量與空氣量的配比關(guān)系來變化。這種控制關(guān)系與保持恒定的被控參數(shù)的定值控。這種控制關(guān)系與保持恒定的被控參數(shù)的定值控制不同，在控制系統(tǒng)分類中，稱為制不同，在控制系統(tǒng)分類中，稱為程序控制程序控制。二、油輪輔鍋爐的蒸汽壓力自動控制二、油輪輔鍋爐的蒸汽壓力自動控制 1蒸汽壓力控制的特點(diǎn)蒸汽壓力控制的特點(diǎn)n主調(diào)節(jié)器也可以直接控制進(jìn)入爐膛的空氣量，或同時(shí)直接主調(diào)節(jié)器也可以直接控制進(jìn)入爐膛的空氣量，或同時(shí)直接控制進(jìn)入

26、爐膛的燃油量和空氣量。但是，燃油量與空氣量控制進(jìn)入爐膛的燃油量和空氣量。但是，燃油量與空氣量的這種的這種“程序程序”關(guān)系是不變的，如果空氣量調(diào)節(jié)器采用比關(guān)系是不變的，如果空氣量調(diào)節(jié)器采用比例調(diào)節(jié)器，每一個(gè)噴油量所對應(yīng)的實(shí)際供氣壓力如圖中虛例調(diào)節(jié)器，每一個(gè)噴油量所對應(yīng)的實(shí)際供氣壓力如圖中虛線所示，虛線與實(shí)線之間的距離就是調(diào)節(jié)器的靜差。線所示，虛線與實(shí)線之間的距離就是調(diào)節(jié)器的靜差。n空氣量調(diào)節(jié)器最終控制風(fēng)門擋板或鼓風(fēng)機(jī)，需要相當(dāng)大的空氣量調(diào)節(jié)器最終控制風(fēng)門擋板或鼓風(fēng)機(jī)，需要相當(dāng)大的作用力，因此這種調(diào)節(jié)器都是采用作用力，因此這種調(diào)節(jié)器都是采用間接作用式的間接作用式的。燃油能否完全燃燒，還取決于燃油霧

27、化的情況，燃油壓力燃油能否完全燃燒，還取決于燃油霧化的情況，燃油壓力和溫度是影響燃油霧化的兩個(gè)因素。為此，在燃燒控制中和溫度是影響燃油霧化的兩個(gè)因素。為此，在燃燒控制中，還應(yīng)裝有，還應(yīng)裝有燃油溫度和燃油壓力調(diào)節(jié)裝置燃油溫度和燃油壓力調(diào)節(jié)裝置。噴油量與風(fēng)壓之間的關(guān)系噴油量與風(fēng)壓之間的關(guān)系 2蒸汽壓力自動控制系統(tǒng)的組成及工作原理蒸汽壓力自動控制系統(tǒng)的組成及工作原理2蒸汽壓力自動控制系統(tǒng)的組成及工作原理蒸汽壓力自動控制系統(tǒng)的組成及工作原理 油輪鍋爐蒸汽壓力自動控制系統(tǒng)是由兩個(gè)控制回路油輪鍋爐蒸汽壓力自動控制系統(tǒng)是由兩個(gè)控制回路組成的。組成的。其中一個(gè)回路是根據(jù)蒸汽壓力的偏差值經(jīng)比例積分其中一個(gè)回路是

28、根據(jù)蒸汽壓力的偏差值經(jīng)比例積分的蒸汽壓力調(diào)節(jié)器來控制燃油調(diào)節(jié)閥的開度，即的蒸汽壓力調(diào)節(jié)器來控制燃油調(diào)節(jié)閥的開度，即改變向爐膛的噴油量改變向爐膛的噴油量。噴油量的改變必須同時(shí)改。噴油量的改變必須同時(shí)改變向爐膛的送風(fēng)量（空氣量可用風(fēng)道與爐內(nèi)之間變向爐膛的送風(fēng)量（空氣量可用風(fēng)道與爐內(nèi)之間的壓差來表示），為了保證燃油完全燃燒并得到的壓差來表示），為了保證燃油完全燃燒并得到較高的經(jīng)濟(jì)性，對應(yīng)某一噴油量要有一個(gè)最佳的較高的經(jīng)濟(jì)性，對應(yīng)某一噴油量要有一個(gè)最佳的送風(fēng)量（最佳的空氣壓力）與之相匹配，即在某送風(fēng)量（最佳的空氣壓力）與之相匹配，即在某一噴油量下要求有一個(gè)一噴油量下要求有一個(gè)最佳的風(fēng)油比最佳的風(fēng)油比(

29、近似平方關(guān)近似平方關(guān)系系)。2蒸汽壓力自動控制系統(tǒng)的組成及工作原理蒸汽壓力自動控制系統(tǒng)的組成及工作原理 燃燒控制系統(tǒng)的另一個(gè)控制回路是根據(jù)噴油量對空氣壓力進(jìn)行控制的回路。在這個(gè)回路中，空氣壓力的給定值是隨噴油量而變化的。燃油量變送器輸出的氣壓信號代表噴油量，函數(shù)發(fā)生器輸出與噴油量平方成比例的信號，這一信號是代表該噴油量下最佳空氣量的氣壓信號。該信號一路直接送到高壓選擇閥，另一路與微分控制閥的微分部分輸出信號相加后再送入高壓選擇閥。送入爐膛的實(shí)際空氣量是用風(fēng)道與爐內(nèi)的壓差來反映的，經(jīng)差壓變送器輸出一個(gè)代表送入鍋爐空氣量實(shí)際值的氣壓信號與高壓選擇閥送出的給定值相比較，得到空氣量的偏差信號，經(jīng)比例積

30、分的空氣量調(diào)節(jié)器控制風(fēng)門調(diào)整機(jī)構(gòu)以改變向爐膛的送風(fēng)量。3系統(tǒng)的其他主要元件 1）燃油控制閥n1- 預(yù)緊彈簧；n2- 調(diào)整旋鈕；n3- 膜片n4- 反饋波紋管圖8-3-4 燃油調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)原理圖1- 預(yù)緊彈簧； 2- 調(diào)整旋鈕；3- 膜片4- 反饋波紋管3系統(tǒng)的其他主要元件 P1是由蒸汽壓力調(diào)節(jié)器輸出的控制信號，作為燃油控制閥的輸入信號。P是燃油控制閥輸出的燃油壓力，它與燃油量成比例。P0是燃油控制閥前的壓力。假定，膜片3的有效面積為F；反饋波紋管4的有效面積為f；彈簧1的預(yù)緊力為N。在穩(wěn)態(tài)時(shí)，燃油控制閥輸出的燃油壓力P（即燃油量）只取決于信號壓力P1。它們之間保持良好的線性關(guān)系，而不受閥芯摩擦力

31、、閥前油壓變化等因素的影響。3系統(tǒng)的其他主要元件 2）函數(shù)發(fā)生器nl-測量波紋管；n2-噴嘴擋板機(jī)構(gòu)；n3-氣動功率放大；n4-反饋氣室和反饋波紋管；n5-反饋凸輪；n6-調(diào)零彈簧；n7-量程調(diào)整螺釘圖8-3-5 函數(shù)發(fā)生器結(jié)構(gòu)原理圖l-測量波紋管；2-噴嘴擋板機(jī)構(gòu)；3-氣動功率放大；4-反饋氣室和反饋波紋管；5-反饋凸輪；6-調(diào)零彈簧；7-量程調(diào)整螺釘3系統(tǒng)的其他主要元件 函數(shù)發(fā)生器使噴油量與送風(fēng)量成近似平方關(guān)系。代表噴油量實(shí)際值的氣壓信號p入送入測量波紋管1，若噴油量增大，擋板靠近噴嘴，噴嘴背壓升高，經(jīng)放大器3使輸出氣壓信號p出增大，通過風(fēng)門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)增大向鍋爐的送風(fēng)量，同時(shí)增大的p出送入反

32、饋氣室，壓縮反饋波紋管使反饋桿上移，于是反饋凸輪5順時(shí)針轉(zhuǎn)動，通過反饋桿件及調(diào)零彈簧限制擋板繼續(xù)靠近噴嘴。函數(shù)發(fā)生器p出與p入之間的函數(shù)關(guān)系是由反饋凸輪5的外形輪廓實(shí)現(xiàn)的，即p入在不同范圍內(nèi)變化其反饋強(qiáng)度不同。3系統(tǒng)的其他主要元件 3）微分控制閥1、2、3-膜片；4-噴嘴；5-恒節(jié)流孔；6-放大器；7-擋板圖8-3-6 燃油調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)原理圖1、2、3-膜片；4-噴嘴；5-恒節(jié)流孔；6-放大器；7-擋板3系統(tǒng)的其他主要元件 n該閥具有放大倍數(shù)K11不可調(diào)的比例微分作用。微分控制閥由膜片1、2、3和隔板把它們分成A、B、C、D、E5個(gè)氣室。膜片1、3的有效面積F1和F3相等，即F1=F3；膜片2的

33、有效面積F2比Fl、F3大得多。這3個(gè)膜片在結(jié)構(gòu)上是連在一起的，構(gòu)成一個(gè)膜片組。來自函數(shù)發(fā)生器的p2送入氣室A，主調(diào)節(jié)器的輸出即燃油調(diào)節(jié)閥前的信號p3，一路送至B室，另一路經(jīng)微分閥Rd送入C室。0.14MPa的氣源經(jīng)恒節(jié)流孔5進(jìn)入氣室E，再經(jīng)噴嘴4進(jìn)入氣室D。假定鍋爐負(fù)荷突然增大，蒸汽壓力會迅速下降，主調(diào)節(jié)器將立即輸出一個(gè)增大的p3信號，該信號使B室壓力立即增大，因微分閥Rd的節(jié)流，C室壓力暫時(shí)不變，由于F2F1，即p3F2p3F1，這就破壞了膜片組的受力平衡，使膜片組下移較大的距離，擋板大大靠近噴嘴，p0大大增加，使風(fēng)門提前有一個(gè)較大的開度。3系統(tǒng)的其他主要元件 np0增大使p0F3增大，限

34、制了膜片的下移，當(dāng)p0增加到使膜片組向上的作用力等于向下的作用力時(shí)，膜片組處于一個(gè)暫時(shí)的平衡狀態(tài)，這就是該閥的微分輸出。以后p3經(jīng)節(jié)流閥Rd使C室壓力逐漸增大，由于F2F3，膜片組向上的力逐漸增大，破壞了膜片組的暫時(shí)平衡，使擋板逐漸上移，p0逐漸減小，這就是微分輸出的消失過程。當(dāng)C室壓力增大到與B室相等時(shí)，膜片組又恢復(fù)到初始平衡狀態(tài)。但是，在主調(diào)節(jié)器輸出p3增大的同時(shí)還去開大燃油調(diào)節(jié)閥，使函數(shù)發(fā)生器的輸出p2增大，膜片組下移，p0增大。當(dāng)p0p2時(shí)，膜片組達(dá)到一個(gè)新的平衡狀態(tài)，其輸出p0不變。可見，微分控制閥的輸出p0是對函數(shù)發(fā)生器送來的信號p2進(jìn)行放大系數(shù)Kl1固定不變的比例控制環(huán)節(jié)。3系統(tǒng)

35、的其他主要元件 n4）高壓選擇器圖8-3-7 高壓選擇器結(jié)構(gòu)原理圖3系統(tǒng)的其他主要元件 n它由膜片1和噴嘴2等組成。A接微分控制閥的輸出，B接函數(shù)發(fā)生器的輸出，C輸出為空氣壓力控制回路的設(shè)定值。兩個(gè)輸入壓力信號分別作用到膜片1的兩側(cè)，其中高壓側(cè)將自動關(guān)閉另一側(cè)的噴嘴，同時(shí)把高壓側(cè)壓力作為輸出壓力?？梢?，高壓選擇器可自動地選擇或設(shè)定兩個(gè)信號中的高壓信號，只要有0.00035MPa大小的壓力差就能使它動作。因此，過程控制信號在沒有任何擾動下就能平滑地傳輸出去。4控制系統(tǒng)常見故障分析及管理要點(diǎn) n1）常見故障分析n（1）鍋爐負(fù)荷處于穩(wěn)定狀態(tài)，但蒸汽壓力出現(xiàn)振蕩n主要原因可能是：燃油控制閥振蕩；燃油泵

36、輸送壓力振蕩；蒸汽壓力變送器本身振蕩或節(jié)流不當(dāng)；主控制器的靈敏度太高等。n（2）鍋爐負(fù)荷處于穩(wěn)定狀態(tài)，但檢測的蒸汽壓力與設(shè)定值不符n主要原因可能是：主控制器的調(diào)整不正確或蒸汽壓力變送器調(diào)整不當(dāng)?shù)取?控制系統(tǒng)常見故障分析及管理要點(diǎn) n（3）盡管風(fēng)道和爐內(nèi)壓力處于穩(wěn)定狀態(tài)，但燃燒器前風(fēng)壓振蕩n主要原因可能是：風(fēng)門驅(qū)動裝置振蕩；空氣差壓變送器本身振蕩或輸出管路節(jié)流不當(dāng)；燃油壓力變送器或函數(shù)發(fā)生器振蕩；空氣差壓變送器的靈敏度太高等。n（4）鍋爐在突然增加負(fù)荷時(shí)，大量冒黑煙和燃燒不穩(wěn)定n原因可能是：當(dāng)噴油器數(shù)增加時(shí)，燃油壓力降低；空氣量控制器靈敏度太高；風(fēng)門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)動作遲緩；微分控制閥的靈敏度低；空氣量

37、控制器靈敏度低等。n（5）鍋爐燃燒器進(jìn)口供給空氣不足n原因可能是：空氣差壓變送器的零點(diǎn)偏高或量程偏小等。4控制系統(tǒng)常見故障分析及管理要點(diǎn) n2）管理要點(diǎn)n在鍋爐運(yùn)行期間，如要對蒸汽壓力自動控制系統(tǒng)進(jìn)行“手動-自動”切換，必須注意做到無擾動切換。n要經(jīng)常檢查蒸汽壓力等變送器的輸出信號與輸入的實(shí)際壓力是否相符，并檢查其工作是否正常n要經(jīng)常檢查燃油控制閥動作和工作是否平穩(wěn)，填料壓蓋有沒有漏泄，它是否按設(shè)計(jì)的輸入信號工作等。n蒸汽壓力等變送器和各調(diào)節(jié)器的放大器、節(jié)流部件、噴嘴、檢測管吹通和清洗，每年進(jìn)行一次第四節(jié)第四節(jié) 燃燒時(shí)序控制燃燒時(shí)序控制 n輔鍋爐燃燒時(shí)序控制是指，給鍋爐控制系統(tǒng)一個(gè)起動信號后，

38、能按時(shí)序的先后，自動進(jìn)行預(yù)掃風(fēng)、預(yù)點(diǎn)火和噴油點(diǎn)火，點(diǎn)火成功后對鍋爐進(jìn)行預(yù)熱，接著轉(zhuǎn)入正常燃燒的負(fù)荷控制階段。同時(shí)對鍋爐的運(yùn)行進(jìn)行一系列的安全保護(hù)。 一、輔鍋爐燃燒時(shí)序控制系統(tǒng)的功能以及常用元部件一、輔鍋爐燃燒時(shí)序控制系統(tǒng)的功能以及常用元部件 n按下鍋爐起動按鈕后，自動起動燃油泵和鼓風(fēng)機(jī)，關(guān)閉燃油電磁閥使燃油在鍋爐外面進(jìn)行循環(huán)。此時(shí)風(fēng)門開得最大，以大風(fēng)量進(jìn)行預(yù)掃風(fēng)。以防止鍋爐內(nèi)殘存的油氣在點(diǎn)火時(shí)發(fā)生“冷爆”。預(yù)掃風(fēng)的時(shí)間根據(jù)鍋爐的結(jié)構(gòu)形式而異，一般是2060s。預(yù)掃風(fēng)時(shí)間達(dá)到后自動關(guān)小風(fēng)門，同時(shí)點(diǎn)火變壓器打出電火花，進(jìn)行預(yù)點(diǎn)火，時(shí)間為3s左右。然后打開燃油電磁閥，開大回油閥，以小風(fēng)量和少噴油量進(jìn)

39、行點(diǎn)火。點(diǎn)火成功后維持一段“低火燃燒”對鍋爐進(jìn)行預(yù)熱。然后開大風(fēng)門關(guān)小回油閥使鍋爐轉(zhuǎn)入“高火燃燒”，即進(jìn)入正常燃燒的負(fù)荷控制階段。在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)若點(diǎn)火不成功，或風(fēng)機(jī)失靈，或中間熄火等故障現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，會自動停爐，待故障排除后按復(fù)位按鈕方能重新起動鍋爐。一、輔鍋爐燃燒時(shí)序控制系統(tǒng)的功能以及常用元部件 n為了實(shí)現(xiàn)輔鍋爐的時(shí)序控制，必然要采用下列主要元部件：n1信號發(fā)訊器n信號發(fā)訊器是發(fā)送各種控制信號的元件，其中包括手動信號發(fā)訊器和自動信號發(fā)送器。手動信號發(fā)訊器包括起動和停爐按鈕、轉(zhuǎn)換或選擇開關(guān)等，自動信號發(fā)訊器如壓力開關(guān)、溫度開關(guān)等，一、輔鍋爐燃燒時(shí)序控制系統(tǒng)的功能以及常用元部件 n2時(shí)序控制元件n

40、時(shí)序控制器是輔鍋爐燃燒時(shí)序控制的核心部分。它根據(jù)起動信號發(fā)訊器送來的電信號，接通或切斷電路，或者根據(jù)規(guī)定的時(shí)間來接通或斷開電路，用以實(shí)現(xiàn)預(yù)掃風(fēng)、預(yù)點(diǎn)火、點(diǎn)火及轉(zhuǎn)入正常燃燒等一系列時(shí)序動作，廣泛采用的時(shí)序控制器有兩大類，即有觸點(diǎn)時(shí)序控制器和無觸點(diǎn)時(shí)序控制器。一、輔鍋爐燃燒時(shí)序控制系統(tǒng)的功能以及常用元部件 n有觸點(diǎn)的時(shí)序控制器多采用凸輪式時(shí)序控制器。同步電機(jī)經(jīng)減速裝置帶動一根凸輪軸轉(zhuǎn)動，在凸輪軸上通常安裝有若干組凸輪，每一組凸輪控制一個(gè)微動開關(guān)。每組凸輪由右凸輪和左凸輪構(gòu)成，來控制開關(guān)觸點(diǎn)的閉合或斷開。改變左、右凸輪的相對位置可以調(diào)整開關(guān)閉合或斷開的時(shí)間。定時(shí)器相當(dāng)于鐘表機(jī)構(gòu)。無觸點(diǎn)時(shí)序控制器無觸

41、點(diǎn)時(shí)序控制器n無觸點(diǎn)時(shí)序控制器是利用無觸點(diǎn)時(shí)序控制器是利用RCRC電路延時(shí)功能實(shí)現(xiàn)的。電路延時(shí)功能實(shí)現(xiàn)的。通常把通常把RCRC充放電回路加在晶體管基極電路中，利用晶體管的開關(guān)充放電回路加在晶體管基極電路中，利用晶體管的開關(guān)特性使繼電器通電動作或斷電釋放。特性使繼電器通電動作或斷電釋放。na a）為單管延時(shí)釋放電路。）為單管延時(shí)釋放電路。 b b）是繼電器延時(shí)吸合電路。）是繼電器延時(shí)吸合電路。 一、輔鍋爐燃燒時(shí)序控制系統(tǒng)的功能以及常用元部件 na）為單管延時(shí)釋放電路。開關(guān)K閉合時(shí)，電容被旁路，晶體管立即導(dǎo)通，繼電器J通電動作。當(dāng)開關(guān)K斷開時(shí)，電源向電容充電。在一段時(shí)間內(nèi)晶體管基極的充電電流較大，

42、晶體管保持導(dǎo)通，繼電器J保持通電。隨著電容的充電，電容兩端電壓不斷升高，充電電流不斷減小，晶體管集電極電流不斷減小，經(jīng)t s延時(shí)后繼電器J斷電釋放。b）是繼電器延時(shí)通電電路。當(dāng)開關(guān)K閉合時(shí)，電容C被旁路，晶體管立即截止，繼電器J立即斷電釋放，當(dāng)開關(guān)K斷開時(shí)，電源向電容充電，起初充電電流較大，晶體管基極電流近似為零。以后隨著電容C兩端電壓的升高，晶體管基極電流不斷增大，經(jīng)t s的延時(shí)后，基極電流增大到使晶體管導(dǎo)通，繼電器J通電動作。n晶體管延時(shí)開關(guān)電路的延時(shí)時(shí)間取決于RC電路的時(shí)間常數(shù)T及繼電器的動作電流。晶體管延時(shí)開關(guān)電路的延時(shí)時(shí)間可以從1s到幾十秒內(nèi)進(jìn)行無級調(diào)整。一、輔鍋爐燃燒時(shí)序控制系統(tǒng)的

43、功能以及常用元部件 n3火焰感受器n火焰感受器用來監(jiān)視爐膛有無火焰。當(dāng)點(diǎn)火失敗或在持續(xù)燃燒期間熄火時(shí)，為避免再向爐內(nèi)噴油引起故障，要求立即關(guān)閉燃油電磁閥停止噴油，并發(fā)出聲光報(bào)警。因此，自動化鍋爐都裝有火焰感受器來監(jiān)視爐膛內(nèi)的火焰。輔鍋爐上常用的火焰感受器有光敏電阻、光電池和紫外線燈泡等 3火焰感受器火焰感受器 （1）光敏電阻）光敏電阻光敏電阻火焰感受器光敏電阻火焰感受器n光敏電阻是由涂在透明底板上的一片光敏層，經(jīng)金屬電極光敏電阻是由涂在透明底板上的一片光敏層，經(jīng)金屬電極引出線構(gòu)成的，如圖所示。光敏層是由鉈、鎘、鉛的硫化引出線構(gòu)成的，如圖所示。光敏層是由鉈、鎘、鉛的硫化物或硒化物制成的，物或硒化

44、物制成的， n光敏電阻的主要特性是，光敏電阻的主要特性是，接受光照射時(shí)其電阻值很小，無接受光照射時(shí)其電阻值很小，無光照射時(shí)，其電阻值較大。光照射時(shí)，其電阻值較大。因此，在光敏電阻兩端所加電因此，在光敏電阻兩端所加電壓不變的情況下，有光照射和無光照射時(shí)流過光敏電阻的壓不變的情況下，有光照射和無光照射時(shí)流過光敏電阻的電流相差很大。電流相差很大。n為了防止光敏電阻接受高溫爐墻所輻射的可見光和紅為了防止光敏電阻接受高溫爐墻所輻射的可見光和紅外光使光敏電阻動作遲延或誤動作，外光使光敏電阻動作遲延或誤動作，在安裝時(shí)要避免在安裝時(shí)要避免高溫爐墻輻射線直接照射在光敏電阻上高溫爐墻輻射線直接照射在光敏電阻上。此

45、外，光敏。此外，光敏電阻不能承受高溫，否則會影響使用壽命。因此，電阻不能承受高溫，否則會影響使用壽命。因此，光光敏電阻火焰感受器裝有散熱片并用空氣冷卻，磨砂玻敏電阻火焰感受器裝有散熱片并用空氣冷卻，磨砂玻璃可阻擋紅外線的透入。璃可阻擋紅外線的透入。 光敏電阻火焰感受器光敏電阻火焰感受器（2）光電池）光電池（2）光電池）光電池n光電池光電池是一種半導(dǎo)體材料，它是利用有光照射后是一種半導(dǎo)體材料，它是利用有光照射后在兩極間產(chǎn)生電壓的原理工作的在兩極間產(chǎn)生電壓的原理工作的。圖為光電池的。圖為光電池的控制電路?？刂齐娐?。 n圖（圖（a a）采用）采用RARRAR型硒光電池作為光敏元件，當(dāng)它型硒光電池作為

46、光敏元件，當(dāng)它接受光照射時(shí)，接受光照射時(shí)，正負(fù)兩極之間將會產(chǎn)生小于正負(fù)兩極之間將會產(chǎn)生小于1 V1 V的的電壓，經(jīng)磁放大器電壓，經(jīng)磁放大器MVMV放大后足以激勵(lì)繼電器放大后足以激勵(lì)繼電器FRFR動動作；作；n圖（圖（b b）采用）采用2CR2CR型光電池，型光電池，當(dāng)它接受光照射時(shí)，當(dāng)它接受光照射時(shí)，光電池兩極間能產(chǎn)生光電池兩極間能產(chǎn)生0.5 V0.5 V的電壓，經(jīng)晶體管放大的電壓，經(jīng)晶體管放大器放大后，可使繼電器器放大后，可使繼電器J J通電動作通電動作。光電池使用壽光電池使用壽命長，而且它的光譜敏感范圍僅限有于可見光，命長，而且它的光譜敏感范圍僅限有于可見光，而不包括紅外線。而不包括紅外線

47、。 （3）紫外線燈泡）紫外線燈泡n燈泡是燈泡是用能透過紫外線的石英玻璃制成的，泡用能透過紫外線的石英玻璃制成的，泡內(nèi)充以惰性氣體，兩個(gè)電極對稱放置內(nèi)充以惰性氣體，兩個(gè)電極對稱放置。當(dāng)陰極當(dāng)陰極接受到足夠數(shù)量的紫外線時(shí)會發(fā)射出光電子。接受到足夠數(shù)量的紫外線時(shí)會發(fā)射出光電子。在外電場的作用下，光電子加速運(yùn)動使惰性氣在外電場的作用下，光電子加速運(yùn)動使惰性氣體電離，管子導(dǎo)通體電離，管子導(dǎo)通；若無光照射，紫外線管截；若無光照射，紫外線管截止。紫外線管的優(yōu)點(diǎn)是不受高溫爐壁輻射的影止。紫外線管的優(yōu)點(diǎn)是不受高溫爐壁輻射的影響，響，它的特性較光敏電阻好，且在交、直流控它的特性較光敏電阻好，且在交、直流控制線路中

48、均可使用。制線路中均可使用。（3）紫外線燈泡）紫外線燈泡 l-電極n2-引腳；n3-石英玻璃外殼；n4-管腳圖8-4-7 紫外線管結(jié)構(gòu)示意圖l-電極；2-引腳；3-石英玻璃外殼；4-管腳l234二、PLC控制的燃燒時(shí)序控制系統(tǒng)工作原理在在PLC控制的輔鍋爐控制系統(tǒng)中，控制的輔鍋爐控制系統(tǒng)中，各種現(xiàn)場信息各種現(xiàn)場信息，如氣壓的，如氣壓的高高/低、水位的高低、水位的高/低、燃油加熱的通低、燃油加熱的通/斷、爐膛火焰的有斷、爐膛火焰的有/無、無、系統(tǒng)的手動系統(tǒng)的手動/自動控制方式等信號，自動控制方式等信號，通過輸入單元輸入到通過輸入單元輸入到PLC；PLC掃描執(zhí)行用戶程序，并根據(jù)程序運(yùn)行結(jié)果，通掃描

49、執(zhí)行用戶程序，并根據(jù)程序運(yùn)行結(jié)果，通過輸出單元輸出各種控制信息指揮繼電器和其它執(zhí)行機(jī)構(gòu)過輸出單元輸出各種控制信息指揮繼電器和其它執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作或控制指示燈進(jìn)行顯示和報(bào)警等動作或控制指示燈進(jìn)行顯示和報(bào)警等。采用。采用PLC的輔鍋爐的輔鍋爐控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，其控制功能是通過軟件來完成的其控制功能是通過軟件來完成的，這樣不僅可這樣不僅可以大大地簡化硬件電路，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，維護(hù)方以大大地簡化硬件電路，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，維護(hù)方便，而且只要簡單修改便，而且只要簡單修改PLC程序就可以適用不同型號的船程序就可以適用不同型號的船舶鍋爐舶鍋爐。下面將以西門子下面將以西門子S7-200系列的系列的PL

50、C為例，介紹為例，介紹輔鍋爐燃燒時(shí)序的輔鍋爐燃燒時(shí)序的PLC控制?？刂啤６?、PLC控制的燃燒時(shí)序控制系統(tǒng)工作原理n1.系統(tǒng)功能系統(tǒng)功能n輔鍋爐的水位控制采用輔鍋爐的水位控制采用電極式雙位控制電極式雙位控制；鍋爐氣；鍋爐氣壓在正常負(fù)荷時(shí)采用壓在正常負(fù)荷時(shí)采用壓力比例調(diào)節(jié)器一電動比例壓力比例調(diào)節(jié)器一電動比例操作器的比例控制操作器的比例控制，在低負(fù)荷時(shí)，在低負(fù)荷時(shí)采用雙位控制采用雙位控制；火焰監(jiān)視采用火焰監(jiān)視采用光電池傳感器光電池傳感器；有風(fēng)壓低、蒸氣壓；有風(fēng)壓低、蒸氣壓力高、危險(xiǎn)低水位等安全保護(hù)裝置；有手力高、危險(xiǎn)低水位等安全保護(hù)裝置；有手/自動轉(zhuǎn)自動轉(zhuǎn)換和應(yīng)急手動操作功能。換和應(yīng)急手動操作功能。

51、n鍋爐起動前，先合上電源總開關(guān)；若鍋爐水位在鍋爐起動前，先合上電源總開關(guān)；若鍋爐水位在危險(xiǎn)低水位以下，則要向鍋爐補(bǔ)足水，否則鍋爐危險(xiǎn)低水位以下，則要向鍋爐補(bǔ)足水，否則鍋爐不能起動；把不能起動；把“自動自動/手動手動”轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到“自動自動”位置，使燃油系統(tǒng)的溫度、壓力控制系統(tǒng)處于位置，使燃油系統(tǒng)的溫度、壓力控制系統(tǒng)處于自動狀態(tài)；做好這些工作以后，可按動鍋爐起動自動狀態(tài)；做好這些工作以后，可按動鍋爐起動按鈕，則燃燒時(shí)序控制系統(tǒng)開始自動投入工作。按鈕，則燃燒時(shí)序控制系統(tǒng)開始自動投入工作。二、PLC控制的燃燒時(shí)序控制系統(tǒng)工作原理n 1.系統(tǒng)功能系統(tǒng)功能n控制系統(tǒng)自動起動油泵和風(fēng)機(jī)，關(guān)閉燃

52、油電磁閥控制系統(tǒng)自動起動油泵和風(fēng)機(jī)，關(guān)閉燃油電磁閥，并將風(fēng)門開得最大以大風(fēng)量進(jìn)行預(yù)掃風(fēng)；預(yù)掃，并將風(fēng)門開得最大以大風(fēng)量進(jìn)行預(yù)掃風(fēng)；預(yù)掃風(fēng)過程結(jié)束后，控制系統(tǒng)會自動關(guān)小風(fēng)門，點(diǎn)火風(fēng)過程結(jié)束后，控制系統(tǒng)會自動關(guān)小風(fēng)門，點(diǎn)火變壓器通電進(jìn)行預(yù)點(diǎn)火；然后打開燃油電磁閥進(jìn)變壓器通電進(jìn)行預(yù)點(diǎn)火；然后打開燃油電磁閥進(jìn)行供油點(diǎn)火，在點(diǎn)火時(shí)間內(nèi)要求小風(fēng)量、少噴油行供油點(diǎn)火，在點(diǎn)火時(shí)間內(nèi)要求小風(fēng)量、少噴油；光電池用來監(jiān)視點(diǎn)火是否成功，在設(shè)定的點(diǎn)火；光電池用來監(jiān)視點(diǎn)火是否成功，在設(shè)定的點(diǎn)火時(shí)間內(nèi)，如果爐膛內(nèi)有火焰說明點(diǎn)火成功，否則時(shí)間內(nèi)，如果爐膛內(nèi)有火焰說明點(diǎn)火成功，否則說明點(diǎn)火失敗，自動停爐，待故障修復(fù)后再重新說明

53、點(diǎn)火失敗，自動停爐，待故障修復(fù)后再重新起動；點(diǎn)火成功后維持一段時(shí)間低火燃燒對鍋爐起動；點(diǎn)火成功后維持一段時(shí)間低火燃燒對鍋爐進(jìn)行預(yù)熱，然后開大風(fēng)門，關(guān)小回油閥，以大風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱，然后開大風(fēng)門，關(guān)小回油閥，以大風(fēng)量多噴油來增強(qiáng)爐膛內(nèi)的燃燒強(qiáng)度，使鍋爐進(jìn)入量多噴油來增強(qiáng)爐膛內(nèi)的燃燒強(qiáng)度，使鍋爐進(jìn)入正常燃燒的負(fù)荷控制階段。如果正常燃燒的負(fù)荷控制階段。如果發(fā)生風(fēng)機(jī)失壓、發(fā)生風(fēng)機(jī)失壓、水位太低、中間熄火、點(diǎn)火失敗等現(xiàn)象，會自動水位太低、中間熄火、點(diǎn)火失敗等現(xiàn)象，會自動停爐對鍋爐進(jìn)行安全保護(hù)停爐對鍋爐進(jìn)行安全保護(hù)。待故障排除后按復(fù)位。待故障排除后按復(fù)位按鈕才能重新起動鍋爐。按鈕才能重新起動鍋爐。2、PLC及其

54、控制程序n（1）PLC的CPU型號及其輸入輸出通道分配n本系統(tǒng)采用的是西門子S7-200 PLC，CPU型號為226。226 CPU模塊本身具有24路開關(guān)量輸入和16路開關(guān)量輸出和豐富的定時(shí)器資源。I/0通道和定時(shí)器的符號定義及其地址分配n（2）外部接線及梯形圖由CPU226控制的輔鍋爐燃燒時(shí)序控制系統(tǒng)外部接線如圖2、PLC及其控制程序圖8-4-8 輔鍋爐燃燒時(shí)序PLC控制系統(tǒng)接線圖2、PLC及其控制程序停 自 熱 保 熱 保 停 自 燃 燒 手 火 燃 監(jiān) 視 計(jì) 時(shí)1 0 s 低 位 高 位 點(diǎn) 火 成 功 計(jì) 時(shí)2 s 水 泵 風(fēng) 機(jī) （ 中 ） 油 泵 （ 中 ） 停 自 手 手 動

55、點(diǎn) 火 點(diǎn) 火 （ 中 ） 點(diǎn) 火 （ 中 ） 風(fēng) 門 擋 板 火 焰 監(jiān) 視 燃 油 電 磁 閥 手 動 點(diǎn) 火 手 動 蒸 汽 壓 力 自 手 熄 火 保 護(hù) 風(fēng) 壓 X 0 0 0 X 0 0 1 X 0 1 5 Y 0 0 0 M 7 X 0 0 2 Y 0 0 7 M 1 X 0 0 5 X 0 0 6 M 8 M 1 X 0 1 0 T 1 1 X 0 0 7 T 1 7 M 2 X 0 1 1 X 0 2 1 M 1 2 T 1 2 M 1 4 X 0 0 7 T 1 3 T 3 Y 0 0 4 M 1 3 X 0 0 5 X 1 6 X 1 7 X 0 2 2 M 4 X 0

56、2 6 M 1 5 M 2 X 0 2 6 X 0 2 8 T 1 4 M 3 1 X 0 1 1 X 2 7 M 4 1 M 4 M 1 M 3 1 X 0 0 6 M 4 M 3 2 X 0 1 3 M 1 2 M 3 2 T 1 5 Y 0 0 6 T 2 M 4 M 7 M 7 X 1 4 X 0 1 1 T 3 手 7 3 2 3 0 7 7 8 0 9 7 0 熄 火 保 護(hù) 危 險(xiǎn) 低 水 位 開 始 風(fēng) 壓 開 始 點(diǎn) 火 打 開 燃 油 電 磁 閥 預(yù) 掃 風(fēng) 計(jì) 時(shí) 開 始 火 焰 計(jì) 時(shí) 開 始 中 途 熄 火 監(jiān) 視 后 掃 風(fēng) 計(jì) 時(shí) 點(diǎn) 火 變 壓 器 風(fēng) 機(jī) 油

57、泵 風(fēng) 機(jī) 運(yùn) 轉(zhuǎn) 指 示 燈 水 泵 運(yùn) 轉(zhuǎn) 指 示 燈 油 泵 運(yùn) 轉(zhuǎn) 指 示 燈 熄 火 指 示 燈 危 險(xiǎn) 低 水 位 指 示 燈 低 風(fēng) 壓 位 指 示 燈 報(bào) 警 控 制 輸 出 熄 火 指 示 ( 中 ) 低 風(fēng) 壓 指 示 ( 中 ) 7 0 s 常 閉 延 時(shí) 開 6 0 s 常 閉 延 時(shí) 開 7 0 s 常 開 延 時(shí) 閉 6 0 s 常 開 延 時(shí) 閉 6 2 s 常 開 延 時(shí) 閉 6 0 s 常 開 延 時(shí) 閉 6 0 s 常 開 延 時(shí) 閉 T 2 M 8 M 4 1 T 1 1 T 1 2 X 0 1 1 M 1 4 M 1 5 Y 0 0 3 M 1 2 Y

58、0 1 0 T 1 1 M 8 M 2 M 3 0 M 8 M 2 0 M 3 0 E N D Y 0 1 1 Y 0 1 2 T 1 6 M 4 Y 0 0 7 X 0 1 2 T 1 3 T 1 7 T 1 6 T 1 4 T 1 5 Y 0 0 2 Y 0 0 0 Y 0 0 1 Y 0 0 1 Y 0 0 2 M 1 X 0 1 0 M 2 0 Y 0 1 6 Y 0 1 4 Y 0 1 5 M 2 0 M 3 0 Y 0 1 3 M 1 3 1 0 9 1 1 3 1 1 1 1 0 0 1 1 5 1 1 6 1 1 7 1 1 9 1 2 0 1 2 1 1 2 4 8 2 8

59、4 8 6 1 0 2 1 0 5 1 0 7 3輔鍋爐燃燒時(shí)序的PLC控制過程n（1）起動前的準(zhǔn)備）起動前的準(zhǔn)備n 合上總電源開關(guān)，控制電路接通電源合上總電源開關(guān)，控制電路接通電源。n 若爐內(nèi)水位低于危險(xiǎn)低水位，鍋爐無法自動起動若爐內(nèi)水位低于危險(xiǎn)低水位，鍋爐無法自動起動。此。此時(shí)應(yīng)將給水泵旋鈕放在時(shí)應(yīng)將給水泵旋鈕放在“手動手動”位置，起動水泵向爐內(nèi)供位置，起動水泵向爐內(nèi)供水，當(dāng)水位上升到正常水位后，水泵旋鈕放在水，當(dāng)水位上升到正常水位后，水泵旋鈕放在“停停”位置位置，水泵停止工作。，水泵停止工作。n本控制系統(tǒng)的鍋爐水位采用本控制系統(tǒng)的鍋爐水位采用電極式雙位控制電極式雙位控制，鍋爐水位在，鍋爐

60、水位在兩個(gè)水位設(shè)定值之間不斷變化，實(shí)現(xiàn)水位的雙位控制。兩個(gè)水位設(shè)定值之間不斷變化，實(shí)現(xiàn)水位的雙位控制。n 將燃燒控制旋鈕和風(fēng)機(jī)旋鈕轉(zhuǎn)到將燃燒控制旋鈕和風(fēng)機(jī)旋鈕轉(zhuǎn)到“手動手動”位置，油泵位置，油泵轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到“停?！蔽恢茫缓蟀聪缕饎影粹o通電，起動位置，然后按下起動按鈕通電，起動風(fēng)機(jī)進(jìn)行預(yù)掃風(fēng)，手動進(jìn)行預(yù)掃風(fēng)一分鐘后，再按停止按風(fēng)機(jī)進(jìn)行預(yù)掃風(fēng)，手動進(jìn)行預(yù)掃風(fēng)一分鐘后，再按停止按鈕使風(fēng)機(jī)停止工作鈕使風(fēng)機(jī)停止工作。n 將給水泵開關(guān)，燃燒開關(guān)，風(fēng)機(jī)開關(guān)和油泵開關(guān)都轉(zhuǎn)將給水泵開關(guān)，燃燒開關(guān)，風(fēng)機(jī)開關(guān)和油泵開關(guān)都轉(zhuǎn)到到“自動自動”位置，準(zhǔn)備自動起動位置，準(zhǔn)備自動起動。 3輔鍋爐燃燒時(shí)序的PLC