第8章船舶蒸汽鍋爐的自動控制(2013)

1、第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述常閉常閉2常開常開停停第二節(jié)第二節(jié) 鍋爐水位的自動控制鍋爐水位的自動控制常閉常閉2常開常開開開第二節(jié)第二節(jié) 鍋爐水位的自動控鍋爐水位的自動控制制如何克服虛假水位或準(zhǔn)確監(jiān)測和控制？如何克服虛假水位或準(zhǔn)確監(jiān)測和控制？第二節(jié)第二節(jié) 鍋爐水位的自動控鍋爐水位的自動控制制1 23456給水給水鍋爐鍋爐過熱器過熱器水位信號水位信號蒸汽流量信號蒸汽流量信號雙沖量調(diào)節(jié)器雙沖量調(diào)節(jié)器給水調(diào)節(jié)閥給水調(diào)節(jié)閥雙回路給水控制原理雙回路給水控制原理1水位差壓變送器：鍋爐水位信號變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)氣壓信號水位差壓變送器：鍋爐水位信號變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)氣壓信號氣容氣氣容氣阻阻水位調(diào)節(jié)器：比例積分水位調(diào)節(jié)器：比例積分氣動計

2、算器氣動計算器蒸汽流量蒸汽流量變送器變送器給水調(diào)節(jié)閥給水調(diào)節(jié)閥給水差壓調(diào)節(jié)器給水差壓調(diào)節(jié)器給水差壓變送器給水差壓變送器汽輪機(jī)給水泵組汽輪機(jī)給水泵組蒸汽調(diào)節(jié)閥蒸汽調(diào)節(jié)閥1水位差壓變送器：鍋爐水位信號變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)氣壓信號水位差壓變送器：鍋爐水位信號變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)氣壓信號氣容氣氣容氣阻阻水位調(diào)節(jié)器：比例積分水位調(diào)節(jié)器：比例積分氣動計算器氣動計算器蒸汽流量蒸汽流量變送器變送器給水調(diào)節(jié)閥給水調(diào)節(jié)閥汽輪機(jī)給水泵組汽輪機(jī)給水泵組蒸汽調(diào)節(jié)閥蒸汽調(diào)節(jié)閥)(CAKBP負(fù)荷不變時，蒸汽流量負(fù)荷不變時，蒸汽流量變送器輸出變送器輸出B為恒定值，為恒定值，顯然最好使給水閥保持顯然最好使給水閥保持的開度是鍋爐的水位在的開度是鍋爐的水

3、位在中間。中間。給水差壓調(diào)節(jié)器給水差壓調(diào)節(jié)器給水差壓變送器給水差壓變送器1水位差壓變送器：鍋爐水位信號變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)氣壓信號水位差壓變送器：鍋爐水位信號變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)氣壓信號氣容氣氣容氣阻阻水位調(diào)節(jié)器：比例積分水位調(diào)節(jié)器：比例積分氣動計算器氣動計算器蒸汽流量蒸汽流量變送器變送器給水調(diào)節(jié)閥給水調(diào)節(jié)閥汽輪機(jī)給水泵組汽輪機(jī)給水泵組蒸汽調(diào)節(jié)閥蒸汽調(diào)節(jié)閥)(CAKBP負(fù)荷變化時，鍋爐的水負(fù)荷變化時，鍋爐的水位是變化的。位是變化的。給水差壓調(diào)節(jié)器給水差壓調(diào)節(jié)器給水差壓變送器給水差壓變送器氣源氣源輸出輸出6-6-噴嘴噴嘴 16-16-膜盒膜盒 11-11-鎖緊螺母鎖緊螺母 9-9-主杠桿主杠桿8-8-遷移彈簧遷移彈簧7

4、-7-檔板檔板 18-18-緊固螺母緊固螺母 15-15-正壓室正壓室 17- 17-負(fù)壓室負(fù)壓室 14-14-支架支架 12-12-靜壓誤差靜壓誤差調(diào)節(jié)螺母調(diào)節(jié)螺母 2-2-瑣緊螺釘瑣緊螺釘 10-10-反饋波紋管反饋波紋管 20-20-量程調(diào)節(jié)支點量程調(diào)節(jié)支點 19-19-底版底版 13-13-密封簧片密封簧片 4-4-頂針頂針 5-5-頂針架頂針架 單杠桿氣動差壓變送器的結(jié)構(gòu)單杠桿氣動差壓變送器的結(jié)構(gòu)氣動差壓變送器的結(jié)構(gòu)和工作原理氣動差壓變送器的結(jié)構(gòu)和工作原理p q測測 p F膜膜基體基座膜片C型簧片硅油硬芯單向過載保護(hù)密封圈主杠桿密封圈出軸密封彈簧氣動差壓變送器的結(jié)構(gòu)和工作原理氣動差壓

5、變送器的結(jié)構(gòu)和工作原理氣源氣源輸出輸出6-6-噴嘴噴嘴 16-16-膜盒膜盒 11-11-鎖緊螺母鎖緊螺母 9-9-主杠桿主杠桿8-8-遷移彈簧遷移彈簧7-7-檔板檔板 18-18-緊固螺母緊固螺母 15-15-正壓室正壓室 17- 17-負(fù)壓室負(fù)壓室 14-14-支架支架 12-12-靜壓誤差靜壓誤差調(diào)節(jié)螺母調(diào)節(jié)螺母 2-2-瑣緊螺釘瑣緊螺釘 10-10-反饋波紋管反饋波紋管 20-20-量程調(diào)節(jié)支點量程調(diào)節(jié)支點 19-19-底版底版 13-13-密封簧片密封簧片 4-4-頂針頂針 5-5-頂針架頂針架 單杠桿氣動差壓變送器的結(jié)構(gòu)單杠桿氣動差壓變送器的結(jié)構(gòu)pKplFlFp單反膜出21p2 p

6、1V氣源p出 l1l3l2F反 氣動差壓變送器的結(jié)構(gòu)和工作原理氣動差壓變送器的結(jié)構(gòu)和工作原理 xminxmaxyminymaxyx0變送器輸入輸出特性變送器輸入輸出特性圖5-4-21氣動差壓變送器實例負(fù)壓室膜盒彈簧片調(diào)零彈簧反饋波紋管副杠桿量程支點輸出放大器氣源減壓管連接片主杠桿彈性膜片正壓室放殘螺釘放氣螺釘噴嘴擋板放氣螺釘噴嘴彈簧（a) P10系列氣動差壓變送器（Y/13A）實物圖（b) P10系列氣動差壓變送器（Y/13A）原理圖放殘螺釘水位升高，壓差減少水位升高，壓差減少2-2-參考水位罐參考水位罐6-6-閥箱閥箱BACC-C-泄放閥泄放閥 1-1-鍋爐鍋爐A-A-截止閥截止閥B-B-平

7、衡閥平衡閥5差壓變送器差壓變送器負(fù)負(fù) 正正正正 負(fù)負(fù)參考參考水位水位水位水位壓差壓差P0P0，P P出出=0=0 所謂遷移，是指根據(jù)實際需要將變送器量程的起點由零遷到所謂遷移，是指根據(jù)實際需要將變送器量程的起點由零遷到某一數(shù)值。遷移后，量程的起點和終點都改變，但量程不變。某一數(shù)值。遷移后，量程的起點和終點都改變，但量程不變。 以測量鍋爐水位為例說明其遷移原理。以測量鍋爐水位為例說明其遷移原理。差壓變送器的負(fù)遷移特性MPa0.02mmH2O600-6000負(fù)遷移負(fù)遷移 0.1Fig.1-4-10MPa0.02Kg/cm2100正遷移正遷移0.1641.燃燒的雙位控制燃燒的雙位控制第三節(jié)第三節(jié) 大

8、型油輪輔鍋爐蒸汽壓力自動控制大型油輪輔鍋爐蒸汽壓力自動控制一、柴油機(jī)貨船輔鍋爐蒸汽壓力自動控制一、柴油機(jī)貨船輔鍋爐蒸汽壓力自動控制調(diào)整給定彈簧的預(yù)緊力可調(diào)整下限值調(diào)整給定彈簧的預(yù)緊力可調(diào)整下限值Px調(diào)整幅差彈簧的預(yù)緊力可調(diào)整上限值調(diào)整幅差彈簧的預(yù)緊力可調(diào)整上限值Pz0.07(0.250.07) /10zxppppxD=-D=+-如壓力下限是如壓力下限是0.4MPa，要求把上限調(diào)到，要求把上限調(diào)到0.6MPa，問幅差調(diào)整螺釘設(shè)在幾檔？，問幅差調(diào)整螺釘設(shè)在幾檔？2.燃燒的比例控制燃燒的比例控制第三節(jié)第三節(jié) 大型油輪輔鍋爐蒸汽壓力自動控制大型油輪輔鍋爐蒸汽壓力自動控制一、柴油機(jī)貨船輔鍋爐蒸汽壓力自動

9、控制一、柴油機(jī)貨船輔鍋爐蒸汽壓力自動控制1423RRRR=電橋平衡條件：蒸汽壓力升高，劃針蒸汽壓力升高，劃針2左移，左移，R1減小，減小，R2增大，電橋輸出上負(fù)下正的不平衡電壓增大，電橋輸出上負(fù)下正的不平衡電壓UA。 1、蒸汽壓力控制的特點：、蒸汽壓力控制的特點：、要保證蒸汽壓力不變，就要在不同負(fù)荷下，改變?nèi)剂狭亢鸵ＷC蒸汽壓力不變，就要在不同負(fù)荷下，改變?nèi)剂狭亢惋L(fēng)量，即燃燒強(qiáng)度；風(fēng)量，即燃燒強(qiáng)度；、使燃料量和空氣量相適應(yīng)，維持燃料量和空氣量有一定比、使燃料量和空氣量相適應(yīng)，維持燃料量和空氣量有一定比值值（最佳風(fēng)油比），（最佳風(fēng)油比），保證燃燒過程的經(jīng)濟(jì)性；保證燃燒過程的經(jīng)濟(jì)性；空氣不足，燃燒

10、不完全；空氣過多，就會使大量熱量損失在煙空氣不足，燃燒不完全；空氣過多，就會使大量熱量損失在煙氣中。氣中。、使引風(fēng)量和送風(fēng)量相適應(yīng)，維持爐膛壓力不變。一般運(yùn)行、使引風(fēng)量和送風(fēng)量相適應(yīng)，維持爐膛壓力不變。一般運(yùn)行在微負(fù)壓狀態(tài)（在微負(fù)壓狀態(tài)（20-40KPa）。）。8-6 噴油量與風(fēng)壓關(guān)系噴油量與風(fēng)壓關(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)的組成及工作原理控制回路一：根據(jù)蒸汽壓力的偏差值控制燃油調(diào)節(jié)閥的開度，即改變噴油量?？刂苹芈芬唬焊鶕?jù)蒸汽壓力的偏差值控制燃油調(diào)節(jié)閥的開度，即改變噴油量?？刂苹芈范焊鶕?jù)噴油量對空氣壓力進(jìn)行控制的回路?？刂苹芈范焊鶕?jù)噴油量對空氣壓力進(jìn)行

11、控制的回路。 3、系統(tǒng)的其他主要元件、系統(tǒng)的其他主要元件1p FNp f +=蒸汽壓力調(diào)節(jié)器輸出蒸汽壓力調(diào)節(jié)器輸出閥后油壓閥后油壓閥前油壓閥前油壓 213233313203pFpFpFpFpFpF + + = + +噴嘴噴嘴4控制系統(tǒng)常見故障分析及管理要點控制系統(tǒng)常見故障分析及管理要點1 1）常見故障分析）常見故障分析（1 1）鍋爐負(fù)荷處于穩(wěn)定狀態(tài)，但蒸汽壓力出現(xiàn)振蕩）鍋爐負(fù)荷處于穩(wěn)定狀態(tài)，但蒸汽壓力出現(xiàn)振蕩可能原因：燃油控制閥振蕩；燃油泵輸送壓力振蕩；蒸汽壓力變送器本身可能原因：燃油控制閥振蕩；燃油泵輸送壓力振蕩；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。振蕩或節(jié)流不當(dāng)；主控

12、制器的靈敏度太高等。（2 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）鍋爐負(fù)荷處于穩(wěn)定狀態(tài)，但檢測的蒸汽壓力與設(shè)定值不符可能原因：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？赡茉颍褐骺刂破鞯恼{(diào)整不正確或蒸汽壓力變送器調(diào)整不當(dāng)?shù)?。? 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）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)壓振蕩可能原因：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)流可能原因：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。不當(dāng)；燃油壓力變送器或函數(shù)發(fā)生器振蕩；空氣差

13、壓變送器的靈敏度太高等。（4 4）鍋爐在突然增加負(fù)荷時，大量冒黑煙和燃燒不穩(wěn)定）鍋爐在突然增加負(fù)荷時，大量冒黑煙和燃燒不穩(wěn)定可能原因：當(dāng)噴油器數(shù)增加時，燃油壓力降低；空氣量控制器靈敏度太高；可能原因：當(dāng)噴油器數(shù)增加時，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；空氣量控制器靈敏度低等。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；空氣量控制器靈敏度低等。（5 5）鍋爐燃燒器進(jìn)口供給空氣不足）鍋爐燃燒器進(jìn)口供給空氣不足可能原因：空氣差壓變送器的零點偏高或量程偏小等?？赡茉颍嚎諝獠顗鹤兯推鞯牧泓c偏高或量程偏小等。第四節(jié)第四節(jié) 燃燒時序控制燃燒時序控制第四節(jié)第四

14、節(jié) 燃燒時序控制燃燒時序控制圖圖8-4-2 凸輪式時序控制器結(jié)構(gòu)原理圖凸輪式時序控制器結(jié)構(gòu)原理圖第四節(jié)第四節(jié) 燃燒時序控制燃燒時序控制KC+-UcDJCebIbRb+_EcABKC+-DJCebIbRb+_EcABR(a)單管延時釋放電路（b）繼電器延時通電電路圖圖8-4-3 晶體管延時開關(guān)電路晶體管延時開關(guān)電路第四節(jié)第四節(jié) 燃燒時序控制燃燒時序控制第四節(jié)第四節(jié) 燃燒時序控制燃燒時序控制（a）（b）鍋爐起動準(zhǔn)備工作過程鍋爐起動準(zhǔn)備工作過程油路正常：油壓，高油溫，低油溫油路正常：油壓，高油溫，低油溫水路正常：高水位，低水位，高汽壓水路正常：高水位，低水位，高汽壓按按b11電源開關(guān)電源開關(guān),b12

15、報警復(fù)位開關(guān)，報警復(fù)位開關(guān)，H電源開電源開關(guān)，復(fù)位按鈕關(guān)，復(fù)位按鈕EK1，EK2二、二、LAE ILAE I型輔鍋爐燃燒時序控制系統(tǒng)型輔鍋爐燃燒時序控制系統(tǒng)鍋爐起動準(zhǔn)備過程、起動過程鍋爐起動準(zhǔn)備過程、起動過程鍋爐起動過程0S 風(fēng)門開到最大達(dá)風(fēng)門開到最大達(dá) 3S 啟動鼓風(fēng)機(jī)啟動鼓風(fēng)機(jī) 6S 啟動風(fēng)壓檢測啟動風(fēng)壓檢測 63S 風(fēng)門關(guān)到最小風(fēng)門關(guān)到最小 67S 點火變壓器工作點火變壓器工作70S 火焰檢測，火焰檢測，OV1，OV投入工作投入工作81S OV2投入工作投入工作 86S OV停止工作停止工作89S 點火變壓器停止工作點火變壓器停止工作 93S OV3投入工作，投入工作，SM停轉(zhuǎn)停轉(zhuǎn)高油溫

16、低油溫高水位低水位危險低水位高汽壓手/自燃燒速率低油壓汽壓超高鼓風(fēng)機(jī)失靈0 3 663 67 70 818689 93120ababababababababab圖圖 LAEI型輔鍋爐時序控制器開關(guān)表型輔鍋爐時序控制器開關(guān)表返回最近返回最近圖圖2-1-9 LAEI型輔鍋爐時型輔鍋爐時序控制電路圖序控制電路圖負(fù)荷繼電器斷電延時9s燃燒鎖定通電狀態(tài)火焰繼電器NXXI燃油泵鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)壓檢測鎖定指示燈點火變壓器燃油長預(yù)點火輕油重油重油（正常燃燒）br1IXXIIIIXAR時序電機(jī)第四節(jié)第四節(jié) 燃燒時序控制燃燒時序控制圖8-4-8 輔鍋爐燃燒時序PLC控制系統(tǒng)接線圖第四節(jié)第四節(jié) 燃燒時序控制燃燒時序控制第四

17、節(jié)第四節(jié) 燃燒時序控制燃燒時序控制第四節(jié)第四節(jié) 燃燒時序控制燃燒時序控制第四節(jié)第四節(jié) 燃燒時序控制燃燒時序控制第四節(jié)第四節(jié) 燃燒時序控制燃燒時序控制第四節(jié)第四節(jié) 燃燒時序控制燃燒時序控制預(yù)點火第四節(jié)第四節(jié) 燃燒時序控制燃燒時序控制第五節(jié)第五節(jié) 船舶蒸汽鍋爐的安全保護(hù)船舶蒸汽鍋爐的安全保護(hù)1 1、蒸汽壓力保護(hù)、蒸汽壓力保護(hù)2 2、水位安全保護(hù)、水位安全保護(hù)3 3、熄火保護(hù)、熄火保護(hù) 鍋爐一般安裝有鍋爐一般安裝有2 2個安全閥，通過安全閥的調(diào)壓彈簧可以個安全閥，通過安全閥的調(diào)壓彈簧可以調(diào)整安全閥的開啟壓力，開啟壓力大于實際工作壓力的調(diào)整安全閥的開啟壓力，開啟壓力大于實際工作壓力的5%5%，但應(yīng)不超過鍋爐設(shè)計壓力。但應(yīng)不超過鍋爐設(shè)計壓力。 鍋爐的危險水位報警和保護(hù)裝置一般獨立于水位自動鍋爐的危險水位報警和保護(hù)裝置一般獨立于水位自動控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)， 1 1、分析電極式雙位水位控制系統(tǒng)原理、分析電極式雙位水位控制系統(tǒng)原理(P.156(P.156圖圖8-1)8-1)。2 2、何謂鍋爐雙沖量水位自動控制？、何謂鍋爐雙沖量水位自動控制