《轮机自动化》课程实训手册-燃油辅锅炉水位控制系统的操作

1、国家高等职业技术教育轮机工程技术专业教学资源库轮机自动化网络课程实训手册2013年11月目 录实训一 气动差压变送器的调校 3 实训二 电动差压变送器的调校 5 实训三 电动温度变送器的调校 8实训四 数字式调节器的使用操作与调整10实训五 冷却水温度控制系统的操作13 实训六 燃油黏度控制系统的操作15 实训七 燃油辅锅炉水位控制系统的操作20实训八 辅锅炉燃烧时序控制系统的操作24 实训九 主机气动操纵系统图的识读29 实训十 主机遥控系统的起动、换向、制动与停车操作31 实训十一 主机加减速速率限制、程序负荷限制及转速限制实验35 实训十二 主机安全保护模拟试验和主机遥控系统的参数调整3

2、7 实训十三 主机遥控系统常见故障的分析与排除47 实训十四 机舱监视与报警系统的使用操作49实训十五 压力控制器的调校53 实训十六 曲轴箱油雾浓度监视装置的使用操作55 实训七 燃油辅锅炉水位控制系统的操作一、实训目的1. 熟悉锅炉水位控制系统的基本原理；2. 熟悉锅炉水位控制系统的各组成构件的连接及在系统中的作用；3. 了解锅炉水位控制系统的管理要点。二、背景知识某货轮辅锅炉给水控制采用的是恒定水位自动控制系统，图7-1示出了该水位自动控制系统的原理图。图7-1 货船辅锅炉恒水位控制系统原理图1. 差压变送器；2.PI调节器；3.气动调节阀；4.参考水位罐；5. 缓冲器系统主要由水位差压

3、变送器 1、PI调节器 2、气动调节阀 3、参考水位罐 4、缓冲器 5等组成。锅炉水位的变化由气动差压变送器 1 测量，差压变送器 1 将锅炉水位的变化量转变成标准气压信号（0.020.1MPa）送到气动PI调节器 2 中，中间经过缓冲器5，缓冲器5的作用是在船舶摇晃或水位短时波动时，起到缓冲的作用。PI调节器采用反作用工作方式，其将变送器 1 的输出信号经比例积分运算处理后，送到气动调节阀中控制调节阀的开度大小，从而控制锅炉给水量的大小。PI调节器的输出信号也是标准气压信号（0.020.1MPa）。当锅炉负荷改变、位下降时，差压变送器输出减小（负迁移），导致PI调节器输出增加，气开式调节阀开

4、度增加，给水量加大。随着锅炉水位逐渐上升，差压变送器输出增加，PI调节器输出减小，关小气动调节阀，给水量减小。三、实训设备 1. 密封容器（带有如图7-3所示的接口） 2. 差压变送器 3. PI气动调节器 4. 气关式气动调节阀（a）差压变送器 （b）PI气动调节器 （c）气动调节阀图7-2 锅炉恒水位控制系统主要自动控制设备 5. 给水泵和给水水柜4、 操作步骤及方法（一）差压变送器、气动PI调节器的调整1. 根据原理图7-1所示，检查设备的连接。2. 起动给水泵，打开气动调节阀3的旁通阀往锅炉（密封容器）注水，水位达到50%时，停止给水泵。3. 打开锅炉的给气阀加压至0.3MPa。4.

5、打开参考水位罐，注水，打开平恒阀，使整个管路注满水。5. 打开气源，调节气源压力为0.14MPa，对差压变送器进行调零和调量程，量程调节为±200mm。注意差压变送器需要负迁移，即锅炉水位上升时，输出信号应上升。差压变送器的输出信号为标准信号0.020.1MPa。当锅炉水位在50%时，差压变送器的输出为0.06MPa。6. 打开PI气动调节器的气源，调整PI气动调节器的输出。注意，当差压变送器输出为0.02MPa时，也就是锅炉水位在最低位时，气动调节器的输出应为0.1MPa；当差压变送器输出为0.1MPa时，也就是锅炉水位在最高位时，气动调节器的输出应为0.02MPa；当差压变送器输

6、出为0.06MPa时，也就是锅炉水位在中位时，气动调节器的输出应为0.06MPa。7. 当PI气动调节器的输出为0.06MP时，调节气动调节阀的阀门开度在50%的位置，此时打开锅炉的泄水阀，保持锅炉的水位稳定在50%。8. 人为开大锅炉的泄水阀，改变水位，观察差压变送器的输出、PI气动调节器的输出、气动调节阀的动作是否正确。9. 调整PI气动调节器的比例带和积分时间，观察气动调节阀的动作及水位改变情况。做好相应的记录。图7-3参考水位罐炉水检测原理图S1通汽阀；W1通水阀；B平衡阀；G注水塞；A1气源；D1-放水阀；A2 & A3信号阀；D2 & D3冲洗阀；S2 &

7、S3截止阀；E1 & E2 放气塞；F1 & F2活接头（二）水位计冲洗操作要点(实训室演示锅炉上的实际操作) 1. 先开平恒阀B使差压变送器膜片两侧受力相等，然后关闭A2、A3、S2、S3。 2. 松开接头F1、F2 并把管稍拉开后，先开W1 再分别开D2和A2，当喷出水雾时表示水路畅通，关闭D2,、A2和W1。 3. 开S1再分别开D3、A3 ，当喷出全是汽时表示参考水位罐及管路中的水和沉淀物已排光，关闭D3、A3和S1 。 4. 接好F1、F2 后，开A2、A3,、S2、S3。5. 参考水位罐充水，关S1，开W1，冲水5秒后开S1、关B，恢复正常使用。 （三）实训记录与实

8、训报告1. 实训过程中将数据记录入表7-1中。表7-1 数据记录表锅炉水位（mm）差压变送器输出（MPa）PI气动调节器气动调节阀开度（%）锅炉压力（MPa）比例带（%）积分时间（s）调节器输出（MPa）2. 独立完成实训报告，报告的内容包括：水位控制的原理；差压变送器和PI气动调节器、气动调节阀的调节过程和调节原理；水位计的冲洗操作；常见的故障处理。五、注意事项 1. 为避免差压变送器膜片单向受力过载在管路中安装了平恒阀B，应按以下步骤操作： 差压变送器在接入信号时，要先开平恒阀B，待信号阀A2 和A3开好后再关B；在切除压差变送器时，也要先开B，后关A2和A3。 2. 当检修等原因造成参考

9、水位罐、差压变送器和连接管失水时，在锅炉启用前要打开注水塞G 往里灌水，并要打开放气塞E1 和 E2 进行放气。3. 差压变送器膜片最高工作温度限是120，因此禁止高温炉水和蒸汽入内。4. 未经教师允许，不得随意调整气动调节器的比例带和积分时间。 六、拓展延伸 1. PI调节器的调节特性对水位的控制有何影响？2. 如果调节器换为PID调节器，对水位的控制有什么变化？有没有必要使用PID调节器？3. 调节器的正作用工作方式和反作用工作方式有何区别？实训八 辅锅炉燃烧时序控制系统的操作一、实训目的1、熟悉辅锅炉控制系统的组成，熟悉自动时序控制过程2、掌握手动点火和手动调整蒸汽压力的操作方法3、熟悉

10、停炉的操作方法二、背景知识辅锅炉的自动控制通常包括：水位自动控制、蒸汽压力自动控制、燃烧时序控制和安全保护。对于大容量的油轮辅锅炉而言，由于加热货油、驱动货油泵、蒸汽辅机以及洗舱的需要，相应的控制要求较高，系统常采用比例积分控制规律，使水位和蒸汽压力基本稳定在设定值上、实现无差调节。系统通常采用可编程序控制器（PLC）实现燃烧时序控制。三、实训设备本训练采用油轮辅锅炉仿真控制系统。该系统有水位、燃油压力、燃油温度、雾化蒸汽压力、油量、风量等6个调节回路，水位和蒸汽压力均采用无差定值控制。设定蒸汽压力为1.6MPa。四、操作步骤及方法1、熟悉系统的组成起动系统计算机。在CRT 上察看水位控制系统

11、和燃烧控制系统的组成，看懂水位、燃油压力、燃油温度、雾化蒸汽压力、油量、风量等调节回路的组成。 熟悉辅锅炉控制箱的面板及功能。2、燃油辅锅炉燃烧控制（1）准备工作检查锅炉水位及给水系统、油柜油位及燃油系统中各阀门的开闭状态是否正确；关闭蒸汽供汽阀，开启炉顶空气阀（冷炉起动时）。 将轻重油选择开关扳至“DO”位置；接通控制系统电源，将“MANU/AUTO”选择开关扳至“MANU”位置。若水位低于过低水位，则按下“NO1（或NO2）F.W PUMP”按钮，起动一台给水泵补水，待水位达到（30%左右）后停止补水。若水位过高，则可通过下排污阀排水。 若DO油柜油位过低，则在CRT上打开进油阀补油。油位

12、正常后，在控制面板上按下“NO1（或NO2）F.O PUMP”按钮，起动一台油泵，待油压正常后（2.3MPa）停车。在CRT上打开雾化空气进气阀。在调节器面板上检查“燃油压力”设定值（2.3MPa）、“燃油温度”设定值（180CST 燃油，对应温度为120）、“主蒸汽压力”设定值（1.6MPa）、“雾化蒸汽压力”设定值（0.6MPa）图8-1 辅锅炉燃烧控制系统和“水位”设定值（40%），若不符合要求则予以调整。然后在CRT的燃烧系统图中，将燃油压力控制器设置为“AUTO”，在水位控制系统图中，将水位控制器设置为“AUTO”，其余调节器均设置为“MANU”。（2）燃烧自动控制准备工作完成后，将

13、控制面板上的“MANU/AUTO”选择开关扳至“AUTO”位置。按下“BURNER ON/OFF”按钮起动燃烧器，燃烧器即按程序自动运行。通过控制面板及CRT上有关指示灯观察和检查燃烧时序动作，并估计各阶段时序动作的时间大小。待炉顶空气阀有蒸气冒出时，关闭该阀。当蒸汽压力达到0.6MPa 以上时，打开雾化蒸汽进汽阀，并将雾化蒸汽压力调节器转至“AUTO”位置；当蒸汽压力达到1MPa时，将主蒸汽压力控制器和风油比控制器转至“AUTO”位置。当蒸汽压力达到1.6MPa后，逐一打开各蒸汽供汽阀。在CRT上开启重油柜蒸汽加温阀和燃油加热器蒸汽加温阀。在重油温度超过80后，将“DO/HFO”开关扳至“H

14、FO”位置，然后在CRT上将燃油温度控制器转至“AUTO”位置。当蒸汽压力达到1.6MPa并稳定后，通过面板仪表和CRT上的数字显示观察燃油压力、图8-2 仿真油轮辅锅炉控制箱图8-3 仿真油轮辅锅炉PID控制器和报警屏燃油温度、蒸汽压力、雾化蒸汽压力和排烟氧含量等参数的变化，注意风量和油量的相互关系。减小锅炉负荷（如关掉一个或几个供汽阀），使蒸汽压力超过1.6MPa，系统自动进行蒸汽清扫油枪（10s）和后扫风(60s)后停炉。（3）手动燃烧控制检查并完成燃烧前的准备工作。图8-4 手动时序控制旋钮按下“COMMUSTION AIR FAN”按钮手动起动风机，然后将控制面板上的手动燃烧控制旋钮

15、旋至“PURGE”位置，预扫风一分钟左右。按下“BURNER ON/OFF”按钮起动燃烧器，再按下控制面板上的“ATOMIZING STERM VALVE”按钮，打开雾化蒸汽电磁阀。将手动控制旋钮旋至“IGNITION”位置（此时风量、油量均为25%左右），按下控制面板上的点火按钮（FIRE BUTTON）并保持不放，待点火成功后（控制面板上的“IGNITION ON”指示灯由闪光转为平光），松开点火按钮。按下控制面板上的“FUEL OIL VALVES”按钮并保持5s，检查主火是否建立。将手动控制旋钮顺时针依次旋至“LOW FIRE ”、“HIGH FIRE ”位置，然后按照负荷情况旋动手动控制旋钮调节风量和油量，注意检查燃烧情况和蒸汽压力。停炉时，先按下“FUEL OIL VALVE”按钮（灯灭），再按下“STEAM PURGE VALVE”按钮（灯亮），清洗油枪10s左右后按下“STEAM PURGE VALVE”按钮（灯灭）。按下“BURNER ON/OFF”按钮（灯灭），使燃烧器停止工作。在控制面板上停燃油泵，再