第8章船舶蒸汽锅炉的自动控制(2013)

1、第一节第一节 概概 述述常闭常闭2常开常开停停第二节第二节 锅炉水位的自动控制锅炉水位的自动控制常闭常闭2常开常开开开第二节第二节 锅炉水位的自动控锅炉水位的自动控制制如何克服虚假水位或准确监测和控制？如何克服虚假水位或准确监测和控制？第二节第二节 锅炉水位的自动控锅炉水位的自动控制制1 23456给水给水锅炉锅炉过热器过热器水位信号水位信号蒸汽流量信号蒸汽流量信号双冲量调节器双冲量调节器给水调节阀给水调节阀双回路给水控制原理双回路给水控制原理1水位差压变送器：锅炉水位信号变为标准气压信号水位差压变送器：锅炉水位信号变为标准气压信号气容气气容气阻阻水位调节器：比例积分水位调节器：比例积分气动计

2、算器气动计算器蒸汽流量蒸汽流量变送器变送器给水调节阀给水调节阀给水差压调节器给水差压调节器给水差压变送器给水差压变送器汽轮机给水泵组汽轮机给水泵组蒸汽调节阀蒸汽调节阀1水位差压变送器：锅炉水位信号变为标准气压信号水位差压变送器：锅炉水位信号变为标准气压信号气容气气容气阻阻水位调节器：比例积分水位调节器：比例积分气动计算器气动计算器蒸汽流量蒸汽流量变送器变送器给水调节阀给水调节阀汽轮机给水泵组汽轮机给水泵组蒸汽调节阀蒸汽调节阀)(CAKBP负荷不变时，蒸汽流量负荷不变时，蒸汽流量变送器输出变送器输出B为恒定值，为恒定值，显然最好使给水阀保持显然最好使给水阀保持的开度是锅炉的水位在的开度是锅炉的水

3、位在中间。中间。给水差压调节器给水差压调节器给水差压变送器给水差压变送器1水位差压变送器：锅炉水位信号变为标准气压信号水位差压变送器：锅炉水位信号变为标准气压信号气容气气容气阻阻水位调节器：比例积分水位调节器：比例积分气动计算器气动计算器蒸汽流量蒸汽流量变送器变送器给水调节阀给水调节阀汽轮机给水泵组汽轮机给水泵组蒸汽调节阀蒸汽调节阀)(CAKBP负荷变化时，锅炉的水负荷变化时，锅炉的水位是变化的。位是变化的。给水差压调节器给水差压调节器给水差压变送器给水差压变送器气源气源输出输出6-6-喷嘴喷嘴 16-16-膜盒膜盒 11-11-锁紧螺母锁紧螺母 9-9-主杠杆主杠杆8-8-迁移弹簧迁移弹簧7

4、-7-档板档板 18-18-紧固螺母紧固螺母 15-15-正压室正压室 17- 17-负压室负压室 14-14-支架支架 12-12-静压误差静压误差调节螺母调节螺母 2-2-琐紧螺钉琐紧螺钉 10-10-反馈波纹管反馈波纹管 20-20-量程调节支点量程调节支点 19-19-底版底版 13-13-密封簧片密封簧片 4-4-顶针顶针 5-5-顶针架顶针架 单杠杆气动差压变送器的结构单杠杆气动差压变送器的结构气动差压变送器的结构和工作原理气动差压变送器的结构和工作原理p q测测 p F膜膜基体基座膜片C型簧片硅油硬芯单向过载保护密封圈主杠杆密封圈出轴密封弹簧气动差压变送器的结构和工作原理气动差压

5、变送器的结构和工作原理气源气源输出输出6-6-喷嘴喷嘴 16-16-膜盒膜盒 11-11-锁紧螺母锁紧螺母 9-9-主杠杆主杠杆8-8-迁移弹簧迁移弹簧7-7-档板档板 18-18-紧固螺母紧固螺母 15-15-正压室正压室 17- 17-负压室负压室 14-14-支架支架 12-12-静压误差静压误差调节螺母调节螺母 2-2-琐紧螺钉琐紧螺钉 10-10-反馈波纹管反馈波纹管 20-20-量程调节支点量程调节支点 19-19-底版底版 13-13-密封簧片密封簧片 4-4-顶针顶针 5-5-顶针架顶针架 单杠杆气动差压变送器的结构单杠杆气动差压变送器的结构pKplFlFp单反膜出21p2 p

6、1V气源p出 l1l3l2F反 气动差压变送器的结构和工作原理气动差压变送器的结构和工作原理 xminxmaxyminymaxyx0变送器输入输出特性变送器输入输出特性图5-4-21气动差压变送器实例负压室膜盒弹簧片调零弹簧反馈波纹管副杠杆量程支点输出放大器气源减压管连接片主杠杆弹性膜片正压室放残螺钉放气螺钉喷嘴挡板放气螺钉喷嘴弹簧（a) P10系列气动差压变送器（Y/13A）实物图（b) P10系列气动差压变送器（Y/13A）原理图放残螺钉水位升高，压差减少水位升高，压差减少2-2-参考水位罐参考水位罐6-6-阀箱阀箱BACC-C-泄放阀泄放阀 1-1-锅炉锅炉A-A-截止阀截止阀B-B-平

7、衡阀平衡阀5差压变送器差压变送器负负 正正正正 负负参考参考水位水位水位水位压差压差P0P0，P P出出=0=0 所谓迁移，是指根据实际需要将变送器量程的起点由零迁到所谓迁移，是指根据实际需要将变送器量程的起点由零迁到某一数值。迁移后，量程的起点和终点都改变，但量程不变。某一数值。迁移后，量程的起点和终点都改变，但量程不变。 以测量锅炉水位为例说明其迁移原理。以测量锅炉水位为例说明其迁移原理。差压变送器的负迁移特性MPa0.02mmH2O600-6000负迁移负迁移 0.1Fig.1-4-10MPa0.02Kg/cm2100正迁移正迁移0.1641.燃烧的双位控制燃烧的双位控制第三节第三节 大

8、型油轮辅锅炉蒸汽压力自动控制大型油轮辅锅炉蒸汽压力自动控制一、柴油机货船辅锅炉蒸汽压力自动控制一、柴油机货船辅锅炉蒸汽压力自动控制调整给定弹簧的预紧力可调整下限值调整给定弹簧的预紧力可调整下限值Px调整幅差弹簧的预紧力可调整上限值调整幅差弹簧的预紧力可调整上限值Pz0.07(0.250.07) /10zxppppxD=-D=+-如压力下限是如压力下限是0.4MPa，要求把上限调到，要求把上限调到0.6MPa，问幅差调整螺钉设在几档？，问幅差调整螺钉设在几档？2.燃烧的比例控制燃烧的比例控制第三节第三节 大型油轮辅锅炉蒸汽压力自动控制大型油轮辅锅炉蒸汽压力自动控制一、柴油机货船辅锅炉蒸汽压力自动

9、控制一、柴油机货船辅锅炉蒸汽压力自动控制1423RRRR=电桥平衡条件：蒸汽压力升高，划针蒸汽压力升高，划针2左移，左移，R1减小，减小，R2增大，电桥输出上负下正的不平衡电压增大，电桥输出上负下正的不平衡电压UA。 1、蒸汽压力控制的特点：、蒸汽压力控制的特点：、要保证蒸汽压力不变，就要在不同负荷下，改变燃料量和要保证蒸汽压力不变，就要在不同负荷下，改变燃料量和风量，即燃烧强度；风量，即燃烧强度；、使燃料量和空气量相适应，维持燃料量和空气量有一定比、使燃料量和空气量相适应，维持燃料量和空气量有一定比值值（最佳风油比），（最佳风油比），保证燃烧过程的经济性；保证燃烧过程的经济性；空气不足，燃烧

10、不完全；空气过多，就会使大量热量损失在烟空气不足，燃烧不完全；空气过多，就会使大量热量损失在烟气中。气中。、使引风量和送风量相适应，维持炉膛压力不变。一般运行、使引风量和送风量相适应，维持炉膛压力不变。一般运行在微负压状态（在微负压状态（20-40KPa）。）。8-6 喷油量与风压关系喷油量与风压关系2、蒸汽压力自动控制系统的组成及工作原理、蒸汽压力自动控制系统的组成及工作原理控制回路一：根据蒸汽压力的偏差值控制燃油调节阀的开度，即改变喷油量。控制回路一：根据蒸汽压力的偏差值控制燃油调节阀的开度，即改变喷油量。控制回路二：根据喷油量对空气压力进行控制的回路。控制回路二：根据喷油量对空气压力进行

11、控制的回路。 3、系统的其他主要元件、系统的其他主要元件1p FNp f +=蒸汽压力调节器输出蒸汽压力调节器输出阀后油压阀后油压阀前油压阀前油压 213233313203pFpFpFpFpFpF + + = + +喷嘴喷嘴4控制系统常见故障分析及管理要点控制系统常见故障分析及管理要点1 1）常见故障分析）常见故障分析（1 1）锅炉负荷处于稳定状态，但蒸汽压力出现振荡）锅炉负荷处于稳定状态，但蒸汽压力出现振荡可能原因：燃油控制阀振荡；燃油泵输送压力振荡；蒸汽压力变送器本身可能原因：燃油控制阀振荡；燃油泵输送压力振荡；蒸汽压力变送器本身振荡或节流不当；主控制器的灵敏度太高等。振荡或节流不当；主控

12、制器的灵敏度太高等。（2 2）锅炉负荷处于稳定状态，但检测的蒸汽压力与设定值不符）锅炉负荷处于稳定状态，但检测的蒸汽压力与设定值不符可能原因：主控制器的调整不正确或蒸汽压力变送器调整不当等。可能原因：主控制器的调整不正确或蒸汽压力变送器调整不当等。（3 3）尽管风道和炉内压力处于稳定状态，但燃烧器前风压振荡）尽管风道和炉内压力处于稳定状态，但燃烧器前风压振荡可能原因：风门驱动装置振荡；空气差压变送器本身振荡或输出管路节流可能原因：风门驱动装置振荡；空气差压变送器本身振荡或输出管路节流不当；燃油压力变送器或函数发生器振荡；空气差压变送器的灵敏度太高等。不当；燃油压力变送器或函数发生器振荡；空气差

13、压变送器的灵敏度太高等。（4 4）锅炉在突然增加负荷时，大量冒黑烟和燃烧不稳定）锅炉在突然增加负荷时，大量冒黑烟和燃烧不稳定可能原因：当喷油器数增加时，燃油压力降低；空气量控制器灵敏度太高；可能原因：当喷油器数增加时，燃油压力降低；空气量控制器灵敏度太高；风门调节机构动作迟缓；微分控制阀的灵敏度低；空气量控制器灵敏度低等。风门调节机构动作迟缓；微分控制阀的灵敏度低；空气量控制器灵敏度低等。（5 5）锅炉燃烧器进口供给空气不足）锅炉燃烧器进口供给空气不足可能原因：空气差压变送器的零点偏高或量程偏小等。可能原因：空气差压变送器的零点偏高或量程偏小等。第四节第四节 燃烧时序控制燃烧时序控制第四节第四

14、节 燃烧时序控制燃烧时序控制图图8-4-2 凸轮式时序控制器结构原理图凸轮式时序控制器结构原理图第四节第四节 燃烧时序控制燃烧时序控制KC+-UcDJCebIbRb+_EcABKC+-DJCebIbRb+_EcABR(a)单管延时释放电路（b）继电器延时通电电路图图8-4-3 晶体管延时开关电路晶体管延时开关电路第四节第四节 燃烧时序控制燃烧时序控制第四节第四节 燃烧时序控制燃烧时序控制（a）（b）锅炉起动准备工作过程锅炉起动准备工作过程油路正常：油压，高油温，低油温油路正常：油压，高油温，低油温水路正常：高水位，低水位，高汽压水路正常：高水位，低水位，高汽压按按b11电源开关电源开关,b12

15、报警复位开关，报警复位开关，H电源开电源开关，复位按钮关，复位按钮EK1，EK2二、二、LAE ILAE I型辅锅炉燃烧时序控制系统型辅锅炉燃烧时序控制系统锅炉起动准备过程、起动过程锅炉起动准备过程、起动过程锅炉起动过程0S 风门开到最大达风门开到最大达 3S 启动鼓风机启动鼓风机 6S 启动风压检测启动风压检测 63S 风门关到最小风门关到最小 67S 点火变压器工作点火变压器工作70S 火焰检测，火焰检测，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 点火变压器停止工作点火变压器停止工作 93S OV3投入工作，投入工作，SM停转停转高油温

16、低油温高水位低水位危险低水位高汽压手/自燃烧速率低油压汽压超高鼓风机失灵0 3 663 67 70 818689 93120ababababababababab图图 LAEI型辅锅炉时序控制器开关表型辅锅炉时序控制器开关表返回最近返回最近图图2-1-9 LAEI型辅锅炉时型辅锅炉时序控制电路图序控制电路图负荷继电器断电延时9s燃烧锁定通电状态火焰继电器NXXI燃油泵鼓风机风压检测锁定指示灯点火变压器燃油长预点火轻油重油重油（正常燃烧）br1IXXIIIIXAR时序电机第四节第四节 燃烧时序控制燃烧时序控制图8-4-8 辅锅炉燃烧时序PLC控制系统接线图第四节第四节 燃烧时序控制燃烧时序控制第四

17、节第四节 燃烧时序控制燃烧时序控制第四节第四节 燃烧时序控制燃烧时序控制第四节第四节 燃烧时序控制燃烧时序控制第四节第四节 燃烧时序控制燃烧时序控制第四节第四节 燃烧时序控制燃烧时序控制预点火第四节第四节 燃烧时序控制燃烧时序控制第五节第五节 船舶蒸汽锅炉的安全保护船舶蒸汽锅炉的安全保护1 1、蒸汽压力保护、蒸汽压力保护2 2、水位安全保护、水位安全保护3 3、熄火保护、熄火保护 锅炉一般安装有锅炉一般安装有2 2个安全阀，通过安全阀的调压弹簧可以个安全阀，通过安全阀的调压弹簧可以调整安全阀的开启压力，开启压力大于实际工作压力的调整安全阀的开启压力，开启压力大于实际工作压力的5%5%，但应不超过锅炉设计压力。但应不超过锅炉设计压力。 锅炉的危险水位报警和保护装置一般独立于水位自动锅炉的危险水位报警和保护装置一般独立于水位自动控制系统，控制系统， 1 1、分析电极式双位水位控制系统原理、分析电极式双位水位控制系统原理(P.156(P.156图图8-1)8-1)。2 2、何谓锅炉双冲量水位自动控制？、何谓锅炉双冲量水位自动控制