船舶輔鍋爐的自動(dòng)控制系統(tǒng)分析

1、船舶輔鍋爐的自動(dòng)控制系統(tǒng)分析摘要 鍋爐整體的結(jié)構(gòu)包括鍋爐本體和輔助設(shè)備兩大部分。本文就船舶輔鍋爐的自動(dòng)控制和運(yùn)行管理進(jìn)行論述。首先,介紹了鍋爐的功用和工作原理。鍋爐在船舶輔助機(jī)械中占有非常重要的位置，我們只有對(duì)鍋爐的結(jié)構(gòu)有了深入了解，才可以為以后的工作帶來更多便利；其次，介紹了鍋爐的自動(dòng)控制系統(tǒng)。隨著船舶自動(dòng)化程度的提高，鍋爐的管理也越來越向著自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展，特別PLC技術(shù)在鍋爐自動(dòng)化控制中的應(yīng)用越來越普遍，作為一名管理者，有一個(gè)較好的自動(dòng)化基礎(chǔ)是十分有必要的；最后，介紹了鍋爐的運(yùn)行與管理。由于其地位的突出，所以平時(shí)的良好管理，可以減少很多不必要的麻煩。例如水位計(jì)的沖洗，爐水放殘，煙

2、管側(cè)的吹灰，爐水水質(zhì)的化驗(yàn)，油嘴和濾器的更換等工作。關(guān)鍵詞 鍋爐；結(jié)構(gòu)組成；自動(dòng)控制系統(tǒng)；運(yùn)行管理Marine Auxiliary Boiler Automatic Control and Operation ManagementAbstract Boiler the overall structure of ontology and auxiliary equipment including boiler two parts.This paper Marine auxiliary boiler automatic control and operation management were d

3、iscussed. Firstly introduces the function and working principle of boiler. Boiler occupies a very important position in the ship auxiliary machinery , With in-depth understanding we have only the structure of the boiler , In order for future work to bring more convenience; Secondly, the automatic co

4、ntrol system of the boiler is introduced. With the improvement of the degree of automation of the ship, The boiler management is more and more toward automation, intelligent direction, In particular, the increasing application of PLC technology in the boiler automatic control, As a manager, there is

5、 a better automation foundation is very necessary. Finally, the boilers operation and management. Prominent status usually good management can reduce a lot of unnecessary trouble. For example, the water level of the washing, boiler water discharge residue, smoke tube side blowing, the furnace water

6、quality laboratory, glib and filter replacement.Key words Boiler; Structures; The Automatic Control System; The Operation Management目 錄0 引言-11 鍋爐的類型-11.1 煙管式輔鍋爐-11.2 水管式輔鍋爐-11.3 煙管水管式輔鍋爐-21.4 廢氣鍋爐-22 鍋爐的結(jié)構(gòu)與附件-22.1 鍋爐的基本組成和工作原理-2 2.2 鍋爐的本體組成-2 2.3 鍋爐的輔助設(shè)備-33 鍋爐的自動(dòng)控制-43.1 鍋爐的水位自動(dòng)控制系統(tǒng)-4 3.2 鍋爐的燃燒自孔子和系統(tǒng)

7、-6 3.3 過熱蒸汽溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)-8 3.4 鍋爐蒸汽壓力自動(dòng)控制-93.5 鍋爐運(yùn)行中的管理-11結(jié)論-12致謝語-13參考文獻(xiàn)-140 引言在柴油機(jī)動(dòng)力裝置的貨船上，加熱燃油、滑油、水及生活所需的蒸汽，都來自小型輔鍋爐。輔鍋爐具有蒸發(fā)量小（一般小于5th），氣壓低（一般低于1MPa），對(duì)蒸汽品質(zhì)要求不高等特點(diǎn)，所以容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。它包括水位和蒸汽壓力自動(dòng)控制，燃燒的時(shí)序控制及安全保護(hù)等?？刂葡到y(tǒng)要求工作可靠，維修簡單，造價(jià)低，便于管理。船用鍋爐的種類較多，從結(jié)構(gòu)、工作特性反面基本可分為火管式和水管式兩大類。鍋爐是發(fā)電、煉油、化工、造紙、制糖等工業(yè)部門必不可少的動(dòng)力設(shè)備。由于設(shè)備分散、

8、管理不善或技術(shù)上的原因，多數(shù)鍋爐目前還處于人工控制狀態(tài)。人工控制不僅加大了操作工人的強(qiáng)度，而且燃燒的消耗量與蒸汽生產(chǎn)量的比值主要取決于操作工人的技術(shù)水平和工作責(zé)任心，難以使鍋爐處于良好的工況，增加了燃料消耗，降低了鍋爐的熱效率，增加了環(huán)境污染。由于計(jì)算機(jī)具有記憶、高速運(yùn)算和便于集中控制等優(yōu)點(diǎn)，而且計(jì)算機(jī)程序具有靈活性，可以方便地組成和修改控制算法，所以在鍋爐控制中采用微機(jī)代替人工進(jìn)行控制。1 鍋爐的類型在現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力裝置的船舶上，輔助蒸汽鍋爐（簡稱輔鍋爐）是對(duì)水進(jìn)行加熱而產(chǎn)生蒸汽的設(shè)備。船用鍋爐的種類較多，從結(jié)構(gòu)、工作特性方面基本可分為火管式和水管式兩大類。鍋爐的組成主要包括三部分：燃燒室-

9、供燃油燃燒產(chǎn)生熱量的爐膛（或爐膽）；火管（或水管）-將熱量給爐水使其氣化的管簇；容汽空間-蒸汽從水中分離出來所占的空間。船用輔鍋爐主要有以下類型。1.1 煙管式（又稱火管式）輔鍋爐 燃料在爐膛內(nèi)燃燒所產(chǎn)生的高溫?zé)煔馔ㄟ^燃燒室進(jìn)入煙管，最后從煙囪排放出去。煙氣以一定的流速流過煙管時(shí)，與管外包圍著的爐水進(jìn)行熱交換，以產(chǎn)生一定參數(shù)的蒸汽。這種類型鍋爐熱負(fù)荷較低，結(jié)構(gòu)尺寸較大，但補(bǔ)給水品質(zhì)要求低，管理方便。1.2 水管式輔鍋爐燃料在爐膛內(nèi)燃燒所產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠谒芡鈧?cè)橫向沖刷管壁，與管內(nèi)流動(dòng)的爐水進(jìn)行熱交換，并產(chǎn)生一定參數(shù)的蒸汽。該型鍋爐具有布置合理，水循環(huán)良好，啟動(dòng)迅速，熱效率高等優(yōu)點(diǎn)，它能提供較高

10、參數(shù)的蒸汽，是較經(jīng)濟(jì)的一種鍋爐。1.3 煙管水管聯(lián)合式輔鍋爐屬組合型，兼有水、火管鍋爐部分特點(diǎn)，但因結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重，故目前選用不多。上述三類輔鍋爐在船舶上大多是自成一單獨(dú)系統(tǒng)，常見的蒸汽參數(shù)：蒸汽壓力P=0.490.69MPa表壓；蒸汽產(chǎn)量D=3.020th。該類鍋爐一般要求設(shè)置輔助受熱面、經(jīng)濟(jì)器、空氣預(yù)熱器等。1.4 廢棄鍋爐它不是獨(dú)立的整體，而是配置在主機(jī)的排煙管上，用以回收主機(jī)排除煙氣中的余熱，故稱廢棄鍋爐。廢棄鍋爐力求結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便及安全可靠等。因此，一般都采用煙管式結(jié)構(gòu)。廢棄鍋爐蒸汽壓力低，蒸汽產(chǎn)量隨主機(jī)類型、功率大小、蒸汽壓力高低而變化。在現(xiàn)代船舶上，主機(jī)為重、大型內(nèi)燃機(jī)的排氣

11、管道上，大多配置了廢棄鍋爐或新型的熱管式輔助鍋爐1。2 鍋爐的結(jié)構(gòu)與附件2.1 鍋爐的基本組成和工作原理將其它熱能轉(zhuǎn)變成其它工質(zhì)熱能，生產(chǎn)規(guī)定參數(shù)和品質(zhì)的工質(zhì)的設(shè)備稱為鍋爐。船舶輔鍋爐按結(jié)構(gòu)主要分為燃油鍋爐和廢氣鍋爐，燃油鍋爐又可按受熱面特點(diǎn)分為煙管鍋爐和水管鍋爐。廢氣鍋爐按結(jié)構(gòu)形式又可分為立式煙管鍋爐，強(qiáng)制循環(huán)水管廢氣鍋爐。鍋爐的附件主要有水位計(jì)，給水閥蒸汽閥，表面排污閥，底部排污閥，水樣閥，空氣閥，儀表閥等2。 船舶鍋爐是由鍋爐本體和輔助設(shè)備所組成。鍋爐本體的任務(wù)是將燃料的化學(xué)能通過燃燒和傳熱轉(zhuǎn)換為蒸汽的熱能。輔助設(shè)備是由提供鍋爐工作所必須的設(shè)備和工作系統(tǒng)。鍋爐本體包括有爐膛、蒸發(fā)受熱面、

12、蒸汽過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器等。2.2 鍋爐本體的組成1）爐膛 爐膛是燃油進(jìn)行霧化燃燒的場所，它的作用是提供足夠的空間使燃油得以充分的燃燒，同時(shí)，使燃燒發(fā)出的熱量不會(huì)散失到鍋爐外面去。 爐膛由耐火磚墻和水冷壁組成。水冷壁就是鋪設(shè)在爐膛內(nèi)壁上的沸水管，它可以保護(hù)耐火磚墻不至于過熱而損壞。但是由于它是吸收高溫輻射熱，所以熱負(fù)荷非常高，成為蒸發(fā)受熱面的重要組成部分。2）蒸發(fā)受熱面在鍋爐中直接受熱并產(chǎn)生飽和蒸汽的鍋筒或管束，統(tǒng)稱為蒸發(fā)受熱面。在蒸發(fā)管束中煙氣通過對(duì)流傳熱方式，將熱量傳給管束中的鍋水。3）蒸汽過熱器蒸發(fā)受熱面產(chǎn)生的蒸汽是含有一定濕度的飽和蒸汽，它聚集在汽包上半部的蒸汽空間中。如果動(dòng)力機(jī)

13、械需要過熱蒸汽，則必須將汽包中濕蒸汽過熱器進(jìn)行再加熱。蒸汽過熱器由管子組成，其受熱面的多少及放置的位置是根據(jù)蒸汽參數(shù)的高低而異。4）省煤器省煤器也稱為經(jīng)濟(jì)器，它也是由管子組成，用來加熱進(jìn)入鍋爐的給水。由于它是安裝在蒸發(fā)受熱面的后面，吸收煙氣中的預(yù)熱，所以它能達(dá)到節(jié)能的作用。為了構(gòu)成必要的傳熱溫差，蒸汽壓力越高，煙氣離開蒸發(fā)管束的溫度也越高，因此，為了保證中、高壓鍋爐的高效率，必須用省煤器來回收煙氣中的預(yù)熱，以達(dá)到節(jié)能的目的。5）空氣預(yù)熱器空氣預(yù)熱器是利用煙氣的余熱來加熱助燃的空氣以改善燃料的燃燒。空氣預(yù)熱器通常是安裝在省煤器的后面，所以也是一種節(jié)能裝置。由于省煤器和空氣預(yù)熱器都是安裝在蒸發(fā)管束

14、的后面，所以統(tǒng)稱為尾部受熱面。2.3 鍋爐的輔助設(shè)備輔助設(shè)備包括有燃料和燃料系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)、給水和水處理系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、附件、監(jiān)視儀表和控制設(shè)備等。 1）燃燒裝置燃油鍋爐的燃燒裝置包括有噴油嘴、調(diào)風(fēng)機(jī)構(gòu)和燃油系統(tǒng)。噴油嘴是將燃油進(jìn)行霧化；調(diào)風(fēng)機(jī)構(gòu)是將助燃空氣合理地導(dǎo)入爐膛中，使之能與霧化的燃油進(jìn)行充分的混合；燃油系統(tǒng)是將燃油從油艙中抽出到日用油柜，以后再從日用油柜抽出進(jìn)行加溫、加壓、過濾、最后送到噴油嘴進(jìn)行霧化，因此，在燃油系統(tǒng)中包括有駁油泵、燃油加熱器、加壓泵、油濾器、燃油截止伐、各種監(jiān)測儀表、以及燃油管路等3。2）給水系統(tǒng)和水處理系統(tǒng)給水系統(tǒng)是由包括補(bǔ)充鍋爐給水所必需的給水管道、給水加熱器

15、、機(jī)水泵、給水調(diào)節(jié)閥和給水管組成。為了防止鍋水中的雜質(zhì)對(duì)鍋爐受熱面造成結(jié)垢和腐蝕，給水應(yīng)進(jìn)行必要的處理。水處理的方法可分為爐外處理和鍋內(nèi)處理，其目的是消除給水中的硬度和保持鍋水具有適宜的堿度，以及消除給水中的溶解氧。3）通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)的作用是將外界空氣送入爐膛中拱燃料進(jìn)行燃燒，以后將煙氣引出鍋爐排放到大氣中去。4）汽水系統(tǒng)其中包括：(1)給水管路及管路上各種儀表和裝置；(2)蒸汽管路及管路上的各種閥門；(3)凝水疏水管路 ；(4)排污管路；（5）鍋爐附件、監(jiān)測儀表和自動(dòng)控制設(shè)備。鍋爐附件和監(jiān)測儀表是保證鍋爐安全而經(jīng)濟(jì)地工作所必須的裝置。3 鍋爐的自動(dòng)控制 鍋爐的自動(dòng)控制是指對(duì)鍋爐的給水、燃燒

16、等熱工過程變量的自動(dòng)調(diào)節(jié)。具體表現(xiàn)為：安全保護(hù)；自動(dòng)啟動(dòng)和停爐的程序控制；水位和汽壓的自動(dòng)調(diào)節(jié)；此外，鍋爐汽壓低于較低的調(diào)定值時(shí)會(huì)報(bào)警；高于某調(diào)定值時(shí)（例如0.79MPa）先是蒸汽管路的壓力調(diào)節(jié)閥開啟向冷凝器溢流；更高（例如0.83MPa）則報(bào)警；再高（例如0.86MPa）則自動(dòng)熄火停爐；若以上措施未奏效，最后會(huì)達(dá)到安全閥的開啟壓力（例如0.9MPa).實(shí)現(xiàn)鍋爐的自動(dòng)控制，對(duì)安全運(yùn)行、節(jié)能具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。依鍋爐的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式和所用的燃料不同，控制系統(tǒng)也有差異。一般小型鍋爐只有水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)，中型鍋爐要有燃燒和爐膛壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，大型鍋爐還要有氧量校正系統(tǒng)，而供應(yīng)過熱蒸汽的鍋爐還需要增加過熱蒸

17、汽溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。3.1 鍋爐的水位自動(dòng)控制系統(tǒng) 為了確保鍋爐安全運(yùn)行，必須對(duì)鍋爐的水位進(jìn)行控制，使汽包的水位保持在一定范圍。 一般輔鍋爐的水位大多采用雙位控制：當(dāng)水位降至最低工作水位時(shí)，給水泵啟動(dòng)補(bǔ)水；當(dāng)水位升至最高工作水位時(shí)，給水泵停。油輪輔鍋爐有采用比例控制的：調(diào)節(jié)給水泵的流量使之與水位相對(duì)于設(shè)定值的偏差成比例，可以減輕水位的變動(dòng)。圖1是應(yīng)用較多的三沖量給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)。三沖量是指汽包水位、給水流量和過熱蒸汽流量。其中水位是主信號(hào),給水量是反饋信號(hào),過熱蒸汽量是前饋信號(hào)。當(dāng)過熱蒸汽流量改變時(shí)調(diào)節(jié)器立即調(diào)節(jié)給水量，當(dāng)給水流量受到擾動(dòng)時(shí)則能使給水流量恢復(fù)到原來值。因此，三沖量給水調(diào)節(jié)是一個(gè)前饋、反

18、饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)3。圖1 鍋爐給水自動(dòng)控制系統(tǒng)*輪采用的是電極式水位監(jiān)測裝置，通過檢測到的值來控制給水泵的啟停，達(dá)到自動(dòng)控制的目的。它是根據(jù)汽和水的導(dǎo)電率不同測量水位的。高壓鍋爐的爐水導(dǎo)電率一般要比飽和蒸汽的電導(dǎo)率大數(shù)萬到數(shù)十萬倍，電接點(diǎn)水位計(jì)是由水位測量容器、電極、電極芯、水位顯示燈以及電源組成。電極裝在水位容器上組成水位發(fā)生器。電極芯與水位測量容器外殼之間絕緣。由于水的電導(dǎo)率大，電阻較小，當(dāng)接點(diǎn)被水淹沒時(shí)，電極芯與容器外殼之間短路，則對(duì)應(yīng)的水位顯示燈亮，反映出汽包內(nèi)的水位。而處于蒸汽中的電極由于蒸汽的電導(dǎo)率小，電阻大，所以電路不通，即水位顯示燈不亮。因此，可用亮的顯示燈多少來反映水位的高低。一般

19、鍋爐中的電極式液位傳感器的液位計(jì)由一次儀表（取樣筒）和二次儀表（顯示儀表）兩部分組成的。由于水和汽的導(dǎo)電性能差異很大，取樣筒的作用是將水位變化通過電接點(diǎn)電阻的變化取信號(hào)，被液面浸沒的電機(jī)之間由于介質(zhì)電阻率小，當(dāng)電極之間加上一電壓時(shí)流過的電流大；未浸入液面下的電接點(diǎn)流過的電流小，這兩種狀態(tài)下流過的電流相差很大，可作為一種信號(hào)饋送到二次儀表，經(jīng)CPU處理后，顯示及控制輸出，以達(dá)到顯示液位及控制的目的，從而可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)控。電極式水位檢測裝置在檢測鍋爐水位時(shí)，其測量值的變化幅度較大，特別是在爐水水質(zhì)變差，含鹽量增加，以至于在升汽過程中發(fā)生汽水共騰時(shí)尤為劇烈。因此要經(jīng)常對(duì)鍋爐水進(jìn)行化驗(yàn)和投藥處理，當(dāng)進(jìn)

20、行排污達(dá)不到效果時(shí)，有必要進(jìn)行換水處理。當(dāng)水位變化劇烈，給水泵啟停頻繁，蒸汽使用量沒有增加，檢查鍋爐后又沒有發(fā)現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，則應(yīng)考慮到有可能是內(nèi)部管路穿洞造成，在條件允許的情況下，及時(shí)采取補(bǔ)救措施。當(dāng)檢測電極表面因爐水水質(zhì)變差，造成其表面結(jié)垢臟污時(shí)，檢測到的水位值也會(huì)與實(shí)際有較大的偏差，因此要定時(shí)對(duì)電極進(jìn)行清洗4。實(shí)習(xí)時(shí)，就遇到過鍋爐水位一直變化比較大，開始是上排污閥關(guān)閉不嚴(yán)造成的，在關(guān)掉了出海閥和調(diào)節(jié)閥后，鍋爐水位的變化幅度就較為正常了。不過這樣每次對(duì)鍋爐進(jìn)行排污就比較麻煩。一段時(shí)間之后，鍋爐水位又開始有較大幅度的變化了，各閥門沒有發(fā)現(xiàn)有泄漏的跡象，于是就考慮到有可能是內(nèi)部管路穿洞了，因?yàn)槭?/p>

21、月份在船廠修船時(shí)，鍋爐就已經(jīng)有兩根煙管穿洞了。不過由于船當(dāng)時(shí)處于航行狀態(tài)，不能對(duì)鍋爐進(jìn)行進(jìn)一步的檢查，所以當(dāng)船開到珠江口進(jìn)行拋錨時(shí)，機(jī)艙人員在輪機(jī)長的帶領(lǐng)下，趕緊停爐放汽，放水，進(jìn)行檢查。后來發(fā)現(xiàn)確實(shí)是由于三根煙管穿洞造成的水位變化劇烈。在把穿洞的管封死，鍋爐投入使用后，水位變化就正常了。3.2 燃燒過程自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 由燃燒、送風(fēng)和爐膛負(fù)壓三個(gè)調(diào)節(jié)回路組成(圖2)。圖中 PI1為過熱蒸汽壓力調(diào)節(jié)器(PI表示比例積分調(diào)節(jié)器)，其主信號(hào)是汽機(jī)前的過熱蒸汽壓力，當(dāng)汽機(jī)負(fù)荷變化時(shí)，汽機(jī)前的蒸汽壓力也隨之變化。調(diào)節(jié)器通過改變送入鍋爐的燃料量，使其與變化后的負(fù)荷相適應(yīng)，并將過熱蒸汽壓力恢復(fù)到額定數(shù)值。PI

22、2是送風(fēng)調(diào)節(jié)器,它的作用是保持進(jìn)入鍋爐的空氣量與燃燒量成比例關(guān)系，以保證鍋爐的經(jīng)濟(jì)燃燒，提高鍋爐熱效率。根據(jù)反映燃料量的熱量信號(hào)調(diào)節(jié)送風(fēng)量。為了使排煙的熱損失降到最低以提高熱量的利用，在送風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中引入煙氣含氧量校正信號(hào)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的輸出接至送風(fēng)機(jī)的導(dǎo)向裝置，以校正鍋爐的送風(fēng)量。PI4是爐膛負(fù)壓調(diào)節(jié)器。鍋爐在正常運(yùn)行時(shí),一般應(yīng)使?fàn)t膛內(nèi)保持微負(fù)壓。由鼓風(fēng)機(jī)根據(jù)燃燒情況向爐膛內(nèi)提供一定量的助燃風(fēng),使鍋爐燃燒效率達(dá)到最高,同時(shí)另有引風(fēng)機(jī)抽走煙氣并在爐膛內(nèi)形成微負(fù)壓，目的是不讓煙氣、煙灰、火苗逸出而影響鍋爐房的安全。PI4的作用就是根據(jù)輸入的爐膛負(fù)壓信號(hào)控制引風(fēng)量，維持爐膛負(fù)壓為定值5。 圖2 鍋爐燃

23、燒自動(dòng)控制系統(tǒng)船上鍋爐在使用時(shí)，若蒸汽使用量一直較大，則使其處于大火燃燒狀態(tài)，蒸汽使用正常時(shí)，開關(guān)打在自動(dòng)燃燒的位置，使鍋爐先大火燃燒，在蒸汽壓力達(dá)到高壓設(shè)定值時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)至小火燃燒。蒸汽用量較小時(shí)，則轉(zhuǎn)至小火燃燒。有些鍋爐有兩個(gè)燃燒器，一個(gè)用于小火燃燒，一個(gè)用于大火燃燒。而該型號(hào)的鍋爐只有一個(gè)燃燒器，其大火燃燒和小火燃燒的控制是通過調(diào)節(jié)燃油的回油量控制油頭噴入燃燒室的燃油量，來調(diào)節(jié)火焰的大小。在點(diǎn)火時(shí)要開大回油閥減少供油，通過火焰探頭來監(jiān)視點(diǎn)火是否成功。在調(diào)定的點(diǎn)火時(shí)間內(nèi)，如果爐膛內(nèi)有明顯火焰則說明點(diǎn)火成功。若無火焰則點(diǎn)火失敗，自動(dòng)停爐報(bào)警，待故障排除后再重新啟動(dòng)。在點(diǎn)火成功后，維持一段時(shí)間的小

24、火燃燒，對(duì)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)量多噴油來增加爐膛內(nèi)的燃燒強(qiáng)度，使鍋爐進(jìn)入正常燃燒的負(fù)荷控制。 點(diǎn)火敗、風(fēng)機(jī)失壓、中間熄火、水位過低等現(xiàn)象,則會(huì)自動(dòng)停爐對(duì)鍋爐進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)發(fā)生點(diǎn)火失敗或中間?；?，多是由于燃燒器油嘴臟堵造成的，這時(shí)要及時(shí)更換油嘴。也可能是由于點(diǎn)火電極間距變大或有油污覆蓋造成點(diǎn)或失敗。3.3 過熱蒸汽溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 鍋爐裝上過熱器，可使蒸汽再一次加熱變成高于飽和蒸汽溫度的過熱蒸汽，提高蒸汽溫度而不增大蒸汽流量。在過熱器的出口，由減溫器通過噴嘴把水噴到蒸汽管道中與過熱蒸汽混合，使過熱蒸汽冷卻,保持過熱蒸汽的溫度恒定,保護(hù)過熱器管道和汽機(jī)不超過允許工作溫度。圖

25、3是串級(jí)蒸汽溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。它由主調(diào)節(jié)器PI和副調(diào)節(jié)器P組成。副調(diào)節(jié)器P直接控制減溫水量。在減溫水發(fā)生內(nèi)擾的條件下,溫差電偶T2端要比T1端反應(yīng)快，這時(shí)T2通過副調(diào)節(jié)器可以迅速消除內(nèi)擾。主調(diào)節(jié)器的作用是通過對(duì)過熱蒸汽溫度的偏差進(jìn)行比例積分(PI)調(diào)節(jié)后改變副調(diào)節(jié)器的設(shè)定值，從而使過熱蒸汽溫度保持不變5。圖3 蒸汽溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 鍋爐過熱蒸汽溫度是影響鍋爐安全性和經(jīng)濟(jì)性的重要參數(shù)。過熱器出口的過熱蒸汽溫度是整個(gè)汽水行程中工質(zhì)溫度的最高點(diǎn)，其正常運(yùn)行的溫度已接近材料所允許的最高溫度。如果過熱蒸汽溫度過高，容易損壞過熱器，也會(huì)使蒸汽管道內(nèi)的某些部件產(chǎn)生過大的熱膨脹而損壞，影響鍋爐整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。過熱

26、蒸汽溫度過低，將會(huì)降低鍋爐的熱效率，增加燃料的消耗量，浪費(fèi)資源，還會(huì)對(duì)管路中的閥件等造成汽蝕，降低使用壽命。所以過熱蒸汽溫度過高或過低都是不允許的6。3.4 鍋爐的蒸汽壓力自動(dòng)控制由于燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)中的被控量是汽壓，所以首先要有蒸汽壓力調(diào)節(jié)器，又稱主調(diào)節(jié)器。它在鍋爐不同負(fù)荷下，接受汽壓偏差信號(hào)病輸出一個(gè)控制信號(hào)，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，以便保持汽壓為恒定值7。有些船舶采用的是電動(dòng)壓力比例調(diào)節(jié)系統(tǒng)，如圖4所示，它的基本部分是一個(gè)壓力比例調(diào)節(jié)器和一個(gè)由比例調(diào)節(jié)器控制的電動(dòng)比例操作器。鍋爐的回油閥和風(fēng)門檔板都由比例操作器統(tǒng)一調(diào)節(jié)。這里比例操作是用來執(zhí)行調(diào)節(jié)器

27、命令的設(shè)備，因?yàn)樗鶕?jù)被調(diào)參數(shù)壓力的變化成比例地動(dòng)作，所以稱為比例操作器8。圖4 電動(dòng)壓力比例調(diào)節(jié)系統(tǒng)我們船所使用的蒸汽壓力自動(dòng)控制方式是汽壓定制控制系統(tǒng)。以蒸汽壓力為被控量的蒸汽壓力自動(dòng)控制系統(tǒng)，要求它滿足鍋爐在不同負(fù)荷下，汽壓都能穩(wěn)定在給定值上。其控制系統(tǒng)框圖如下圖所示：圖5 控制系統(tǒng)框圖由圖中可見，鍋爐蒸汽壓力自動(dòng)控制系統(tǒng)是由兩個(gè)控制回路組成的。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。噴油量的改變必須同時(shí)改變送風(fēng)量（空氣量可用風(fēng)道與爐內(nèi)之間的壓差表示），為了保證燃油完全燃燒并得到較高的經(jīng)濟(jì)性，對(duì)應(yīng)某一噴油量要有一個(gè)最佳的送

28、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)最佳的風(fēng)油比。經(jīng)實(shí)驗(yàn)已測定空氣壓力與噴油量之間近似平方關(guān)系。這樣，燃燒控制系統(tǒng)的另一個(gè)控制回路是根據(jù)噴油量對(duì)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油量而變化的。燃油量變送器輸出的氣壓信號(hào)代表噴油量，函數(shù)發(fā)生器輸出與油量平方成比例的信號(hào)，這一信號(hào)是代表該噴油量下最佳空氣量的氣壓信號(hào)。該信號(hào)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(hào)相加后再送人高壓選擇閥。因此，當(dāng)鍋爐負(fù)荷從一個(gè)平衡位置突然增加時(shí)，燃油控制閥的輸入信號(hào)也隨之突然增加，此時(shí)微分控制閥的微分部分也將隨突然增加的燃油控制閥輸入信號(hào)而有一個(gè)較大

29、的輸出信號(hào)，然后與函數(shù)發(fā)生器的輸出信號(hào)相加后送入高壓選擇閥，高壓選擇閥的作用是自動(dòng)地選擇這兩個(gè)信號(hào)中的較大者作為輸出，從而使空氣壓力控制回路有一個(gè)突然增加的設(shè)定空氣量信號(hào)。由于設(shè)定空氣量信號(hào)及時(shí)跳到函數(shù)發(fā)生器延遲后應(yīng)輸出的信號(hào)，使過量空氣優(yōu)先2于噴油量增加而進(jìn)入爐內(nèi)，從而維持了穩(wěn)定的燃燒。當(dāng)鍋爐負(fù)荷突然減小時(shí)，送到燃油控制閥的信號(hào)也突然減小，這時(shí)，用高壓選擇閥切除微分控制閥和函數(shù)發(fā)生器輸出相加一路信號(hào)，并選用函數(shù)發(fā)生器輸出信號(hào)。最后，用一階延遲方式使它減少供給爐內(nèi)空氣量處于燃油量減少之后?？傊?，使?fàn)t內(nèi)處于空氣過剩狀態(tài)9。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

30、送入鍋爐空氣量實(shí)際值的氣壓信號(hào)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(hào)，經(jīng)比例積分的空氣量調(diào)節(jié)器控制風(fēng)門調(diào)整機(jī)構(gòu)改變向爐膛的送風(fēng)量。這個(gè)比例的設(shè)定在沒有征得船舶領(lǐng)導(dǎo)和公司同意時(shí)，一定不要自行調(diào)試。公司就有一條船，在改變了風(fēng)油比之后，鍋爐運(yùn)行狀況變差，增加了很多不必要的維護(hù)保養(yǎng)工作。在鍋爐與蒸汽管路之間還有一個(gè)由控制壓縮空氣控制的蒸汽壓力調(diào)節(jié)裝置，其設(shè)定值為0.5Mpa。3.5 鍋爐運(yùn)行中的管理鍋爐是在高溫條件下工作的壓力容器，它的安全至關(guān)重要。下文主要介紹的就是鍋爐運(yùn)行管理要注意的各個(gè)事項(xiàng)。值班人員應(yīng)隨時(shí)注意水位、汽壓、油壓、油溫、風(fēng)壓、爐內(nèi)的燃燒情況和排煙的顏色，以及給水和爐水水

31、質(zhì)的分析與處理等同時(shí)要注意油泵、風(fēng)機(jī)和及其它附件的工作情況，保證其處于正常狀態(tài)對(duì)水位的監(jiān)視極為重要，每4h應(yīng)沖洗一次水位計(jì)，如果發(fā)現(xiàn)水位計(jì)水位不動(dòng)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行沖洗，并查明原因。燃燒的好壞通過觀察爐膛中火焰和煙氣的顏色判斷。燃燒良好的標(biāo)志是:火焰呈橙黃色，爐膛內(nèi)略顯透明，依稀可見爐膛的后壁，煙囪排煙顯淺灰色。如果爐內(nèi)火焰發(fā)白，爐膛內(nèi)極透明，煙色太淡，幾乎看不見，則表明空氣量太多如發(fā)現(xiàn)火焰呈暗紅色，火焰伸長跳動(dòng)并帶有火星，爐內(nèi)模糊不清，色加深直至濃黑，則表明空氣量太少或燃油霧化不良，與空氣混合不好。為獲得全燃燒應(yīng)保持燃油系統(tǒng)中的油壓和油溫穩(wěn)定，在規(guī)定的數(shù)值下，經(jīng)常注意濾器前壓差超過0.05MPa時(shí)，要及時(shí)更換定期清洗燃油日用油柜，防止油柜的蒸汽加熱管漏泄,并經(jīng)常排放日用油柜底部的水分和雜質(zhì)。有多個(gè)燃燒器的鍋爐在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，首先停用靠近爐膛出口或爐底的燃燒器，使用位于爐膛中央的燃燒器。當(dāng)某個(gè)燃燒器停用時(shí)，應(yīng)立即抽出噴油嘴，并關(guān)閉風(fēng)門稍留縫隙，以便讓漏風(fēng)來冷卻配風(fēng)器如果所有燃燒器停用，應(yīng)關(guān)閉全部風(fēng)門和一切風(fēng)道，以防冷空氣流人爐膛，使熾熱的耐火磚墻損壞或引起水管脹接處漏泄，為了防止鍋爐結(jié)垢和腐蝕，應(yīng)堅(jiān)持水處理。由于本船的鍋爐燃油管路在設(shè)計(jì)上有缺陷，也就是在油泵運(yùn)行時(shí)，燃油只能在泵的出口處就回流至燃油日用柜，而不能使整個(gè)管路中的油保持循環(huán)，整個(gè)管路上的蒸汽伴熱管的加熱效果又較