第8章船舶蒸汽鍋爐的自動(dòng)控制(2013)

1、第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述常閉常閉2常開(kāi)常開(kāi)停停第二節(jié)第二節(jié) 鍋爐水位的自動(dòng)控制鍋爐水位的自動(dòng)控制常閉常閉2常開(kāi)常開(kāi)開(kāi)開(kāi)第二節(jié)第二節(jié) 鍋爐水位的自動(dòng)控鍋爐水位的自動(dòng)控制制如何克服虛假水位或準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)和控制？如何克服虛假水位或準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)和控制？第二節(jié)第二節(jié) 鍋爐水位的自動(dòng)控鍋爐水位的自動(dòng)控制制1 23456給水給水鍋爐鍋爐過(guò)熱器過(guò)熱器水位信號(hào)水位信號(hào)蒸汽流量信號(hào)蒸汽流量信號(hào)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(hào)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)氣壓信號(hào)水位差壓變送器：鍋爐水位信號(hào)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)氣壓信號(hào)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(dòng)計(jì)

2、算器氣動(dòng)計(jì)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(hào)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)氣壓信號(hào)水位差壓變送器：鍋爐水位信號(hào)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)氣壓信號(hào)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(dòng)計(jì)算器氣動(dòng)計(jì)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(shí)，蒸汽流量負(fù)荷不變時(shí)，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(kāi)度是鍋爐的水位在的開(kāi)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(hào)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)氣壓信號(hào)水位差壓變送器：鍋爐水位信號(hào)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)氣壓信號(hào)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(dòng)計(jì)算器氣動(dòng)計(jì)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(shí)，鍋爐的水負(fù)荷變化時(shí)，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(diǎn)量程調(diào)節(jié)支點(diǎn) 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(dòng)差壓變送器的結(jié)構(gòu)單杠桿氣動(dòng)差壓變送器的結(jié)構(gòu)氣動(dòng)差壓變送器的結(jié)構(gòu)和工作原理氣動(dòng)差壓變送器的結(jié)構(gòu)和工作原理p q測(cè)測(cè) p F膜膜基體基座膜片C型簧片硅油硬芯單向過(guò)載保護(hù)密封圈主杠桿密封圈出軸密封彈簧氣動(dòng)差壓變送器的結(jié)構(gòu)和工作原理氣動(dòng)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(diǎn)量程調(diào)節(jié)支點(diǎn) 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(dòng)差壓變送器的結(jié)構(gòu)單杠桿氣動(dòng)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(dòng)差壓變送器的結(jié)構(gòu)和工作原理氣動(dòng)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(dòng)差壓變送器實(shí)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(diǎn)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(dòng)差壓變送器（Y/13A）實(shí)物圖（b) P10系列氣動(dòng)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(shí)際需要將變送器量程的起點(diǎn)由零遷到所謂遷移，是指根據(jù)實(shí)際需要將變送器量程的起點(diǎn)由零遷到某一數(shù)值。遷移后，量程的起點(diǎn)和終點(diǎn)都改變，但量程不變。某一數(shù)值。遷移后，量程的起點(diǎn)和終點(diǎn)都改變，但量程不變。 以測(cè)量鍋爐水位為例說(shuō)明其遷移原理。以測(cè)量鍋爐水位為例說(shuō)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(dòng)控制大型油輪輔鍋爐蒸汽壓力自動(dòng)控制一、柴油機(jī)貨船輔鍋爐蒸汽壓力自動(dòng)控制一、柴油機(jī)貨船輔鍋爐蒸汽壓力自動(dòng)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(wèn)幅差調(diào)整螺釘設(shè)在幾檔？，問(wèn)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(dòng)控制大型油輪輔鍋爐蒸汽壓力自動(dòng)控制一、柴油機(jī)貨船輔鍋爐蒸汽壓力自動(dòng)

9、控制一、柴油機(jī)貨船輔鍋爐蒸汽壓力自動(dòng)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(diǎn)：、蒸汽壓力控制的特點(diǎn)：、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(guò)程的經(jīng)濟(jì)性；保證燃燒過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性；空氣不足，燃燒

10、不完全；空氣過(guò)多，就會(huì)使大量熱量損失在煙空氣不足，燃燒不完全；空氣過(guò)多，就會(huì)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(dòng)控制系統(tǒng)的組成及工作原理、蒸汽壓力自動(dòng)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(kāi)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(kāi)度，即改變噴油量?？刂苹芈范焊鶕?jù)噴油量對(duì)空氣壓力進(jìn)行控制的回路?？刂苹芈范焊鶕?jù)噴油量對(duì)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(jiàn)故障分析及管理要點(diǎn)控制系統(tǒng)常見(jiàn)故障分析及管理要點(diǎn)1 1）常見(jiàn)故障分析）常見(jiàn)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(cè)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(cè)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)?。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)?。? 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(mén)驅(qū)動(dòng)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(mén)驅(qū)動(dòng)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(shí)，大量冒黑煙和燃燒不穩(wěn)定）鍋爐在突然增加負(fù)荷時(shí)，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(shí)，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(shí)，燃油壓力降低；空氣量控制器靈敏度太高；風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)動(dòng)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(mén)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)動(dòng)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(diǎn)偏高或量程偏小等。可能原因：空氣差壓變送器的零點(diǎn)偏高或量程偏小等。第四節(jié)第四節(jié) 燃燒時(shí)序控制燃燒時(shí)序控制第四節(jié)第四

14、節(jié) 燃燒時(shí)序控制燃燒時(shí)序控制圖圖8-4-2 凸輪式時(shí)序控制器結(jié)構(gòu)原理圖凸輪式時(shí)序控制器結(jié)構(gòu)原理圖第四節(jié)第四節(jié) 燃燒時(shí)序控制燃燒時(shí)序控制KC+-UcDJCebIbRb+_EcABKC+-DJCebIbRb+_EcABR(a)單管延時(shí)釋放電路（b）繼電器延時(shí)通電電路圖圖8-4-3 晶體管延時(shí)開(kāi)關(guān)電路晶體管延時(shí)開(kāi)關(guān)電路圖圖8-4-4 l-金屬電極；金屬電極；2-光敏層；光敏層；第四節(jié)第四節(jié) 燃燒時(shí)序控制燃燒時(shí)序控制第四節(jié)第四節(jié) 燃燒時(shí)序控制燃燒時(shí)序控制（a）（b）鍋爐起動(dòng)準(zhǔn)備工作過(guò)程鍋爐起動(dòng)準(zhǔn)備工作過(guò)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

15、常：高水位，低水位，高汽壓按按b11電源開(kāi)關(guān)電源開(kāi)關(guān),b12報(bào)警復(fù)位開(kāi)關(guān)，報(bào)警復(fù)位開(kāi)關(guān)，H電源開(kāi)電源開(kāi)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(shí)序控制系統(tǒng)型輔鍋爐燃燒時(shí)序控制系統(tǒng)鍋爐起動(dòng)準(zhǔn)備過(guò)程、起動(dòng)過(guò)程鍋爐起動(dòng)準(zhǔn)備過(guò)程、起動(dòng)過(guò)程鍋爐起動(dòng)過(guò)程0S 風(fēng)門(mén)開(kāi)到最大達(dá)風(fēng)門(mén)開(kāi)到最大達(dá) 3S 啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī) 6S 啟動(dòng)風(fēng)壓檢測(cè)啟動(dòng)風(fēng)壓檢測(cè) 63S 風(fēng)門(mén)關(guān)到最小風(fēng)門(mén)關(guān)到最小 67S 點(diǎn)火變壓器工作點(diǎn)火變壓器工作70S 火焰檢測(cè)，火焰檢測(cè)，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(diǎn)火變壓器停止工作點(diǎn)火變壓器停

16、止工作 93S OV3投入工作，投入工作，SM停轉(zhuǎn)停轉(zhuǎn)高油溫低油溫高水位低水位危險(xiǎn)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(shí)序控制器開(kāi)關(guān)表型輔鍋爐時(shí)序控制器開(kāi)關(guān)表圖圖2-1-9 LAEI型輔鍋爐時(shí)型輔鍋爐時(shí)序控制電路圖序控制電路圖負(fù)荷繼電器斷電延時(shí)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(cè)鎖定指示燈點(diǎn)火變壓器燃油長(zhǎng)預(yù)點(diǎn)火輕油重油重油（正常燃燒）br1IXXIIIIXAR時(shí)序電機(jī)第四節(jié)第四節(jié) 燃燒時(shí)序控制燃燒時(shí)序控制圖8-4-8 輔鍋爐燃燒時(shí)序PLC控制系統(tǒng)接線

17、圖第四節(jié)第四節(jié) 燃燒時(shí)序控制燃燒時(shí)序控制第四節(jié)第四節(jié) 燃燒時(shí)序控制燃燒時(shí)序控制第四節(jié)第四節(jié) 燃燒時(shí)序控制燃燒時(shí)序控制第四節(jié)第四節(jié) 燃燒時(shí)序控制燃燒時(shí)序控制第四節(jié)第四節(jié) 燃燒時(shí)序控制燃燒時(shí)序控制第四節(jié)第四節(jié) 燃燒時(shí)序控制燃燒時(shí)序控制預(yù)點(diǎn)火第四節(jié)第四節(jié) 燃燒時(shí)序控制燃燒時(shí)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(gè)安全閥，通過(guò)安全閥的調(diào)壓彈簧可以個(gè)安全閥，通過(guò)安全閥的調(diào)壓彈簧可以調(diào)整安全閥的開(kāi)啟壓力，開(kāi)啟壓力大于實(shí)際工作壓力的調(diào)整安全閥的開(kāi)啟壓力，開(kāi)啟壓力大于實(shí)際工作壓力的5%5%，但應(yīng)不超過(guò)鍋爐設(shè)計(jì)壓力。但應(yīng)不超過(guò)鍋爐設(shè)計(jì)壓力。 鍋爐的危險(xiǎn)水位報(bào)警和保護(hù)裝置一般獨(dú)立于水位自動(dòng)鍋爐的危險(xiǎn)水位報(bào)警和保護(hù)裝置一般獨(dú)立于水位自動(dòng)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(dòng)控制？、何謂鍋爐雙沖量水位自動(dòng)控