第八章船舶蒸汽鍋爐的自動(dòng)控制課件

1、第八章 船舶蒸汽鍋爐自動(dòng)控制DMU前言 最早實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的船舶動(dòng)力裝置之一 3種分類： 在蒸汽動(dòng)力裝置中，船用鍋爐稱為主鍋爐 在VLCC船的內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力裝置中，稱為輔鍋爐 在一般貨船的內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力裝置中，稱為輔鍋爐 鍋爐的自動(dòng)控制包括： 水位的自動(dòng)控制 蒸汽壓力的自動(dòng)控制 鍋爐點(diǎn)火及燃燒的時(shí)序控制 自動(dòng)安全保護(hù)等前言 在蒸汽動(dòng)力裝置中，主鍋爐產(chǎn)生的蒸汽用來(lái)驅(qū)動(dòng)船舶主機(jī)如（汽輪機(jī)），特點(diǎn)： 蒸發(fā)量較大、蒸汽壓力較高 對(duì)水位和蒸汽壓力要求比較嚴(yán)格，不允許有較大的波動(dòng) 采用帶有積分作用的調(diào)節(jié)器所組成的定值控制系統(tǒng)加以控制。前言 大型油船輔鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽要加熱貨油、驅(qū)動(dòng)貨油泵、壓載泵及其它甲板機(jī)械，其蒸

2、發(fā)量和蒸汽壓力都比較大，它的工作特點(diǎn)接近主鍋爐 普通內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力裝置貨船輔鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽僅用于加熱燃油、滑油及船員生活設(shè)施。蒸發(fā)量?。ㄒ话阈∮?t/h），蒸汽壓力低（一般低于1.0MPa），對(duì)水位和蒸汽壓力的波動(dòng)要求不嚴(yán)格，一般采用雙位控制。 本章以上述兩種內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力裝置的輔鍋爐為主進(jìn)行講解第八章 船舶蒸汽鍋爐自動(dòng)控制8-1 船用鍋爐船用鍋爐水位水位的自動(dòng)控制的自動(dòng)控制8-2 船用鍋爐船用鍋爐蒸汽壓力蒸汽壓力的的自動(dòng)控制自動(dòng)控制8-3 船用鍋爐船用鍋爐燃燒時(shí)序燃燒時(shí)序控制控制8-4 船舶蒸汽鍋爐的船舶蒸汽鍋爐的安全保護(hù)安全保護(hù)8-1 船船用鍋爐用鍋爐水位水位的自動(dòng)控制的自動(dòng)控制一、水位自動(dòng)控制

3、1、柴油機(jī)貨船輔鍋爐水位控制特點(diǎn)：（雙位控制） 蒸發(fā)量小，蒸汽壓力低，一般采取雙位控制，當(dāng)水位下降到允許的下限水位時(shí)，自動(dòng)起動(dòng)動(dòng)給水泵；當(dāng)水位達(dá)到上限水位時(shí)，自動(dòng)停止給水泵的工作，停止向鍋爐供水。 這種雙位控制水位的檢測(cè)元件常用浮子式和電極式。8-1船用鍋爐船用鍋爐水位水位的自動(dòng)控制的自動(dòng)控制電極式雙位水位控制系統(tǒng)原理圖危險(xiǎn)水位電極24VAC橋式整流電路3JY2的在水位的在水位上升、下降過(guò)上升、下降過(guò)程中的作用？程中的作用？*8-1船用鍋爐船用鍋爐水位水位的自動(dòng)控制的自動(dòng)控制若給水泵有故障時(shí)： 當(dāng)水位下降到下限水位，電極2露出水面時(shí)，水泵不能向鍋爐供水，水位會(huì)繼續(xù)降低 當(dāng)水位降低到危險(xiǎn)低水位時(shí)

4、，電極3露出水面，切斷2Z的交流電通路，使繼電器4JY斷電，發(fā)出聲光報(bào)警，同時(shí)會(huì)自動(dòng)停爐8-1船用鍋爐船用鍋爐水位水位的自動(dòng)控制的自動(dòng)控制2、管理要點(diǎn)及常見(jiàn)故障的分析方法： 一般裝有兩個(gè)電極室，一個(gè)工作另一個(gè)備用 電極室由于長(zhǎng)期使用，其中水的純度會(huì)提高，電極及電極室殼體會(huì)結(jié)水垢，使電極及電極室的導(dǎo)電性能降低。因此，電極室要定期放水和清洗。 清洗前，要轉(zhuǎn)用備用電極室，關(guān)閉電極室與鍋爐水空間和汽空間相通的截止閥，再打開(kāi)電極室底部的放水閥放掉電極室中的水。 拔出電極，清洗電極室殼體上的水垢和電極上的水垢。檢查電極與電極室上蓋之間的絕緣是否良好。8-1船用鍋爐船用鍋爐水位水位的自動(dòng)控制的自動(dòng)控制二、油

5、輪輔鍋爐水位自動(dòng)控制：1鍋爐水位控制的特點(diǎn)（負(fù)荷突變） 鍋爐在穩(wěn)定工況時(shí)，水面下的總蒸汽量（氣泡）可達(dá)到全部水容積的1520（PV，蒸汽比容）。 PV與鍋爐的蒸發(fā)量和汽壓有關(guān)，蒸發(fā)量越、汽壓越， PV就。因此鍋爐在穩(wěn)定工況下，水位與PV有關(guān) 鍋爐在過(guò)渡工況時(shí)，特別是在負(fù)荷突然時(shí)，水位變動(dòng)主要取決于PV變化：如蒸汽流量突然，鍋爐汽壓，蒸汽的飽和溫度也，這樣會(huì)使PV ；另一方面，由于爐水變成過(guò)熱水，將產(chǎn)生更多汽泡也使PV 。8-1船用鍋爐船用鍋爐水位水位的自動(dòng)控制的自動(dòng)控制由于這種自蒸發(fā)現(xiàn)象： 當(dāng)鍋爐負(fù)荷突然增加時(shí)，盡管在蒸汽流量給水量的情況下，水位卻虛假地上升 當(dāng)鍋爐負(fù)荷突然減小時(shí)，盡管給水量蒸

6、汽流量，水位會(huì)虛假地下降8-1船用鍋爐船用鍋爐水位水位的自動(dòng)控制的自動(dòng)控制1）鍋爐水位的單沖量控制 僅僅根據(jù)鍋爐水位來(lái)控制給水閥開(kāi)度的控制系統(tǒng)稱為單沖量水位控制。 單沖量水位控制是連續(xù)給水自動(dòng)控制中最簡(jiǎn)單、最基本的一種形式 在蒸汽壓力較高、負(fù)荷變動(dòng)較大、爐水容積相對(duì)小的情況下，若采用單沖量水位控制虛假水位的影響難以克服，造成短時(shí)控制系統(tǒng)不穩(wěn)定，或輸出超調(diào)等現(xiàn)象。8-1船用鍋爐船用鍋爐水位水位的自動(dòng)控制的自動(dòng)控制2）鍋爐水位的雙沖量控制 根據(jù)水位變化和蒸汽流量變化來(lái)控制給水閥開(kāi)度的控制系統(tǒng)稱為雙沖量水位控制。 蒸汽流量信號(hào)是前饋信號(hào)，它與擾動(dòng)變化大小成比例，控制作用在擾動(dòng)發(fā)生的同時(shí)就產(chǎn)生，而不是

7、等到擾動(dòng)引起被控量發(fā)生波動(dòng)后才產(chǎn)生，可以改善水位控制的品質(zhì)。 對(duì)于雙沖量給水自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以減小或抵消由于虛假水位現(xiàn)象而使給水量與蒸汽流量相反方向變化的誤動(dòng)作，使調(diào)節(jié)閥一開(kāi)始就向正確的方向移動(dòng)，從而減小了給水量和水位的波動(dòng)，縮短了調(diào)節(jié)時(shí)間。8-1船用鍋爐船用鍋爐水位水位的自動(dòng)控制的自動(dòng)控制如：若負(fù)荷，蒸汽流量，4產(chǎn)生使給水量的信號(hào)（即與蒸汽流量同方向變化的信號(hào)），因此可以減小或抵消由于虛假水位的影響，使調(diào)節(jié)閥一開(kāi)始就向正確的方向移動(dòng)，使水位的波動(dòng)，調(diào)節(jié)時(shí)間水位沖量信號(hào)蒸汽流量沖量信號(hào)雙沖量調(diào)節(jié)器雙沖量給水控制原理圖船用主鍋爐，常采用雙沖量，甚至是三沖量（水位、蒸汽流量和給水量）的給水調(diào)節(jié)器。

8、而船用輔鍋爐，大多數(shù)采用單沖量或雙沖量水位控制系統(tǒng)8-1船用鍋爐船用鍋爐水位水位的自動(dòng)控制的自動(dòng)控制3）水位自動(dòng)控制中的雙回路給水 油輪鍋爐給水系統(tǒng)通常由汽輪機(jī)給水泵從熱水井把水抽出來(lái)，經(jīng)調(diào)節(jié)閥打進(jìn)鍋爐里去。給水量通過(guò)改變給水閥的開(kāi)度（流通面積F）實(shí)現(xiàn)，如下式： 只有在P基本不變的情況下，G才能與F成比例。但對(duì)汽輪機(jī)給水泵來(lái)說(shuō)，如果驅(qū)動(dòng)蒸汽的調(diào)節(jié)閥開(kāi)度不變，則泵浦的排量基本不變，進(jìn)入鍋爐的給水量基本上是不變的，給水閥的開(kāi)度影響較小。 因此僅僅改變水閥的開(kāi)度往往達(dá)不到控制給水量的目的。這樣控制回路還應(yīng)設(shè)有維持P恒定的給水差壓控制回路，以保證G與F成比例，即雙回路給水GFP8-1船用鍋爐船用鍋爐水

9、位水位的自動(dòng)控制的自動(dòng)控制例：若鍋爐水位低于給定值，水位調(diào)節(jié)器4輸出的控制信號(hào)開(kāi)大給水閥5，造成該閥前后壓差減小，給水差壓調(diào)節(jié)器輸出的控制信號(hào)開(kāi)大蒸汽調(diào)節(jié)閥8，提高汽輪機(jī)給水泵的轉(zhuǎn)速，使給水閥前后壓差保持恒定雙回路水位控制系統(tǒng)工作原理l-鍋爐；2-參考水位罐；3-差壓變送器；4-水位比例積分調(diào)節(jié)器；5-給水調(diào)節(jié)閥；6-差壓變送器；7-比例積分調(diào)節(jié)器；8-蒸汽調(diào)節(jié)閥；9-透平給水泵機(jī)組8-1船用鍋爐船用鍋爐水位水位的自動(dòng)控制的自動(dòng)控制2油輪輔鍋爐水位自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及工作原理 1水位差壓變送器2氣動(dòng)水位調(diào)節(jié)器3氣動(dòng)計(jì)算器4蒸汽流量變送器5給水調(diào)節(jié)閥6給水差壓變送器7給水差壓調(diào)節(jié)器差壓原理測(cè)量雙

10、沖量水位自動(dòng)控制()PBK ACPK 系統(tǒng)常數(shù)，此處=2C 儀表3制造常數(shù)，該系統(tǒng)為50%(0.06MPa)，代表負(fù)荷穩(wěn)定不變時(shí)，液位穩(wěn)定后的值( 50% )8-1船用鍋爐船用鍋爐水位水位的自動(dòng)控制的自動(dòng)控制 如果鍋爐負(fù)荷不變，則B是定值，給水閥開(kāi)度取決于液位差。若設(shè)此時(shí)水位保持在正常水位的中間值50%，則水位調(diào)節(jié)器2的輸出必為 0.06MPa，使下式成立（反推） 如果要改變鍋爐在負(fù)荷穩(wěn)定時(shí)的水位高度，只要相應(yīng)地改變表征給定值的設(shè)定氣壓信號(hào)即可（水位調(diào)節(jié)器2的給定值）()2 (5050)PBK ACBB 8-1船用鍋爐船用鍋爐水位水位的自動(dòng)控制的自動(dòng)控制 若鍋爐液位處于設(shè)定值，鍋爐供水量?jī)H取決

11、于負(fù)荷量，也就是說(shuō)鍋爐給水閥的開(kāi)度P是由蒸汽流量的大小B來(lái)決定的 在負(fù)荷變化的情況下，如某時(shí)給水量負(fù)荷量，水位將，并50% ，則水位調(diào)節(jié)器輸出A并0.06MPa，則K(A-C)為負(fù)值，即有PB (B代表上一時(shí)刻平衡時(shí)給水閥的穩(wěn)定開(kāi)度)，也就是計(jì)算器的輸出將逐漸減小，使給水閥趨于關(guān)小，直到建立新的平衡為止。反之 所以，鍋爐水位是由給水調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度來(lái)保證的。而當(dāng)鍋爐負(fù)荷變化時(shí)，控制給水閥開(kāi)度的信號(hào)大小是由氣動(dòng)計(jì)算器根據(jù)蒸汽流量變化加上一個(gè)水位調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)（正或負(fù)）來(lái)決定的()PBK AC8-1 8-1 船用鍋爐水位的自動(dòng)控制船用鍋爐水位的自動(dòng)控制 系統(tǒng)中給水差壓控制回路把給水調(diào)節(jié)閥前后的壓差信

12、號(hào)送至給水差壓變送器6的測(cè)量部分，并按比例轉(zhuǎn)換成氣壓信號(hào)。把該信號(hào)送到氣動(dòng)比例積分調(diào)節(jié)器7的測(cè)量波紋管。并把該值與給定值（0.2Mpa的差壓信號(hào)）比較后輸出一個(gè)調(diào)節(jié)值至蒸汽調(diào)節(jié)閥8，從而改變給水泵的轉(zhuǎn)速，使得給水差壓值恢復(fù)到給定值上。8-2 船船用鍋爐用鍋爐蒸汽壓力蒸汽壓力的的自動(dòng)控制自動(dòng)控制一、貨船輔鍋爐蒸汽壓力自動(dòng)控制 對(duì)鍋爐的蒸汽壓力控制，是通過(guò)改變向爐膛的噴油量和送風(fēng)量，控制鍋爐的燃燒強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)的 對(duì)柴油機(jī)貨船輔鍋爐蒸汽壓力自動(dòng)控制系統(tǒng)的要求以簡(jiǎn)單、可靠為主，對(duì)經(jīng)濟(jì)性的要求并不嚴(yán)格 大多數(shù)貨船輔鍋爐均采用汽壓的雙位控制，少數(shù)采用比例控制。并保證在鍋爐不同負(fù)荷下，其送風(fēng)量基本上適應(yīng)噴油量

13、的要求。8-2 船用鍋爐船用鍋爐蒸汽壓力蒸汽壓力的的自動(dòng)控制自動(dòng)控制1、燃燒的雙位控制：方案一：（簡(jiǎn)單） 在蒸汽管路上裝一個(gè)類似YT-1226壓力檢測(cè)開(kāi)關(guān)。當(dāng)汽壓到上限時(shí)，壓力檢測(cè)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，切除油泵和風(fēng)機(jī)的工作，停止向爐膛噴油和送風(fēng)，即自動(dòng)停爐。反之，自動(dòng)起動(dòng)油泵和風(fēng)機(jī)，即自動(dòng)起動(dòng)鍋爐進(jìn)行點(diǎn)火燃燒。 由于鍋爐起停頻繁，對(duì)鍋爐運(yùn)行不利，所以很少采用。8-2 船用鍋爐船用鍋爐蒸汽壓力蒸汽壓力的的自動(dòng)控制自動(dòng)控制方案二： （大多數(shù)，蒸汽管路上裝兩個(gè)壓力檢測(cè)開(kāi)關(guān)） 當(dāng)蒸汽壓力下降到允許下限值時(shí)，兩個(gè)壓力檢測(cè)開(kāi)關(guān)都閉合，控制風(fēng)門電機(jī)使風(fēng)門開(kāi)得最大，同軸回油閥關(guān)得最小。這時(shí)噴油量和送風(fēng)量都最大，即所謂的“

14、高火燃燒” 當(dāng)壓力上升到正常區(qū)域內(nèi)，一個(gè)壓力檢測(cè)開(kāi)關(guān)閉合，另一個(gè)斷開(kāi)，使風(fēng)門關(guān)得最小，回壓閥開(kāi)得最大（或關(guān)閉一個(gè)燃油電磁閥，使一個(gè)油頭噴油工作）。這時(shí)，噴油量和送風(fēng)量都是最小的，即鍋爐進(jìn)行所謂的“低火燃燒”； 若鍋爐負(fù)荷很小， “低火燃燒” 下蒸汽壓力仍繼續(xù)升高并超過(guò)高壓保護(hù)壓力時(shí)，兩個(gè)壓力檢測(cè)開(kāi)關(guān)均斷開(kāi)，自動(dòng)停爐，發(fā)聲光報(bào)警。當(dāng)壓力下降到允許下限值時(shí)，兩個(gè)壓力檢測(cè)開(kāi)關(guān)均閉合，但必須按復(fù)位（起動(dòng)）按鈕才能重新起動(dòng)鍋爐8-2 船用鍋爐船用鍋爐蒸汽壓力蒸汽壓力的的自動(dòng)控制自動(dòng)控制2、燃燒的比例控制：（少數(shù)貨船輔鍋爐采用） 采用壓力比例調(diào)節(jié)器和電動(dòng)比例操作器組成的比例控制系統(tǒng) 同軸電機(jī)帶動(dòng)風(fēng)門和回油

15、開(kāi)度，進(jìn)行燃燒程度調(diào)節(jié)R1R2電橋平衡(UA=0)條件：R1R4R2R3電橋調(diào)整設(shè)定值角度調(diào)整比例系數(shù)測(cè)量滑針測(cè)量滑針?lè)答伝樋煽毓杞涣鏖_(kāi)關(guān)反饋凸輪電機(jī)電橋平衡條件：RlR4R2R38-2 船用鍋爐船用鍋爐蒸汽壓力蒸汽壓力的的自動(dòng)控制自動(dòng)控制 當(dāng)RlR4R2R3時(shí)，電橋又處于新的平衡狀態(tài)，這時(shí)UA 0，電機(jī)M停轉(zhuǎn)。 通過(guò)改變測(cè)量電位器4的傾斜角度，可調(diào)整比例作用強(qiáng)弱，傾斜角越大，比例控制作用強(qiáng)；反之比例作用減弱。 扭動(dòng)螺釘6可改變彈簧5的預(yù)緊力，調(diào)整蒸汽壓力的給定值。8-2 船用鍋爐船用鍋爐蒸汽壓力蒸汽壓力的的自動(dòng)控制自動(dòng)控制二、油輪輔鍋爐蒸汽壓力自動(dòng)控制： 鍋爐蒸汽壓力自動(dòng)控制也就是燃燒自動(dòng)

16、控制 根據(jù)汽壓的高低自動(dòng)改變進(jìn)入爐膛的噴油量和送風(fēng)量，維持鍋爐汽壓恒定或在允許的范圍內(nèi)波動(dòng) 由于船用主鍋爐和大型油輪輔鍋爐的蒸發(fā)量較大，汽壓較高，往往需要保持穩(wěn)定的汽壓，一般都采用定值控制方案8-2 船用鍋爐船用鍋爐蒸汽壓力蒸汽壓力的的自動(dòng)控制自動(dòng)控制1蒸汽壓力控制的特點(diǎn) 蒸汽壓力調(diào)節(jié)器稱為主調(diào)節(jié)器，一般為PI形式。根據(jù)汽壓偏差輸出控制信號(hào)，通過(guò)伺服器控制燃油量和空氣量，即控制爐膛內(nèi)的燃燒強(qiáng)度。 對(duì)于供應(yīng)飽和蒸汽的鍋爐，主調(diào)節(jié)器輸入信號(hào)來(lái)自汽包，使零負(fù)荷時(shí)達(dá)到額定氣壓；在滿負(fù)荷時(shí)，由于P的靜差，壓力要比額定汽壓低10左右，但不會(huì)有么影響。 對(duì)于供應(yīng)過(guò)熱蒸汽的鍋爐，主調(diào)節(jié)器的輸入信號(hào)應(yīng)接在過(guò)熱器

17、后面，因?yàn)槿越釉谂c汽包相連的蒸汽管路上，則滿負(fù)荷時(shí)，除由于靜差使汽壓降低10左右外，蒸汽流經(jīng)過(guò)熱器管道后，汽壓又會(huì)降低10左右，這20是不利的。8-2 船用鍋爐船用鍋爐蒸汽壓力蒸汽壓力的的自動(dòng)控制自動(dòng)控制 從熱力計(jì)算和熱工實(shí)驗(yàn)可知，為了保證燃油的完全燃燒，每個(gè)噴油量都對(duì)應(yīng)著一個(gè)最佳風(fēng)壓，因此，燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)還需設(shè)有空氣壓力或空氣量調(diào)節(jié)器，它嚴(yán)格地根據(jù)噴油量的變動(dòng)來(lái)控制進(jìn)入爐膛的空氣量 噴油量來(lái)自蒸汽壓力調(diào)節(jié)器的輸出，同時(shí)對(duì)應(yīng)著空氣量調(diào)節(jié)器的給定值，為程序控制，即主調(diào)節(jié)器也可以同時(shí)直接控制進(jìn)入爐膛的燃油量和空氣量。 燃油能否完全燃燒，還取決于燃油霧化的情況，燃油壓力和溫度是影響燃油霧化的兩個(gè)因

18、素。為此，在燃燒控制中，還應(yīng)裝有燃油溫度和燃油壓力調(diào)節(jié)裝置或?qū)Ｓ玫娜加挽F化器8-2 船用鍋爐船用鍋爐蒸汽壓力蒸汽壓力的的自動(dòng)控制自動(dòng)控制噴油量與風(fēng)壓之間的關(guān)系由實(shí)驗(yàn)測(cè)定若空氣量調(diào)節(jié)器采用P調(diào)節(jié)器，實(shí)際供氣壓力如圖中虛線所示，虛線與實(shí)線之間的距離就是調(diào)節(jié)器的靜差控制風(fēng)門擋板或鼓風(fēng)機(jī)需要較大的作用力，因此空氣量調(diào)節(jié)器都是采用間接作用式的8-2 船用鍋爐船用鍋爐蒸汽壓力蒸汽壓力的的自動(dòng)控制自動(dòng)控制2蒸汽壓力自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及工作原理 目的：鍋爐在不同負(fù)荷下，控制汽壓穩(wěn)定在給定值上 油輪鍋爐蒸汽壓力自動(dòng)控制系統(tǒng)是由兩個(gè)控制回路組成： 調(diào)油回路：是通過(guò)PI蒸汽壓力調(diào)節(jié)器來(lái)控制燃油調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，改變爐膛

19、的噴油量 調(diào)風(fēng)回路：為了保證最佳的風(fēng)油比，空氣壓力的給定值隨噴油量而變化 送入爐膛的空氣流量Q是用風(fēng)道與爐內(nèi)的壓差來(lái)反映的，與給定值進(jìn)行比較并得到偏差，經(jīng)PI的空氣量調(diào)節(jié)器控制風(fēng)門以改變Q8-2 船用鍋爐船用鍋爐蒸汽壓力蒸汽壓力的的自動(dòng)控制自動(dòng)控制油船輔鍋爐燃燒控制系統(tǒng)框圖3 代表噴油量超前調(diào)節(jié)具有延遲性 負(fù)荷突然時(shí)，5優(yōu)先于噴油量4的變化，能夠及時(shí)作用，以維持穩(wěn)定燃燒 負(fù)荷突然時(shí)，5突然 ，高壓選擇閥選用具有延遲特性的4信號(hào)，使?fàn)t內(nèi)處于空氣過(guò)剩狀態(tài)。12344 最佳空氣量561，2 燃油閥開(kāi)度77 鼓風(fēng)流量平方關(guān)系8-2 船用鍋爐船用鍋爐蒸汽壓力蒸汽壓力的的自動(dòng)控制自動(dòng)控制3系統(tǒng)的其他主要元

20、件（1）燃油控制閥燃油調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)原理圖 1- 預(yù)緊彈簧 2- 調(diào)整旋鈕 3- 膜片 4- 反饋波紋管 P1 蒸汽壓力調(diào)節(jié)器輸出的控制信號(hào)P 輸出與燃油量Q成比例的燃油壓力P0 是燃油控制閥的閥前壓力F 膜片3的有效面積f 反饋波紋管4的有效面積N 彈簧1的預(yù)緊力則穩(wěn)態(tài)時(shí)，有如下關(guān)系：1PFNPfF f 8-2 船用鍋爐船用鍋爐蒸汽壓力蒸汽壓力的的自動(dòng)控制自動(dòng)控制（2）函數(shù)發(fā)生器函數(shù)發(fā)生器結(jié)構(gòu)原理圖1-測(cè)量波紋管 2-噴嘴擋板機(jī)構(gòu) 3-氣動(dòng)功率放大器4-反饋氣室和反饋波紋管；5-反饋凸輪6-調(diào)零彈簧 7-量程調(diào)整螺釘函數(shù)發(fā)生器使噴油量與送風(fēng)量成近似平方關(guān)系p入代表噴油量實(shí)際值的氣壓信號(hào)p出輸出氣

21、壓信號(hào)，通過(guò)風(fēng)門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)改變鍋爐的送風(fēng)量p出與p入之間的函數(shù)關(guān)系是由反饋凸輪5的外形輪廓實(shí)現(xiàn)的處于新平衡8-2 船用鍋爐船用鍋爐蒸汽壓力蒸汽壓力的的自動(dòng)控制自動(dòng)控制（3）微分控制閥燃油調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)原理圖1、2、3-膜片；4-噴嘴；5-恒節(jié)流孔6-放大器；7-擋板該閥為放大倍數(shù)K1不可調(diào)的比例微分閥，穩(wěn)定后輸出=輸入7函數(shù)發(fā)生器 p2微分閥R4氣源主調(diào)節(jié)器F1F2F3F2 F1=F3處于平衡時(shí)有：因F1=F3，故p0=p2 ，所以K18-2 船用鍋爐船用鍋爐蒸汽壓力蒸汽壓力的的自動(dòng)控制自動(dòng)控制7函數(shù)發(fā)生器 p2微分閥R4氣源主調(diào)節(jié)器F1F2F3假定鍋爐負(fù)荷突然增大，蒸汽壓力會(huì)迅速下降，導(dǎo)致：P暫時(shí)

22、不變F2 F1=F3使風(fēng)門提前有一個(gè)較大的開(kāi)度限制膜片的下移，膜片組處于暫時(shí)平衡狀態(tài)，完成微分輸出破壞了膜片組的暫時(shí)平衡微分輸出的消失過(guò)程，并恢復(fù)到初始平衡狀態(tài)延遲到來(lái)膜片組達(dá)到一個(gè)新的平衡狀態(tài)8-2 船用鍋爐船用鍋爐蒸汽壓力蒸汽壓力的的自動(dòng)控制自動(dòng)控制（4）高壓選擇器高壓選擇器結(jié)構(gòu)原理圖A-微分控制閥的輸出；B-函數(shù)發(fā)生器的輸出；C-輸出（空氣壓力控制回路的設(shè)定值）高壓側(cè)將自動(dòng)關(guān)閉另一側(cè)的噴嘴膜片噴嘴8-2 船用鍋爐船用鍋爐蒸汽壓力蒸汽壓力的的自動(dòng)控制自動(dòng)控制3控制系統(tǒng)常見(jiàn)故障分析及管理要點(diǎn)1）常見(jiàn)故障分析 鍋爐負(fù)荷處于穩(wěn)定狀態(tài)，但蒸汽壓力出現(xiàn)振蕩，主要原因可能是：燃油控制閥振蕩；燃油泵輸送

23、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。 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，主要原因可能是：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?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，主要原因可能是：風(fēng)門驅(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。8-2 船用鍋爐船用鍋爐蒸汽壓力蒸汽壓力的的自動(dòng)控制自動(dòng)控制 鍋爐在突然增加負(fù)荷時(shí)，大量冒黑煙和燃燒不穩(wěn)定，原因可能是：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(dòng)作遲緩；微分控制閥的靈敏度低；空氣量控制器靈敏度低

24、等。 鍋爐燃燒器進(jìn)口供給空氣不足，原因可能是：空氣差壓變送器的零點(diǎn)偏高或量程偏小等。8-2 船用鍋爐船用鍋爐蒸汽壓力蒸汽壓力的的自動(dòng)控制自動(dòng)控制2）管理要點(diǎn) 在鍋爐運(yùn)行期間，如要對(duì)蒸汽壓力自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行手動(dòng)自動(dòng)切換，必須注意做到無(wú)擾動(dòng)切換。 要經(jīng)常檢查蒸汽壓力等變送器的輸出信號(hào)與輸入的實(shí)際壓力是否相符，并檢查其工作是否正常。 要經(jīng)常檢查燃油控制閥動(dòng)作和工作是否平穩(wěn)，填料壓蓋有沒(méi)有漏泄，它是否按設(shè)計(jì)的輸入信號(hào)工作等。 蒸汽壓力等變送器和各調(diào)節(jié)器的放大器、節(jié)流部件、噴嘴、檢測(cè)管吹通和清洗，每年進(jìn)行一次。8-3 船用鍋爐船用鍋爐燃燒時(shí)序燃燒時(shí)序控制控制三、燃燒時(shí)序控制對(duì)鍋爐發(fā)出起動(dòng)信號(hào)后： 能按時(shí)

25、序自動(dòng)進(jìn)行預(yù)掃風(fēng)、預(yù)點(diǎn)火、噴油點(diǎn)火 點(diǎn)火成功后對(duì)鍋爐進(jìn)行預(yù)熱，轉(zhuǎn)入正常燃燒的負(fù)荷控制階段 對(duì)鍋爐運(yùn)行進(jìn)行一系列的安全保護(hù)等8-3 船用鍋爐船用鍋爐燃燒時(shí)序燃燒時(shí)序控制控制燃油在鍋爐外面循環(huán)3s左右20-60s點(diǎn)火不成功點(diǎn)火不成功低火燃燒階段高火燃燒階段若存在故障需解除并復(fù)位輔鍋爐燃燒時(shí)序控制框圖8-3 船用鍋爐船用鍋爐燃燒時(shí)序燃燒時(shí)序控制控制1、信號(hào)發(fā)訊器： 信號(hào)發(fā)訊器是發(fā)送各種控制信號(hào)的元件，其中包括手動(dòng)信號(hào)發(fā)訊器和自動(dòng)信號(hào)發(fā)送器 手動(dòng)信號(hào)發(fā)訊器包括起動(dòng)和停爐按鈕、轉(zhuǎn)換或選擇開(kāi)關(guān)等 自動(dòng)信號(hào)發(fā)訊器如壓力開(kāi)關(guān)、溫度開(kāi)關(guān)等，如前面章節(jié)所述8-3 船用鍋爐船用鍋爐燃燒時(shí)序燃燒時(shí)序控制控制2、時(shí)序控

26、制元件： 廣泛采用的時(shí)序控制器有兩大類，即有觸點(diǎn)時(shí)序控制器和無(wú)觸點(diǎn)時(shí)序控制器凸輪式有觸點(diǎn)時(shí)序控制器結(jié)構(gòu)原理圖改變左、右凸輪的相對(duì)位置可以調(diào)整開(kāi)關(guān)閉合或斷開(kāi)的時(shí)間8-3 船用鍋爐船用鍋爐燃燒時(shí)序燃燒時(shí)序控制控制 無(wú)觸點(diǎn)時(shí)序控制器：是利用RC電路延時(shí)功能實(shí)現(xiàn)的。通常把RC充放電回路加在晶體管基極電路中，利用晶體管的開(kāi)關(guān)特性使繼電器通電動(dòng)作或斷電釋放單管延時(shí)釋放電路繼電器延時(shí)通電電路晶體管延時(shí)開(kāi)關(guān)電路晶體管延時(shí)開(kāi)關(guān)電路的延時(shí)時(shí)間取決于RC電路的時(shí)間常數(shù)T及繼電器的動(dòng)作電流。延時(shí)時(shí)間可以從1 s到幾十秒內(nèi)進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)整。K閉J通K閉J止8-3 船用鍋爐船用鍋爐燃燒時(shí)序燃燒時(shí)序控制控制3、火焰感受器： 自

27、動(dòng)化鍋爐都裝有火焰感受器來(lái)監(jiān)爐膛內(nèi)的火焰。 當(dāng)點(diǎn)火失敗或在持續(xù)燃燒期間熄火時(shí)，為避免再向爐內(nèi)噴油引起故障，要求立即關(guān)閉燃油電磁閥停止噴油，并發(fā)出聲光報(bào)警 輔鍋爐上常用的火焰感受器有： 光敏電阻光敏電阻 光電池光電池 紫外線燈泡紫外線燈泡等等8-3 船用鍋爐船用鍋爐燃燒時(shí)序燃燒時(shí)序控制控制（1）光敏電阻： 光敏電阻是由涂在透明底板上的一片光敏層，經(jīng)金屬電極和導(dǎo)線引出而制成。光敏層是由鉈、鎘、鉛的硫化物或硒化物制成。 光敏電阻特性：接受光照射時(shí)其電阻值很小，無(wú)光照射時(shí)，其電阻值較大。因此，所加電壓不變，電流相差反映光照強(qiáng)度 光敏電阻不能承受高溫，為了防止光敏電阻接受高溫爐墻所輻射的可見(jiàn)光和紅外光使

28、光敏電阻動(dòng)作遲延或誤動(dòng)作，應(yīng)避免高溫爐墻輻射線直接照射在光敏電阻上。因此，光敏電阻火焰感受器裝有散熱片并用空氣冷卻，裝有磨砂玻璃阻擋紅外線。8-3 船用鍋爐船用鍋爐燃燒時(shí)序燃燒時(shí)序控制控制1-金屬電極；2-光敏層；3-透明底板；4-電流表光敏電阻及伏安其特性光敏電阻火焰感受器1-光敏電阻；2-磨砂玻璃；3-耐熱玻璃8-3 船用鍋爐船用鍋爐燃燒時(shí)序燃燒時(shí)序控制控制8-3 船用鍋爐船用鍋爐燃燒時(shí)序燃燒時(shí)序控制控制（2）光電池： 光電池是一種半導(dǎo)體材料，它是利用有光照射后在兩極間產(chǎn)生電壓的原理工作的。 光電池使用壽命長(zhǎng)，而且它的光譜敏感范圍僅限于可見(jiàn)光，而不包括紅外線。這對(duì)監(jiān)視爐膛內(nèi)火焰是非常合適的，因此近年來(lái)使用得越來(lái)越多。 常見(jiàn)的光電池有： RAR型硒光電池 2CR型光電池8-3 船用鍋爐船用鍋爐燃燒時(shí)序燃燒時(shí)序控制控制 圖(a)采用RAR型硒光電池，接受光照時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生小于1V的電壓，經(jīng)磁放大器MV放大后激勵(lì)繼電器FR動(dòng)作 圖(b)采用2CR型光電池，接受光照時(shí)，能產(chǎn)生0.5V的電壓，經(jīng)晶體管放大器放大后，使繼電器J通電動(dòng)作8-3 船用鍋爐船用鍋爐燃燒時(shí)序燃燒時(shí)序控制控制8-3 船用鍋爐船用鍋爐燃燒時(shí)序燃燒時(shí)序控制控制（3）紫外