轮机自动化-第七章PPT课件

.,1,第七章辅锅炉的自动控制辅锅炉的自动控制包括水位自动控制、燃烧（即蒸汽压力）自动控制、锅炉点火及燃烧时序控制和自动安全保护。油轮辅锅炉的水位和蒸汽压力采用带用积分的调节器所组成的控制系统；贷轮辅锅炉的水位和蒸汽压力大多采用双位控制，少数采用比例控制。,.,2,第一节辅锅炉水位的自动控制,一、双位式水位自动控制,.,3,二、锅炉水位控制的特点1、双回路水位自动控制（1）何为双回路？维持给水阀前后压差恒定的给水差压控制回路；控制给水阀开度的水位控制回路。,.,4,（2）双回路水位控制原理图,.,5,2、双冲量水位自动控制（1）何为假水位？锅炉在运行期间，炉水中有一部分是汽泡，这种汽泡不断在受热面上形成，随后脱离受热面升起并进入锅炉的蒸汽空间。对于现代船用锅炉，水面下的总蒸汽量可达到全部水容积的1520。水面下的蒸汽总量与锅炉的蒸发量和汽压有关，蒸发量越大、汽压越小，水面下的蒸汽总容积就越大，因此锅炉在稳定工况时，水位与水面下的蒸汽容积有关。锅炉在过渡工况时，水位不仅受蒸发量和给水量的影响，而且还受水面下蒸汽容积变化的影响。,.,6,（2）单冲量水位调节器：仅以水位作为输入信号。（3）双冲量水位调节器：输入信号除了有水位变化信号以外，还有蒸汽流量变化的信号。,.,7,（4）双冲量水位控制原理图,.,8,3、双回路、双冲量水位控制（1）双回路、双冲量水位控制系统原理图,.,9,（2）油轮辅锅炉水位控制系统,1-水位差压变送器；2-水位调节器；3-气动计算器；4-蒸汽流量变送器；5-给水调节阀；6-给水差压变送器；7-给水差压调节器；8-蒸汽阀；9-汽轮机给水泵组；10-气组；11-气容,.,10,第二节辅锅炉蒸汽压力的自动控制,即燃烧的自动控制。要保特锅炉的汽压在正常范围内是通过控制炉膛的燃烧强度来实现的。汽压偏低燃油量和空气量汽压偏高燃油量和空气量,.,11,一、蒸汽压力的双位控制在绝大多数燃烧双位控制系统中，在蒸汽管路上装两个压力检测开关，它们的动作整定值不同。当蒸汽压力下降到允许下限值时，两个压力检测开关都闭合，控制系统自动启动风门电机使风门开得最大，它同轴所带动的回油阀关得最小（这是采用一个油头工作的情况，对采用两个油头的锅炉是打开两个供油电磁阀使两个油头同时喷油）。这时喷油量和送风量都最大，即对锅炉的进行所谓的“高火燃烧”。当蒸汽压力上升到正常上限时，一个压力检测开关闭合，另一个压力检测开关断开，再次启动风门电机把风门关得最小。它同轴带动的回油阀开得最大（或关闭一个燃油电磁阀，使一个油头喷油工作）。这时，喷油量和送风量都是最小的，即锅炉进行所谓的“低火燃烧”。当锅炉负荷变化时，蒸汽压力就在允许的下限值和正常的上限值之间波动。当锅炉负荷很小时，在“低火燃烧”的情况下，蒸汽压力仍然要继续升高。当汽压升高到气压保护压力时，两个压力检测开关均断开，自动停炉，发声光报警。当蒸汽压力下降到允许的下限值时，两个压力检测开关均闭合，但必须按复位（起动）按钮才能重新启动锅炉。,.,12,二、蒸汽压力的比例控制（1）蒸汽压力比例控制系统的组成（2）蒸汽压力比例控制系统的工作原理（3）调整比例作用的强弱,.,13,当锅炉燃烧强度适应锅炉负荷要求-R1R4=R2R3当汽压上升（锅炉负荷减小）时-划针2左移-R1小、R2大-上负下正-电机反转-风门减小，回油阀开大-反馈划针左移，R3小、R4大-电桥平衡（R1R4=R2R3）。,.,14,三、油轮辅锅炉蒸汽压力控制系统油轮辅锅炉燃烧控制的特点：两个控制回路：主调节回路（汽压控制回路）和副调节回路（空气量控制回路）,.,15,函数发生器：为了保证完全燃烧，需最佳风油比。喷油量与空气压力之间的关系曲线：,.,16,.,17,第三节辅锅炉燃烧时序的自动控制,.,18,一、燃烧时序程序控制的主要元件1、信号发讯器,.,19,2、时序控制元件有触点时序控制器和无触点时序控制器。有触点时序控制器：多回路时间继电器凸轮式时序控制器,.,20,（1）有触点时序控制器：多回路时间继电器,1-同步电机；2-传动轴；3,4-离合器；5-控制线圈；6-杠杆；7-铁芯；8-拉力弹簧；9,10-减速齿轮；1l-标度盘；12-爪形块；13-复位弹簧；14-锁紧螺母,.,21,（2）无触点的时序控制器,.,22,3、火焰感受器:检测炉膛内是否有火焰。（1)光敏电阻：光照越强，阻值越小。,.,23,（2）光电池在光照射下，两极间能产生电压输出。,.,24,（3）紫外线灯泡有足够的光照射时，紫外线管子导通；无光照射时管子载止。,.,25,二、辅锅炉燃烧时序的PLC控制I/O点和定时器的符号、地址表,.,26,接线图,.,27,辅锅炉燃烧时序的PLC控制过程起动前的准备合上总电源开关，控制电路接通电源。若炉内水位低于危险低水位，I1.2断开，M8.0不工作，锅炉无法自动起动。此时应将给水泵旋钮放在“手动”位置，I0.2闭合，Q0.0闭合，起动水泵向炉内供水，当水位上升到正常水位后，水泵旋钮放在“停”位置，水泵停止工作。将燃烧控制旋钮和风机旋钮转到“手动”位置，I0.7和I2.2闭合；油泵转换开关转到“停”位置，I2.3断开；然后按下起动按钮I0.4,M2.0通电，于是M2.0触点闭合自锁，M12.0通电，Q0.1得电，起动风机进行预扫风，手动进行预扫风一分钟后，再按停止按钮I0.3，使风机停止工作。将给水泵开关，燃烧开关，风机开关和油泵开关都转到“自动”位置，准备自动起动。,.,28,燃烧的时序控制预扫风当按下起动按钮I0.4时，由于水位正常，M8.0有电，其常开触点闭合；T34没有电，其常闭触点闭合，M2.0有电，M12.0有电，Q0.1得电，风机开始运转；M13.0有电，Q0.2得电，油泵开始运转。但此时燃油电磁阀无电关闭，燃油从油泵排出后在管路中循环，不能进入炉内，风机对炉膛进行预扫风。由于Q0.4得电，压力比例调节器YBD发讯电位器的滑动触点动作，逐渐把风门关小，回油阀开大，为点火做好准备。由于在40秒之前尚未点火，所以光电池感受不到火焰的光照，I2.7断开，M31.0无电，M4.0有电，相应的M4.0触点闭合，为点火变压器Q0.3通电和熄火保护复位的T33通电做好准备。,.,29,点火在预扫风40秒后，T97闭合，燃油电磁阀Q0.6有电，打开油泵到喷油器的供油管路。但因回油阀己开大，故向炉内喷油量很少。与此同时，T35也闭合，使点火变压器Q0.3通电，点火电极之间产生电火花进行点火；同时T98闭合使T33通电。但是，它要在通电7秒后才能将其Q0.7闭合。所以，这时只对点火进行监视，为熄火保护作好准备。如果在7秒内点火成功，炉内有火焰，光电池受到光照，I2.7闭合，M31.0有电，M31.2有电，使M4.0失电，M4.0触点断开，使T33断电，其触点因未达到闭合时间继续断开，维持M1.0为断电状态。到46秒时，T34断开，风压保护I1.0己闭合，使M2.0仍有电。正常点火时序控制结束。,.,30,如果点火时序控制从40秒时开始点火，延时时间超过7秒，光电池仍未感受到炉膛火焰的照射，I2.7短开，M31.0失电，M31.2失电，M4.0得电，使M4.0触点一直保持闭合，当T33达到设定时间7秒后，使触头T33闭合，Q0.7得电，其常开触点闭合，M1.0得电，使M2.0失电，将控制回路电源切断。使风机、油泵停转，电磁阀关闭，发出报警信号。在第一次点火失败时，必须在排除故障后进行再次起动。首先将熄火保护继电器触点Q0.7手动复位，使其断开。只有M1.0断电，其常闭触点恢复闭合后，才能重新起动。,.,31,在燃烧过程中，如果中途熄火，光电池失去火焰光照，I2.7断开。M31.0失电，M31.2失电，M4.0得电，使M4.0触点闭合，M15.0得电，点火变压器Q0.3通电，重新进行点火；同时，开始7秒计时，对点火时间进行监视。若在7秒内点火成功，即转入正常燃烧；若仍未点燃，则同点火失败情况一样，使锅炉停止燃烧，并发出熄火声光报警信号。也就是，在中途熄火后，自动点火一次，如不成功，停炉并发出报警。,.,32,汽压自动控制在点火时序控制过程中，点火44秒后，Q0.4失电，使压力比例调节器YBD的滑动触点和电动比例操作器DBC的滑动触点动作，由于此时锅炉是低压起动，所以YBD滑动触点移到低压端，电动比例操作器DBC的滑动点也向低压端跟踪，使风门开大，回油阀关小(喷油量加大)，锅炉进入正常比例燃烧自动控制。,.,33,当气压上升到控制气压的下限值时，如果气压再升高，则相应地关小风门和减少喷油量，维持正常负荷的气压比例控制。当锅炉的负荷低于30%,风油量己调到最小程度。气压达到控制气压的上限值时，比例控制失去作用，气压转入双位控制。即达到超压保护继电器的整定上限值，I1.1断开，M12.0、M13.0都失电，风机和油泵停止工作，此时为正常熄炉，不发出报警信号。当锅炉的气压又降低到控制气压的下限值时，I1.1又重新闭合，M12.0、M13.0都通电，风机和油泵重新起动，开始自动点火控制，使锅炉重新燃烧。因此，锅炉在低负荷运行时，气压的比例控制作用不大，燃烧接近双位控制。,.,34,安全保护该系统的安全保护有危险低水位和风压过低自动熄炉保护。锅炉在运行中，当水位下降到危险低水位时，最低的一根电极脱离水面，I1.2断开，M8.0断电，使M2.0断电，切断整个控制程序，使锅炉自动熄火停炉。当风压过低时，风压保护继电器触点I1.0断开，使M2.0断电，锅炉自动熄火停炉。停炉停炉时，可手按停止按钮I0.3,使M2.0断电，燃烧系统停止工作。当水位降到低于危险低水位时，应把水泵开关放在“手动”位置，向锅炉供水，直到水位达到正常水位时，再把水泵开关放在“停止”位置上。切断总电源开关，并把燃烧开关置于“手动”位置，风机、油泵开关放在“停止”位置上。,.,35,本控制系统的锅炉水位采用电极式双位控制，当锅炉水位高于设定的高水位值时，I1.3接通，M7.0有电，其常闭触点断开，Q0.0失电，水泵停止运行；此时M7.0的常开触点闭合，由于低水位I1.4闭合，当水位回落到高水位值以下时，M7.0保持接通状态不变，水泵继续停止运行。当水位低于设定的低水位值时，I1.4断开，M7.0失电，使M7.0的常开触点闭合，Q0.0得电，水泵开始运行；此时M7.0的常开触点断开，当水位上升到低水位值以上时，M7.0保持断开状态不变，水泵继续运行。如此反复，锅炉水位在两个水位设定值之间不断变化，实现水位的双位控制。,.,36,.,37,三、燃烧时序控制系统的管理和维护要点（1）应注意系统的环境温度、湿度以及是否积尘。（2）检查系统的供电和输入输出使用的电源是否在基准范围之内，尽量避免不必要的停电。（3）检查外部配线螺丝有无松动，外部配线电缆是否有断裂。定期检查PLC系统的I/O（输入/输出）的接线情况。特别注意不要将灰尘、油污弄到接线端子上，以免引起接触不良。（4）注意输出继电器的寿命，检查控制系统外部电气、继电器触头、滑动接触电器的情况。,.,38,（5）在PLC产品中，有些使用电池保证在停电时CPU模块内存中储存的工作参数等信息不丢失。要经常注意电池故障灯状况，一旦灯亮，就应在一周内更换电池。对于西门子S7系列PLC，更换时应保持电源供电，即带电更换电池；而日本的一些PLC产品，如欧姆龙、三菱和富士电机公司产品，在更换电池时是断电更换的，这是因为在更换的过程中，有一个大电容在放电，这类PLC在更换电池时往往要求在数十秒内完成即可。电池的更换周期一般不超过5年。为防止意外，要求船上始终要存有该电池的备件。（6）阅读系统的技术资料，接船、交船时对系统进行全面的功能测试，或进行模拟实验。注意与资料对照或记录系统正常工作时的参数，注意系统正常运行时的仪表和指示灯显示，以便在维修或发生故障时进行对照。,.,39,四、燃烧时序控制系统常见故障分析和排除方法故障查找时，一般先看电源是否正常。如果电源正常，再看故障的影响范围，是整个系统都瘫痪，还是局部的故障。如果是局部故障，则使用提供的技术资料图纸，找到该项出问题的功能所涉及的外部逻辑条件及其所对应的具体I/O通道和具体设备，进行检查测量。（1）在进行故障判断前要熟悉系统的结构、工作原理、功能和操作方法，熟悉操作开关的用途、显示灯的含义，熟悉各种操纵方式之间的转换方法和相互关系、系统运行的条件和结果，仔细阅读说明书。充分利用显示灯、LED的信息，尤其是自检显示的信息。发生故障时，可以首先查看PLC的CPU模块POWERLED显示，判断是否是电源故障。如果POWERLED亮，再查看RUNLED是否亮，如果灯灭，表示PLC运行停止，可能是扩展模块或外部通信连接不好所致。,.,40,（2）如果属PLC硬件故障，可通过换用PLC模块备件的方式进行解决。若硬件无故障，而系统的控制功能不符，应根据故障的具体现象，考虑其他原因。例如，锅炉点火后，但很快又出现火焰故障报警，随后停炉，则可检查火焰检测器前面的隔热玻璃是否脏污。又如，锅炉点火过程中两点火电极间不打火，则应检查点火变压器的输出，或拆下点火电极进行清洁并重新调整两电极间的间隙到合适的距离。（3）当经过测试，输出点的LED显示表明系统的输入/输出信号控制关系正常，而执行机构没有随其动作时，应根据电气原理图和接线图检查外部的继电器、电磁阀或者外部电气连接。,.,41,（4）在使用键盘修改系统工作参数或通过印刷板上的微调电位器修改系统工作参数之前，最好记录其原始数据或原始位置，以便在修改无效时，恢复初始值。（5）拔插印刷电路板或模块时，要关闭电源。记住模块或印刷电路板的型号和