船舶辅锅炉电力拖动控制系统的维护与管理宗许宁71课件

主讲教师：宗许宁船舶辅锅炉电力拖动控制系统的维护与管理船舶辅助锅炉系统的认识任务一船舶辅助锅炉系统控制线路的分析任务二船舶辅助锅炉电气系统的故障排除与维护保养任务三知识目标教学目标1.了解船舶辅助锅炉系统的作用、分类、结构2.会分析船舶辅助锅炉系统的控制线路3.能排除船舶辅锅炉电气系统的常见故障，为成为一名优秀的电子电气员奠定基础

一、用于检测辅助锅炉电气设备辅助锅炉利用传感器作为检测设备。传感器能够使控制量（温度、湿度、水位、压力等）转换为电压和电流信号，为辅助锅炉自动化控制系统提供参数。任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析1.压力传感器工作原理：被测介质的压力直接作用于传感器膜片上（不锈钢或陶瓷），使膜片产生于介质压力成正比的微位，使传感器的电阻值发生变化，这样用电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。种类：应变片压力传感器，陶瓷压力传感器，扩散硅压力传感器，蓝宝石压力传感器，压电压力传感器2.温度传感器（1）热电偶：热电偶是将温度转换为电势（热电势）的一种感温元件，一般配置一块二次仪表，通过测量热电势从而测量温度。

测量环境温度较高场所：锅炉炉体与排烟温度测量、炼钢炉温度测量。缺点：低温段热电势线性度差，在0℃以下测量更加困难。（2）铂电阻利用物质在温度变化时其电阻值变化的性质而制成的一种测温传感器，通过测量电阻的有规律的增减从而测量温度的变化。（PT100）铂电阻优点是结构简单，性能相对稳定，使用方便，测量精确。在600℃以下温度测量中广泛应用。3.火焰感受器（1）紫外线灯泡(2)光电池

ABUaUb图7-7两种金属接触时接触电位差形成示意图

任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析二、船舶辅助锅炉自动控制系统

船舶辅助锅炉是船舶自动控制中最早实现自动控制的设备之一，正常运行时，除锅炉启动和停止需要有轮机拨动开关操作外，其余时间锅炉运行均为自动，只要按下启动键，锅炉就按照一定程序自动点火，运转。其自动控制通常包括：点火时序控制，水位自动控制，蒸汽压力自动控制和安全保护。任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析1.点火时序控制点火时序控制是指给锅炉一个启动信号后，按时序的先后顺序进行与预扫风、预点火、喷油点火以及点火后锅炉进行预热，接着转入正常燃烧的负荷控制阶段（即蒸汽压力控制），同时对锅炉进行一系列的安全保护。预扫风的目的是防止点火时发生“冷爆”。预扫风把炉膛、烟道等处可能积存的不完全燃烧的煤粉、可燃气体排出去，防止点火时发生爆燃。2.水位自动控制系统保证锅炉在正常水位下工作，控制给水泵的启、停和给水阀的开度，从而控制给水量，使锅炉的给水量与蒸发量相当，以适应锅炉负荷的变化。在蒸发量较小，蒸汽压力较低的锅炉中，大多数采取双水位控制。在大型油轮中，控制给水一般通过改变调节阀的开度来实现，即根据水位偏差信号来控制给水调节阀的开度，从而使给水量适应蒸发量。3.蒸汽压力自动控制系统

蒸汽压力自动控制系统，被控量是锅炉的蒸汽压力，在单冲量控制系统中，控制器根据汽压的高低自动改变进入炉膛的燃油量和送风量，维持锅炉汽压恒定或在允许的范围内波动维持最佳的风油比，以保证获得较高的经济效益4.安全保护控制系统主要是在锅炉的某个工作过程中处于异常状态，危机安全运行时进行必要的操作使锅炉停止运转，同时将信号反馈到机舱监测报警信号中，发出光电信号报警。

有锅炉燃油供油泵出口压力低，锅炉燃烧器废气温度高等。任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析

以格林沙洲的燃油废气组合锅炉（ZYC1.2/197-0.7）为例来分析锅炉系统的电力拖动控制。任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析一、ZYC1.2/197-0.7锅炉参数锅炉设计参数如表7-1所示任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析二、燃烧程序点火回路PLC自动控制

图7-11辅助锅炉燃烧时序控制框图任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析

二、燃烧程序点火回路PLC自动控制表7-2为燃烧器控制开关（BURNERCONTROLSWITCH）SA1的触点闭合表，SA1有8个状态位。有8个触点，在不同的位置闭合，实现锅炉的自动点火控制。任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析二、燃烧程序点火回路PLC自动控制控制电路中部分继电器的作用如表7-3所示。任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析二、燃烧程序点火回路PLC自动控制图7-12燃烧程序点火回路控制电路任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析

二、燃烧程序点火回路PLC自动控制1.工作过程：（1）燃烧器控制开关SA1扳到“1”位触点15-16闭合继电器KA7得电KA7的两个常闭触点断开切断风机启动控制电路切断点火、燃烧及火焰失败报警电路，保证手动点火程序的正常进行。进入手动控制模式任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析（2）准备工作中，将燃烧器控制开关SA1扳到复位“2”位：触点1-2闭合复位继电器KA15线圈得电手动复位继电器KA10得电KA15常闭触点断开，切断点火变压器控制电路，切断点火、燃烧及火焰失败报警电路，保证手动点火程序的正常进行。当锅炉蒸汽压力为正常值，常开触点KA2闭合；燃烧机铰链未合，常开触点KA5闭合；锅炉水位正常，常闭触点KA25处于闭合位置；手动点火模式继电器KA7不得电，KA7常闭触点处于闭合位置KA10有三个常开触点闭合一个实现自锁；另一个为手动风机启动做准备；还有一个为正常燃烧做准备。燃烧器必须在开始位置时才能进行点火控制，否则不能路二、燃烧程序点火回路PLC自动控制1.工作过程：任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析（3）将燃烧器控制开关SA1扳到前（预）扫气“3”位触点9-10闭合在（2）部分手动复位继电器KA10并自锁得电

KA11的常开触点闭合风机启动继电器KA11（预扫气专用）得电当锅炉蒸汽压力为正常值，常开触点KA2闭合；燃烧机铰链未合，常开触点KA5闭合；锅炉水位正常，常闭触点KA25处于闭合位置；手动点火模式继电器KA7不得电，KA7常闭触点处于闭合位置KT1延时闭合（60s）,为点火做准备，风机Y-Δ降压启动并运行，预扫气开始手动预扫气延时继电器KT1得电启动燃烧机电动机，带动燃烧器旋转杯转动，为燃油的雾化做准备点火油泵启动，为点火供油做准备燃烧机启动接触器KM5的常开触点闭合风机启动接触器KM1.3的常开触点闭合1.工作过程：任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析（4）燃烧器控制开关SA1扳到点火“4”位触点9-10闭合

切断预扫气继电器KA8得电为风机继续运行提供通路KA2闭合；KA25闭合；KA5闭合；KA7常闭触点闭合KA10得电并自锁手动点火继电器KA9得电使KT1失电60s后KT1闭合实现自锁保护1.工作过程：触点5-6闭合预扫气结束，点火程序开始四个常开触点闭合点火变压器得电，点火；点火油阀开启喷轻油任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析1.工作过程：（5）燃烧器控制开关SA1扳到建主火“5”位触点9-10闭合

主油阀喷油为风机继续运行提供通路使点火继电器KA9继续得电60s后KT1闭合若点火火焰建立，点火火焰检测继电器KA20得电触点5-6闭合主油阀控制继电器KA14得电点火变压器得电，点火；点火油阀开启喷轻油触点3-4闭合点火变压器工作点火，建立主火焰点火变压器控制继电器KA18得电KA2闭合；KA25闭合；KA5闭合；KA7常闭触点闭合KA10得电并自锁任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析1.工作过程：（6）燃烧器控制开关SA1扳到正常燃烧“6”位触点9-10闭合

主油阀喷油为风机继续运行提供通路正常燃烧继电器KA12，KA13得电指示锅炉正常燃烧触点7-8闭合主油阀控制继电器KA14得电触点3-4闭合点火变压器工作点火，建立主火焰点火变压器控制继电器KA18得电KA2闭合；KA25闭合；KA5闭合；KA7常闭触点闭合KA10得电并自锁

当主火焰正常时，主火焰检测继电器KA21得电任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析1.工作过程：（7）燃烧器控制开关SA1扳到后扫气“7”位触点11-12闭合为风机继续运行提供通路手动控制继电器KA7得电KT2的触点15-18闭合切断后面的主油阀电路，锅炉熄火KA2闭合；KA25闭合；KA5闭合；KA7常闭触点闭合KA10得电并自锁

燃烧器控制开关SA1扳到“1”位，即OFF位，KT2的触点15-16断开KT2的常开触点15-18延时断开

KT2的线圈失电触点11-12断开触点15-16闭合切断风机电路，后扫气结束任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析1.工作过程：（8）将燃烧器控制开关扳到“0”位：触点13-14闭合进入自动控制模式按PLC程序进行锅炉点火燃烧的自动控制，在点火过程中会自动输出各种故障报警等继电器KA6得电任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析2.燃油温度报警合上燃油温度控制开关SA2SA2的触点7-8闭合当燃油温度高时，燃油温度高继电器KA34得电将燃油温度高信号输送到PLC控制器输入端，PLC控制器输出信号，使燃油温度高报警灯亮，发出燃油温度高报警燃油温度控制器得电1#或2#燃油泵启动，接触器KM6或KM7的常开触点闭合燃油温度控制器得电当燃油温度低时，燃油温度高继电器KA35得电将燃油温度低信号输送到PLC控制器输入端，PLC控制器输出信号，使燃油温度低报警灯亮，发出燃油温度低报警任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析三、燃油辅助锅炉的负荷控制——蒸汽压力控制在正常燃烧阶段，辅锅炉是采用燃烧双位控制的方案。当蒸汽压力达到下限值时，自动转为高火燃烧，燃油阀开度增大，喷油量增加的同时，也需要开大风门；当汽压升高到上限值时，自动进行低火燃烧，燃油阀开度减小，喷油量减小的同时，也需要关小风门。这样既保证有最佳的风油比又实现了燃油辅助锅炉蒸汽压力的自动控制，也称为负荷控制。任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析三、燃油辅助锅炉的负荷控制——蒸汽压力控制

图7-13锅炉电力拖动系统蒸汽压力自动控制线路任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析三、燃油辅助锅炉的负荷控制——蒸汽压力控制1.工作原理蒸汽压力信号电信号4～20mA的电流信号负荷调节器蒸汽压力变送器集控室用以工作人员及时了解锅炉蒸汽压力风/燃料调节马达驱动马达旋转强制风门控制继电器KA19得电时，KA19的常开触点闭合，风/燃料调节马达将风门开到一定位置，不受锅炉蒸汽压力大小控制任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析三、燃油辅助锅炉的负荷控制——蒸汽压力控制2.锅炉蒸汽压力报警当锅炉蒸汽压力正常时接通锅炉燃油阀和风机等电路，保证锅炉正常燃烧提供通路【图7-12】蒸汽压力高继电器KA2得电压力继电器P的常闭触点闭合将压力正常信号输送到PLC控制器的输入端【图7-16】；KA2的触点11-7接通，蒸汽压力高指示灯HL30不亮，【图7-13】压力继电器P的常闭触点断开当锅炉蒸汽压力高时切断锅炉燃油阀和风机等电路锅炉停炉【图7-12】KA2断电PLC控制器的输入端信号改变【图7-16】；KA2的触点11-3接通，蒸汽压力高指示灯HL30亮【图7-13】任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析三、燃油辅助锅炉的负荷控制——蒸汽压力控制3.锅炉过量蒸汽泄放控制当蒸汽达到泄放压力值时【图7-13】蒸汽排放压力继电器KA3得电蒸汽排放压力继电器P的常闭触点闭合蒸汽排放阀打开，泄放过量蒸汽【图7-13】PLC的输入端信号改变相应的输出电路动作；【图7-16】KA3的触点9-1接通，蒸汽排放指示灯HL18亮【图7-13】任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析四、水位自动控制

1.水位控制器

任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析控制地点选择开关SA触点13-14触点21-22就地控制闭合断开遥控断开闭合四、水位自动控2.水位自动控制转换开关

任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析四、水位自动控2.水位自动控制转换开关

任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析四、水位自动控制图7-15锅炉水位自动控制线路

任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析图7-16为锅炉电力拖动系统PLC控制电路的部分接线图

任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析图7-17为锅炉电力拖动系统主电路的接线图

任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析

四、水位自动控制3.水位自动控制原理

SA选择遥控21-22闭合SA3选择自动控制5-6闭合SA4选择1#水泵为主用供水泵，2#水泵为备用供水泵1-2、5-6闭合任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析四、水位自动控制3.水位自动控制原理（1）当锅炉处于低水位时【图7-15】备用给水泵控制继电器KA30得电低水位继电器KA26得电接通备用给水泵2#水泵电路，启动备用泵2#水泵供水输入到PLC的输入端；输出低水位灯光报警【图7-16】任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析（2）当锅炉水位上升到水泵停止水位时【图7-15】切断给水泵电路水泵启停继电器KA33失电水泵停止供水

四、水位自动控制3.水位自动控制原理任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析（3）当水位上升到水泵停止位时【图7-15】高水位继电器KA22得电水泵继续供水，当水位上升到高水位时水泵停止供水故障原因输入到PLC的输入端；输出高水位灯光报警【图7-16】

四、水位自动控制3.水位自动控制原理任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析（4）当锅炉水位下降到水泵启动水位时【图7-15】接通1#给水泵电路水泵启停继电器KA33得电水泵起动供水

四、水位自动控制3.水位自动控制原理任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析

四、水位自动控制3.水位自动控制原理（5）当水位下降到水泵启动位时【图7-15】水泵没启动水位继续下降至低水位时重复（1）的过程故障原因任务二船舶辅助锅炉系统控制线路的分析

四、水位自动控制3.水位自动控制原理（6）过低水位报警电路A4和A5检测到过低水位时【图7-15】过低水位继电器KA23、KA24的得电过低水位延时继电器KT5得电过低水位报警继电器KA25得电切断风机及燃油阀电路，使锅炉停炉【图7-12】输送至PLC控制器输入端，PLC控制器输出端指示灯亮，发出过低水位灯光报警信号；【图7-16】KA25的7-11闭合，L31亮，发出过低水