船舶蒸汽锅炉的自动控制

 

 船舶蒸汽锅炉自动控制

锅炉是船上最早实现自动控制的装置之一，其控制项目包括：

水位自动控制、燃烧自动控制、锅炉点火及燃烧时序自动控制和自动安全保护。

  

（1）水位自动控制的目的是保持锅炉的正常水位，即控制给水泵的起停或给水阀的开度，从而控制给水量与锅炉的蒸发量相当，以适应锅炉负荷的变化。

在蒸发量较小、蒸汽压力较低的辅锅炉中，大多数采用双位水位自动控制，即当锅炉水位达到水位下限时，自动起动给水泵向锅炉供水；当水位达到上限水位时，自动停止给水泵的工作。

因此，这种锅炉工作时水位在一定范围内波动而不会稳定在某一给定值上。

在大型的油轮上，辅锅炉的蒸发量一般很大，汽压较高，它要求水位稳定在给定值上。所以，控制给水一般通过改变调节阀的开度来实现，即根据水位的偏差信号来控制给水阀的开度，从而使给水量适合蒸汽流量的变化。

（2）在燃烧自动控制系统中，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范围内波动，并维持一定的风油比，以保证获得较高的经济效益。

对于货轮辅锅炉，燃烧控制系统要求简单、可靠，而且对锅炉的经济性要求不是很严格，因此大多数采用双位控制。

在油轮辅锅炉中，要求汽压稳定，同时对锅炉的经济性要求也比较高，这就要求控制系统在不同的负荷下保证一个最佳的风油比，所以通常采用比例积分控制或更好的控制算法。

油轮的燃烧自动控制系统通常由两个回路组成。

其中一个回路根据汽压的偏差信号经比例积分的蒸汽压力调节器来控制燃油调节阀的开度，即改变向炉膛的喷油量。

喷油量的改变必须同时改变送风量，所以另一回路就是根据燃油量的多少来改变送风量，以达到最佳的风油比，从而获得较高的经济效益。

（3）辅锅炉点火及燃烧时序控制是指给锅炉一个起动信号后，按时序的先后进行预扫风、预点火、喷油点火，点火成功后对锅炉进行预热，接着转入正常燃烧的负荷控制阶段，同时对锅炉进行一系列的安全保护。

一般情况下，辅锅炉的点火及燃烧时序控制包括以下步骤：

起动前的准备：检查是否具备启动条件。

比如手动燃油速闭阀是否打开；

燃油阀是否关闭；

锅炉水位是否正常：燃油压力和温度是否在正常的范围内。

（1）预扫风 ：为了防止锅炉内残余的油气在点火时发生冷爆，在点火前应进行预扫风。此时应起动风机和燃油泵，使燃油在锅炉外打循环，将风门开到最大，以大量风吹去残余油气。

预扫风时间根据锅炉的结构形式不同而异，一般在20~60s之间。

（2）点火：预扫风完毕后，打开辅电磁阀使点火油头投入工作，同时打开点火变压器，点燃从点火油头喷出的轻油，然后点燃工作油头。

（3）预热：点火成功后，进入预热阶段，此时燃油控制应处于手动控制，使锅炉缓慢的加热至一定的压力后，将燃油控制转为自动控制，进入正常燃烧阶段，此时，控制系统根据锅炉的负荷调整喷入炉膛的燃油量或改变油头投入燃烧的数目。

（4）锅炉自动化系统的另一个重要任务是对锅炉进行自动保护。

自动保护包括：安全保护和自动连锁。

对于全自动化的锅炉为达到锅炉安全、可靠的运行和无人管理的目的，当锅炉在点火、升汽以及正常运行的过程中产生异常情况，声光报警，这就是安全保护的任务，锅炉的安全保护一般包括极低水位自动保护、蒸汽压力过高自动保护、异常熄火自动保护、油压过低自动保护、油温过高/过低自动保护和低风压自动保护等。

自动连锁是指当某些特定的条件成立后，才能对一些设备进行操作，比如只有当风机运转建立风压以后，才允许开动燃油泵和开起燃油电磁阀。