蔡新梅

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船舶鍋爐的蒸汽壓力控制電路

蔡新梅

（遼寧省葫蘆島市渤海船舶職業(yè)學(xué)院，遼寧葫蘆島 125005）

為了保證船舶鍋爐的正常工作，減少工作人員的工作強(qiáng)度，減少能源損耗，采用自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)鍋爐的蒸汽壓力進(jìn)行控制，系統(tǒng)采用PLC的控制方式，可以安裝交互式上位機(jī)，不同工作方式下，采用不同的聲光報(bào)警，保證工作人員安全。

鍋爐 蒸汽壓力 自動(dòng)控制

0 引言

船舶鍋爐主要用于產(chǎn)生高溫蒸氣，用于驅(qū)動(dòng)主汽輪機(jī)，加熱燃油、潤(rùn)滑油或滿(mǎn)足日常生活的需要，如取暖、生活用熱水、空調(diào)的加熱加濕等，還可在油船上用于加熱貨油或者清洗貨油艙。一般情況下，柴油機(jī)干貨船的一臺(tái)鍋爐，蒸氣壓力大約為0.7 MPa，蒸發(fā)量大約為1~4 t/h，因此，為了保證船舶設(shè)備和人員的安全，鍋爐蒸汽壓力的控制非常重要[1]。

1 船舶鍋爐蒸汽壓力自動(dòng)控制

鍋爐在正常燃燒情況下，一般采用雙位控制的方案。當(dāng)蒸汽壓力達(dá)到下限值時(shí)，鍋爐自動(dòng)加大燃油閥，噴油量增大，轉(zhuǎn)為高火，與此同時(shí)，風(fēng)門(mén)也自動(dòng)加大，保證燃油充分燃燒；當(dāng)蒸汽壓力達(dá)到上限值時(shí)，鍋爐自動(dòng)減小燃油閥，噴油量減小，轉(zhuǎn)為小火，與此同時(shí)，風(fēng)站也自動(dòng)減小。這樣即能保證有最佳的風(fēng)油比，又能實(shí)現(xiàn)燃油鍋爐蒸汽壓力的自動(dòng)控制。蒸汽壓力的自動(dòng)控制電路如圖1所示[2]。

船舶鍋爐蒸汽壓力自動(dòng)控制電路的工作原理：

蒸汽壓力變送器將檢測(cè)到的鍋爐蒸汽壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為與壓力相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，并將此電信號(hào)直接輸送到負(fù)荷調(diào)節(jié)器的輸入端，經(jīng)負(fù)荷調(diào)節(jié)器后，輸出4~20 mA的電流信號(hào)。負(fù)荷調(diào)節(jié)器有兩路輸出，一路送至集控室，以便工作人員及時(shí)了解鍋爐蒸汽壓力情況，另一路送至風(fēng)油比例調(diào)節(jié)器，作為調(diào)節(jié)器的輸入信號(hào)。當(dāng)鍋爐正常燃燒時(shí)，燃燒繼電器KA12的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，調(diào)節(jié)器根據(jù)輸入信號(hào)的大小，輸出與鍋爐蒸汽壓力相對(duì)應(yīng)的力矩值，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)風(fēng)門(mén)和燃油閥開(kāi)到相應(yīng)的位置，使燃油鍋爐根據(jù)蒸汽壓力的大小不一來(lái)調(diào)節(jié)燃燒情況。當(dāng)強(qiáng)制風(fēng)門(mén)控制繼電器KA19得電時(shí)，KA19的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，風(fēng)油調(diào)節(jié)器將風(fēng)門(mén)開(kāi)到一定位置，不受鍋爐蒸汽壓力大小控制[3]。

2 輔助設(shè)備

2.1 鍋爐蒸汽壓力報(bào)警

當(dāng)鍋爐蒸汽壓力正常時(shí)，壓力繼電器P的常閉觸點(diǎn)閉合，蒸汽壓力高繼電器KA2得電，KA2的三個(gè)觸點(diǎn)動(dòng)作：在點(diǎn)火控制回路中，KA2常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接通鍋爐燃油閥和風(fēng)機(jī)等電路，保證鍋爐正常燃燒提供通路[4]；在鍋爐電力拖動(dòng)系統(tǒng)PLC控制電路中，KA2的另一個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，將壓力正常信號(hào)輸送到PLC控制器的輸入端；在蒸汽壓力自動(dòng)控制電路中，KA2的觸點(diǎn)11-7接通，蒸汽壓力高指示燈HL30斷電不亮。

圖1 蒸汽壓力的自動(dòng)控制電路

當(dāng)鍋爐蒸汽壓力超過(guò)允許值時(shí)，壓力繼電器P的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，使蒸汽壓力高繼電器KA2失電。KA2的三個(gè)觸點(diǎn)復(fù)位觸發(fā)前的狀態(tài)：KA2的常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，切斷鍋爐燃油閥和風(fēng)機(jī)等電路，使鍋爐停爐；在鍋爐電力拖動(dòng)系統(tǒng)PLC控制電路中，KA2的另一個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，PLC控制器的輸入端信號(hào)改變相應(yīng)的輸出電路動(dòng)作；在蒸汽壓力自動(dòng)控制電路中，KA2的觸點(diǎn)11-3接通，蒸汽壓力高指示燈HL30得電，指示燈亮，指示蒸汽壓力高，發(fā)出燈光報(bào)警。電路如圖2所示。

圖2 蒸汽壓力報(bào)警及泄放電路圖

2.2 鍋爐過(guò)量蒸汽泄放控制電路

鍋爐過(guò)量蒸汽泄放是鍋爐系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，也是鍋爐安全進(jìn)行的主要保障。當(dāng)鍋爐壓力達(dá)到規(guī)定值時(shí)，鍋爐就要把壓力釋放出去，以免發(fā)生危險(xiǎn)。當(dāng)蒸汽達(dá)到泄放壓力值時(shí)，蒸汽排放壓力繼電器P的常閉觸點(diǎn)閉合，使蒸汽排放壓力繼電器KA3得電，KA3的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，蒸汽排放閥打開(kāi)，泄放過(guò)量蒸汽；在鍋爐電力拖動(dòng)系統(tǒng)PLC控制電路中，KA3的常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，PLC控制器的輸入端信號(hào)改變相應(yīng)的輸出電路動(dòng)作；在蒸汽壓力自動(dòng)控制電路中，KA3的觸點(diǎn)9-1接通，蒸汽排放指示燈HL18得電，指示燈指示蒸汽排放，發(fā)出燈光報(bào)警，保證人員安全。

3 結(jié)論

蒸汽壓力控制系統(tǒng)可以采用PLC進(jìn)行控制，在實(shí)際發(fā)裝過(guò)程中，可以采用交互式人機(jī)界面，以便工作人員可以隨時(shí)了解鍋爐燃燒的情況，減少工作人員的工作強(qiáng)度[5]。同時(shí)，可以發(fā)出聲光報(bào)警，保證工作人員安全。由于采用了自動(dòng)控制系統(tǒng)，所以節(jié)能效果良好，保護(hù)功能完善。

[1] 張明亮, 夏桂娟. 工業(yè)鍋爐熱工檢測(cè)與過(guò)程控制[M]. 天津: 天津大學(xué)出版社, 1992.

[2] 王瑞云. 船舶電力拖動(dòng)[M]. 北京: 人民交通出版社, 2013.

[3] 徐世許. 可編程序控制器原理、應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)[M]. 合肥: 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社, 2002.

[4] 單海校, 劉國(guó)平. PLC 在船舶鍋爐控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J] . 船電技術(shù), 2006, (1): 33-35.

[5] 陸樣潤(rùn). 船舶電氣實(shí)用指南[M]. 遼寧: 大連海運(yùn)學(xué)院出版社, 1993. 3.

Steam Pressure Control Circuit for Marine Boiler

Cai Xinmei

(Bohai Shipbuilding Vocational College, Huludao 125005, Liaoning, China)

U664.111TP273.4

A

1003-4862（2014）02-0045-02

2013-07-22

蔡新梅（1979-），女，碩士，講師。研究方向：船舶電子設(shè)備與通信技術(shù)。