1、焚燒爐PLC控制原理分析及典型故障的排除和改進(jìn),指導(dǎo)老師：馮偉,答辯人：寇果,論文的選題背景,船舶運(yùn)輸工作流動(dòng)性大，特別是遠(yuǎn)洋運(yùn)輸?shù)拇?，?jīng)常在海上航行幾天甚至幾十天，因此，存在著在這期間工作、生活所產(chǎn)生的垃圾處理問(wèn)題。傳統(tǒng)的做法是航海船舶把生活垃圾往海里一倒了事，對(duì)海洋環(huán)境造成極大的污染。隨著人們對(duì)自然環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，在海上處理垃圾但盡量減少對(duì)海洋的污染問(wèn)題已經(jīng)越來(lái)越受到各國(guó)的重視 。,論文的研究意義,焚燒法是比較理想的選擇，因此焚燒爐作為船舶的重要防污染設(shè)備之一，被越來(lái)越多的船舶所使用，其重要性不言而喻，隨著技術(shù)不斷革新，PLC控制的焚燒爐已逐漸普及，其操作、使用及維修保養(yǎng)備受船舶輪機(jī)

2、部人員的關(guān)注。,部分國(guó)內(nèi)外船用焚燒爐一覽表,焚燒爐技術(shù)要求,“育鯤”輪焚燒爐系統(tǒng)圖,系統(tǒng)組成,1焚燒爐本體 2污油系統(tǒng) 3壓縮空氣系統(tǒng) 4柴油系統(tǒng) 5蒸汽加熱系統(tǒng) 6空氣-煙氣系統(tǒng),柴油系統(tǒng)的空氣風(fēng)門調(diào)節(jié),系統(tǒng)中還有各種控制元件，如液位開(kāi)關(guān)、溫度開(kāi)關(guān)、微動(dòng)開(kāi)關(guān)（限位器）、火焰探測(cè)器（35B7、35B9）和熱電偶（21B5、21B7）等，用于實(shí)現(xiàn)焚燒爐的自動(dòng)控制，并可在裝置運(yùn)行異常時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警，乃至停止燃燒。,燃燒器,1.噴嘴體；2/3.墊圈；4.噴嘴帽；5.外管；6.內(nèi)管；7.油孔；8.氣孔；9.混合孔,該氣流式燃燒器利用壓縮空氣（也有些氣流式燃燒器使用蒸汽）使污油霧化而燃燒。這種燃燒器的噴

3、嘴采用套管形式，外管5內(nèi)套有內(nèi)管6，從而在內(nèi)、外管之間形成環(huán)形污油通道。工作時(shí)，壓縮空氣從氣孔8中高速噴出，與從油孔7噴出的污油在混合孔9內(nèi)高速撞擊，污油被撕碎成細(xì)小油滴。霧化后的小油滴與燃燒風(fēng)機(jī)供入的燃燒空氣充分混合，然后在燃燒室中燃燒。這種燃燒器霧化效果好，與空氣混合均勻，燃燒迅速，爐膛負(fù)荷高，污油在爐內(nèi)燃燒時(shí)間短，焚燒量大。其缺點(diǎn)是對(duì)污油中顆粒的直徑要求較高，需要將粒徑控制在0.8mm以下，否則噴嘴容易堵塞 。,“育鯤”輪焚燒爐污油燃燒器的原理圖,控制屏,焚燒爐控制屏,F1 圖像左移 屏幕編號(hào)減小 F2 圖像右移 屏幕編號(hào)增加 F3 增大給定值 F4 減小給定值 ENTER 確認(rèn)及報(bào)警復(fù)

4、位 ESC 取消或退出,操作方法,1.起動(dòng)焚燒爐的準(zhǔn)備工作。 2.焚燒固體垃圾 （1）起動(dòng)焚燒爐 。 （2）起動(dòng)預(yù)加熱。 （3）火焰控制。 （4）起動(dòng)燃燒。 （5）二級(jí)燃燒器的自動(dòng)起停。 （6）一級(jí)燃燒器的自動(dòng)起停。 （7）停止燃燒。 （8）停止焚燒爐。 3焚燒污油 （1）起動(dòng)焚燒爐。 （2）起動(dòng)預(yù)加熱 （3）火焰控制。 （4）起動(dòng)燃燒。 （5）二級(jí)燃燒器的自動(dòng)起停。 （6）一級(jí)燃燒器的自動(dòng)起停。 （7）停止燃燒。 （8）停止焚燒爐。,控制系統(tǒng)組成,焚燒爐控制箱,控制參數(shù),一、爐膛溫度 二、爐膛壓力 三、進(jìn)氣量 四、排煙溫度,PLC控制原理,可編程控制器基本結(jié)構(gòu)示意圖,“育鯤”輪PLC,焚燒爐

5、系統(tǒng)主電路,PLC外圍接線圖,垃圾燃燒控制流程,控制參數(shù)的耦合關(guān)系,負(fù)壓控制的改進(jìn)方案,在焚燒爐運(yùn)行過(guò)程中對(duì)風(fēng)門擋板按一定的壓力范圍階段性自動(dòng)調(diào)節(jié)是非常必要的，所以如果能夠?qū)t膛壓力信號(hào)作為一個(gè)被控量受PLC控制，PLC結(jié)合爐膛溫度和壓力兩個(gè)參數(shù)，在給定的范圍內(nèi)適時(shí)控制一個(gè)調(diào)風(fēng)門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（可以像內(nèi)加料門一樣采用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)），使風(fēng)門擋板在幾個(gè)特定位置（位置可以通過(guò)微動(dòng)開(kāi)關(guān)檢測(cè)）之間轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)壓力和溫度均能夠保持在要求范圍內(nèi)，屆時(shí)整個(gè)控制系統(tǒng)就會(huì)更加完善。,故障現(xiàn)象,“育鯤”輪焚燒爐在焚燒固體垃圾時(shí)出現(xiàn)內(nèi)加料不能開(kāi)啟的故障，具體現(xiàn)象就是正常起動(dòng)運(yùn)行后，跟據(jù)使用說(shuō)明，在二級(jí)燃燒室溫度達(dá)到400

6、，并且一級(jí)燃燒器點(diǎn)火成功后，按下加料按鈕，內(nèi)加料門不動(dòng)作。,內(nèi)加料門啟閉原理圖,內(nèi)加料門啟閉原理圖,內(nèi)加料門啟閉的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，7bar的壓縮空氣經(jīng)過(guò)電磁閥，到達(dá)氣動(dòng)閘閥，開(kāi)啟或關(guān)閉內(nèi)加料門，節(jié)流閥可以用來(lái)調(diào)節(jié)空氣流量，進(jìn)而改變內(nèi)加料門的啟閉速度。電磁閥的通斷是由加料按鈕控制，但還必須滿足外觀條件（外觀條件即可以從焚燒爐裝置直接看到的條件）有：壓縮空氣壓力足夠，焚燒爐二級(jí)燃燒室溫度達(dá)400以上，一級(jí)燃燒器點(diǎn)燃及外加料門鎖閉等。,設(shè)計(jì)不足之處,本焚燒爐采用較為先進(jìn)的PLC控制系統(tǒng)，基本實(shí)現(xiàn)了整個(gè)運(yùn)行過(guò)程的自動(dòng)化。但是在焚燒垃圾的時(shí)，垃圾送入爐膛的指令必須通過(guò)人員操作加料按鈕實(shí)現(xiàn)，而從焚燒爐起動(dòng)到二級(jí)

7、燃燒室溫度達(dá)到400最少都需要半個(gè)小時(shí)，此過(guò)程中操作人員就得一直待在操作現(xiàn)場(chǎng)或者不間斷巡視，而機(jī)艙值班人員有限，很明顯會(huì)影響工作效率，并且也不利于實(shí)現(xiàn)機(jī)艙自動(dòng)化。,改進(jìn)方案,鑒于以上缺陷，作如下改進(jìn)：將加料按鈕這個(gè)開(kāi)關(guān)量由PLC自己產(chǎn)生，取消加料按鈕。具體有兩個(gè)方案： 方案一，結(jié)合前面提到的內(nèi)加料門啟閉的控制特點(diǎn)，可知內(nèi)加料門繼電器在整個(gè)內(nèi)加料門啟閉控制過(guò)程中只是控制加料門開(kāi)啟指示燈的明滅，因此可以再加以利用，用其一組常開(kāi)輔助觸點(diǎn)代替加料按鈕的輸入。 方案二，可以在PLC輸出模塊上再接一個(gè)接觸器，用其一組常開(kāi)的輔助觸點(diǎn)代替加料按鈕。,結(jié)論,焚燒爐是非常重要的防污染設(shè)備, 尤其對(duì)于遠(yuǎn)洋船舶。焚燒

8、爐的正常工作, 保證及時(shí)處理掉船舶運(yùn)營(yíng)中產(chǎn)生的固體垃圾和污油，對(duì)于防止船舶造成污染和應(yīng)對(duì)各港口PSC檢查意義重大，用 PLC 改進(jìn)現(xiàn)有船舶的焚燒爐，使其更加自動(dòng)化和智能化，是一種實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、有推廣價(jià)值的技術(shù)。 在輪機(jī)設(shè)備的日常管理中，要根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行原理和結(jié)構(gòu)，結(jié)合說(shuō)明書的具體使用要求，對(duì)其進(jìn)行必要的維修保養(yǎng)和檢查工作,要特別注意直接與環(huán)境接觸的各部件的維護(hù)。設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，分析思路要清晰，排除故障的方法要正確，這就要求我們把握整個(gè)系統(tǒng)，將控制電路和機(jī)械部件的分析相結(jié)合，另外維修保養(yǎng)設(shè)備的過(guò)程中也要不斷創(chuàng)新，在理解的基礎(chǔ)上提高工作能力，改進(jìn)設(shè)備狀況，這也是對(duì)我今后學(xué)習(xí)和工作提出的更高要求和努力方向。,致謝,衷心的感謝各位老師，在我學(xué)習(xí)期間的悉心栽培，給予了我極大地鼓勵(lì)和幫助，在學(xué)習(xí)上給予了我嚴(yán)謹(jǐn)、耐心的指導(dǎo)，在生活上給與了我親切