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1、-锅炉水位自动调节原理分析【摘要】随着科技的进步，船舶自动控制程度越来越高，锅炉作为船舶的重要设备，在很早之前就实现了自动化。锅炉能够生成大量的蒸汽，炉压力、温度都会升高，它可以用来加热燃油、主机缸套冷却水等。当外界负荷发生变化时，锅炉能够通过供应合格的蒸汽，适应负荷的需求。然而，锅炉的液位控制系统很复杂，它并不是单一，线性的简单系统，而是多变量的不稳定系统。当汽包压力发生突变或者炉热负荷增加或骤减时，容易产生“虚假液位现象。锅炉水位对于锅炉的运行很重要，要确保锅炉水位处于合理位置。如果水位太高，锅炉产生的蒸汽容易带走水分，锅炉水会溢出，存在平安隐患；如果水位太低，锅炉蒸发更为迅速，当炉膛没有
2、水，会有爆炸的危险。【关键词】船用锅炉；汽包水位；原理【Abstract】With the progress of science and technology, automatic control level is higher and higher, the boiler as an important equipment of ship, has achieved automation in long before .The boiler can generate a lot of steam which be used to heating fuel ,cylinder liner c
3、ooling water and the furnace pressure and temperature will rise. When the boiler is required to produce desirable steam to meet the change of the steam consumption. However, the liquid level control system of boiler is very ple*, it is not a single, simple linear system, but the instability of fickl
4、e systems.When the steam drum pressure mutations or furnace heat load increase or drop, easy to produce the phenomenon “false level.The operation of the boiler water level in boiler is very important, we must ensure the boiler water level in a reasonable position.If water level is too high, the stea
5、m which boiler produced is easy to take away water and the boiler water will overflow.Its a safety hazard. If the water level is too low, the boiler evaporates more quickly. When the chamber without water, it will be a danger of e*plosion.【Keywords】marine boiler;boiler water level;theory目录摘要Abstract
6、一、绪论.2一选题的目的及意义.2二背景知识.2 1.锅炉的根底.2 2.船用锅炉的分类.2 3.船用锅炉的水位控制.3二、锅炉汽水控制数学模型的建立及特性分析.3一锅炉构造.3 1.汽包.4 2.联箱和水筒.4 3.燃烧和烟气空间.4二锅炉液位控制系统原理概述.4三锅炉液位特性分析.51.液位对象机理模型推导.5 2.静态特性分析.6 3.给水流量作用下的动态特性.6 4.蒸汽流量扰动下的动态特性.7三、控制系统的研究.8一汽包水位单冲量控制系统.8二汽包水位双冲量控制系统.9三汽包水位三冲量控制系统.9四汽包水位三冲量串级控制系统.10四、结论.10参考文献.11一、绪论一选题的目的及意义
7、锅炉作为船舶的主要设备，其运行管理对远洋船舶航行的平安有着很重要的意义。然而，在维护保养中，因为锅炉的水位很不稳定，在管理上很难控制，是管理的一大难处。锅炉水位要能够在合理平安的水位位置，使得锅炉每蒸发多少水量就补给多少的水量，确保锅炉平安运行。在锅炉运行时，容易出现“虚假水位现象，如何才能有效的防止是本文探讨的核心容。因此，本文着重研究了锅炉水位控制的原理及各个水位控制系统。二背景知识1.锅炉的根底锅炉是船舶关键的设备，它所产生的蒸汽必须满足外界负荷的需求，这就要求锅炉产生适量合理的蒸汽。因此，在制造锅炉时，锅炉每个环节都要严格审核，尤其是各参数要到达标准。由于水位的不稳定，锅炉是一种控制极
8、其复杂，其主要输入对象是负荷，燃料量，锅炉给水，冷却水，送风等，其主要输出对象是蒸汽压力，汽包水位，过剩空气，过热蒸汽温度，炉膛负压等。锅炉的输出变量与输入变量密切相关，其中一个变量的变化就会致使另一变量的变化。如果蒸汽负荷发生了改变，一定会导致过热蒸汽温度，锅炉水位以及蒸汽压力等的改变。而燃料量的多少会引起蒸汽的压力改变，当然过热空气、温度，汽包压力和炉膛负压也会有很大的改变。因此，锅炉是多输入量和多输出量相关联的设备。2.船用锅炉的分类1按锅炉的构造分类锅炉中主要受热面是管子，如果受热管外是水，而高温的烟气在受热管中流动，这样的锅炉我们称之为火管锅炉也使用“烟管锅炉和“辅锅炉这两个术语。与
9、火管锅炉原理不同的水管锅炉，其燃烧产生的烟气是在受热面管外流动，而受热面管中流动的可以是水，也可以是汽水混合物。锅炉产生蒸汽的方式分为两个局部，在受热面管上，一些管束工作原理和水管锅炉一样，其他的管束跟火管锅炉一样，这样的锅炉我们称之为称为混合式锅炉。2按水循环的方法分类在水管锅炉中，水和汽水混合物连续不断地通过蒸发受热面循环流动，水管锅炉的水循环可以有两种方式：一种是自然循环锅炉，它是运用水和汽水混合物的密度差使它们经蒸发受热面不断流动；另一种是强制循环锅炉，它是借助外来的动力使汽水混合物流经受热面。自然循环无需专门的循环泵，设备和管理都不会复杂。目前在船上绝大多数用的都是自然循环锅护，但是
10、也不排除有的船舶会用强制循环锅炉，通常废气锅炉都采用这种锅炉。屡次强制循环锅炉是强制循环锅炉的一种，它是指炉水需屡次流经受热面才会完全蒸发成蒸汽的锅炉；还有一种叫直流锅炉，也属于强制循环锅炉，它是指炉水在管里一次流过就能完全蒸发的锅炉。 3.船用锅炉的水位控制锅炉的水位控制非常关键，锅炉水位一旦发生变化，炉的汽压和汽温有波动产生，严重时还会出现满水和缺水的事故。干烧对锅炉的危害很大，因此，对于燃油锅炉和废气锅炉都是不允许干烧的，尤其是燃油锅炉。锅炉给水泵需保持良好的工况，对于给水管路的阀门应定期研磨尤其是止回阀门，这样方能保证阀门紧闭无泄漏。通过触摸给水管路的方法可以对给水止回阀泄漏进展判断，
11、如果给水管路的温度过高，并且越靠近锅炉温度越高，说明止回阀泄漏。此时必须采取有效的措施，否则会降低给水泵的效率甚至是损坏水泵。船用锅炉必须有两只小水位计，在水位计上要标有平安水位的围，还有危险水位的界限。锅炉正常工作时，汽包水位不稳定，会有不停的摇晃，致使水位计所指示的液面不能稳定，难以观察。如果水位计水面静止不动，可能是锅炉有杂质堵住通水阀或连接收路，当蒸汽冷凝后会使水位计所显示的数值就不准确，产生了虚假水位；如果通水阀或水位计连接收路漏水，水位计下部压力降低，水位下降；如果通气阀或者水位计连接收路泥垢、水垢堵塞，水位计上部蒸汽也会不断凝结，导致水位上升；如果通气阀或其连接收路漏汽，水位计上
12、部会由于压力降低而引起水位上升，水位计应经常冲洗，一般每四个小时一次。通过冲洗水位计区分锅炉水位的情况是否正常。如果叫水时，水位计有读数，但是数值显示低于正常水位，则属于“轻微缺水；如果叫水时，水位计没有数值显示，说明锅炉水位很低，锅炉在运行就很危险，这种情况就属于“严重缺水。“轻微缺水可以马上查明原因，排除故障，迅速使水位回到平安围。控制水位的电极棒污染经常会导致“轻微缺水。如果锅炉已经出现了“严重缺水的现象，应该立即停炉，制止再补水，否则容易引起事故。水位低到什么程度很难判断，如果强加补水会因温度差过大使得热应力大大加强，损坏锅炉。如果锅筒或者炉胆被烧红，水会迅速蒸发，体积剧增，炉压力突然升高，会造成汽包破裂或水冷壁爆管，严重时会引起锅炉爆炸事故。二、锅炉汽水系统数学模型的建立一锅炉构造图2-1 D型水管锅炉构造图由于锅炉外形和字母“D很相似，这类的锅炉通常被叫做D型锅炉，其技术含量、性价比都比拟高，而
