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1、焚烧炉PLC控制原理分析及典型故障的排除和改进,指导老师：冯伟,答辩人：寇果,论文的选题背景,船舶运输工作流动性大，特别是远洋运输的船舶，经常在海上航行几天甚至几十天，因此，存在着在这期间工作、生活所产生的垃圾处理问题。传统的做法是航海船舶把生活垃圾往海里一倒了事，对海洋环境造成极大的污染。随着人们对自然环境保护意识的增强，在海上处理垃圾但尽量减少对海洋的污染问题已经越来越受到各国的重视。,论文的研究意义,焚烧法是比较理想的选择，因此焚烧炉作为船舶的重要防污染设备之一，被越来越多的船舶所使用，其重要性不言而喻，随着技术不断革新，PLC控制的焚烧炉已逐渐普及，其操作、使用及维修保养备受船舶轮机部
2、人员的关注。,部分国内外船用焚烧炉一览表,焚烧炉技术要求,“育鲲”轮焚烧炉系统图,系统组成,1焚烧炉本体2污油系统3压缩空气系统4柴油系统5蒸汽加热系统6空气-烟气系统,柴油系统的空气风门调节,系统中还有各种控制元件，如液位开关、温度开关、微动开关（限位器）、火焰探测器（35B7、35B9）和热电偶（21B5、21B7）等，用于实现焚烧炉的自动控制，并可在装置运行异常时发出声光报警，乃至停止燃烧。,燃烧器,1.喷嘴体；2/3.垫圈；4.喷嘴帽；5.外管；6.内管；7.油孔；8.气孔；9.混合孔,该气流式燃烧器利用压缩空气（也有些气流式燃烧器使用蒸汽）使污油雾化而燃烧。这种燃烧器的喷嘴采用套管形
3、式，外管5内套有内管6，从而在内、外管之间形成环形污油通道。工作时，压缩空气从气孔8中高速喷出，与从油孔7喷出的污油在混合孔9内高速撞击，污油被撕碎成细小油滴。雾化后的小油滴与燃烧风机供入的燃烧空气充分混合，然后在燃烧室中燃烧。这种燃烧器雾化效果好，与空气混合均匀，燃烧迅速，炉膛负荷高，污油在炉内燃烧时间短，焚烧量大。其缺点是对污油中颗粒的直径要求较高，需要将粒径控制在0.8mm以下，否则喷嘴容易堵塞。,“育鲲”轮焚烧炉污油燃烧器的原理图,控制屏,焚烧炉控制屏,F1 图像左移 屏幕编号减小F2 图像右移 屏幕编号增加F3 增大给定值F4 减小给定值ENTER 确认及报警复位ESC 取消或退出,
4、操作方法,1.起动焚烧炉的准备工作。2.焚烧固体垃圾（1）起动焚烧炉。（2）起动预加热。（3）火焰控制。（4）起动燃烧。（5）二级燃烧器的自动起停。（6）一级燃烧器的自动起停。（7）停止燃烧。（8）停止焚烧炉。3焚烧污油（1）起动焚烧炉。（2）起动预加热（3）火焰控制。（4）起动燃烧。（5）二级燃烧器的自动起停。（6）一级燃烧器的自动起停。（7）停止燃烧。（8）停止焚烧炉。,控制系统组成,焚烧炉控制箱,控制参数,一、炉膛温度二、炉膛压力三、进气量四、排烟温度,PLC控制原理,可编程控制器基本结构示意图,“育鲲”轮PLC,焚烧炉系统主电路,PLC外围接线图,垃圾燃烧控制流程,控制参数的耦合关系,
5、负压控制的改进方案,在焚烧炉运行过程中对风门挡板按一定的压力范围阶段性自动调节是非常必要的，所以如果能够将炉膛压力信号作为一个被控量受PLC控制，PLC结合炉膛温度和压力两个参数，在给定的范围内适时控制一个调风门驱动机构（可以像内加料门一样采用气动执行机构实现），使风门挡板在几个特定位置（位置可以通过微动开关检测）之间转换，实现压力和温度均能够保持在要求范围内，届时整个控制系统就会更加完善。,故障现象,“育鲲”轮焚烧炉在焚烧固体垃圾时出现内加料不能开启的故障，具体现象就是正常起动运行后，跟据使用说明，在二级燃烧室温度达到400，并且一级燃烧器点火成功后，按下加料按钮，内加料门不动作。,内加料门
6、启闭原理图,内加料门启闭原理图,内加料门启闭的执行机构，7bar的压缩空气经过电磁阀，到达气动闸阀，开启或关闭内加料门，节流阀可以用来调节空气流量，进而改变内加料门的启闭速度。电磁阀的通断是由加料按钮控制，但还必须满足外观条件（外观条件即可以从焚烧炉装置直接看到的条件）有：压缩空气压力足够，焚烧炉二级燃烧室温度达400以上，一级燃烧器点燃及外加料门锁闭等。,设计不足之处,本焚烧炉采用较为先进的PLC控制系统，基本实现了整个运行过程的自动化。但是在焚烧垃圾的时，垃圾送入炉膛的指令必须通过人员操作加料按钮实现，而从焚烧炉起动到二级燃烧室温度达到400最少都需要半个小时，此过程中操作人员就得一直待在
7、操作现场或者不间断巡视，而机舱值班人员有限，很明显会影响工作效率，并且也不利于实现机舱自动化。,改进方案,鉴于以上缺陷，作如下改进：将加料按钮这个开关量由PLC自己产生，取消加料按钮。具体有两个方案：方案一，结合前面提到的内加料门启闭的控制特点，可知内加料门继电器在整个内加料门启闭控制过程中只是控制加料门开启指示灯的明灭，因此可以再加以利用，用其一组常开辅助触点代替加料按钮的输入。方案二，可以在PLC输出模块上再接一个接触器，用其一组常开的辅助触点代替加料按钮。,结论,焚烧炉是非常重要的防污染设备,尤其对于远洋船舶。焚烧炉的正常工作,保证及时处理掉船舶运营中产生的固体垃圾和污油，对于防止船舶造
8、成污染和应对各港口PSC检查意义重大，用 PLC 改进现有船舶的焚烧炉，使其更加自动化和智能化，是一种实用、经济、有推广价值的技术。在轮机设备的日常管理中，要根据设备的运行原理和结构，结合说明书的具体使用要求，对其进行必要的维修保养和检查工作,要特别注意直接与环境接触的各部件的维护。设备发生故障时，分析思路要清晰，排除故障的方法要正确，这就要求我们把握整个系统，将控制电路和机械部件的分析相结合，另外维修保养设备的过程中也要不断创新，在理解的基础上提高工作能力，改进设备状况，这也是对我今后学习和工作提出的更高要求和努力方向。,致谢,衷心的感谢各位老师，在我学习期间的悉心栽培，给予了我极大地鼓励和帮助，在学习上给予了我严谨、耐心的指导，在生活上给与了我亲切、热情的关怀。老师们渊博的学识、谦逊、谨慎的治学作风，一丝不苟、尽职尽责的工作态度以及正直的为人之道，都将是我终身受益，并激励我始终刻苦努力。在此，我向各位老师表示崇高的敬意和衷心的感谢。特别感谢冯伟老师对我细心地的指导，使我能顺利地完成整个论文的写作。,
