船舶电气设备ch11

上海海事大学电气系刘以建制作船舶电力拖动系统第十一章辅助机械的电力拖动与控制第1章第2页本章内容介绍几种典型的船舶机舱中的辅助机械及其自动控制系统泵浦的自动切换电路分油机的自动控制油水分离器的自动控制船舶冷藏箱设备的自动控制船舶辅助锅炉第1章第3页11.1备用泵的自动切换控制电路现代自动化船舶机舱中的重要泵浦的自动控制：•双泵冗余，互为备份；•组合起动屏：特点---集中馈电，集中管理•多种控制形式：自动/手动、机旁/遥控•PLC控制，网络通讯（现场总线）。需确保运行的可靠性第1章第4页控制线路原理和运行分析泵浦的自动切换控制原理基本相同以主滑油泵为例主滑油泵控制线路M1M2出口压力检测主机润滑系统滑油日用柜起动器电气故障机械故障起动器电气故障机械故障1#泵控制器2#泵控制器电源1电源2由起动器控制单元、继电-接触器（PLC）电路和主电路组成滑油泵第1章第5页主滑油泵的运行控制主滑油泵电动机的起动方式按时间原则的自耦变压器降压起动多地点控制–集控室或主配电屏触摸屏–组合起动屏–就地控制箱主滑油泵电动机的起/停控制：–手动–自动主滑油泵控制线路第1章第7页泵的自动切换三种情况下备用泵将会自动切换起动：•运行泵电动机过载（或起动失败）•运行泵电动机突然失电•运行泵出口压力下降，延时确认自动切换时产生声光报警第1章第8页水泵自动切换控制线路SA-手动、自动切换控制开关。KT1-时间继电器，用于延时压力监视投入。KT2-时间继电器，用于压力波动延时自动切换，防止频繁误动作。KP-压力继电器。3KA-自动切换继电器。第1章第9页泵的顺序起动–因某种原因电网失电后，所有泵浦都停止运行，电网恢复供电后，各组原来运行泵浦应按事先设定的时间顺序逐台起动，防止电网超负荷。第1章第10页11.2分油机的自动控制分油机Purifier用途–去除油中的水分、杂质分类：•燃油（FuelOil）分油机•柴油（DieselOil）分油机•滑油（Lub.Oil）分油机分油机原理第1章第11页分油机的工作原理ALFA-LAVALFOPX613TFD-20型分油机及EPC-400型控制系统图11-3FOPX型分油机自动控制系统组成系统仿真第1章第12页FOPX型分油机自控系统1输入信号：•温度开关PT1、PT2和温度传感器PT3；•FS是低流量开关；•高压开关PS1用于监视净油出口压力；•低压开关PS2，提供排渣口是否打开的反馈信号•WT200型水分传感器（MT4）能精确地检测净油中的含水量•振动传感器EPC-400型自动控制和监视装置实现对FOPX型分油机的监控功能。图11-3第1章第13页2输出信号EPC-400型装置的输出的信号有：–电磁阀驱动–运行工况的指示灯–5位数码显示第1章第14页FOPX型分油机的控制过程分油机的运行过程为时序控制第1章第15页分油时序–分油初期，开启MV5间歇排水–开启MV16间歇补偿关盘水排渣时序–P70开启MV10置换水–开启MV16关盘水–P72开启MV15开盘水–P78开启MV10水封水第1章第16页何时启动排渣程序：1，P60定时到2，P61定时期间净油中的含水量高3，人工按“排渣按钮”FOPX分油机特点：不停油排渣。如何防止跑油：1，控制排渣口开启时间---0.1s2，出口高低油压检测第1章第17页运行状态监视和参数调整第1章第18页11.3油水分离器的自动控制船舶舱底水中混有各种油类、淤泥、杂质和其他沉积物。船舶污水处理这种污水，特别是含油类较多的污水如果不加处理直接排放至船外，会造成航行水域和停泊水域的严重污染。国际海事组织（IMO）MARPOL73/78防污公约规定：凡10000总吨及以上的任何船舶，应装有滤油设备和当排出物的含油量超过15ppm时能发出报警并自动停止含油物排放的装置。第1章第19页油水分离器油水分离器的用处：–利用物理处理方法，将污水中的油分分离出来。任务：包括水中含油浓度的监测、浓度超标报警、分离后满足标准的污水排出舷外以及被分离出来的污油自动排放到污油柜中等。第1章第20页油水分离系统的组成油分浓度监测报警器污水柜污油柜污水泵海水淡水控制箱气动三通电磁阀油位传感器气源第1章第21页油水分离器结构及原理22-蒸汽加热器21-多孔板6-分离膜柱4-聚合装置12-电动阀11-电极19-安全阀10-压力表图11-7SMT-5A型油水分离器内部结构示意图重力分离；聚合；吸附。第1章第22页油水分离系统的控制功能：–自动排油控制–污水排出舷外控制油水分离系统第1章第23页自动排油控制KRV-22N型单电极式检测控制器–控制集油腔中污油的自动排放11电容式：根据油水导电性的差异检测油水分解面C油水分离系统第1章第24页油分浓度检测报警器超声波－使油水乳化压力调节根据透光度检测含油浓度光电式传感器－污水排出舷外控制油水分离系统油分浓度检测装置：第1章第25页油水分离系统起何作用？如何进行污水排出舷外控制？第1章第26页船舶制冷装置自动控制船舶应用：冷库：食品保鲜－肉库、鱼库、菜库空调冷藏舱、冷藏集装箱：货物的冷藏贮运控制空气干燥机第1章第27页一、船舶制冷系统的基础知识压缩式制冷装置的主要组成部件是制冷压缩机，它又可分为活塞式、螺杆式和离心式，实用中以活塞式为多见。按工作原则不同，制冷装置可分类为：压缩式、吸收式、真空式及半导体式，船上用得最多的是压缩式。第1章第28页制冷基本原理制冷剂由液态气态吸热放热液态的循环过程氟利昂12（F12）•一个标准大气压（105Pa)下气化温度为-29.8℃•74×104Pa(7.59kg.f/cm2)的压力下它的饱和温度（冷凝）升高到30℃。制冷剂选择气化温度很低的液体第1章第29页压缩式制冷装置基本组成及工作程序制冷系统积储器M蒸发器冷凝器压缩机冷库滤器温度控制压力继电器控制箱膨胀阀电磁阀温度设定温包膨胀阀---对制冷剂进行节流、降压，自动调节进入蒸发器的冷剂量海水第1章第30页二、船舶制冷装置自动控制(一)、温度自动控制–利用温度继电器与电磁阀，实现对冷库温度的控制–库温双位控制。(二)、压力自动控制（制冷剂循环控制）–通过低压继电器（压缩机吸口）的双位控制，自动起停压缩机，起调节和保护的作用。压力太低（真空）易使外界空气进入吸口压力起停第1章第31页高压继电器以压缩机的排出压力为信号，控制压缩机的控制电路，不论何种原因使排出压力超过高压继电器整定值时，压缩机将自动停车。直到故障排除后方能恢复工作。(三)、通过高压继电器实现高压保护第1章第32页压缩式制冷装置中低压继电器和高压继电器各起何作用？第1章第33页船舶辅助锅炉自动控制船舶辅助锅炉是船舶动力装置的重要组成部分。在柴油机提供推进动力的船舶上，辅助锅炉产生的蒸汽主要用于加热燃油、滑油、水以及提供各种生活用汽。我国船舶多采用1.8t/h的自动燃油锅炉、汽压为294~686kPa油船还用于加热货油、驱动货油泵第1章第34页船舶燃油锅炉系统结构示意图加热器HFODO水位检测风门风机火焰探测膨胀水柜点火器给水泵油泵汽压检测安全阀电磁阀炉堂补水汽水循环（半封闭）供汽回汽第1章第35页船舶辅锅炉电气控制系统1，水位自动控制2，燃烧程序控制3，燃烧比例控制4，（重油）燃油温度控制5，安全保护环节第1章第36页船舶辅锅炉电气控制系统1，水位自动控制：锅炉内低水位时，水泵的自动起动给水；到达高水位时，自动停止给水；当水位降到危险水位时，能发出声光报警信号，并使全部系统停止工作。2，燃烧程序控制：点火程序3，燃烧比例控制：根据汽压大小按比例调节风量油量。锅炉内蒸汽压力下降到下限值时，能自动点火燃烧；压力达到上限时，自动熄灭；压力达到最大压力值时，能够发出声光报警，并自动打开安全阀放汽降压。4，安全保护环节5，（重油）燃油温度控制：能自动保持燃油的温度，便于雾化、充分燃烧。第1章第37页1，水位自动控制作用：保持锅炉水位锅炉内低水位时，水泵的自动起动给水；到达高水位时，自动停止给水；当水位降到危险水位时，能发出声光报警信号，并使全部系统停止工作。水位检测：最高工作水位最低工作水位危险水位安全阀炉堂控制方式：双位式控制连续控制水位检测：电极式浮子式第1章第38页2，燃烧程序控制锅炉的点火燃烧应按一定程序进行，以确保安全运行。点火程序：时序控制凸轮时序控制器PLC锅炉内蒸汽压力下降到下限值时，能自动点火燃烧；压力达到上限时，自动熄灭；压力达到最大压力值时，能够发出声光报警，并自动打开安全阀放汽降压。第1章第39页燃烧程序控制锅炉的点火燃烧应按一定程序进行启动汽压低，水位、油压正常启动风机油泵预扫风40秒打开点火变压器点火，打开点火油门（轻油）光敏电阻点火成功打开主油头（重油），投入燃烧比例控制点火失败关闭点火和喷油，后扫气，声光报警自动重新启动：3次第1章第40页3，燃烧比例控制根据汽压大小按比例调节风量、油量。第1章第41页4，安全保护自动保护和声光报警（1）、危险水位时，自动熄灭，后扫气，报警；（2）、汽压达到最大时，自动熄灭，放汽并报警；（3）、点火失败时，自动熄灭，后扫气，报警。5，（重油）燃油温度控制：能自动保持燃油的温度，便于雾化、充分燃烧。第1章第42页国产2吨立式燃油锅炉控制线路图ABC123456DZ0DZ1DZ2DZ3DZ4DZ5KM1KM2KM4KM5KM3KR1KR2KR3KR4KR5M1M2M3M4M5给水泵备用给水泵鼓风机燃油泵备用燃油泵BFU1FU1～220VKM1KM2KM3KM4KM5KR1KR2KR3KR4KR5KA7KA8KA1KA1KA5KA6KA1KA2KA2KA3KA5KA4KA3DBCYBDDFZXSB1SB2KA1MK1AAK2MK3MAMK4AAK5MAMK6MKAYDSA4SA3KS1KA4KS1KS1KS1R2R1R3KY1KD2KM3FBDgKA4KA3R5R4R12KA3C7C26ZXBFU2FU2R11HL1HL2HL3HL4HL5HL6HL7HL8KS4KS1KA5KA5KA5KA6KM1KM2KM3M3M3～M3～M3～M3～KM4KM5KA5KS2R6SA5KA4KY3KY5KA6KA7KA8KY2KY4K87173KY3KY22ZX777789DLRgC1789101112131415161718192021222324252651504948474645444342414039383734353633323130292827KY23ZX5ZXKY49877774ZXKY4KY52;353;3610;114;19;375;386;39202816;22;411716;26;412125;2834;3410;26;33403310810474443p第1章第43页本章小结水位控制第1章第44页第1章第45页重要泵浦重要泵浦：主机燃油供给泵、主机燃油循环泵、给水泵、中央冷却淡水泵、主冷却海水泵、缸套冷却淡水泵、主滑油泵、艉轴套滑油泵、凸轮轴滑油泵、锅炉水循环泵第1章第46页第1章第47页主配电屏第1章第48页组合起动屏第1章第49页泵控G2G3G1MM汇流排组合起动屏1#滑油泵2#滑油泵1#2#主机滑油日用柜P第1章第50页网络通讯Touchpanel监控计算机/PLC现场总线泵控PLC泵控PLC泵控PLC第1章第51页主滑油泵控制线路第1章第52页第1章第53页第1章第54页分油机结构、原理第1章第55页分油机第1章第56页图11-3所示为FOPX型分油机自动控制系统原理图第1章第57页WT200型水分传感器图11-4WT200型水分传感器结构原理图第1章第58页SIMU1第1章第59页第1章第60页第1章第61页污水处理装置第1章第62页冰机第1章第63页船舶污水处理压载水舱机舱污水井污油柜焚烧炉舱底水井排污监控油水分离装置舷外控制；打印记录：作业起止时间；含油量PPM;排油量：升/海里第1章第64页冷剂循环工作程序示意图实验设备第1章第65页