CN108916858A - 一种锅炉水位控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种锅炉的控制方法，通过第一空气延时开关，在锅炉水跟着船舶摇动的时候，延迟一定的时间后水位还保持的情况才动作，从而防止给水泵启动频繁甚至误操作；通过气动计算器的信号、水位压差变送器并联连接电压比较电路，电压比较电路的信号传给调节器，给水调节阀，气动薄膜调节阀与蒸汽调节阀通过管路连接，气动计算器的信号u1与水位压差变送器的信号u2进行比较，所述电压比较器的信号传给调节器，从而控制给水调节阀的开度，避免了给水泵因为虚假水位的进行相反的操作，保证水位的变化与锅炉用量相同，整个控制方法能够尽量保持锅炉水位的正常。

Description

一种锅炉水位控制方法

技术领域

本发明涉及锅炉自动控制系统，特别涉及一种锅炉水位控制方法。

背景技术

柴油机货船辅锅炉由于蒸发量小，蒸汽压力低，为了简化其控制系统，一般对水位都是双位控制，当水位下降到允许的下限水位时候，自动启动给水泵向锅炉供水，停止向锅炉供水，因此锅炉在工作期间，其水位时在允许的上、下限之间波动，不会稳定在某一个水位上。这种双水位控制方式通常用浮子式和电极式，其中，电子式利用锅炉水的导电性能实现，但是现有的控制方式中，通常只能根据水位实现一元控制，但是在日常运用中，锅炉中炉水有一部分是汽泡，这种汽泡不断在受热面上形成，随后脱离受热面升起并进入锅炉的蒸汽空间。对于现代船用锅炉，水面下的总蒸汽量可以达到全部水容积的15％-20％，水面下的蒸汽总量与锅炉的蒸发量和气压有关，蒸发量越大、气压越小，水面下的蒸汽总容积越大，因此，锅炉在稳定的工况时候，水位与水面下的蒸汽容积有关，在负荷突然变化的短时间内，水位的变动主要取决与水面下蒸汽容积的变化，这是因为锅炉在运行时候，炉水的稳定接近于锅炉压力的饱和蒸汽温度，假如蒸汽流量突然变得太大，而炉膛中的燃烧还没来得及随之变化，锅炉气压就要降低，蒸汽的饱和温度随之下降，这样会使水面下的蒸汽比容增大，造成水面下蒸汽总容积增大；另一方面，由于炉水变成过热水，将产生更多气泡也使水面下蒸汽容积增大，由于自蒸发现象，尽管在蒸汽流量大于给水量的情下，水位却虚假的升高，反之，当锅炉负荷突然减小时候，尽管给水量大于蒸汽流量，水位会虚假的下降，如果完全根据水位的高低控制给水泵，会有可能产生相反的操作，造成锅炉水位波动过大，甚至危险。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种机构简单，能够控制椅背的倾仰到任意角度，并能调整椅背倾仰力度的座椅底盘。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种锅炉水位控制方法：当液面下降到允许的下限水位时候，高位电极、中位电极露出水面，第一空气延时开关开始计时，若高位电极、中位电极保持露出水面的时间超过了第一空气延时开关的设定时间，则第一空气延时开关切断了No1二极管桥式整流器的交流电路，第一继电器断电，第一继电器的常开开关断开，其常闭开关闭合，接触器通电动作，触点闭合，给水泵打水，锅炉水位不断升高，同时，连接电极室的水位压差变送器将水位高度变化信号转换成电压信号，并传送给电压比较器，另一面，蒸汽流量变送器，把蒸汽流量的信号转换成相应的标准电压信号，经过气动计算器处理后也传送给电压比较器，气动计算器的信号u1与水位压差变送器的信号u2进行比较，所述电压比较器的信号传给调节器，从而控制给水调节阀的开度。

其中，当蒸汽流量过大时候，通过蒸汽压力使气动薄膜调节阀的动作，膜片变形往下压，阀杆下移，弹簧受压缩，阀芯下移，所述阀芯固定磁铁，所述磁性开关设置在磁铁的正下方，磁铁在阀芯带动下往下移动并使磁性开关动作，备用给水泵运作并往锅炉打水，强行给锅炉补充水。

调节器的信号传给给水调节阀，调节器根据电压比较器的信号给予给水调节阀控制信号，给水调节阀中，伺服放大器接受调节器、位置发送器的信号并将两个信号作比较，得到偏差信号，但偏差信号>0时候，偏差信号经过伺服放大器功率放大后，驱动伺服电机转动，输出轴位的在与输入信号相对应的位置上，此时给水调节阀的开度与调节器的信号吻合。所述伺服电机接受伺服放大器的信号，经过减速器减速后，驱动水调节阀的开度，给水调节阀的开度与调节器的信号吻合，锅炉水位快速上升

当水位超过中位电极的时候，第一继电器保持断电。当水位达到高位电极的时候，高位电极、中位电极均浸在水里，第一空气延时开关开始计时，高位电极、中位电极均浸在水里的时间超过预定时间后，No1二极管桥式整流器构成交流通路，第一继电器通电，常闭开关断开，接触器断开，给水泵、备用水泵均停止。

上述方案中，还包括一个步骤：若锅炉水位下降到低水位并且低位电极露出水面的时间达到第二空气延时开关设定的时间时候，通过第二继电器强行使锅炉的点火或者喷油泵、空气开关等(图中没有显示)强行停止，保护锅炉被破坏。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

(一)本控制方法通过第一空气延时开关，在锅炉水跟着船舶摇动的时候，第一空气延时开关延迟一定的时间才让给水泵启动，强调的是水位在一段时间内还保持空气开关启动条件的情况才让给水泵动作，从而防止给水泵启动频繁甚至误操作。

(二)气动计算器的信号、水位压差变送器并联连接电压比较电路，电压比较电路的信号传给调节器，给水调节阀，气动薄膜调节阀与蒸汽调节阀通过管路连接，气动计算器的信号u1与水位压差变送器的信号u2进行比较，所述电压比较器的信号传给调节器，从而控制给水调节阀的开度，避免了给水泵因为虚假水位的进行相反的操作，保证水位的变化与锅炉用量(负载)相同。

(三)当蒸汽流量过大时候，通过蒸汽压力使气动薄膜调节阀的动作，膜片变形往下压，阀杆下移，弹簧受压缩，阀芯下移，所述阀芯固定磁铁，所述磁性开关设置在磁铁的正下方，磁铁在阀芯带动下往下移动并使磁性开关动作，备用给水泵运作并往锅炉打水，强行给锅炉补充水，使水位尽可能与保持在正常水平，防止因为蒸汽流量过大时候，给水泵的供水量达不到要求。

附图说明

1-锅炉；2-第二继电器；3-第二空气延时开关；4-No2二极管桥式整流器；5-第一继电器；6-第一空气延时开关；7-No1二极管桥式整流器；8-接触器；9-高位电极；10-中位电极；11-低位电极；12-给水泵；13-电极室；14-磁性开关；15-备用给水泵；16-给水调节阀；17-蒸汽调节阀；18-水位压差变送器；19-电压比较电路；20-气动计算器；21-蒸汽流量变送器；22-气动薄膜调节阀；23-调节器；24-膜片；25-弹簧；26-阀杆；27-阀芯；28-磁铁；161-伺服放大器；162-伺服电机；163-减速器；164-位置发送器；51-常开开关；52-常闭开关；81-触点。

图1是锅炉水位控制装置的整体结构图。

图2是备用水泵、给水调节阀控制原理图。(虚线表示电连接)

图3是气动薄膜调节阀的剖视图。

图4是给水调节阀的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

参照图1和图2，一种锅炉水位控制装置，包括给水泵12、给水调节阀16、蒸汽调节阀17、电极室13和给水泵控制系统，所述给水泵控制系统包括第一继电器5、第二继电器2、控制给水泵12的接触器8，所述电极室13与锅炉1相通并且电极室13接地，电极室13中设高位电极9、中位电极10、低位电极11，所述第一继电器5连接在No1二极管桥式整流器7(c、d端)，所述第一继电器5与No1二极管桥式整流器7的d端之间设有第一空气延时开关6，No1二极管桥式整流器7的负极、第一继电器5的负极都与高位电极9连接，第一继电器5的常开开关51与中位电极10连接，第一继电器5的常闭开关52设置在接触器8的电路上，所述第二继电器2连接在No2二极管桥式整流器4(c、d端)，第二继电器2与No2二极管桥式整流器4的d端之间设有第二空气延时开关3，所述第二继电器2的负极、No2二极管桥式整流器4的负极与低位电极11连接；

本装置还包括一个备用水泵15，所述蒸汽调节阀17连接蒸汽流量变送器21，蒸汽流量变送器21连接气动计算器20，所述电极室13连接水位压差变送器18，所述气动计算器20的信号、水位压差变送器18并联连接电压比较电路19，电压比较电路19的信号传给调节器23，调节器23的信号传给给水调节阀16，所述备用给水泵15其中一路由磁性开关14控制，所述磁性开关14设置在气动薄膜调节阀22的输出端，气动薄膜调节阀22与蒸汽调节阀17通过管路连接。所述备用水泵15的出口与给水泵12出口并联并共同连接给水调节阀16。

参照图3，所述气动薄膜调节阀22包括膜片24、阀杆26，套在阀杆26上的弹簧25以及阀芯27，所述阀芯27固定磁铁28，所述磁性开关14设置的磁铁28的正下方，在气动薄膜不动作时候，磁性开关14与磁铁28之间有一段距离。

参照图4，所述给水调节阀16包括伺服放大器161、伺服电机162、减速器163以及位置发送器164。

一种锅炉水位控制方法：锅炉1液面水位下降，电极室13的水位压差不断变化；

当液面下降到允许的下限水位时候，高位电极9、中位电极10露出水面，第一空气延时开关6开始计时，若高位电极9、中位电极10保持露出水面的时间超过了第一空气延时开关6的设定时间，则第一空气延时开关6切断了No1二极管桥式整流器7的交流电路，第一继电器5断电，第一继电器5的常开开关51断开，其常闭开关52闭合，接触器8通电动作，触点81闭合，给水泵12打水，锅炉1水位不断升高，同时，连接电极室13的水位压差变送器18将水位高度变化信号转换成电压信号，并传送给电压比较器19，另一面，蒸汽流量变送器21，把蒸汽流量的信号转换成相应的标准电压信号，经过气动计算器20处理后也传送给电压比较器19，气动计算器20的信号u1与水位压差变送器18的信号u2进行比较，所述电压比较器19的信号传给调节器23，从而控制给水调节阀16的开度。

其中，当蒸汽流量过大时候，通过蒸汽压力使气动薄膜调节阀22的动作，膜片24变形往下压，阀杆26下移，弹簧25受压缩，阀芯27下移，所述阀芯27固定磁铁28，所述磁性开关14设置在磁铁的正下方，磁铁28在阀芯27带动下往下移动并使磁性开关14动作，备用给水泵15运作并往锅炉1打水，强行给锅炉补充水。

若锅炉1水位下降到低水位并且低位电极11露出水面的时间达到第二空气延时开关3设定的时间时候，通过第二继电器2强行使锅炉1的点火或者喷油泵、空气开关等(图中没有显示)强行停止，保护锅炉被破坏。

调节器23的信号传给给水调节阀16，调节器23根据电压比较器19的信号给予给水调节阀16控制信号，给水调节阀16中，伺服放大器161接受调节器23、位置发送器164的信号并将两个信号作比较，得到偏差信号，但偏差信号>0时候，偏差信号经过伺服放大器161功率放大后，驱动伺服电机162转动，输出轴位的在与输入信号相对应的位置上，此时给水调节阀16的开度与调节器23的信号吻合。所述伺服电机162接受伺服放大器161的信号，经过减速器163减速后，驱动水调节阀16的开度，给水调节阀16的开度与调节器23的信号吻合，锅炉1水位快速上升。

当水位超过中位电极10的时候，第一继电器5保持断电。当水位达到高位电极9的时候，高位电极9、中位电极10均浸在水里，第一空气延时开关6开始计时，高位电极9、中位电极10均浸在水里的时间超过预定时间后，No1二极管桥式整流器7构成交流通路，第一继电器5通电，常闭开关52断开，接触器8断开，给水泵12、备用水泵15均停止。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种锅炉水位控制方法：当液面下降到允许的下限水位时候，高位电极(9)、中位电极(10)露出水面，第一空气延时开关(6)开始计时，若高位电极(9)、中位电极(10)保持露出水面的时间超过了第一空气延时开关(6)的设定时间，则第一空气延时开关(6)切断了No1二极管桥式整流器(7)的交流电路，第一继电器(5)断电，第一继电器(5)的常开开关(51)断开，其常闭开关(52)闭合，接触器(8)通电动作，触点(81)闭合，给水泵(12)打水，锅炉(1)水位不断升高，同时，连接电极室(13)的水位压差变送器(18)将水位高度变化信号转换成电压信号，并传送给电压比较器(19)，另一面，蒸汽流量变送器(21)，把蒸汽流量的信号转换成相应的标准电压信号，经过气动计算器(20)处理后也传送给电压比较器(19)，气动计算器(20)的信号u1与水位压差变送器(18)的信号u2进行比较，所述电压比较器(19)的信号传给调节器(23)，从而控制给水调节阀(16)的开度；

其中，当蒸汽流量过大时候，通过蒸汽压力使气动薄膜调节阀(22)的动作，膜片(24)变形往下压，阀杆(26)下移，弹簧(25)受压缩，阀芯(27)下移，所述阀芯(27)固定磁铁(28)，所述磁性开关(14)设置在磁铁的正下方，磁铁(28)在阀芯(27)带动下往下移动并使磁性开关(14)动作，备用给水泵(15)运作并往锅炉(1)打水，强行给锅炉补充水；

调节器(23)的信号传给给水调节阀(16)，调节器(23)根据电压比较器(19)的信号给予给水调节阀(16)控制信号，给水调节阀(16)中，伺服放大器(161)接受调节器(23)、位置发送器(164)的信号并将两个信号作比较，得到偏差信号，但偏差信号>0时候，偏差信号经过伺服放大器(161)功率放大后，驱动伺服电机(162)转动，此时给水调节阀(16)的开度与调节器(23)的信号吻合。所述伺服电机(162)接受伺服放大器(161)的信号，经过减速器(163)减速后，驱动水调节阀(16)的开度，给水调节阀(16)的开度与调节器(23)的信号吻合，锅炉(1)水位快速上升；

当水位超过中位电极(10)的时候，第一继电器(5)保持断电。当水位达到高位电极(9)的时候，高位电极(9)、中位电极(10)均浸在水里，第一空气延时开关(6)开始计时，高位电极(9)、中位电极(10)均浸在水里的时间超过预定时间后，No1二极管桥式整流器(7)构成交流通路，第一继电器(5)通电，常闭开关(52)断开，接触器(8)断开，给水泵(12)、备用水泵(15)均停止。

2.根据权利要求1所述的一种锅炉水位控制方法，其特征在于，还包括一个步骤：若锅炉(1)水位下降到低水位并且低位电极(11)露出水面的时间达到第二空气延时开关(3)设定的时间时候，通过第二继电器(2)强行使锅炉(1)的点火或者喷油泵、空气开关强行停止，保护锅炉避免被破坏。