作品名稱：船舶電氣設備管理與維護
學校名稱：煙臺職業學院
參賽隊伍：船用輔鍋爐電氣控制系統故障診斷
參賽學生：無
指導老師：陳雷
一、 任務引入
現代船舶艙室機械包括輔鍋爐、冷藏設備等。艙室機械設備的可靠性維系著船舶及船員的安全，因此艙室機電設備的日常維護是必不可少的，同時對于典型的常見故障的分析及處理也是至關重要的。
二、相關知識
（一）船用輔鍋爐電氣控制系統的維護與檢修
1. 船舶輔鍋爐電氣控制系統的技術要求
主機為柴油機的船舶，一般都裝設輔助燃油鍋爐以便供熱。我國船舶多采用1.8t/h+ 的自動燃油鍋爐，汽壓為294～686kPa，對其控制系統的主要技術要求如下：
（1）鍋爐系統的控制箱應集中裝設在鍋爐附近。
（2）鍋爐控制系統應具有手動和自動控制，自動控制失效時，能很方便地切換到手動控制。
（3）自動燃油鍋爐控制裝置一般包括有：
1）自動調節系統
①水位自動控制環節：鍋爐內低水位時，水泵自動起動給水；到達高水位時，自動停止給水；當水位降到危險水位時，能發出聲光報警信號，并使全部系統停止工作。
②蒸汽壓力自動控制環節：鍋爐內蒸汽壓力下降到下限值時，能自動點火燃燒；壓力達到上限時，自動熄火；壓力達到最大壓力值時，能夠發出聲光報警，并自動打開安全閥放汽降壓。
③燃油溫度自動調節環節：能自動保持燃油的適宜溫度。
2）程序控制器
鍋爐的點火燃燒應按一定程序進行，接通電源，按下自動起動按鈕后，系統按以下程序工作：
風機首先運行向爐膛內鼓風，進行預掃氣，經一定時間后燃油泵起動，隨后點火變壓器有電，開始點火，然后點火油頭噴油（一般采取火等油原則）。
若點火成功，光敏電阻發出信號，點火停止，同時主油頭開始噴油，風機和燃油泵進入正常工作。對有風油比例調節的自動鍋爐，點火成功后，調節器根據蒸汽壓力變化對風油按比例自動調節。
若點火失敗，點火和噴油自動停止，同時進行后掃氣，掃氣結束后，進行聲光報警。有的鍋爐可自動進行第二次點火，若再失敗，則報警。
鍋爐正常燃燒使蒸汽壓力達到上限壓力時，自動熄火，后掃氣，同時高壓狀態指示燈亮。蒸汽壓力降低到下限時，自動點火燃燒，程序同前。
3）自動保護和聲光報警
在下列情況下自動保護動作并報警：
危險水位時，自動熄火，后掃氣，報警；蒸汽壓力達到最大時，自動熄火，放汽并報警；點火失敗時，自動熄火，后掃氣，報警。
應當指出，船舶輔鍋爐的自動控制系統比較復雜，線路的種類也很多，但是不管哪一種控制線路（或方案），都離不開上述的基本技術要求。對于維修人員來說，只有掌握了這些技術要求，才能有的放矢地分析實船應用的鍋爐的控制原理，它具有哪些功能，由哪些元器件和線路實現哪一個功能。當發生故障時（ 即系統中某個功能不能完成時），就可很方便地檢查這些元件和線路，所以，這里在講述設備電氣控制系統維修時，都首先介紹該設備和技術要求，其目的也在于此。
2.鍋爐控制系統的維護
表1 鍋爐自動控制系統的維護內容及要求
項目 | 周期 | 維護內容及要求 |
控制系統 | 1次/2個月 | 順序控制器的程序動作靈活可靠，進行人工操作時，聲光報警安全設施有效、正常 |
點火系統 | 1次/2個月 | 檢查點火棒間隙、棒極的絕緣極的絕緣性能以及光敏元件和電磁閥的工作情況。 保持光敏元件的良好透光度，光敏元件要定期輪換使用 |
給水系統 | 1次/2個月 | 自動給水控制器及水位傳感器的動作是否靈敏可靠，水密是否良好 |
風油調節裝置 | 1次/2個月 | 自動給水控制器及水位傳感器的動作是否靈敏可靠，水密是否良好 |
廢氣鍋爐機械傳動 | 1次/2個月 | 檢查三相換向閥的電氣及機械傳動部分是否靈活可靠 |
鍋爐自動控制系統的維護按表1進行。
鍋爐控制系統日常維護應注意下列各點：
（1）定期清潔控制箱，清潔多回路時間繼電器及其他繼電器和接觸器的觸點，防
止油水進入控制箱。
（2）經常檢查點火系統的絕緣，尤其是點火棒的絕緣；清潔點火棒尖端結炭：定期檢查各電動機絕緣電阻；監視電動機運行時的發熱情況。
（3）清潔水位觀察器，防止水垢積存，保持玻璃透明。
（4）保持聲光報警裝置處于良好狀態，及時更換損壞的指示燈泡。
3.鍋爐電氣控制系統的常見故障檢修
不管采用何種類型的鍋爐，其自動控制環節是類似的。概括地講，輔助鍋爐的自動控制環節主要包括：水位自動調節、蒸汽壓力自動控制、燃燒程序控制以及警報和保護環節。圖1是船舶輔助鍋爐電氣自動控制系統框圖。
圖1 船舶輔助鍋爐電氣自動控制系統框圖
1—蒸汽壓力傳感器；2—供油電磁閥；3—點火變壓器；4—火焰傳感器；5—鍋爐水位傳感器
（1）蒸汽壓力自動控制環節的常見故障及其分析
故障現象1：比例控制系統的鍋爐在燃燒時，蒸汽壓力和溫度不能自動維持正常值，波動比較大。
故障分析：主要原因是由于風油比例調節器工作不正常。
首先，應檢查壓力調節器的整定值是否變化，其本身工作是否正常，運動部件是否被卡死，它所帶動的電位器的滑動觸點是否接觸良好；
其次，檢查電動比例操作器、伺服電機工作是否正常，其控制電路各器件是否有損壞，它所帶動的反饋電位器的滑動觸點是否接觸良好；
此外，還應檢查回油調節閥是否卡死，風油擋板連接螺釘是否松脫。
故障現象2：鍋爐點火過于頻繁。
故障分析：
①對于雙位控制系統，壓力繼電器的上下限偏差大小，會造成鍋爐頻繁點火；
②對于比例控制系統，如果電動比例操作器不能隨蒸汽壓力的變化而自動調節風油比例時，經常會使點火過于頻繁。
故障現象3：鍋爐不能按原先的設定值點火、熄火。
故障分析：其主要原因是壓力繼電器上、下限值調整出現偏離或是比例調節系統參數調整不當。
（2）程序控制環節的常見故障及其分析
故障現象1：鍋爐點火不著。
故障分析：分析此故障應從電路和油路兩個方面分別考慮。
從電路方面：
①首先檢查點火火花，將點火電極棒從爐內抽出，按起動按鈕，觀察點火電極是否有電火花，如果沒有火花，則應該檢查點火變壓器及其控制回路是否存在開路等故障；
②如果點火變壓器及其控制回路均正常，則應檢查電極及其引線的對地絕緣和相互間絕緣，檢查其絕緣套管是否損壞，檢查電極是否被油泥粘結，表面是否結炭，電極間隙是否過大或過小，電極與噴油嘴端部位置是否合適等；
③如果有點火火花而不能點燃，則應檢查油頭電磁閥是否動作；
④如油頭電磁閥不動作，首先用萬用表檢查電磁閥是否有工作電壓，若有則說明電磁閥本身故障，應予更換；
⑤若電磁閥線圈沒有工作電壓，則應檢查控制電路，重點檢查油壓繼電器是否動作，油壓是否建立，油溫是否過低，油溫繼電器是否出現故障；
⑥若油壓、油溫均正常，則需進一步檢查相應的電氣控制線路。
從油路方面：
可以先將噴油嘴抽出，檢查油嘴是否噴油。經常造成點火不著的原因是油嘴堵塞、管路堵塞、燃油壓力不足。另外燃油溫度過低、粘度大，造成噴油困難、霧化不好，也會點不著火。
故障現象2：鍋爐不能自動起動。
故障分析：
①首先將操縱方式切換到手動，如果還不能起動，則按故障現象" 來進行處理；
②如果手動能起動，則說明故障出在時序控制器或是外圍電氣元件上（ 壓力、溫度、液位繼電器等），應先重點檢查與時序控制器有關的各外圍電氣元件、各安全保護元件是否動作；
③然后按下自動起動按鈕，檢查風機、油泵是否運行，檢查凸輪電動機（對有觸點時序控制器而言）是否轉動，軸上所帶的各微動開關是否有動作異常現象；
④另外還要檢查各相關接線柱連接情況等。
故障現象3：鍋爐點火燃燒后運行期間突然熄火。
故障分析：出現此故障的原因很多：
①火焰檢測環節故障，首先要檢查火焰傳感器本身老化、感光窗是否被油灰沾污，然后進一步檢查的火焰監視電路是否有元件損壞；
②對于風油比例控制的鍋爐，當鍋爐蒸汽壓力與設定值偏差較小時，應該減小風門和油門，來維持蒸汽壓力和溫度，如果操作器失去控制仍以大風量大油門燃燒，則很快使蒸汽壓力升高而自動熄滅停爐；另外風門機械拉桿調整不當也常會使鍋爐熄火，例如操作器給出小油門時卻給出大風門；
③自動保護用的外圍傳感器故障；
④燃油電磁閥線圈燒壞；
⑤程序控制器故障。
（3）警報及保護環節
在輔助鍋爐運行過程中，為了達到安全、可靠、無人值班的目的，除了對鍋爐水位與燃燒采用自動控制外，還必須對各種危險工況采取安全保護措施。當設置安全保護裝置后，一旦在鍋爐點火、升汽或運行中產生異常情況，相應的感受元件就能檢測故障產生的原因，并發出聲光報警，迫使鍋爐熄火，后掃風，以免產生各種事故，導致鍋爐及各種設備的損壞甚至傷及人身安全。概括地講，對于不同類型的鍋爐，主要有以下幾種安全保護環節：
①極限低水位：由液位控制器檢測；
②蒸汽壓力過高：由壓力調節器檢測；
③點火失敗、異常熄火：由火焰傳感器檢測；
④燃油壓力過低：由油路壓力繼電器檢測；
⑤燃油溫度過高或過低：由溫度調節器檢測。
