燃油粘自动控制系统
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船用燃油粘度控制模块的设计要点研究引言在大中型运输船上,主柴油机及发电机组柴油机多使用重油(Heavy Fuel Oil)作为原料,而重油由于杂质多、粘度大,不能直接进入柴油机。
而且出于成本考虑,所使用的重油品质越来越低,HFO (600cst@50deg)正逐渐替代HFO (380cst@50deg)。
重油粘度高,水分杂质多,因此,需要配置一套供油系统,将重油分离、加热,以满足柴油机的对燃油品质的要求。
重油在进入柴油機前,需通过分油机净化去杂质,此后再加热至符合柴油机要求的粘度。
通常,主机燃油喷射粘度要求在12~14cst。
不同品质的燃油粘度与温度的关系,可见下图1。
由此可见,燃油粘度与温度存在特定关系,可以通过调节燃油温度,达到控制燃油粘度的目的。
由于各港口油品的不同,同时在燃油加热过程中会存在一定的波动,直接监控温度会使得燃油进机粘度失真,因此需要监测进机粘度,并将结果反馈至燃油加热调节机构。
这一套粘度控制系统,也是船舶燃油供给系统的核心。
1、燃油供给系统燃油供给系统通常为燃油日用柜至主机燃油进口的一套管路。
由燃油输送泵、自动反冲洗过滤器、混油柜、燃油循环泵、燃油加热器及粘度控制模块等组成。
该系统主要是对日用柜中的燃油进行最终处理,以满足主机的喷油粘度、压力及杂质的要求。
考该系统对主机运行的重要性,其核心装置均设置有备用设备。
如,输送泵、过滤器、循环泵、加热器等均设置有一用一备。
常见的燃油供给系统如图2所示其中A为日用柜燃油入口,在经过燃油输送泵组后,通过自动反冲洗滤器,该滤器的需完全满足主机对燃油杂质的要求,否则会引起喷油嘴堵塞等严重后果。
此后燃油与主机回油在混油柜中混合沉淀后,进入循环泵加压后进入燃油加热器。
加热至适当的温度后,从D出口通过管路进入主机燃油进口。
2、粘度控制及反馈扭转振动粘度计ViscoSense2是针对燃油粘度进行精确测量并调控的设施。
它与粘度及温度测量传感器、传送电缆及界面盒一同构成了粘度测量反馈系统。
燃油黏度控制系统在燃油供油单元FCM的自动控制系统中,采用黏度或温度定值控制是基于同一燃油温度的变化要比黏度的变化灵敏这一事实,特别是在温度传感器经改进后,检测温度很敏感的情况下,可大大提高系统的灵敏性,改善系统的动态特性,同时,两种定值控制可以互为备用,从而也可提高系统的可靠性。
燃油黏度控制系统是由黏度传感器、温度传感器、控制器EPC-50B和加热器构成。
黏度传感器和温度传感器分别检测燃油加热器出口燃油的黏度和温度,并将黏度和温度值按比例转换成标准电流和电压信号送到控制器。
控制器内置具有比例积分(PI)控制规律的软件,可以对重油的黏度或温度进行定值控制,而对柴油只能进行温度定值控制。
但在控制系统开始投人工作或换油切换过程,EPC-50B控制器则根据燃油温升斜坡速率实现温度程序控制。
系统除可现场自动控制外,还可选择遥控;在需要时,还可在本地经转换选择后,实现本地手动调节。
信息显示窗可以显示系统中燃油的黏度、温度值或其他需要的测量值,另外也可显示参数值和故障信息。
燃油黏度或温度控制系统就是一个典型的单参数反馈控制系统。
从DO转换到HFO并工作状态稳定后,EPC-50B对HFO进行温度或黏度的定值控制。
当HE0模式目系统外在温度控制方式时,即P19=TemD:P30作为温度设置点,此时的P30网为所需黏度对应的温度值。
在从低温开始的加温过程中,系统控制加热量,实现按设定的温升参数Fa30来程序控制加热。
当温度程序控制加热到设定Pr30减去3℃的温度值后,系统开始温度定值控制。
而当HFO模式且系统处在黏度控制方式时,即Pr19=Visc,Pr20作为黏度设置点,而此时的Pr30应为所需黏度对应的温度值减去2~4℃(一般设为3℃),这样,在从低温开始的加温过程中,按温升参数加热到该Pr30后,系统自动转为黏度控制。
所以Pr20与Pr30有对应关系,在换用不同的HFO 时,一般要求黏度不改变,但要调整Pr30以适应黏度控制设定值Pr20的需要。
1-1⾃动控制基础知识解析1. 反馈控制系统在额定负荷下稳定运⾏期间,其调节阀开度为()。
A.全开B.全关C.全开的⼀半D.不定C2. 在燃油黏度⾃动控制系统中,测黏计是属于()。
A.调节单元B.测量单元C.控制对象D.执⾏机构B3. 控制器输出只按给定值变化的系统是()。
A.定值控制系统B.随动控制系统C.开环系统D.程序控制系统C4. 在柴油机⽓缸冷却⽔温度控制系统中,其执⾏机构是()。
A.淡⽔泵B.海⽔泵C.淡⽔冷却器D.三通调节阀D5. 反馈控制系统的特点是()。
①反馈控制系统具有负反馈;②反馈控制系统是⼀个控制偏差的系统;③信号在各个单元之间的传递是单向性的;④各单元的输出信号影响输⼊信号;⑤调节器输出的信号是由偏差信号决定的;⑥信号的传递在系统中形成⼀个闭合回路。
A.①②③⑤B.①③⑤⑥C.①②④⑤D.②④⑤⑥BB.柴油机主机,燃油泵C.燃油加热器,燃油泵D.柴油机主机,蒸汽调节阀A7. 调节器的输⼊量与输出量分别为()。
A.给定值,测量值B.给定值,显⽰值C.测量值,调节阀开度D.偏差值,调节阀开度D8. 在反馈控制系统中,构成反馈通道的单元是()。
A.调节器B.控制对象C.测量仪表D.执⾏机构C10. 在反馈控制系统中,为了达到消除静态偏差的⽬的,必须选⽤()。
A.正反馈B.负反馈C.在偏差⼤时⽤正反馈D.在偏差值⼩时⽤负反馈B11. 电动控制系统中,仪表之间的统⼀标准电流信号是()。
A.0~4mAB.0~10mAC.4~20mAD.B+CD12. 锅炉⽔位遥测系统是⼀个()。
A.程控系统B.随动系统C.闭环系统D.开环系统DB.测量单元C.调节单元D.执⾏机构14. 在⾃动化仪表中,为实现某种作⽤规律,常采⽤较复杂的()。
A.正反馈回路B.负反馈回路C.正、负反馈回路D.A或BC15. 控制器只按给定值变化的系统是()。
A.定值控制系统B.随动控制系统C.开环系统D.程序控制系统C16. 在⼤型柴油机油船机舱的常⽤控制系统中,属于反馈控制系统的有()。
燃油控制系统说明书V92-VCU将粘度控制器的旋钮开关“VISC. CONTROLLER”置于“ON”位置(此开关在控制箱的中下部),粘度控制器将接通电源,进入显示状态①。
此时其上部显示窗口显示实际值(PV),下部显示窗口显示设定值(SV)。
按下“显示转换/ 参数进入”键可以切换到显示状态②,此时下部显示窗口显示输出值,即电动阀的开度。
状态①、②同为粘度控制器的基本状态,状态③为控制参数的设定状态。
在基本状态下,SV窗口能用交替显示的字符来表示系统的某些状态,如下:●输入的测量信号超量程(响应压差变送器输入断路或短路)时,则闪动显示“orAL"。
此时粘度控制器将停止控制,保持电动阀的位置不变。
●有报警时,可分别显示“HIAL“、”LOAL“,分别表示发生了上限报警和下限报警。
粘度控制器面板上还有四个LED指示灯,其含义分别如下:●OUT输出指示灯:其亮度的变化反映输出电流的大小。
●AL1报警指示灯:粘度高时该灯亮。
●AL2报警指示灯:粘度低时该灯亮。
●MAN指示灯:熄灭时表示自动调节状态,点亮时表示手动状态。
1.3. 基本使用操作在控制参数都已经设定好的前提下(出厂时已进行了常规设置)。
只要接通该粘度控制器的电源,粘度控制器即开始工作。
用户所要做的只是修改粘度控制器的设定值(SV)。
该粘度控制器有四种基本操作:●显示切换:按下键可以使粘度控制器在①、②两种状态之间进行转换。
●修改数据:如果参数锁没有锁上,粘度控制器的下部窗口显示的数值除了显示的自动输出值不可以直接修改外,其余数据都可以通过按下键来修改下部显示窗口显示的数值。
例如,要将燃油的控制粘度设定在12.0mPa.s时,可以将粘度控制器切换到显示状态①,即可以通过按下修改数据至12.0。
按下键减小数据,按下键增大数据,被修改数值位的小数点同时闪动(如同光标)。
按住或键不放,可以快速地减小或增大数值。
而按下键则可以直接移动修改数据的位置(光标),操作快捷。
船用燃油粘度控制器原理浅析【摘要】目前几乎所有的大型船舶柴油机和大部分柴油发电机都用重油作为燃料,目的是进一步降低船舶运营成本,重油在常温下粘度很高,在管路中难以输送,更不能直接喷入气缸进行燃烧。
所以必须预先加热,使其粘度降低到允许范围内。
表面上看,粘度看似是一个温度来控制的问题,这对某一确定品种的燃油来说是正确的,因为某一确定的燃油的粘度与温度是一一对应的。
但是,对不同品种的燃油来说,在同一温度下的粘度是不同的,而且相差很大,如果对燃油采用温度控制,为把燃油控制在最佳喷射粘度上,对不同品种的燃油必须重新整定燃油温度的给定值,其工作相当复杂。
尤其是对于不同种燃油混合在一起的,更是难以确定最佳喷射粘度所对应的温度。
因此,在燃油进入燃油泵以前,一般不采取温度控制而是采取粘度控制。
它以燃油粘度为控制量,根据燃油粘度的偏差值,控制加热器蒸汽阀开度,或者电加热器的接触器,使燃油粘度控制在允许范围内。
【关键词】燃油粘度;自动控制;信号反馈1、燃油粘度控制系统的概念总体的说,燃油控制似乎是一个温度控制问题,当然这对某一固定品种的燃油来说确是如此。
但对不同品种的燃油,它们在温度相同的情况下,其温度差异很大。
如果采用温度控制系统,为了控制燃油的最佳喷射温度,对不同品种的燃油必须重新整定燃油温度给定值。
特别是对不同品种燃油混合在一起,更难确定最佳喷射温度所对应的温度值。
所以,燃油进高压油泵之前,一般不采用温度控制,而是直接采用粘度控制。
它以燃油粘度为被控量,根据燃油粘度的偏差值控制燃油加热器蒸汽调节阀的开度,或电加热器的接触器使燃油粘度保持恒定值。
2、VISCOCHIEF粘度控制器的原理VISCOCHIEF系统是新一代可用于船上的燃油粘度自控控制系统。
其粘度传感器和调节器无论在结构上还是在工作原理上与以往的NAKAKITA、V AF燃油粘度粘度控制系统有根本的区别。
粘度传感器和控制器均用了单片机取代了常规的变送器和调节器。
第三节用单片机组成的燃油拈度有动控制系统VISCOCHIEF 型系统是新一代可用于船上的燃油粘度自动控制系统。
其粘度传感器和调节器无论在结构上,还是在工作原理上都较以往用于船上的 VAF、NAKAKITA 等型燃油粘度控制系统有根本的改变。
粘度传感器 EVT-10C 和控制器 VCU-160 均用单片机取代了常规的变送器和调节器。
在系统中可采用 SHS 蒸汽加热装置,也可采用 EHS 电加热装置或两者兼用。
这种粘度控制系统在 90 年代造的船舶上被越来越多地采用。
一、控制系统的组成、功能及特点VISCOCHIEF 燃油粘度自动控制系统如图1-3-1 所示。
它主要由 EVT-10C 粘度传感器、PT100 温度传感器、 VCU-160 控制器、 SHS 蒸汽加热装置和 EHS 电加热装置等部分组成。
粘度传感器和温度传感器分别检测燃油加热器出口燃油的粘度和温度,两者将粘度和温度值按比例转换成标准电流和电压信号送到控制器。
VCU-160 型控制器是一种具有比例积分控制规律的全自动控制装置,可以对燃油粘度或温度进行定值控制,有柴油温度定值控制和重油粘度又可以进行现场自动控制,必要时经转换也可手动控制。
用数码显示器可以同时显示系统中燃油的粘度和温度值,另外也可显示参数设定值和故障种类。
VISCOCHIEF 粘度自动控制系统与常规的粘度控制系统相比较,具有如下主要特点:l ) VISCOCHIEF 粘度自动控制系统利用改进后的温度传感器检测温度敏感性好,即对温度的变化响应速度快,单片机粘度传感器测量精度高,同时又采用了粘度和温度控制回路新方案,使用中不需参数整定,大大提高了系统的动态控制精度,并提高了系统的稳定性。
2)粘度传感器采用新的结构以后,没有运动部件(只有振动杆件),可在全流量下测量,不易堵塞,结构紧凑,重量轻,在主机燃用劣质高粘度燃油情况下仍具有较高的测量精度。
3)由于该粘度控制系统采用了单片机,因此,它具有完善的自检、控制、显示、多种故障报警等功能,大大提高了系统的可靠性。
船舶燃油黏度自动控制系统的维护保养
船舶燃油黏度自动控制系统是船舶上一个重要的设备,用于控制燃油的黏度,确保燃油的顺畅供给和燃烧效率。
为了保证燃油黏度自动控制系统的正常运行,需要进行定期的维护保养。
以下是船舶燃油黏度自动控制系统的维护保养内容:1. 清洁和检查:定期检查清洁系统中的过滤器、管道、阀门等部件,清除可能堵塞或污染的物质,确保燃油流畅运行。
2. 润滑:对系统中需要润滑的部件进行润滑,如泵、阀门等,确保它们的正常运转。
3. 校准和调试:定期对系统进行校准和调试,确保系统的准确性和稳定性。
4. 检查传感器:定期检查传感器的运行情况,例如温度传感器、压力传感器等,确保其准确度和灵敏度。
5. 检查电气连接:检查系统的电气连接是否正常,没有松动或腐蚀现象。
6. 定期检查和更换零部件:根据使用寿命和使用环境,定期检查和更换系统的关键零部件,以保证系统的可靠性和稳定性。
7. 记录和维护日志:记录每次维护保养的内容和时间,以及系统的运行情况,便于后续的维护和故障排除。
维护保养船舶燃油黏度自动控制系统需要得到专业人员的指导和操作,同时也需要按照制造商提供的维护手册和操作指南进行操作。
及时维护保养可以延长系统的寿命,提高系统的稳定性和可靠性,确保船舶的正常运行。
1、对测粘计的错误概念是。
A.流经毛细管的油流为层流状态B.流经毛细管的油量不变C.毛细管的内径与气动仪表的一样细D.流经毛细管的油量是供油量的一小部分C2、在燃油黏度控制系统中,以燃油黏度为被控量,而不用温度为被控量的原因是。
A.蒸汽调节阀需要黏度信号控制B.温度相同,不同品种燃油黏度不同C.温度传感器精度太低D.温度传感器结构太复杂B3、在VISCOCHIEF型燃油黏度控制系统中,测量单元包括。
A.EVT-10C黏度传感器B.差压变送器C.PT100温度传感器D.A+CD4、在VISCOCHIEF型燃油黏度控制系统中,当系统进行黏度控制时,控制对象是,系统输出量是。
A.柴油主机,燃油温度B.燃油加热器,燃油黏度C.柴油主机,燃油黏度D.燃油加热器,蒸汽流量B5、在VISCOCHIEF型燃油黏度控制系统的关键组成包括。
A.EVT-10C黏度传感器B.VCU-160黏度控制器C.HEATPACEHS/SHS加热器D.A+B+CD6、VISCOCHIEF型黏度控制系统中的黏度传感器不包括。
A.振动杆B.微处理器C.毛细管D.电磁线圈C7、在VISCOCHIEF型燃油黏度控制系统中,控制对象可以是。
A.蒸汽燃油加热器B.蒸汽燃油加热器+电动燃油加热器C.电动燃油加热器D.以上三种方案均可D8、VISCOCHIEF型燃油黏度控制系统中的温度控制采用的是控制方式。
A.定值控制B.随动控制C.程序控制D.A+CD9、VISCOCHIEF型燃油黏度控制系统中的黏度控制采用的是控制方式。
A.定值控制B.随动控制C.双位控制D.程序控制A10、VISCOCHIEF型燃油黏度控制系统可对轻柴油进行。
A.温度控制B.黏度控制C.压力控制D.A+BA11、VISCOCHIEF型燃油黏度控制系统可对燃料油进行。
A.温度控制B.压力控制C.黏度控制D.A+CD12、VISCOCHIEF黏度自动控制系统与常规的黏度控制系统相比较,具有如下主要特点。