活动3 叙述船舶辅助锅炉燃烧时序控制过程
（1）锅炉的燃烧时序控制就是当需要启动锅炉时，控制系统接收到启动信号时，将会按相应的时间顺序对锅炉进行预扫风、预点火、喷油点火，点火成功之后进行预热，然后转入正常燃烧，同时，还对锅炉的运行过程进行一系列的安全保护。
《钢质海船入级与建造规范》（2020）对船舶锅炉的时序自动控制有以下要求：
1）点火之前应保持最大风门进行预扫风，扫风时间应足以保证炉膛4次换气要求。
2）点火应该在预扫风后进行，喷油器进油阀应该在点火电极打出火花之后打开，使喷油器往炉膛喷油，如点不着火，点火装置和喷油器进油阀应能自动关闭，进油阀从开启到关闭的时间不得大于15 s。
3）应设有火焰感受器，当故障熄火时能自动关闭喷油器的进油阀，关闭时间应不迟于熄火后6 s。
（2）船舶辅助锅炉燃烧时序控制框图如图14-7所示。
图14-7 船舶辅助锅炉燃烧时序控制框图
当电源总开关合闸后，控制电路电源被接通，控制系统自动检测炉内水位，若低于危险水位，则锅炉不能自动启动并发出报警；若水位正常则风机启动，此时的风门将开到最大，以大风量对炉膛内预扫风，扫走炉膛内的油气以防止点火时发生“冷爆”。在风机运转的同时，轻油泵和重油泵均启动，但是此时轻油电磁阀和重油电磁阀都处于关闭状态。预扫风的时间由锅炉的结构形式而定，一般是20～60 s。
预扫风结束之后进行预点火，为了保证点火的成功，系统自动关闭小风门。在轻油电磁阀关闭的情况下让点火变压器通电，点火电极打出火花进行预点火，时间大约为3 s。3 s后打开轻油电磁阀进行喷油和点火。点火后6 s内，如果火焰探测器没有检测到火焰信号则表明点火失败，会自动停炉；如果点火成功，则打开重油电磁阀，开始重油燃烧，同时关闭点火轻油电磁阀，点火油头和点火变压器停止工作。
（3）为了使锅炉的燃烧时序控制得到实现，还应使用一些其他必要的元件。
1）信号发送器。信号发送器主要用来发送各种控制信号。其包括手动信号发送器和自动信号发送器。前者常指按钮和选择开关；后者采用各种自动继电器（俗称开关），如压力继电器、温度继电器、液位继电器等。用它们来进行接通或断开控制电路，以完成程序控制的启动和停止。
2）时序控制器。时序控制器是辅助锅炉燃烧时序控制的核心部分。其根据启动信号发送器送来的电信号接通或切断电路，或根据规定的时间来接通或断开电路，用以实现预扫风、预点火、点火及转入正常燃烧等一系列的时序动作。目前，时序控制器主要包括触点控制器、无触点控制器、可编程序控制器和微型计算机控制器等。
在有触点时序控制器中，船舶用得较多主要有多回路时间继电器和凸轮式时间继电器两种，它们的工作原理类似。图14-8所示为多回路时间继电器结构简图。
图14-8 多回路时间继电器结构简图
1—微型同步电机；2—电磁线圈离合器；3—减速器；4—标度盘；5—复位弹簧；6—爪形块；7—电触点
多回路时间继电器实际上是一种程序控制装置，根据预先整定的延时和时间间隔，对外电路进行控制和操作。根据燃烧时序中的各个延时和时间间隔对多回路时间继电器进行整定，当达到不同的时刻对应的触点闭合或断开时完成所对应的动作。
无触点时序控制器是利用晶体管的开关特性，使晶体管工作在饱和或截止状态，从而控制继电器的通断。延时作用是根据电容的充放电原理组成的RC延时环节来实现的。其工作原理如图14-9所示。
图14-9 晶体管延时开关电路
（a）单管延时释放电路；（b）继电器延时通电电路
图14-9（a）所示为单管延时释放电路。闭合开关K便使电容被旁路，晶体管立即导通，继电器J得电动作。断开开关K，电源E给电容充电，在一段时间内晶体管基极的电流较大，晶体管保持导通，使继电器保持通电。随着电容C两极板电压的不断升高，其充电电流不断降低，最终导致晶体管截止，从而实现了继电器J延时断电释放。
图14-9（b）所示为继电器延时通电电路。在开关K闭合时，电容C被旁路，晶体管截止。开关K断开时，电容被电源充电，起初的充电电流比较大，晶体管的基极电流非常小近似为零。当电容C两极板电压的不断升高，则流经Rb到晶体管基极的电流不断增大，从而实现晶体管延时导通，J延时通电导通。(https://www.daowen.com)
辅助锅炉电控箱中的延时继电器如图14-10所示。
3）点火变压器及点火电极。船用自动点火装置大部分都是通过点火变压器将380 V的交流电压升高到8 000 V或10 000 V，然后在点火电极两端利用高压电尖端放电，产生火花点火。点火电极通常是两根2 mm的镍铬合金丝，用耐高压的瓷套管绝缘固定在喷油器上，如图14-11所示。
图14-10 辅助锅炉电控箱中的延时继电器
图14-11 点火装置示意
1—点火电极；2—点火喷油嘴；3—主喷油嘴
4）火焰传感器。火焰传感器用于监测炉膛内有无火焰，以便在锅炉点火失败或正常燃烧突然熄火时报警和执行停炉保护程序。辅助锅炉中常用的火焰传感器主要有光敏电阻、光电池和紫外线检测管。
①光敏电阻。光敏电阻由涂在透明板上的光敏层和金属电极引出线构成。其主要特点是，当遇到光照时其电阻值非常小，无光照时电阻值却很大，两者之间的比值通常为102～105。在光敏电阻两端所加电压不变的情况下，由于光敏电阻接受到来自炉膛的火焰光照时其电阻比没有接收到光照时的电阻小得多，所以其流过光敏电阻的电流值相差很大。光敏电阻火焰监视电路原理如图14-12所示。光敏电阻不耐高温，一般在光敏电阻前装有磨砂玻璃，既阻挡红外线，同时又便于利用空气对光敏电阻进行冷却。图14-13所示为光敏电阻火焰传感器示意。
光敏电阻容易受到高温炉壁所辐射的可见光和红外线的影响而产生误动作，因此，安装时注意不要让高温炉壁的辐射直接照射到光敏电阻上。
图14-12 光敏电阻火焰监视电路原理
图14-13 光敏电阻火焰传感器示意
1—光敏电阻；2—磨砂玻璃；3—耐热玻璃
②光电池。光电池是一种半导体材料，在光照下直接将光能量转变成电动势。图14-14是光电池控制电路原理。图14-14（a）中采用的是RAR型硒光电池，当它接收到光照时，正、负极之间将会产生小于1 V的电压，经过放大器MV后足以使继电器FR动作。图14-14（b）中采用的是2CRII型光电池，当它接受到光照时，光电池两极之间将产生0.5 V的电压，经过晶体管放大后使继电器J动作。
图14-14 光电池控制电路原理
光电池使用寿命长，而且它的光谱敏感范围仅限于可见光，不包括红外线，因此，在锅炉火焰监视上用得越来越多。
点火变压器及点火电极和火焰传感器都集成在辅助锅炉燃烧器上。辅助锅炉燃烧器如图14-15所示。
图14-15 辅助锅炉燃烧器
