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漁船主機監控自動化之研究

本計劃之目的係針對漁船引擎使用低品質摻配油時,設計出一套 供油自動加熱系統,含供油自動切換,自動摻配,與加熱系統,主機 廢熱回收管。利用國產微電腦配合週邊之硬體設備,以交談式方式設 計軟體,引導使用者做簡單之操作以達成供油切換、摻配及加熱之自 動控程序。

研究經過如下:

1.供油自動加熱系統:[系統管路、系統外觀]

供油自動加熱系統包含自動切換、自動摻配與加熱系統、主機廢熱回收管、分別說明:

(1) 自動切換:

  最初由油槽A,提供引擎使用普通柴油、當加熱系統把摻配油加熱至一定溫度後,供油系統即自動停止普通柴油 的供應,改以加熱後的摻配油供應引擎使用。

(2) 自動摻配:

  只要在控制畫面上,設定欲摻配的重油比例後,即 由比閥調整流量,以達成所要比例的摻配油。

(3) 加熱系統:

  摻配油流入加熱油槽後,由加熱器加熱以溫度感測 器來做回授控制,當達到所設定的溫度後,加熱器即自動停止 動作。

(4) 主機廢熱回收管:

  除了使用加熱器加溫摻配油外、並以泵油取 冷卻引擎後的冷卻水至重油油槽下的預熱裝置來預熱重油,以利用引擎廢熱。

2.設計規格:

(1) Flowmeter(Explosion Proof Type made in U.S.A.)
Fluid:Diesel
Size:1/2"
Flow Cell Material:SS304 (Fitting)
Flow Rate:0-20 l/min
Pcistioner:SMC made in Japan Iuput:4∼20mA
Frequency Converter: F/I 4-20mA Output
Power Supply:110V/60HZ
 
(2) Flowneter(made in U.S.A)
Fluid:Heavy Fuel
Flow Rate:1.13∼10.21 l/min                   
Conn:1/2"
F/I Converter:4-20mA Output
Power:110V/60HZ
Accessories:with Stranner 1/2"
(3) Control Valve (Diaphragm Proporeation)
Size:1/2"
Conn:1/2"×10KRF
Pcistioner:SMC made in Japan
Input:4∼20mA
 
(4) Relief Valve
Size:1/2"
Press Setting:2kg/cm A^;2
Process Conn:1/2" PT
 
(5) Solenoid Valve (made in Japan)
Size:1/2" PT
Matil:Brass

供油自動加熱系統
3.控制程序:[電腦控制程式畫面]
 

步驟1:進入控制畫面後,設定所欲的重油摻配量,經由比例閥流 量計控制流量,及油槽#3、油槽#4的欲加熱溫度值(T1及 T2)。

步驟2:設定完畢後,開始運轉、電磁閥#3、泵#1、泵#2、加熱器 #1均設定至開 (NO) 的狀態,電磁閥#1和電磁閥#2均為關 (OFF) 的狀態,此時引擎啟動,並啟動冷卻水泵,利用引擎廢熱對重油預熱,由電磁閥#3暫先供應引擎使用普通柴 油。

步驟3:普通柴油和重油在油槽#3混和並攪拌,由加熱器#1加熱至 T1後,電磁閥#1自動開啟讓油流入油槽#4(液位計#1的作 用在於控制油槽#3的液位,防止T1溫度未達到時,油一直 流入而溢滿。若油槽#3之液位超過設定值,則泵#1、泵#2 同時關閉)。

步驟4:電磁閥#1開啟油流入油槽#4後,然後啟動加熱器#2繼續加 熱至預設值T2,達到T2後,電磁閥#2自動開啟,此時電磁 閥#3關閉,引擎由此加熱後的混合油供應。

4.注意事項:

(1) 加熱器#1、加熱器#2加熱多久,由預設值T1及T2經電腦控制。

(2) 泵#1、泵#2由液位計#1控制,但泵#1、泵#2的 D/O設定必須為1時,液位計#1 才可控制。

(3) 電磁閥#1由液位計#2及T1控制,但電磁閥#1的 D/O設定必須為1時,液位計#2 才可控制。

  由於目前供油自動切換、摻配及加熱系統是應用於單缸實驗柴油引擎上不需要很大的供油能量,因此在供油系統的設計上,需要特別 注意油位及溫度的高低,將此系統應用於漁船主機多缸柴油引擎,則 可因為供油糟較大,以及封閉式的設計,燃油溫度較易維持恆定,則可省略電磁閥及液位計等較昂貴組件的使用。如此在硬體及軟體可作較簡化及較經濟的設計,即達成較易操作與省人力化的目標。

  該系統係利用引擎冷卻水及電熱線的加熱方式,但因目前使用於單缸引擎上,引擎冷卻水溫及水量均不會很大,因此廢熱利用在全部能源的使用上並不佔有太大的比例;若使用於漁船主機多缸引擎上, 則由於使用引擎的缸數及排氣量較大,有較大廢熱的能量排放,因此在利用廢熱的回收上,可達到更好的效果。