燃烧器作为一种自动化程度较高的机电一体化设备,燃烧器点火器从(cóng)其实(shí)现的功能(néng)可分为五大系统: 送风系统、 点火系统、 监测系统、 燃料系统、 电控系统。
1、送风系统
送风(fēng)系(xì)统的功(gōng)能在于向燃烧室里送入一定风(fēng)速(sù)和风量(liàng)的空(kōng)气, 其主要部(bù)件有: 壳体(tǐ)、 风机马达、 风机叶(yè)轮、 风(fēng)枪(qiāng)火管、 风门控制器(qì)、 风门档板、扩散盘。
壳体(tǐ):是燃烧器(qì)各部(bù)件的安装支架和新鲜空气进风通道的主要(yào)组成(chéng)部分。从外形(xíng)来看可以分为箱式和枪式(shì)两种,箱式燃烧器多数有一个注塑材料的外(wài)罩,且功率一般较小,大功率燃烧器多数(shù)采用分体式壳体,一般为枪式。壳体的组成材(cái)料一般(bān)为高(gāo)强度轻质合金(jīn)铸件。
风机马(mǎ)达:主要为(wéi)风机叶轮和高压(yā)油泵的运转提供动力,也有一些燃烧器采用单独电机(jī)提供油泵动力。某些小功率燃烧器采用单相电(diàn)机(jī),功(gōng)率相对较小,大部分燃烧(shāo)器(qì)采用三相(xiàng)电机(jī),电机只(zhī)有按照(zhào)确(què)定的方向旋转才(cái)能(néng)使燃(rán)烧器正常工作(zuò)。
风机(jī)叶轮:通过高速旋转产(chǎn)生足(zú)够的风压以克服(fú)炉膛阻力和烟囱阻力,并向燃烧(shāo)室吹入足够的空(kōng)气以满足燃烧(shāo)的需要(yào)。它由装有一定倾斜(xié)角度的叶片的圆柱状轮子组成,其组成材料一般为高强度轻质合(hé)金钢,也有注塑成形的产(chǎn)品,所有合格的(de)风机叶轮均具有良好的动(dòng)平(píng)衡性能。
风(fēng)枪(qiāng)火管(guǎn):起到引导气流(liú)和稳定风压的作(zuò)用,也是进风通道的组成部分,一般(bān)有(yǒu)一个(gè)外套式(shì)法兰与炉口联接(jiē)。 其组(zǔ)成材料一般为(wéi)高强度和(hé)耐高温的合金钢。
风(fēng)门控制器:是一种驱动装置,通(tōng)过机械(xiè)连杆控制风门(mén)档板的转动。
一般有液压(yā)驱动控制器和伺(sì)服马达驱动控(kòng)制器两种,前者工(gōng)作稳定,不易产生故障(zhàng),后者(zhě)控制**,风量变化平滑。
风(fēng)门档板:主要作(zuò)用是调(diào)节进风通道的大小以控(kòng)制进风量(liàng)的大小。 其(qí)组(zǔ)成材料有(yǒu)注塑和合金两种, 注塑档(dàng)板一般为单(dān)片形式, 合金档板有单片、双(shuāng)片、三(sān)片等多种组合形式。
扩散盘:其特殊的结构能够产生旋转气流, 有助于空(kōng)气与燃(rán)料的充分混合,同时还有调(diào)节二次风量的作用。
2、点(diǎn)火系统(tǒng)
点火(huǒ)系统的功能在于点燃空气与燃料(liào)的混合物,其主要部件有:点(diǎn)火变(biàn)压(yā)器(qì)、点(diǎn)火电极(jí)、电(diàn)火高(gāo)压(yā)电(diàn)缆。
点(diǎn)火变压器(qì):是一种产生高压输出的(de)转换元件(jiàn),其输出电(diàn)压一般为:2× 5KV、 2× 6KV、 2× 7KV,输出(chū)电流(liú)一(yī)般(bān)为 15~30mA。
点火电极:将高(gāo)压(yā)电(diàn)能通过电弧(hú)放(fàng)电的形式转换(huàn)成光能和热能, 以引燃燃料。一般有单体(tǐ)式和(hé)分体式两种(zhǒng)。
电火高压电缆:其作用是(shì)传送电能。
3、监测系统
监(jiān)测系统的功(gōng)能在于(yú)保证燃烧器安全(quán)的运行, 其主要部件有(yǒu)火(huǒ)焰(yàn)监测器、压力监测(cè)器(qì)、监(jiān)测温度器等。
火(huǒ)焰监测器(qì):其主要(yào)作用是监(jiān)视火焰(yàn)的形(xíng)成状况, 并产生信(xìn)号报(bào)告程控器。火焰检测(cè)器主要有三种(zhǒng):光敏电阻、紫外线 UV 电(diàn)眼和电离电极。
A、光敏电(diàn)阻(zǔ):多用于轻油、重(chóng)油燃烧器上,其功(gōng)能和工作原理为:
光敏电阻和一个(gè)有三个触点的火(huǒ)焰继(jì)电器相连(lián),光敏(mǐn)电阻的阻(zǔ)值随器(qì)接(jiē)收到的光的(de)多(duō)少而变化,接收到的光越多,阻值就越低,当加在光敏电阻两端的电(diàn)压一定时,电路(lù)中(zhōng)的电流就越高,当电流达(dá)到(dào)一定值(zhí)时,火焰(yàn)继电器被(bèi)激活,从而使燃烧器继续向(xiàng)下工(gōng)作。 当光敏电阻没有(yǒu)感受到足够的光线(xiàn)时,火(huǒ)焰继(jì)电器不工作,燃烧器将停(tíng)止工作。光敏电阻不适用于气体燃烧(shāo)器,因为(wéi)气体燃烧时火焰不够亮。
B、电离电(diàn)极:多用(yòng)于燃气(qì)燃烧器上。 程控器给点火变(biàn)压器输入220V电压(yā),两(liǎng)根(gēn)输出高压线之一接地,另一根接到点火电极上,电极与大(dà)地(dì)之间(jiān)放电产生电(diàn)火花,点燃燃(rán)气和空(kōng)气(qì)混合(hé)物,程控器(qì)给(gěi)电离电极供电,如果没有(yǒu)火(huǒ)焰,电极上的供电将停止,如(rú)果有火焰,燃气被其自身的高温电(diàn)离,离子电流在电极、火焰和燃烧头之间流动,离子(zǐ)电流被整流成直流,并通(tōng)过接地的燃(rán)烧器外壳到达火焰继电器使之工(gōng)作(zuò),以保证燃(rán)烧器后序工作顺利进行。如果(guǒ)电离电极发生接(jiē)地现象,那么产(chǎn)生的电流是(shì)交流而非直流(liú)的,火焰继(jì)电(diàn)器将不工作,程(chéng)控器锁(suǒ)定。此外,电(diàn)离电(diàn)流(liú)和点火(huǒ)电流通过同样(yàng)的接地电(diàn)路,因(yīn)点火电流比电(diàn)离电流强(qiáng)得多,如(rú)果两种电流流(liú)向相反,电离电流将被点(diǎn)火电流阻挡,造成火焰形成后(hòu),燃(rán)烧器却断路了,这(zhè)种缺(quē)陷(xiàn)可以通过(guò)点火变压器反向输(shū)入来补偿,因为反接电线后,造成(chéng)点(diǎn)火
变压器的交流电方向旋转 180°,产(chǎn)生的点火电流方向也旋(xuán)转 180°,结
果两种电流方向一致,这样上述(shù)缺(quē)陷也即克服。另外(wài),电离区火焰不稳定
也会(huì)引起火焰还存在时燃烧器断路,可能是因为空气燃气比不合适(shì),可以
通(tōng)过调节空气(qì)量或燃气量来解决,也(yě)可能是(shì)燃烧头上空(kōng)气燃气分布不(bú)均(jun1)
匀(yún),可以通过调节燃烧头的位(wèi)置(zhì)来(lái)解(jiě)决。
C、紫外线 UV 电(diàn)眼(yǎn):一(yī)般用于油气两用燃烧器(qì)上,该电(diàn)眼只能感受到火焰中(zhōng)的紫(zǐ)外线(光(guāng)谱(pǔ)范围190~270纳米),UV管不会对炉膛内闪烁的耐火材(cái)料日光、普通光线或炉内辉光物(wù)质作出反(fǎn)应, UV管的寿命在不超过50℃的环境温度下约为(wéi)10000小时(shí),环境温度过高对其寿(shòu)命有(yǒu)很大影(yǐng)响(xiǎng)。如果它接(jiē)受到(dào)足够(gòu)量的紫外线,它就能产生(shēng)电(diàn)流,并经过适当(dāng)放大,机或火焰继电器,使它闭合。如(rú)果的UV管(guǎn)电(diàn)量耗尽了,即(jí)使不存(cún)在紫外线,它仍会表现出(chū)接收到了(le)紫外线,为了克服这一缺陷,每次开启之前,程(chéng)控器都会(huì)在其(qí)两端加上一个适当(dāng)的电压,这样即使电量耗尽(jìn)了,它的信(xìn)号就只(zhī)会(huì)表(biǎo)示没有火焰,这样程控器也(yě)就随即(jí)停(tíng)止工作。为(wéi)检测UV电眼的(de)效果,点火之后把它从原位上抽出至少一分钟,UV电眼(yǎn)被抽(chōu)出后,就检(jiǎn)测不到火焰发出的紫(zǐ)外线,相关(guān)的继电(diàn)器断开,燃(rán)烧器停止工(gōng)作(zuò)。即使很少的一点(diǎn)油污都(dōu)会挡住紫外(wài)线进(jìn)入光电管的通(tōng)道而导致内部(bù)的(de)感应元件接收不到足(zú)够(gòu)量的紫外(wài)线而无法工(gōng)作。 因此光电管(guǎn)必须彻底(dǐ)清洗干净(jìng)。 UV管(guǎn)感受不到太阳光或普通(tōng)灯(dēng)具(jù)的光线,可以用火焰或普(pǔ)通点火变压器两(liǎng)电极间的点(diǎn)火花(huā)来检测它的灵敏度。为确保燃烧(shāo)器正常(cháng)工作,它的电流必须稳定(dìng),不能低于程控器所需(xū)的电流。该电流可用微安计来检测,其值不能低(dī)于压力(lì)监测器:一般用于气体(tǐ)燃烧器,主要有燃气(qì)高压、低压监测,以及风压监测,若燃烧(shāo)器(qì)用于蒸汽锅炉,还有蒸汽压(yā)力(lì)监测。
温度监测器:主要有烟(yān)气温(wēn)度的监测与控制,燃(rán)油(重油)温度的监测与(yǔ)控制,以(yǐ)及系统水和媒质水温度(dù)的监测与控(kòng)制。
4、燃料(liào)系统
燃料(liào)系统的功能在于保证燃烧器燃烧所需(xū)的燃料。燃油燃烧器的燃料系(xì)统主(zhǔ)要有:油管及接头、油泵、电磁阀、喷嘴、重(chóng)油(yóu)预热器。燃(rán)气燃烧器(qì)主要有过(guò)滤器、调(diào)压器、电磁阀组、点火电磁(cí)阀组(zǔ)。
油(yóu)管及接(jiē)头(tóu):用于传输燃油。
油(yóu)泵(bèng):产生压力油的机构,输出油压一般在(zài)10bar以上(shàng),以满足雾化和喷(pēn)油量的(de)要求,分为单管(guǎn)输(shū)出和双管输出两种。有些燃烧器油泵与风机马(mǎ)达同轴连接,有些有单独的油(yóu)泵电机驱动。常见油泵有(yǒu)J型、E型和TA型,适用于单管和(hé)双管油系统,油泵内有过滤器、压(yā)力调节阀和截止阀。过滤器(qì)主要是(shì)保护传(chuán)动机(jī)构,E型泵过滤(lǜ)器的网目较大(dà),当过滤器堵塞时,会导致真空(kōng)过度,过滤(lǜ)器要(yào)定期(qī)清(qīng)洗,清洗(xǐ)或更换(huàn)过滤(lǜ)器后,必须确(què)保泵盖(gài)紧密密封。 油泵在运行前, 必须在(zài)吸从侧油管(guǎn)灌注油料(liào)到泵溢流, 否(fǒu)则(zé),泵会由于干运转而损坏。油(yóu)泵吸(xī)入(rù)口的抽吸阻力不能超过 0.4bar,输出口的(de)压力(lì)一般在 10~24bar。J型(xíng)泵的*大供油压力(lì)为20bar,E型和TA型泵(bèng)*大供油压力为40bar,*大供油温(wēn)度为90℃。
电磁阀:用于(yú)控制(zhì)油路(lù)的通断,多为二通阀和三通阀。
喷(pēn)嘴:主要作(zuò)用是雾化(huà)油滴(dī)。油(yóu)嘴的主要参数有喷射角(30°、45°、60°、80°)、喷(pēn)射(shè)方式(实心、空心、半(bàn)空心)和喷(pēn)油(yóu)量。同(tóng)等压力下,较小喷油量的喷(pēn)嘴,雾化效果较(jiào)好。常用的油(yóu)嘴有简单机械雾(wù)化喷(pēn)嘴和回油(yóu)式机械雾化喷(pēn)嘴,前(qián)者结构简单,系统简单(dān),也(yě)比较可靠,一般用于(yú)较小负荷的燃烧器,后者结(jié)构和系统都要(yào)复(fù)杂些,但调节特性(xìng)好(hǎo),适用于锅(guō)炉负荷经常有较大范围调节时用。简单机械雾化喷(pēn)嘴(zuǐ)有切(qiē)向槽式和切(qiē)向孔式,前(qián)者雾化角(jiǎo)较大且雾化颗粒较小(xiǎo)。
重油(yóu)预热(rè)器: 重油燃烧器的特有设备, 用(yòng)于加热重油至一定温(wēn)度, 减(jiǎn)小粘度,以增加重油雾(wù)化效(xiào)果,其(qí)温度(dù)控制(zhì)装置与燃烧器控制电路联锁。
过滤器:其作用是防止杂(zá)质(zhì)进入电(diàn)磁阀组和燃(rán)烧器内。
调压器:主要作(zuò)用是降压稳压(yā), 一(yī)般用(yòng)于高压供气系统中,其入(rù)口(kǒu)压力(lì)不能低于(yú)100mbar。
电磁阀组:一般(bān)由安(ān)全电磁阀和主电磁阀组成,有分体式和一体式,一体式电磁阀组内一般还组合有稳压阀和过滤网。 安全电磁阀一般为快开快(kuài)闭式。主电磁阀一般(bān)为二级式,并有快(kuài)开快闭式和慢开快闭式之分。
电磁阀泄(xiè)漏检测(cè)器:其作用是检测电磁阀组的关闭是否严(yán)密。一般用在功率大(dà)于 1400kw 的燃烧器上。
点火电磁阀组:一般有手动球阀、 稳压器、 电磁(cí)阀组(zǔ)成。主要用于(yú)功(gōng)率较大的燃烧器。
燃气供应(yīng)系统:
5、电控系(xì)统(tǒng)
电控系统是以上(shàng)各系(xì)统的指挥中心(xīn)和(hé)联络中心,主要(yào)控制元件为程(chéng)控器,针对不同的燃烧(shāo)器配有不同(tóng)的程控器,常见的程(chéng)控器有:LFL系列、LAL系(xì)列、LOA系列、LGB系列,其主要区别为(wéi)各个程(chéng)序步骤的时(shí)间不同。
燃烧器工作过程(chéng)介(jiè)绍(shào)
以比(bǐ)例式(shì)燃气燃(rán)烧器为例,其工(gōng)作过程有四个(gè)阶段:准备(bèi)阶段、预吹(chuī)扫阶段(duàn)、点火阶段和正常燃烧阶段。
准备阶段:程(chéng)控(kòng)器得电后,开始内部程序自检,同时,伺服马(mǎ)达驱动风(fēng)门到关(guān)闭状态(tài),程序自检完毕后,处于待机状态,当恒(héng)温(wēn)器、过高过低燃气压力开关、蒸(zhēng)汽锅(guō)炉蒸汽压力(lì)开关(guān)等限制开关允许时,程控器开始启动,进入预(yù)吹扫阶段。如(rú)果(guǒ)电磁阀(fá)组带有泄(xiè)漏检测系统,该系统在上述限制(zhì)开关允许时先(xiān)进行阀门泄漏检测,检测通过后,才进入预吹扫阶段(duàn)。
预吹扫阶段:伺(sì)服马达驱动(dòng)风门到大(dà)火开(kāi)度状态,同(tóng)时风机(jī)马达启动,以吹入空气进行预吹(chuī)扫,根据程控器的不同(tóng),约吹扫(sǎo)20~40秒后,伺服马(mǎ)达驱动风门到点火(huǒ)开度状态(tài),准备点火。整(zhěng)个预吹扫阶段,空气压力开关测量空气压力,只有空气压力保持在一个足够高的(de)水平上,预(yù)吹扫过程才能持续进行(háng)。
点火阶段(duàn):伺(sì)服马达驱(qū)动风门到点火开度状态后(hòu),点火变(biàn)压器切入,并输出(chū)高(gāo)电压(yā)给点(diǎn)火电(diàn)极,以(yǐ)产(chǎn)生点火电火花,约3秒后,程控器送电(diàn)给安(ān)全电(diàn)磁(cí)阀(fá)和(hé)比(bǐ)例式电磁阀,阀(fá)打开后,燃气到达燃烧(shāo)头,与风机提供(gòng)的空气混合,然后被点燃。在(zài)阀打(dǎ)开后2秒内,电离电(diàn)极应检测到火焰的存在,只有这样(yàng),程控器才继续后面(miàn)的程序,否(fǒu)则,程控器锁定并断开电磁阀停止(zhǐ)供气,同时报警。
正常燃烧阶段:点火正常(cháng)并(bìng)稳定燃烧几秒后,伺服马(mǎ)达驱动风门到大火(huǒ)开度状态,同时,比例式燃气调节阀菜(cài)的伺服电(diàn)机切入,并根据(jù)空气(qì)压力(lì)和炉膛背压(yā)来调(diào)节燃(rán)气(qì)阀后(hòu)的燃气压力以调节(jiē)燃气量,达到稳定、高效(xiào)燃(rán)烧的(de)目(mù)的。此后,燃烧器根据各个限制开(kāi)关(guān)的要求自动(dòng)实现大(dà)小火转换和停机。此外,整个(gè)燃(rán)烧过程(chéng)中,电离电极(jí)和空气(qì)压力开(kāi)关对燃烧(shāo)器实(shí)行监控。
燃烧器生产(chǎn)厂家就(jiù)燃烧(shāo)器常见故(gù)障现象、原因及处理方法
在发生故(gù)障时,必须(xū)首先检查燃烧器正常(cháng)运转的条件(jiàn)是否满足(zú):
1、供电是(shì)否正常?
2、燃料供应系统(tǒng)是否正常?如(rú)供(gòng)气管道上的燃气压力(lì)是(shì)否(fǒu)正常以及球阀是(shì)否打开(kāi)(气机)?油箱里是否有油以及(jí)供油回油管道上的阀(fá)门是(shì)否打开(油(yóu)机(jī))?
3、所有的调节器(qì)和控制(zhì)器的调节和联锁控制是否(fǒu)正(zhèng)常(cháng)?如温度调节器(qì)、水流(liú)量开关、水位开关、油位开关、燃气压力开关(guān)等。
4、燃(rán)烧时(shí)的空气量及燃气量或燃(rán)油量是否被(bèi)改变?
如果确(què)定(dìng)故障(zhàng)不是(shì)由上述原因(yīn)造(zào)成的,则必(bì)须对燃烧器的有(yǒu)关功能进行检查(chá)测试。一般方法就是去掉某些联锁控制(zhì),接通燃烧器(qì),然后准确地观察以下(xià)工作过程,根据现象(xiàng),就能很快地发现问(wèn)题所在并排除(chú)。