燃烧器作为(wéi)一(yī)种自动化程度较高的机电一体(tǐ)化设备,燃烧器点火器(qì)从其实现(xiàn)的(de)功能可分(fèn)为五大(dà)系统: 送风系统(tǒng)、 点火系统(tǒng)、 监测系统(tǒng)、 燃料(liào)系统、 电控系统(tǒng)。
1、送风系(xì)统(tǒng)
送风系统的功能在于向燃烧室里送入一(yī)定风速和风量(liàng)的空气, 其主要部(bù)件有(yǒu): 壳体、 风机马达、 风机叶轮、 风枪火管、 风门控制(zhì)器、 风门档板、扩散盘(pán)。
壳体:是燃烧器(qì)各部件的安装(zhuāng)支架和新(xīn)鲜(xiān)空(kōng)气进风通道的主要组成部分。从外形来看可(kě)以分为箱式和枪式(shì)两种,箱(xiāng)式(shì)燃烧器多数有一个(gè)注塑(sù)材料的外罩(zhào),且功率一般较小,大功率燃烧器多数采用分体式壳体(tǐ),一般(bān)为枪式。壳体的(de)组成(chéng)材料一般为高强度轻质(zhì)合金铸件(jiàn)。
风(fēng)机(jī)马达:主要为风机叶轮和高压油泵的运转提供动力,也有一些燃烧器采用单(dān)独电机提供油(yóu)泵动(dòng)力。某些小(xiǎo)功率燃烧器采用单(dān)相电机,功率相对较小,大部分燃烧(shāo)器采用三相电机(jī),电(diàn)机只有按照确定的方向旋转才能使燃烧器正常工作。
风机叶轮:通过高(gāo)速旋转产(chǎn)生足够的风压以(yǐ)克服炉膛阻力和烟囱阻力,并向燃烧室(shì)吹入足(zú)够的空气(qì)以满足燃烧的需要(yào)。它由装有(yǒu)一定倾斜(xié)角度的叶片的圆柱(zhù)状轮子组成,其组(zǔ)成材料一般为(wéi)高(gāo)强度轻质(zhì)合金钢,也有注塑成形的产品,所有合格(gé)的风机叶轮均(jun1)具有良(liáng)好的(de)动平衡性能。
风枪火管:起(qǐ)到引导气流和稳定风压的作用,也是(shì)进风通(tōng)道的组成部分,一(yī)般有一个(gè)外套式(shì)法(fǎ)兰与炉(lú)口(kǒu)联接(jiē)。 其组成材料一般为(wéi)高强度和耐高温的合金钢。
风门(mén)控制(zhì)器:是一种驱动装置,通过机械连杆控制风门档(dàng)板的转动。
一般有液压驱动控制器和(hé)伺服马达驱(qū)动控制器两种,前者(zhě)工作稳定,不易产生故障,后者控制**,风量变化平滑(huá)。
风(fēng)门档板:主要作用(yòng)是调节进风通道(dào)的(de)大小以控制进风量的大小(xiǎo)。 其组成材料(liào)有注塑(sù)和合金两种, 注塑档板一般为单片形式, 合金档板有单片(piàn)、双片、三(sān)片等多(duō)种组合形式。
扩散(sàn)盘:其特殊的结(jié)构能够产生(shēng)旋转气流, 有助于(yú)空气与燃料的充分(fèn)混合,同时还有调节二次风量的作用。
2、点火系统
点火系(xì)统的功能在于(yú)点燃(rán)空(kōng)气与燃(rán)料(liào)的混合物,其(qí)主要部(bù)件有(yǒu):点(diǎn)火变压器、点火电极、电火高压电(diàn)缆。
点火(huǒ)变压器:是一种产生高压输出的转换元件,其输(shū)出电压一(yī)般为:2× 5KV、 2× 6KV、 2× 7KV,输出(chū)电流一(yī)般(bān)为 15~30mA。
点火(huǒ)电(diàn)极:将(jiāng)高压电能通过电弧(hú)放(fàng)电的形式转(zhuǎn)换(huàn)成光能和热能, 以引燃燃料。一(yī)般有单体(tǐ)式(shì)和分体式(shì)两种。
电火(huǒ)高压电缆:其作(zuò)用是传送电能。
3、监测系(xì)统
监测系统(tǒng)的功能在于(yú)保证燃(rán)烧(shāo)器安(ān)全的运(yùn)行, 其主(zhǔ)要部件有火焰监测器、压(yā)力(lì)监测(cè)器(qì)、监测(cè)温(wēn)度器等。
火焰监测(cè)器:其(qí)主要作用是监视火焰的形成状况, 并产生信号报告(gào)程控器。火焰检测器主要有(yǒu)三种:光敏(mǐn)电阻、紫外线 UV 电(diàn)眼和电离电极。
A、光(guāng)敏电阻:多用于轻油(yóu)、重油(yóu)燃烧器上,其功能和工作原理为:
光敏电阻和一个有(yǒu)三个触点的火焰继电器相连(lián),光敏(mǐn)电阻的阻(zǔ)值随器接收到的(de)光(guāng)的多少而变化,接收到的(de)光越多,阻值(zhí)就越(yuè)低,当(dāng)加在光(guāng)敏电阻两端(duān)的电压(yā)一定(dìng)时(shí),电(diàn)路(lù)中的电流(liú)就越高,当电(diàn)流达到(dào)一定值时,火焰继(jì)电(diàn)器被(bèi)激活(huó),从而使燃烧(shāo)器继续向下工作。 当光敏(mǐn)电阻没有感受到足够的光线时,火(huǒ)焰继电器(qì)不工作(zuò),燃烧器将停(tíng)止工(gōng)作。光敏电阻不适用(yòng)于气体燃烧器,因为(wéi)气体燃烧(shāo)时(shí)火焰不够亮。
B、电(diàn)离电极:多用于燃气燃烧器(qì)上。 程(chéng)控器给(gěi)点火变(biàn)压器输入220V电(diàn)压,两(liǎng)根(gēn)输出高压线之(zhī)一接地,另一(yī)根接到点火电极上(shàng),电极与大地之间放(fàng)电产(chǎn)生电火花,点燃燃气和空气混合(hé)物,程控器给(gěi)电离(lí)电极供电,如(rú)果(guǒ)没(méi)有火焰,电极(jí)上的供(gòng)电将停止,如果(guǒ)有火焰,燃气被其自身的高(gāo)温电离(lí),离子电流在电极、火焰和(hé)燃烧头(tóu)之间流动,离子电流(liú)被整流成直流,并通过接地的燃烧器外壳到达火焰继电器使之工作,以(yǐ)保证燃烧器后序工作顺利进行。如果电离电极发生接地(dì)现象,那么产生的电流是(shì)交流(liú)而(ér)非直流的,火焰继电器将不(bú)工(gōng)作,程控器锁定。此外,电离电流(liú)和点火电流通过同样的接地电(diàn)路,因点火(huǒ)电流(liú)比(bǐ)电离电流(liú)强得多,如果两种电流流向相反,电离电(diàn)流将被点(diǎn)火电流(liú)阻挡,造成火(huǒ)焰形成后,燃(rán)烧器却断路(lù)了,这种缺陷可(kě)以通(tōng)过点火(huǒ)变压器反向输入来(lái)补偿,因(yīn)为反接电线后,造成点火
变压器(qì)的交(jiāo)流电方向旋转 180°,产生的点火电流方向也旋转 180°,结
果两种电流方向一致,这样上(shàng)述缺陷也(yě)即(jí)克(kè)服。另外,电(diàn)离区(qū)火(huǒ)焰不稳定
也会引(yǐn)起火(huǒ)焰还(hái)存(cún)在时燃烧器断路,可能是因为空气燃(rán)气(qì)比(bǐ)不合适(shì),可以
通过调节(jiē)空气量(liàng)或(huò)燃气(qì)量(liàng)来解决,也(yě)可能是燃烧头上空气(qì)燃气分(fèn)布不均(jun1)
匀,可(kě)以(yǐ)通(tōng)过调节燃烧头的位置来解决。
C、紫外线 UV 电眼:一般(bān)用于(yú)油(yóu)气两用燃烧器上,该电眼只能感受到火焰中的紫外线(光谱范围190~270纳米),UV管不会(huì)对(duì)炉膛内闪烁(shuò)的耐火材(cái)料(liào)日(rì)光、普通光(guāng)线或炉内辉光物(wù)质(zhì)作出反应, UV管(guǎn)的(de)寿命在不(bú)超过(guò)50℃的环境温度下(xià)约为10000小时,环(huán)境温(wēn)度(dù)过高对其(qí)寿命有很(hěn)大影(yǐng)响。如果它接受到足够(gòu)量的紫(zǐ)外线,它就能(néng)产(chǎn)生电流,并经过(guò)适当放大,机或火(huǒ)焰继电器,使它闭合。如果的(de)UV管电(diàn)量耗尽了,即使不存(cún)在(zài)紫外线,它仍会表现出接收到了紫外(wài)线,为了克(kè)服这一缺陷,每次开启之前,程控器都会在其(qí)两端(duān)加上一个适(shì)当的(de)电压(yā),这(zhè)样即使电量耗尽了,它的信号就(jiù)只会(huì)表示没有(yǒu)火焰,这样程控器(qì)也就随即停止工作。为检测UV电眼的效果,点(diǎn)火之(zhī)后把它从原位上抽出至少一分(fèn)钟,UV电眼(yǎn)被抽出后,就检测不到火焰发出的紫(zǐ)外(wài)线,相关的继电器断开,燃烧器停止(zhǐ)工作。即使(shǐ)很少的一点油(yóu)污都会挡住紫外线(xiàn)进入光电(diàn)管的通(tōng)道而导致内部的感应元件接(jiē)收(shōu)不到足够量(liàng)的紫外线(xiàn)而(ér)无法工作。 因此光电管必须彻底(dǐ)清洗干净(jìng)。 UV管感(gǎn)受(shòu)不到太阳光或普(pǔ)通(tōng)灯(dēng)具的光线,可以用火焰或普通点火变压(yā)器两电极间的点火(huǒ)花(huā)来检测(cè)它的灵敏度。为确(què)保燃烧器正(zhèng)常工作,它(tā)的(de)电流必须稳定,不能低于程控器所需的电流。该电流可用(yòng)微安(ān)计来(lái)检(jiǎn)测,其值不能(néng)低(dī)于压力(lì)监(jiān)测(cè)器:一(yī)般用于气体燃烧器,主要有(yǒu)燃气高压、低压监(jiān)测,以及风压监测,若燃烧器用于蒸汽锅(guō)炉,还有蒸汽压力监测。
温度监测器:主要(yào)有烟气(qì)温度的监(jiān)测与控(kòng)制,燃油(重油)温(wēn)度的监测与控(kòng)制(zhì),以及系统水和媒质水温度(dù)的(de)监测与控制。
4、燃料系统
燃料系统的功能在于保证燃烧器燃烧所需的燃(rán)料。燃油(yóu)燃烧器的燃料系统主(zhǔ)要有:油管及接头、油泵、电磁阀、喷嘴、重油预热器。燃(rán)气燃(rán)烧器主要有过滤器、调压器、电磁阀组、点火电磁阀组。
油管及接头:用于传输燃油。
油(yóu)泵:产生压力油的(de)机构(gòu),输出(chū)油压一般在(zài)10bar以上,以(yǐ)满足雾化和喷油量的要求,分为单管输出和(hé)双管输出两(liǎng)种。有些燃烧器油泵(bèng)与风机马达同轴连接,有些有单独的油泵电机驱(qū)动。常见油泵有J型、E型和TA型,适用(yòng)于单管和双管油系统,油泵(bèng)内有过滤器、压力调节阀和截止阀。过滤器主要(yào)是保护传动机构,E型泵过滤器的网目较大,当过滤器堵塞时(shí),会导致真空过度,过滤(lǜ)器要定期(qī)清洗,清(qīng)洗或更换过(guò)滤器后,必须(xū)确保泵盖紧密密(mì)封(fēng)。 油泵在运行前, 必须在吸(xī)从(cóng)侧油管灌(guàn)注油料到泵溢流, 否则,泵会由于(yú)干运(yùn)转而损(sǔn)坏。油泵吸(xī)入口的(de)抽(chōu)吸(xī)阻力不能超过 0.4bar,输出口的(de)压力(lì)一般在 10~24bar。J型泵的*大供油压力为20bar,E型(xíng)和TA型(xíng)泵*大(dà)供油压力为40bar,*大供油温度为90℃。
电磁阀:用于(yú)控制油路的(de)通断,多为二通(tōng)阀和三(sān)通阀。
喷嘴:主(zhǔ)要作(zuò)用(yòng)是雾化油(yóu)滴。油嘴的主(zhǔ)要参(cān)数有喷(pēn)射角(30°、45°、60°、80°)、喷(pēn)射方(fāng)式(实心、空心、半空(kōng)心)和(hé)喷油量。同等压力下,较小(xiǎo)喷油量(liàng)的喷嘴,雾化效果较好。常用的油嘴有简单(dān)机械雾化喷(pēn)嘴和回油(yóu)式机械雾化喷嘴(zuǐ),前者结构简单,系统简单,也比较可靠,一般用于较小负荷的燃烧器,后者结构和系(xì)统都要复杂些,但调节特性好,适用于锅炉负(fù)荷(hé)经常有较大范围调节时用。简单机械雾化喷(pēn)嘴有切向槽式和切向孔式,前者雾(wù)化(huà)角较(jiào)大且雾化颗粒较小。
重油(yóu)预热器: 重油燃烧(shāo)器的特(tè)有设备, 用于加(jiā)热重(chóng)油至一定温(wēn)度, 减小粘度,以(yǐ)增(zēng)加重油雾(wù)化(huà)效果(guǒ),其温度控制装置与燃烧器(qì)控制电(diàn)路(lù)联锁(suǒ)。
过滤器(qì):其作(zuò)用(yòng)是防止杂质进(jìn)入电磁阀组和(hé)燃烧器(qì)内。
调压器(qì):主(zhǔ)要作用是降压稳(wěn)压(yā), 一(yī)般用于高压(yā)供气系统中,其入口压力不能低(dī)于100mbar。
电磁阀组:一(yī)般由安全电磁阀和主电磁阀组成,有分体式(shì)和一体式(shì),一体式电磁阀组内一般还组合有稳压阀(fá)和(hé)过滤(lǜ)网。 安(ān)全(quán)电磁阀一般为(wéi)快开快闭式。主电(diàn)磁(cí)阀一般为二级式,并有快开快闭式和慢开快闭式之分。
电(diàn)磁阀泄漏检测器:其作(zuò)用是检测电(diàn)磁阀组的关闭(bì)是否严密。一般用在(zài)功率大于 1400kw 的(de)燃烧(shāo)器上。
点火电磁阀组(zǔ):一般有手动球阀、 稳(wěn)压器、 电磁阀组成。主要用于(yú)功率较大的(de)燃烧器。
燃(rán)气(qì)供应系统:
5、电控(kòng)系(xì)统
电控系统是以上各系统(tǒng)的(de)指挥(huī)中(zhōng)心和(hé)联络中心,主要控制元件(jiàn)为程控器,针对不同的(de)燃(rán)烧器(qì)配有不同的程(chéng)控(kòng)器,常见的(de)程控(kòng)器有:LFL系(xì)列、LAL系列、LOA系(xì)列、LGB系列,其(qí)主要区别为各个程(chéng)序步骤(zhòu)的时间不同。
燃(rán)烧器工作过程介绍
以比例(lì)式(shì)燃气燃烧器(qì)为例,其工作过程有四(sì)个阶段:准备阶段、预吹扫阶段、点火(huǒ)阶段(duàn)和正常燃烧阶段。
准备阶段:程控器得电(diàn)后,开始内部程序自(zì)检,同时,伺服马达(dá)驱动风门到(dào)关闭状态,程序自检完毕(bì)后(hòu),处于待机状态,当恒温器、过(guò)高过低(dī)燃气压力开关、蒸(zhēng)汽锅炉(lú)蒸汽压力开关等限制开关允(yǔn)许时,程控(kòng)器开始(shǐ)启(qǐ)动,进入预吹扫阶段。如果电(diàn)磁阀组(zǔ)带有泄漏检测系统(tǒng),该系统在上述限制开关允许时(shí)先进行阀门泄漏检(jiǎn)测,检测通过后,才进入预(yù)吹(chuī)扫阶段。
预(yù)吹扫阶段:伺服马达驱动风门到大火开度状态,同时风机马达启动,以吹入空气进行预吹扫,根据程(chéng)控器的(de)不同,约吹扫20~40秒后,伺服马达驱动风门到点火开度状态,准备点火。整个(gè)预吹扫阶段,空气压力开关(guān)测量空气压(yā)力,只有(yǒu)空(kōng)气压力保持在一个足(zú)够高的水平上,预吹扫过程才能持续进行。
点(diǎn)火阶段(duàn):伺服马(mǎ)达驱动风门(mén)到点火开(kāi)度状态(tài)后(hòu),点火变压器切(qiē)入,并输出高电压给点火(huǒ)电(diàn)极,以(yǐ)产生点(diǎn)火电火花,约3秒后,程控器送电给安全电磁阀和(hé)比例式电磁阀(fá),阀打开后,燃(rán)气到达(dá)燃(rán)烧头,与风机提供的空气混合,然后被(bèi)点燃。在阀打开后2秒内,电(diàn)离电极应检测到(dào)火焰(yàn)的存在,只有这样,程控器才继续后面的程序,否则(zé),程控器锁定并断开电磁(cí)阀停(tíng)止供气,同时报警(jǐng)。
正(zhèng)常燃烧阶段:点火正常并稳(wěn)定燃(rán)烧几秒后,伺服马(mǎ)达驱动风门到大火开度状态,同时,比例(lì)式(shì)燃(rán)气调节阀菜的伺(sì)服电机切入,并根据空气压力和炉(lú)膛背压来调节燃气阀(fá)后的燃气压力以调节燃气量(liàng),达到稳定、高效燃烧(shāo)的目的。此(cǐ)后,燃(rán)烧器根据各个限制开(kāi)关的要求自(zì)动实现大小火转换和停机。此外,整个燃烧过程中,电离电极和(hé)空气压力开关对(duì)燃烧(shāo)器实行监控。
燃烧器生产(chǎn)厂家(jiā)就燃烧器常(cháng)见故(gù)障现象、原(yuán)因及处理方法
在发生故障时,必(bì)须首先检查燃烧器(qì)正常运转的(de)条件是(shì)否满足:
1、供电是否正常?
2、燃料供应系统是否正常(cháng)?如供气管道(dào)上的燃气压(yā)力是(shì)否正常以及(jí)球阀是否打开(气机)?油箱里是(shì)否有油以及供(gòng)油回(huí)油(yóu)管道上(shàng)的阀门是否打开(油机)?
3、所有的调节器和控制器的调节和联锁(suǒ)控制是否正常?如温度(dù)调节器、水流(liú)量开关、水位开(kāi)关(guān)、油位开关、燃气压力开关等。
4、燃烧时的空气量及燃气(qì)量或燃油量是否被改变?
如果确定故障不是由上述原因造成的(de),则必须对燃烧器的有关功能(néng)进行(háng)检查测试。一(yī)般方法就是去掉某些(xiē)联锁控制,接通燃烧(shāo)器,然后准确地观察以下工作过(guò)程,根据现象,就(jiù)能很(hěn)快(kuài)地发现(xiàn)问题所在并排除。