燃(rán)烧器(qì)作为一种自动化程度较(jiào)高(gāo)的机电一体化设备,燃烧器(qì)点火器从其实现的功能可(kě)分(fèn)为五大系统: 送风系(xì)统、 点火系(xì)统、 监测系统、 燃料(liào)系统、 电控系统(tǒng)。
1、送风系统
送风(fēng)系(xì)统的功能在于(yú)向燃烧室里送入一定风速和风量的空(kōng)气, 其主要(yào)部件有: 壳体、 风机马达(dá)、 风机叶(yè)轮、 风枪火管(guǎn)、 风门控(kòng)制器、 风门档板、扩(kuò)散盘。
壳体:是燃烧器各部件的(de)安装支架和新鲜(xiān)空气进风通道的主要(yào)组(zǔ)成部分。从(cóng)外形来看可以分为箱式和枪式两(liǎng)种(zhǒng),箱式(shì)燃(rán)烧(shāo)器多(duō)数(shù)有(yǒu)一(yī)个(gè)注塑(sù)材(cái)料的外罩,且功率一般较小,大功率(lǜ)燃烧(shāo)器多(duō)数采用分体式壳(ké)体,一般为枪式。壳体的组成材料一般为高强度轻质合金铸件(jiàn)。
风机马达(dá):主要为风机(jī)叶轮和高压油泵(bèng)的运转提供动(dòng)力(lì),也有一些燃烧器采用单独电(diàn)机提供油泵(bèng)动力。某(mǒu)些小功率燃烧器采用单相(xiàng)电机(jī),功率相对较小,大部分燃烧器(qì)采用三相电机,电(diàn)机只有按照确定的(de)方向旋转才能使燃(rán)烧器正常(cháng)工作。
风机叶(yè)轮:通(tōng)过高速(sù)旋转(zhuǎn)产生足够的风压以克服炉膛阻力和烟囱阻力(lì),并向燃烧室吹(chuī)入(rù)足够(gòu)的空气(qì)以(yǐ)满(mǎn)足(zú)燃烧的需要。它由(yóu)装(zhuāng)有一定倾斜角度(dù)的叶片的圆柱状(zhuàng)轮(lún)子组成,其组成材料一般为高强度(dù)轻质合金钢,也有注塑成形的产品,所有合格的风机叶轮均具有良好的(de)动平衡性能。
风枪火管:起到引导气流和(hé)稳定风压的作用(yòng),也是进风通道的组成部分,一般有一个外套(tào)式(shì)法兰与炉口(kǒu)联接。 其(qí)组成材料一(yī)般为高(gāo)强度和耐高温的合金钢。
风门控制(zhì)器(qì):是一种驱动装置,通过机械连杆(gǎn)控(kòng)制风门(mén)档板的转动(dòng)。
一般有(yǒu)液压驱动(dòng)控制(zhì)器和伺服马达驱动控制器两种,前者工作稳定,不(bú)易产生故障,后者控制**,风量(liàng)变(biàn)化平(píng)滑。
风(fēng)门档板:主要作用(yòng)是调(diào)节进风通道的大小以控(kòng)制进风量的大(dà)小。 其组成材料有注(zhù)塑(sù)和合金两种, 注塑(sù)档板一般为单片形式, 合金档板有单片、双(shuāng)片、三片等多种组合形式。
扩散盘:其特殊的结构能够产生旋转气流, 有助于空气(qì)与燃料(liào)的充分混(hún)合(hé),同时还有调节(jiē)二次风量的作用。
2、点火系统
点火(huǒ)系统(tǒng)的功能在于点(diǎn)燃空气与燃(rán)料的混(hún)合物,其主要部件有:点火变压器、点火电极、电火高压电(diàn)缆(lǎn)。
点火变压(yā)器(qì):是一种产生高压输出的转换元件(jiàn),其输出电压一(yī)般(bān)为:2× 5KV、 2× 6KV、 2× 7KV,输出电流一般为 15~30mA。
点火电极:将高压(yā)电能通过电弧放(fàng)电的形式(shì)转换(huàn)成光能和热能, 以引燃燃(rán)料。一般有单体式和分体式两种。
电火高压电缆:其作用是(shì)传送(sòng)电能。
3、监测系统
监测(cè)系(xì)统的功能在于保证燃烧器安全的运行(háng), 其主要部件有火焰监测器、压力监(jiān)测(cè)器、监测温度器等。
火焰监测器:其主要(yào)作用是监(jiān)视火焰的形成状况, 并产(chǎn)生信号报告程控器。火焰检测器主要有三(sān)种:光敏电阻、紫外线 UV 电眼和电离(lí)电极。
A、光敏电阻(zǔ):多用于轻油、重油燃烧器上(shàng),其功能和工作原理为(wéi):
光(guāng)敏电阻和一个有三个触点的火(huǒ)焰继(jì)电器(qì)相连,光敏电阻的阻值随器(qì)接收到(dào)的(de)光的多少而(ér)变化,接收到(dào)的光越多,阻(zǔ)值就越低(dī),当加在光敏(mǐn)电阻两端的(de)电压一(yī)定时,电路中(zhōng)的电流就越高(gāo),当电流(liú)达到一(yī)定值时,火焰继电器被激活,从(cóng)而使燃烧器继续向下工作。 当光敏电阻没有感受到足够的(de)光线时,火焰继电(diàn)器不(bú)工作,燃烧器(qì)将停止(zhǐ)工(gōng)作。光(guāng)敏电阻(zǔ)不适用于气体燃烧器,因为气体(tǐ)燃烧(shāo)时(shí)火焰不够(gòu)亮。
B、电离(lí)电极:多用于(yú)燃气燃烧器上。 程控器给点火变压器输入220V电(diàn)压,两根输出高压线之一(yī)接地,另一根接到点(diǎn)火电极(jí)上,电极与大地之间放电(diàn)产生电火花,点燃燃气和空气混合物,程控器给电离电极供电,如果没(méi)有火焰,电(diàn)极上的供电(diàn)将(jiāng)停止,如(rú)果有火焰,燃气(qì)被(bèi)其自身的(de)高(gāo)温电离(lí),离子(zǐ)电流在电(diàn)极、火(huǒ)焰(yàn)和(hé)燃烧头之(zhī)间流动,离子(zǐ)电流被整流(liú)成直流,并(bìng)通过接地的燃烧器(qì)外壳到(dào)达火焰继电器使之(zhī)工(gōng)作,以保证燃烧(shāo)器(qì)后序(xù)工作顺(shùn)利进(jìn)行。如果电离电极发生(shēng)接地现象,那么产生的电流是交(jiāo)流而非直流的(de),火焰(yàn)继电器将不工作(zuò),程控器锁定。此外,电离(lí)电(diàn)流和点火电流通过同样的接地电路,因点火电(diàn)流比电(diàn)离电(diàn)流强得多,如果两种电流流向相反,电离电流(liú)将被点火电流阻挡,造成(chéng)火焰形成后,燃(rán)烧器却断路了,这种缺陷(xiàn)可(kě)以(yǐ)通过点火变压(yā)器反向输入来补偿,因为反接电线后,造(zào)成点火
变压器的交流电方向旋转 180°,产生(shēng)的(de)点火电流方向也旋转 180°,结
果两种电流方向一致,这样上述缺陷也即(jí)克服。另(lìng)外,电离区火(huǒ)焰不(bú)稳(wěn)定
也会引起火焰(yàn)还存(cún)在时燃烧(shāo)器断路,可(kě)能是(shì)因(yīn)为(wéi)空气(qì)燃气比不合适,可以(yǐ)
通过(guò)调(diào)节空气量或(huò)燃气(qì)量来解决,也可(kě)能是燃烧(shāo)头上空气燃气分布不(bú)均
匀,可(kě)以通过调节燃烧头(tóu)的(de)位置来解决。
C、紫外线 UV 电眼:一般用(yòng)于油气两用燃(rán)烧器上,该电眼(yǎn)只(zhī)能(néng)感受(shòu)到火焰中的紫(zǐ)外(wài)线(光谱范围190~270纳(nà)米),UV管不会对炉膛内闪烁的耐火(huǒ)材料日(rì)光、普(pǔ)通(tōng)光线或炉内辉光(guāng)物质作出反应, UV管的寿命(mìng)在不超过50℃的环境(jìng)温度下约为10000小时,环境(jìng)温度过高对(duì)其寿命(mìng)有很(hěn)大影响。如果(guǒ)它(tā)接受(shòu)到足够量的(de)紫(zǐ)外线,它就能(néng)产生(shēng)电流,并经过适当(dāng)放大(dà),机或火焰继电器(qì),使它闭合。如果的UV管电量耗尽(jìn)了,即使不(bú)存在紫外线,它(tā)仍会表现(xiàn)出(chū)接收到了紫外(wài)线,为(wéi)了(le)克服这一缺(quē)陷,每次(cì)开启之前,程控器都会在其两(liǎng)端加上一个适当的电(diàn)压(yā),这样即使电量耗尽了,它的信号就(jiù)只会表示没有(yǒu)火焰,这样程(chéng)控器也就随即停止工作(zuò)。为检测UV电眼的(de)效(xiào)果,点火之后把它从原位上(shàng)抽出至少一(yī)分钟,UV电眼被抽出后,就(jiù)检(jiǎn)测不(bú)到火焰发出的(de)紫外(wài)线(xiàn),相(xiàng)关的继电器断开(kāi),燃烧(shāo)器停止(zhǐ)工作。即使(shǐ)很少的一点(diǎn)油污都会挡(dǎng)住紫(zǐ)外线进入(rù)光电管的(de)通道(dào)而(ér)导致内部的感应元(yuán)件接收(shōu)不到足够量的紫外线而无(wú)法工作。 因此(cǐ)光电管(guǎn)必须彻底(dǐ)清洗干净。 UV管感受(shòu)不到太阳光或普通灯具(jù)的光线,可以用火焰或普通点火变压(yā)器两(liǎng)电极间的(de)点火花来检(jiǎn)测它的灵敏度。为(wéi)确保(bǎo)燃烧器正常工作(zuò),它的(de)电流必(bì)须稳(wěn)定,不(bú)能低(dī)于程(chéng)控(kòng)器所需(xū)的电流。该(gāi)电流可用微(wēi)安(ān)计(jì)来检测,其值不(bú)能低(dī)于压力监(jiān)测器:一般用于气体燃烧器,主要有燃气(qì)高压(yā)、低(dī)压监测,以及风压监(jiān)测,若燃烧(shāo)器用于蒸汽锅炉(lú),还有蒸汽压力监测。
温度监测器(qì):主要(yào)有烟气温度(dù)的监测与控制(zhì),燃油(重油)温度的监测与控制,以及系统水和媒质水温度的(de)监测与控制。
4、燃料系统
燃料(liào)系统的功(gōng)能在(zài)于保证燃(rán)烧器燃烧(shāo)所(suǒ)需的燃料。燃油燃(rán)烧(shāo)器的燃料系统(tǒng)主要有:油管及接头、油泵、电磁阀、喷嘴、重(chóng)油(yóu)预热器。燃气燃烧(shāo)器(qì)主要(yào)有过滤器、调压(yā)器、电磁(cí)阀组、点火电磁(cí)阀(fá)组。
油(yóu)管及接头:用于传输燃油。
油泵:产生压力油的机构,输(shū)出油压一(yī)般在(zài)10bar以上,以满足雾化和喷(pēn)油量的要求,分(fèn)为单管输出和双管(guǎn)输出(chū)两种(zhǒng)。有些燃(rán)烧器油泵与风机(jī)马达同轴连接,有些有单独的(de)油泵(bèng)电机驱动。常见(jiàn)油泵(bèng)有J型、E型和TA型,适用于单(dān)管和双管油系统,油泵内有(yǒu)过滤器(qì)、压力调(diào)节阀(fá)和截止阀。过滤器(qì)主要是保护传动机构,E型泵过滤器的网目较大,当过滤器堵(dǔ)塞(sāi)时(shí),会导致(zhì)真空过度,过滤器要定期清(qīng)洗,清洗或更换(huàn)过滤(lǜ)器(qì)后,必(bì)须(xū)确保泵盖紧(jǐn)密密封。 油(yóu)泵在运行前, 必须在吸从(cóng)侧油管灌注(zhù)油料(liào)到泵溢流, 否则,泵会(huì)由于干运转而损坏。油(yóu)泵吸入口的抽吸阻(zǔ)力(lì)不能超过 0.4bar,输出口的压(yā)力一般在 10~24bar。J型泵的*大供(gòng)油(yóu)压力为20bar,E型和(hé)TA型泵*大供油压(yā)力为(wéi)40bar,*大供油温度为90℃。
电磁阀(fá):用于控制油路的通断,多为(wéi)二通(tōng)阀和三通阀。
喷嘴:主(zhǔ)要作用是雾化油滴。油嘴的主要(yào)参数有喷射角(30°、45°、60°、80°)、喷射方式(shì)(实心、空心、半空心(xīn))和喷油量。同等压力下,较小喷油量的喷嘴,雾化效(xiào)果较好。常用的(de)油嘴(zuǐ)有简单机械(xiè)雾化喷嘴和回油(yóu)式机械雾化喷(pēn)嘴,前者结构简单,系统简(jiǎn)单(dān),也比较可靠,一(yī)般用(yòng)于(yú)较(jiào)小负(fù)荷的燃烧器,后者结构(gòu)和系统都要复杂些,但调节特性好(hǎo),适用于锅炉负荷(hé)经(jīng)常有较大(dà)范围调节时(shí)用(yòng)。简单机械雾化喷嘴(zuǐ)有切向槽式和切向孔式,前者雾化角较大且(qiě)雾化颗粒较小。
重油预热(rè)器: 重油燃烧器的特有设备, 用于(yú)加热重(chóng)油至一定温度, 减(jiǎn)小(xiǎo)粘(zhān)度,以增(zēng)加重(chóng)油雾化(huà)效果,其温度控制装置与(yǔ)燃烧器控制电路联锁。
过(guò)滤器:其作用是防止杂质进入电磁阀组和燃烧器(qì)内。
调压器:主要作用(yòng)是降压稳(wěn)压, 一般用(yòng)于高压供(gòng)气系统中,其入口压力不能低于100mbar。
电磁阀组(zǔ):一(yī)般(bān)由安全(quán)电磁阀和主电磁阀组成,有分体式(shì)和一体式,一体式电磁阀组内一般还组(zǔ)合有稳压阀和过滤网。 安全电磁阀一般(bān)为快(kuài)开快闭(bì)式。主电磁(cí)阀一般为二级式,并有快开快闭式和慢开快闭式之分。
电磁(cí)阀泄漏(lòu)检测器:其(qí)作用是检测电磁阀组的关闭是否严密(mì)。一般用在功率大于 1400kw 的(de)燃烧器上。
点火电磁(cí)阀(fá)组:一般有手动球阀、 稳压器、 电磁阀(fá)组成。主要用于功率较大的燃烧器。
燃(rán)气供应系(xì)统:
5、电控系统
电控(kòng)系统是以上各系统的(de)指挥中(zhōng)心和联络(luò)中心,主要(yào)控(kòng)制元件为(wéi)程控器,针对不同的燃(rán)烧器配有不(bú)同的程(chéng)控器,常见的程控器有:LFL系列、LAL系列、LOA系列、LGB系(xì)列,其主要区别为各个程序(xù)步骤的时间不同。
燃烧(shāo)器工作过程介绍
以比例式燃气燃烧器为例,其(qí)工作过程(chéng)有四个阶(jiē)段:准备阶段、预吹扫阶(jiē)段、点火(huǒ)阶段和正常燃烧阶段。
准备阶段:程控器得电后,开(kāi)始内(nèi)部程序自检,同时,伺服马(mǎ)达驱(qū)动(dòng)风(fēng)门到关闭状(zhuàng)态,程序自检(jiǎn)完毕后,处于待机状态,当恒温器(qì)、过高过低燃气压力开关、蒸汽(qì)锅炉(lú)蒸汽压力开关等(děng)限制开(kāi)关允(yǔn)许时,程控器开始启动,进(jìn)入预吹扫阶段。如果电磁阀组带(dài)有泄漏检测系统(tǒng),该系统在上(shàng)述限制开关(guān)允许时先进行阀门泄漏检测,检测通过后,才进入预吹扫阶段。
预(yù)吹扫阶段:伺服马(mǎ)达驱动风门到大(dà)火开(kāi)度状态(tài),同时风机马达启动,以(yǐ)吹入空气(qì)进行预吹扫(sǎo),根据程控(kòng)器的不同(tóng),约吹扫20~40秒后(hòu),伺(sì)服马达驱动风门到点(diǎn)火开度状态,准(zhǔn)备点火。整个(gè)预(yù)吹扫阶段,空气(qì)压力开关测量空气压(yā)力,只(zhī)有空气压力保(bǎo)持在一个(gè)足够(gòu)高(gāo)的水平(píng)上(shàng),预吹扫过程才能(néng)持续(xù)进行。
点火阶(jiē)段:伺服马达驱动风门(mén)到点火开度状态后,点火变压器切(qiē)入(rù),并(bìng)输出高电(diàn)压(yā)给(gěi)点火电极(jí),以产生点火电火花,约3秒后,程控器送(sòng)电给安全电(diàn)磁阀和比(bǐ)例式电磁阀(fá),阀打开(kāi)后(hòu),燃气到达燃烧头,与风机提供的空气混合,然(rán)后被点燃。在阀(fá)打开后2秒内,电离电极应检测到火焰的存在,只有这样,程控器才继续后面的程序,否则,程控器锁定并断开电磁阀停止供气,同时报警。
正常燃(rán)烧(shāo)阶段:点火正常并稳定燃烧几秒(miǎo)后(hòu),伺服马达驱动风门到大火开度状态(tài),同时,比例式(shì)燃气调节阀菜的伺服电机(jī)切入,并根(gēn)据(jù)空(kōng)气压(yā)力和炉膛背压来调节(jiē)燃气(qì)阀(fá)后的燃气压力以调(diào)节燃气(qì)量,达到稳定、高(gāo)效(xiào)燃烧的目的。此后,燃(rán)烧器根据各个限制开关的要求自动实现大小火转换和停机。此外,整个燃烧过程中,电离(lí)电极和空(kōng)气压力开(kāi)关(guān)对燃烧器实行监控。
燃烧(shāo)器生产厂(chǎng)家就(jiù)燃(rán)烧器常(cháng)见(jiàn)故障(zhàng)现象、原因及(jí)处理方法
在(zài)发生故障时,必须首先检查(chá)燃烧器正常运转的条件(jiàn)是否满(mǎn)足(zú):
1、供电是否正(zhèng)常?
2、燃(rán)料供应系统是(shì)否正(zhèng)常?如供气管道上的燃气压力是否正常以(yǐ)及球阀是(shì)否(fǒu)打(dǎ)开(气机)?油箱(xiāng)里是否有油以及供(gòng)油回油管道上(shàng)的阀门(mén)是(shì)否打开(油机)?
3、所有的调(diào)节(jiē)器和(hé)控制器(qì)的调节和联(lián)锁(suǒ)控制(zhì)是否正常?如温度调节器、水(shuǐ)流量开关、水位开关、油(yóu)位开关、燃气压力(lì)开关等(děng)。
4、燃烧时的空气量及(jí)燃气量或燃油量是否被(bèi)改变(biàn)?
如果(guǒ)确(què)定故障不是由(yóu)上述原因造成的,则必须对燃烧器的有关功(gōng)能进行检查测试。一般方(fāng)法就是去掉某些联锁控制,接通(tōng)燃烧器,然(rán)后准确地观察以(yǐ)下工(gōng)作(zuò)过程(chéng),根据现象(xiàng),就能很快地发现问题(tí)所在并(bìng)排除。