燃烧器作为一(yī)种自动化程度较高的机电一(yī)体化设备,燃烧(shāo)器点火器从其实现的功能可分为五(wǔ)大系统: 送风(fēng)系统、 点火系统、 监测系统、 燃料系统、 电控系统。
1、送风系(xì)统(tǒng)
送风系统的功能在于向燃烧室里送(sòng)入一(yī)定风速(sù)和风量的空气, 其主要部件有: 壳体、 风机马达、 风机叶轮、 风枪(qiāng)火管(guǎn)、 风门(mén)控制器、 风门档板、扩(kuò)散(sàn)盘。
壳体(tǐ):是(shì)燃烧器各(gè)部件的安装支架和新鲜空气(qì)进风通道的主要组成部分。从外(wài)形来看可以分(fèn)为箱式和(hé)枪式两种(zhǒng),箱式(shì)燃烧器多数有一个注塑材料的外罩,且(qiě)功率一般较小,大(dà)功率燃烧器多(duō)数采用分体式壳体,一(yī)般为枪式(shì)。壳体的组成材料一般(bān)为高强度轻质合金(jīn)铸件。
风机马(mǎ)达:主要为(wéi)风机叶轮(lún)和高压油泵的运转提供动力,也有(yǒu)一(yī)些燃烧器(qì)采用单独电机提供油(yóu)泵动力。某些(xiē)小功(gōng)率燃(rán)烧器采用单(dān)相电机,功率相(xiàng)对较小,大(dà)部(bù)分燃烧(shāo)器采(cǎi)用三相电机,电机只有按(àn)照确定(dìng)的(de)方向旋转才能使燃烧器正常工作。
风机叶轮:通过高速旋(xuán)转产生足够的风压以克服(fú)炉膛阻力和烟囱(cōng)阻力,并向燃烧室吹入足够的空(kōng)气以满足燃烧的需要。它由装有一定(dìng)倾斜(xié)角度的叶片的圆柱(zhù)状轮子(zǐ)组(zǔ)成,其组成材料一般为高强度(dù)轻质合金钢,也有注塑(sù)成(chéng)形的产品,所有合(hé)格(gé)的风机叶轮(lún)均具有(yǒu)良好的动平衡性能。
风枪火管:起到引(yǐn)导气流和稳定(dìng)风压的作用(yòng),也是进风通(tōng)道的(de)组成部分,一般有一个外套式法兰与炉(lú)口(kǒu)联接。 其组成材(cái)料一般(bān)为高强度和耐高(gāo)温(wēn)的合金(jīn)钢(gāng)。
风门控制器:是一种驱动(dòng)装置,通过机械连杆控制风门档板(bǎn)的转动。
一般有液压驱动(dòng)控(kòng)制器(qì)和伺(sì)服马达驱动控制器两种,前者(zhě)工作稳(wěn)定,不易产生故障(zhàng),后者控制**,风量(liàng)变(biàn)化平滑。
风门档板:主要作用是调节进风通道的大小以控制进风量的大小(xiǎo)。 其(qí)组(zǔ)成材料有(yǒu)注塑和(hé)合(hé)金两种, 注塑档(dàng)板一般为单(dān)片形(xíng)式, 合金档板(bǎn)有单片(piàn)、双片、三片(piàn)等多种组合(hé)形式。
扩(kuò)散(sàn)盘(pán):其特殊的结构(gòu)能够产生旋转气流, 有助于空气与(yǔ)燃料的充分混合,同时还有调节二(èr)次(cì)风量的作用。
2、点火系统
点火系统的功(gōng)能(néng)在(zài)于点燃空气与燃料的混合物,其主(zhǔ)要部件有:点火(huǒ)变压器、点火电极、电火高压电缆。
点火变压器:是一种产生(shēng)高压输出的转换(huàn)元件,其输出电压一般为:2× 5KV、 2× 6KV、 2× 7KV,输出(chū)电流(liú)一般为 15~30mA。
点(diǎn)火电极:将(jiāng)高(gāo)压电能通过电弧放(fàng)电的形式(shì)转换成光(guāng)能和热能, 以引燃燃料。一般有单体(tǐ)式和分体(tǐ)式两种。
电火高压电缆:其(qí)作(zuò)用是传送电能。
3、监(jiān)测系统
监测(cè)系统的功能在于保证燃(rán)烧器安(ān)全的运(yùn)行, 其主要部件有火焰监(jiān)测器、压力监测器、监测温度器(qì)等。
火(huǒ)焰监(jiān)测器(qì):其(qí)主要作用是监视(shì)火焰的形成状况, 并产生信号报(bào)告程(chéng)控(kòng)器。火焰检测器主要有三种:光敏电(diàn)阻(zǔ)、紫外(wài)线 UV 电(diàn)眼和电离电极。
A、光敏电阻:多用(yòng)于轻(qīng)油、重油燃(rán)烧器上,其功能和工作原(yuán)理为:
光(guāng)敏电(diàn)阻和(hé)一个有(yǒu)三个触点的火焰继电器相连,光敏电阻的(de)阻值(zhí)随器接收到的(de)光的(de)多少而变化(huà),接收到(dào)的光越多,阻(zǔ)值就越低,当加在光敏(mǐn)电阻两端的电压一定时,电路(lù)中的电流就越高,当电流达到一定值时,火焰继电器被激活,从而使燃烧器继续向下工作。 当光敏电阻(zǔ)没有感受(shòu)到足够的光线时,火焰继(jì)电器不工作(zuò),燃烧器将停止工作(zuò)。光敏电阻(zǔ)不适(shì)用于气体燃烧器,因为气体燃烧时火焰不够亮。
B、电离电极:多(duō)用(yòng)于(yú)燃气燃(rán)烧器上。 程控器给点火(huǒ)变压器输(shū)入220V电压,两根输出高(gāo)压线之一接地,另(lìng)一根接到(dào)点火电极(jí)上,电极与大地之(zhī)间(jiān)放电产生电火花,点燃燃气和空气混合物,程控器给电离电(diàn)极供电,如果没有火(huǒ)焰,电(diàn)极上的供电将停止,如(rú)果有火焰,燃气被其自身的高(gāo)温电离,离(lí)子电流在电极、火焰和燃烧头之间流动,离子电流被整流成直流(liú),并通过接地(dì)的燃烧器外壳(ké)到达火焰继电器使之工(gōng)作(zuò),以保证(zhèng)燃烧器后(hòu)序工(gōng)作顺(shùn)利进行。如果电离电(diàn)极发生接地现(xiàn)象,那么产生(shēng)的电流是(shì)交流而非直流的,火焰继(jì)电器将(jiāng)不工作,程控(kòng)器锁(suǒ)定。此外,电(diàn)离电流和点火电流通过同样的(de)接地电路,因点火电流(liú)比电(diàn)离电流强得多,如果两种电流(liú)流向相反,电离(lí)电流将(jiāng)被点火电流(liú)阻挡,造成火焰形成后,燃烧器却(què)断(duàn)路了,这种缺陷可以通过点火变压器反向输入(rù)来(lái)补偿,因为反接(jiē)电线后,造成点(diǎn)火
变压器的交流电方向旋转 180°,产(chǎn)生的(de)点火电流方向(xiàng)也旋转 180°,结
果两种电流方向一致,这(zhè)样上述缺陷也即克服。另外,电离区(qū)火焰不(bú)稳(wěn)定
也(yě)会引起火(huǒ)焰还存在时燃烧器(qì)断路(lù),可能是因为空气燃气比不(bú)合适,可以(yǐ)
通(tōng)过调节空气量或(huò)燃气量来解(jiě)决,也可能是燃烧头(tóu)上(shàng)空气燃气分(fèn)布不均
匀,可以通过调(diào)节燃(rán)烧头的位(wèi)置来(lái)解(jiě)决。
C、紫外线 UV 电眼:一般用于油气两用燃烧器(qì)上,该电眼只能感(gǎn)受(shòu)到(dào)火焰中的(de)紫外(wài)线(光谱范围190~270纳米),UV管不(bú)会对炉膛内(nèi)闪烁的耐火材(cái)料日(rì)光、普通(tōng)光(guāng)线或炉(lú)内辉光物质作出反应(yīng), UV管的寿(shòu)命在不超过50℃的(de)环境温度下约为10000小时,环境温度过高对其寿命有很大(dà)影响(xiǎng)。如果它接受到足够(gòu)量的紫外(wài)线,它就能产(chǎn)生电流,并经(jīng)过适当(dāng)放大(dà),机或(huò)火焰(yàn)继电器,使(shǐ)它闭合。如果(guǒ)的UV管(guǎn)电(diàn)量耗(hào)尽(jìn)了(le),即使不存在紫(zǐ)外线,它仍(réng)会表现出接收到了紫外线,为了克服这(zhè)一缺陷,每次开启之前,程控器都会(huì)在(zài)其两端加上一个(gè)适当的电压,这样即使电量耗尽(jìn)了,它的信号就只会表示没有火焰(yàn),这样程(chéng)控(kòng)器也就随即停止(zhǐ)工作。为(wéi)检测UV电眼的效果,点火之(zhī)后把它从原位上抽出至少一分钟,UV电眼被抽出后,就检测不到火焰发出的紫(zǐ)外线,相(xiàng)关的继电器断(duàn)开,燃烧(shāo)器停止工作。即使很少的一点油污(wū)都会挡(dǎng)住紫外(wài)线(xiàn)进入光电管的通道而导致内(nèi)部的感应元件接收不到足(zú)够量(liàng)的(de)紫外线而无法工作。 因此光电管必须(xū)彻底(dǐ)清洗(xǐ)干净。 UV管感受(shòu)不到太阳光或(huò)普通灯具的光线,可以用火焰或普通点火变压(yā)器(qì)两电极(jí)间的点火花来(lái)检测(cè)它的灵敏度。为确保燃烧(shāo)器正常工(gōng)作,它的电流(liú)必须稳定,不(bú)能低于程控器(qì)所(suǒ)需的电流。该电流可用微安计来检测,其值不能(néng)低于压(yā)力(lì)监测器:一般(bān)用于气体燃(rán)烧器,主要有燃(rán)气高压、低压监测,以及风压监(jiān)测,若燃烧(shāo)器(qì)用(yòng)于蒸汽锅炉,还有蒸汽压力监测。
温度监测器(qì):主要有(yǒu)烟气温度(dù)的监测与控制,燃油(重油)温度的监测与控制,以及系统水(shuǐ)和媒质水温度(dù)的监测与控制。
4、燃料系统
燃(rán)料系统(tǒng)的功能在于保证燃(rán)烧器燃烧所需的燃料。燃(rán)油燃烧器的燃料(liào)系统主要(yào)有:油管及接(jiē)头、油(yóu)泵、电(diàn)磁阀(fá)、喷(pēn)嘴、重油预热器。燃气燃烧器主要有过滤器(qì)、调压器、电磁阀组、点火电磁阀组(zǔ)。
油管及接头:用于传输燃(rán)油。
油泵:产生压力油的机构,输出(chū)油压一般在10bar以上,以满足雾化(huà)和喷油量的要求,分为单(dān)管输(shū)出和双管输出两种。有些燃烧器油泵与风机马达同轴连接,有些有单(dān)独的油泵(bèng)电机驱动。常见油泵有J型、E型和(hé)TA型,适用于单(dān)管和双(shuāng)管油(yóu)系统,油泵内有过滤器、压力(lì)调节阀和截止阀。过滤器主(zhǔ)要(yào)是保护传动(dòng)机构,E型(xíng)泵过(guò)滤(lǜ)器的(de)网目较大,当(dāng)过滤器堵(dǔ)塞(sāi)时,会导致真空过度,过滤器要(yào)定期(qī)清洗,清洗或更(gèng)换(huàn)过滤器后,必须确保泵盖紧密(mì)密(mì)封。 油泵(bèng)在运行前, 必(bì)须在吸从侧(cè)油(yóu)管灌注油料到(dào)泵溢流, 否则,泵会由(yóu)于干(gàn)运转而损坏(huài)。油泵吸入口的抽吸阻力不能超过 0.4bar,输出口的压力一般在 10~24bar。J型泵(bèng)的*大供油压力为20bar,E型和TA型泵*大供油压力为40bar,*大供油温度为90℃。
电(diàn)磁阀:用于控制(zhì)油路的通断,多(duō)为二通阀和三通阀。
喷嘴:主要(yào)作用是雾化油滴。油嘴的主要参数有(yǒu)喷射角(jiǎo)(30°、45°、60°、80°)、喷射(shè)方式(实心(xīn)、空心、半空心)和喷油量(liàng)。同(tóng)等压力(lì)下(xià),较小喷油量的喷嘴,雾化效果较好。常(cháng)用的油嘴有简单机械雾化喷嘴(zuǐ)和回油式机械雾(wù)化喷嘴,前者结构简单,系统简单,也比较可靠,一般用于较(jiào)小负荷(hé)的燃烧器,后者结构和(hé)系统都要(yào)复杂些,但调(diào)节(jiē)特性好,适用于锅炉负荷经常有较大范围调节时(shí)用。简单机械雾化喷嘴(zuǐ)有切向(xiàng)槽式和切向孔式,前者雾化(huà)角较大且雾化(huà)颗(kē)粒(lì)较小。
重油预(yù)热(rè)器: 重油燃烧器的特有设备, 用于加热重(chóng)油(yóu)至一(yī)定温度, 减小粘度(dù),以(yǐ)增(zēng)加重油雾化(huà)效果,其温(wēn)度(dù)控制装置与燃(rán)烧器控制电路联锁。
过滤(lǜ)器:其作用是防止杂质进入电磁阀组和燃(rán)烧器内。
调压器:主要作用是(shì)降(jiàng)压稳(wěn)压, 一般用(yòng)于高压供气系统中,其(qí)入口压力(lì)不能低于100mbar。
电磁阀组:一(yī)般由(yóu)安全电磁阀和(hé)主电磁阀组成,有分体(tǐ)式和(hé)一体式,一体式电磁(cí)阀组内(nèi)一般还组合(hé)有稳压阀和过滤网。 安全电(diàn)磁(cí)阀(fá)一般(bān)为快开快闭(bì)式。主电磁阀一般为二级(jí)式,并有快开快(kuài)闭式和慢开(kāi)快闭式(shì)之分(fèn)。
电磁阀泄漏检测器:其作用是检测电磁阀组的关闭是否严密。一般用在功率大于 1400kw 的燃(rán)烧器(qì)上。
点火(huǒ)电磁(cí)阀组:一般有手(shǒu)动球阀、 稳压器、 电磁阀组成。主(zhǔ)要用于(yú)功率(lǜ)较大的(de)燃烧器。
燃气供(gòng)应系统:
5、电控系统
电控系统(tǒng)是以上(shàng)各系统的指挥中心和联(lián)络(luò)中心,主要控制元(yuán)件为程控器,针对不同的燃烧器配有不同的程(chéng)控(kòng)器,常见的程控器有:LFL系列、LAL系列、LOA系(xì)列、LGB系列,其主要区别为各个(gè)程序(xù)步骤(zhòu)的时间不同(tóng)。
燃(rán)烧器工作过(guò)程(chéng)介绍(shào)
以比例式燃气燃烧器为例,其工作(zuò)过程有四个阶段:准(zhǔn)备阶段、预吹扫阶段、点火阶段(duàn)和(hé)正常(cháng)燃烧(shāo)阶段(duàn)。
准(zhǔn)备阶段:程控器得电后(hòu),开始内部程序自检,同(tóng)时(shí),伺服马达驱动(dòng)风(fēng)门到(dào)关闭状态(tài),程序(xù)自检(jiǎn)完毕后,处于待机状态,当恒温器、过(guò)高过低燃气压力(lì)开关、蒸(zhēng)汽(qì)锅(guō)炉蒸汽压(yā)力开(kāi)关等限制(zhì)开关允(yǔn)许(xǔ)时,程控器开始启动,进入预吹扫阶段。如果电磁(cí)阀组带有泄漏检(jiǎn)测系统,该(gāi)系统在(zài)上述限制开(kāi)关允许时先进行阀门(mén)泄漏检测(cè),检测通过(guò)后,才(cái)进入预吹(chuī)扫阶段。
预吹扫阶段:伺服马(mǎ)达驱动风门到(dào)大火开(kāi)度状态,同时风机马达启动(dòng),以吹入空气进行预吹扫,根据程控器的不(bú)同(tóng),约吹扫20~40秒后,伺服马达驱动风(fēng)门到(dào)点火开度状(zhuàng)态,准备点(diǎn)火。整个预(yù)吹扫阶段,空气压力(lì)开关测量空气压力,只有空气(qì)压力(lì)保持在一个足够高的水平上,预吹扫过(guò)程才(cái)能持续进行。
点火(huǒ)阶段:伺服马达(dá)驱动风门(mén)到(dào)点火(huǒ)开度状态后(hòu),点火变压器切入,并(bìng)输出高电(diàn)压给点火电(diàn)极,以产生点(diǎn)火(huǒ)电(diàn)火花,约3秒后,程控器(qì)送电给安全电磁阀和比例式电磁阀,阀打开后,燃气到达燃(rán)烧头,与风机提供的空(kōng)气混合,然后被点燃(rán)。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(chéng)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(zhèng)常燃(rán)烧阶段:点火正常并稳定(dìng)燃烧几秒后,伺服马达驱动风门到大火(huǒ)开度(dù)状态,同(tóng)时,比例式(shì)燃(rán)气调节(jiē)阀菜的伺服电机(jī)切入,并根据空(kōng)气压力和炉膛背压来调节燃气阀后的燃气(qì)压力(lì)以调节燃气量,达到稳定、高效燃(rán)烧的目的(de)。此后,燃(rán)烧器根据各个限制开关的要求自动实现大小(xiǎo)火转(zhuǎn)换和停机(jī)。此外,整个燃烧过程中,电离电(diàn)极和空气(qì)压力开关对燃烧器实行监控。
燃烧(shāo)器生产厂家就燃烧(shāo)器常见故障现象、原因及处理方法
在发生(shēng)故障时,必须首先检查燃烧器正常(cháng)运转的条件(jiàn)是否(fǒu)满(mǎn)足:
1、供电(diàn)是(shì)否正常(cháng)?
2、燃(rán)料(liào)供应系(xì)统是(shì)否正常?如(rú)供气管道(dào)上(shàng)的(de)燃气压力是否正常以及球阀是否(fǒu)打开(气(qì)机)?油箱里(lǐ)是(shì)否有(yǒu)油以及供油回油管道上的阀门是否打开(油机)?
3、所(suǒ)有的调节(jiē)器和控制器(qì)的(de)调节和联锁控(kòng)制是否正常?如温度调节(jiē)器、水流量开关、水位(wèi)开关、油位开关(guān)、燃气压(yā)力开关等(děng)。
4、燃烧时的空气量(liàng)及燃气量或燃油量是否被改变?
如果(guǒ)确(què)定故障不是由上述原因造成的,则必(bì)须对燃烧器(qì)的有(yǒu)关功能进行检(jiǎn)查测试。一(yī)般方法(fǎ)就是去掉某些联锁控制(zhì),接通燃烧器,然后准确地观察以下(xià)工作过程,根(gēn)据现象(xiàng),就能很快地发(fā)现(xiàn)问题所在(zài)并排除。