燃(rán)烧器(qì)作为一种自动化程度较高(gāo)的机电一体化设(shè)备,燃烧器点火器从其实现的功能可分为五大系统: 送(sòng)风系统、 点火系统、 监测系统、 燃料系(xì)统(tǒng)、 电控(kòng)系统。
1、送风(fēng)系统
送风系统的功能在于向燃烧室里送入一定风速和风量(liàng)的空气, 其主要(yào)部(bù)件(jiàn)有: 壳体(tǐ)、 风机(jī)马达、 风机叶轮、 风枪火管、 风(fēng)门控制器(qì)、 风门档板(bǎn)、扩(kuò)散盘。
壳体:是燃烧器各部件的安装支架和新鲜(xiān)空气进风通道的主要组成(chéng)部分。从外(wài)形来看可以(yǐ)分为(wéi)箱式和枪式两种,箱式燃烧器多数有一个注塑材料的(de)外罩,且(qiě)功率一般较小,大功率燃烧器多数采用分体式壳体,一般为枪式。壳体的组成材料一般(bān)为(wéi)高强度轻(qīng)质合金铸(zhù)件(jiàn)。
风机马达:主(zhǔ)要为风机(jī)叶轮和(hé)高压油泵的运转提(tí)供动力,也(yě)有一些燃烧(shāo)器采用单独电机提供油泵动力。某些小功率燃(rán)烧器采用单相(xiàng)电机,功率相对较(jiào)小,大部(bù)分燃烧器采用三相(xiàng)电(diàn)机,电机只有按照(zhào)确定(dìng)的方向旋转才(cái)能使燃烧器正常工作。
风机叶(yè)轮:通过高速旋(xuán)转产生足够的风压以克(kè)服炉膛阻力(lì)和烟囱阻力,并向燃烧室吹入足够的空气以满足燃(rán)烧(shāo)的需要。它由装有(yǒu)一定倾(qīng)斜(xié)角度的叶(yè)片的圆(yuán)柱状轮子组成,其组成(chéng)材料一般为高强度(dù)轻质合金钢,也有注塑(sù)成形(xíng)的产品,所有(yǒu)合格的风机叶轮(lún)均具有良好的动平(píng)衡性能(néng)。
风枪火(huǒ)管:起到引导气流和稳定(dìng)风压的作用,也是(shì)进风通道(dào)的组成部分(fèn),一(yī)般有一个外套式法兰与炉口联接。 其组成材(cái)料一般为高强度和耐高温的合金钢。
风门控制器:是一种(zhǒng)驱(qū)动装(zhuāng)置,通过机械连杆控制(zhì)风门档板的转(zhuǎn)动。
一般有液(yè)压驱动(dòng)控制器和伺服马达驱动(dòng)控制(zhì)器两种,前(qián)者(zhě)工作稳定,不(bú)易(yì)产生故(gù)障,后(hòu)者控制**,风量(liàng)变化平滑。
风门档板:主(zhǔ)要作用是调(diào)节(jiē)进风通(tōng)道的大小以控制(zhì)进风(fēng)量的大小。 其(qí)组成材(cái)料(liào)有注塑和合金(jīn)两种, 注塑档板一般为单片形式, 合金档板(bǎn)有(yǒu)单片、双片、三片等(děng)多种组合形(xíng)式。
扩散盘:其特殊的结(jié)构能够产生(shēng)旋(xuán)转气流, 有助于空气与燃料的充分(fèn)混合,同时还有(yǒu)调节二次风量(liàng)的作(zuò)用。
2、点(diǎn)火系统
点火系(xì)统的功能在于点燃空(kōng)气与燃(rán)料的混合物,其主要部(bù)件有:点火变(biàn)压器、点火(huǒ)电极(jí)、电火(huǒ)高压(yā)电缆(lǎn)。
点火变(biàn)压器(qì):是一种产生高(gāo)压输出(chū)的转换元件,其(qí)输出(chū)电压一般为:2× 5KV、 2× 6KV、 2× 7KV,输出电流一般(bān)为 15~30mA。
点火(huǒ)电极:将高(gāo)压电能通过电弧放(fàng)电的形式(shì)转换(huàn)成光能(néng)和热能, 以引燃燃料(liào)。一般有单体式(shì)和分体式两(liǎng)种。
电火高压(yā)电缆:其(qí)作用是传送电能。
3、监(jiān)测系统(tǒng)
监测系统的功能在于保证燃烧器(qì)安全的运行, 其主要部件有火焰监测(cè)器、压力监(jiān)测器、监(jiān)测温(wēn)度器等。
火(huǒ)焰监(jiān)测器:其主要作(zuò)用是监视火焰的(de)形成状况(kuàng), 并(bìng)产生信号报告程控器。火焰检测器主要有三种:光敏(mǐn)电阻、紫外线 UV 电眼和(hé)电离电极。
A、光敏电阻:多用于轻油、重(chóng)油燃烧器(qì)上,其(qí)功能和工(gōng)作原(yuán)理(lǐ)为:
光敏(mǐn)电阻和一个有三个触点(diǎn)的火(huǒ)焰(yàn)继电器相连(lián),光敏电阻的阻(zǔ)值随器接收到的光的多少(shǎo)而变化,接收到的光越多(duō),阻值就(jiù)越低(dī),当加在光(guāng)敏电阻两端(duān)的电(diàn)压一定时,电路中的电流就越高,当电流达(dá)到(dào)一(yī)定值时,火焰继电器被(bèi)激(jī)活,从而使燃(rán)烧器(qì)继续向下工作。 当光(guāng)敏电阻没有感受到(dào)足够的(de)光线时(shí),火焰(yàn)继电器不(bú)工作,燃(rán)烧器将停止(zhǐ)工作。光(guāng)敏电阻不(bú)适用于气体燃(rán)烧器,因为气体燃(rán)烧时(shí)火(huǒ)焰不够(gòu)亮。
B、电(diàn)离电极:多用于燃气燃烧器上。 程控器给(gěi)点(diǎn)火(huǒ)变压器输入220V电压,两(liǎng)根输出高压线之一接地,另一根接到点火(huǒ)电极上,电极与大地(dì)之间放电(diàn)产生电(diàn)火花,点燃燃(rán)气和空气混合物(wù),程控器给电(diàn)离电极供电(diàn),如果没有(yǒu)火焰,电极上的供电将停止,如果(guǒ)有火焰,燃气(qì)被(bèi)其(qí)自(zì)身的高温电离,离子电(diàn)流在电极(jí)、火焰和燃烧头之间(jiān)流(liú)动,离子电流被整(zhěng)流成直(zhí)流,并(bìng)通过接地的(de)燃烧器外壳到达火焰继电器使之工作,以保证燃烧器后序工作顺利进行。如果电离电极发生接(jiē)地现象,那么(me)产(chǎn)生(shēng)的电流是交(jiāo)流(liú)而非(fēi)直(zhí)流的,火(huǒ)焰继电器(qì)将不工作,程(chéng)控器锁定。此外,电离电(diàn)流(liú)和点火电流(liú)通过同样的(de)接地电路,因点火电流比电(diàn)离电流强得多(duō),如果两种电流(liú)流向相反,电离电流将(jiāng)被(bèi)点火电流阻(zǔ)挡,造成火焰形成后,燃烧(shāo)器却断路了,这种缺陷可以通过点火变压器反向(xiàng)输入来补偿(cháng),因为反接电线后,造成点火(huǒ)
变压器的交(jiāo)流电方向旋转(zhuǎn) 180°,产生的点火电流方向也(yě)旋转 180°,结
果两种电流方向一致,这样上(shàng)述缺陷也即克(kè)服。另外,电离(lí)区火焰不稳定
也会引(yǐn)起火(huǒ)焰还(hái)存在时燃烧器断(duàn)路,可能是(shì)因为空气(qì)燃气(qì)比不合适,可(kě)以
通(tōng)过调节空(kōng)气量或(huò)燃气量来解决,也(yě)可能(néng)是燃(rán)烧头上空气燃气分布不(bú)均(jun1)
匀,可以通过调(diào)节燃烧头的位置来解决。
C、紫外线 UV 电眼:一(yī)般(bān)用于油气两用燃烧器上,该电眼只能(néng)感(gǎn)受到(dào)火焰(yàn)中的(de)紫外线(xiàn)(光谱范围190~270纳米),UV管(guǎn)不会对炉膛内闪烁的(de)耐火材料日(rì)光(guāng)、普(pǔ)通光线或(huò)炉内辉光物质作出反(fǎn)应, UV管的寿命在不(bú)超(chāo)过(guò)50℃的环境温(wēn)度下约为10000小时,环境温(wēn)度过(guò)高对其寿命(mìng)有很大影(yǐng)响。如果它接受到足够量的紫外线,它(tā)就能产生电(diàn)流,并(bìng)经过适当放大,机(jī)或火(huǒ)焰继电器,使它闭合(hé)。如果的UV管电量耗(hào)尽了(le),即使(shǐ)不存在紫外线,它(tā)仍会表现出接收到(dào)了紫外线,为了克服这一(yī)缺陷,每次开启(qǐ)之(zhī)前,程控(kòng)器都(dōu)会在其(qí)两端加上一个(gè)适当(dāng)的电压,这样(yàng)即使(shǐ)电(diàn)量(liàng)耗尽(jìn)了,它的信号就只会表示没(méi)有火焰,这样程控器也(yě)就随即停止工作。为检(jiǎn)测UV电眼的效果,点火之后(hòu)把它从原位上(shàng)抽出至少一(yī)分钟(zhōng),UV电眼被抽出后,就(jiù)检测(cè)不到火焰发出(chū)的紫外线,相关的(de)继(jì)电(diàn)器断(duàn)开,燃(rán)烧器停止工作。即使很少的一(yī)点油污都会挡住紫外线进入光电管的通道(dào)而导致(zhì)内(nèi)部的感应元件接收不到足够量的紫外(wài)线(xiàn)而无法工作。 因(yīn)此光电管必须彻底清洗干净。 UV管感受(shòu)不到太阳光或普通灯具的光线(xiàn),可以(yǐ)用火焰(yàn)或普(pǔ)通点火变压(yā)器两电极间的点火花来检测它的(de)灵(líng)敏度(dù)。为确保燃烧(shāo)器正(zhèng)常工(gōng)作,它的(de)电(diàn)流必须稳定,不(bú)能低(dī)于程控器所需的电流(liú)。该(gāi)电流可用微安计来检(jiǎn)测(cè),其值不能(néng)低于压力监测器:一般(bān)用于气(qì)体燃烧器,主要有燃气高压、低压监(jiān)测,以及风压监(jiān)测,若燃烧器用于蒸汽锅炉,还有蒸(zhēng)汽压力监测。
温度(dù)监测器:主要有烟气温度的监测与控制,燃油(重油)温度的监测与(yǔ)控制,以及系(xì)统水和媒质水温(wēn)度(dù)的监(jiān)测与控制(zhì)。
4、燃料系统(tǒng)
燃(rán)料系统的(de)功能(néng)在于保(bǎo)证(zhèng)燃烧器燃烧(shāo)所需的燃料。燃(rán)油燃烧器的燃(rán)料系统主要(yào)有:油管及(jí)接头(tóu)、油泵、电磁(cí)阀、喷嘴、重油预热器(qì)。燃气(qì)燃烧器主要(yào)有过滤器、调压器、电磁阀组、点火电磁阀组(zǔ)。
油管及接(jiē)头:用于传输燃油。
油泵:产(chǎn)生压力油的(de)机构,输出油(yóu)压一(yī)般在10bar以(yǐ)上,以(yǐ)满足雾(wù)化和喷油(yóu)量的要求(qiú),分为单管输出和双(shuāng)管输出两种。有些燃烧器油(yóu)泵与风机马(mǎ)达(dá)同轴连接,有些有单独(dú)的油泵电机驱动。常见(jiàn)油泵(bèng)有J型、E型和(hé)TA型,适用(yòng)于单(dān)管和双管油系统,油泵(bèng)内有过滤器、压(yā)力(lì)调节阀和截止阀(fá)。过滤器主要是保(bǎo)护传动机构(gòu),E型泵过滤器(qì)的网目较大,当过滤器堵塞时,会(huì)导致真空过度,过滤器要定期清(qīng)洗,清洗或更换过滤器后,必须确保泵盖(gài)紧密密封(fēng)。 油泵在运行(háng)前(qián), 必须(xū)在吸从(cóng)侧油(yóu)管灌注油料到(dào)泵溢流(liú), 否则,泵会由于干运(yùn)转而(ér)损(sǔn)坏。油泵吸入口的抽(chōu)吸(xī)阻力不能超过 0.4bar,输出口的压力(lì)一(yī)般在 10~24bar。J型泵的*大供油压力为20bar,E型和(hé)TA型泵*大供油压力为40bar,*大供油温度为90℃。
电磁阀(fá):用于控制油(yóu)路的通断,多为二(èr)通阀(fá)和三(sān)通阀。
喷嘴:主(zhǔ)要作用(yòng)是雾化油滴。油(yóu)嘴的主要参数有喷射角(30°、45°、60°、80°)、喷射方(fāng)式(实心、空心(xīn)、半空(kōng)心)和喷油量。同等压力下,较(jiào)小喷油量(liàng)的喷(pēn)嘴,雾化(huà)效(xiào)果较好。常用(yòng)的油(yóu)嘴有简(jiǎn)单机械(xiè)雾化喷嘴和回油式机(jī)械雾化喷嘴,前者结构简单,系统简单,也比较(jiào)可靠,一般用(yòng)于较小负荷的燃(rán)烧器,后者结构和系(xì)统都要复(fù)杂些,但调节特(tè)性(xìng)好,适用于锅炉负荷经(jīng)常有(yǒu)较大(dà)范围调节时用。简单机械雾化喷嘴有切向槽式和切向孔式,前者(zhě)雾化角较(jiào)大且雾化颗粒较小。
重油预热器: 重油(yóu)燃烧器的特有设备, 用于(yú)加热重油至(zhì)一定温度, 减小粘度,以增加重油雾(wù)化效果,其(qí)温度控制装(zhuāng)置(zhì)与燃烧器控制电路联(lián)锁。
过(guò)滤器:其作(zuò)用是防止(zhǐ)杂质进(jìn)入电(diàn)磁阀(fá)组和燃烧(shāo)器内。
调压器:主要作用是降压稳压, 一般用于高压供(gòng)气系(xì)统中,其入口压力(lì)不能低(dī)于100mbar。
电磁阀组:一般由安全电磁阀(fá)和主电磁阀组(zǔ)成,有分体(tǐ)式和(hé)一体(tǐ)式,一体式电磁阀组(zǔ)内一(yī)般(bān)还组合有(yǒu)稳压阀和过滤网(wǎng)。 安全电磁阀(fá)一般为快开快(kuài)闭式。主电(diàn)磁阀一般为二级式(shì),并(bìng)有快开快闭(bì)式和(hé)慢(màn)开快闭式之分。
电磁阀泄漏检测器:其(qí)作用(yòng)是检(jiǎn)测电磁阀组的关闭是否(fǒu)严密。一般(bān)用在功率大于 1400kw 的燃(rán)烧器上(shàng)。
点火(huǒ)电磁阀(fá)组:一般有手动球(qiú)阀、 稳(wěn)压器、 电磁阀组成。主要用于(yú)功率较大的燃烧器。
燃气供应系统:
5、电控系统(tǒng)
电控系统(tǒng)是(shì)以上各系统的指挥中心和(hé)联络中心,主要控制元件为程控器,针对不(bú)同的(de)燃烧器配有不同的程控(kòng)器,常见的程控器有:LFL系列、LAL系列、LOA系列、LGB系列,其主要区别为各(gè)个程序(xù)步骤的(de)时间不(bú)同。
燃烧器工作过程(chéng)介绍
以比例式燃气(qì)燃烧器(qì)为例(lì),其工作过程有四个(gè)阶段:准备阶段(duàn)、预吹扫阶段、点火阶段(duàn)和正常燃烧阶段(duàn)。
准备阶段:程(chéng)控器(qì)得电后,开始(shǐ)内(nèi)部程(chéng)序自检(jiǎn),同时,伺服马达驱动(dòng)风门到关闭状态,程序自(zì)检完毕(bì)后,处于待机(jī)状态,当恒温器、过高过低燃气压力开(kāi)关、蒸(zhēng)汽锅(guō)炉蒸汽压力开关等(děng)限制开(kāi)关允(yǔn)许时,程控器开始启动,进入预吹扫阶段(duàn)。如果(guǒ)电磁阀(fá)组带有泄(xiè)漏检测系(xì)统,该系统在上述(shù)限制(zhì)开关允许时先(xiān)进行阀门泄漏检测,检测通过后,才(cái)进入预吹(chuī)扫阶段。
预吹扫阶段(duàn):伺(sì)服马达驱动风门到大(dà)火开度状态,同时风机马达启动,以(yǐ)吹入空(kōng)气进行预吹扫,根据(jù)程控器(qì)的不同(tóng),约(yuē)吹扫(sǎo)20~40秒(miǎo)后,伺服马达驱动风门到点火开度(dù)状态,准备点(diǎn)火。整(zhěng)个预吹扫阶段,空气压力开关测(cè)量空气压力,只有空(kōng)气压力保持在一个足够高的(de)水平上,预吹扫过程(chéng)才能持续进(jìn)行。
点火阶段:伺服马达驱动风门(mén)到点(diǎn)火开度状态后(hòu),点火(huǒ)变压器切入,并输出高电压给点火(huǒ)电极,以产生点火电火花,约3秒后,程控器送电给(gěi)安(ān)全电磁阀和比(bǐ)例式电(diàn)磁阀,阀打开后,燃气到达燃烧头,与风机提供的空气混合(hé),然后被点燃(rán)。在阀打(dǎ)开后2秒内,电(diàn)离电极应(yīng)检测到火焰的存在,只有这样,程控器才继续后面的程(chéng)序,否则,程控(kòng)器锁定并断开电磁阀停止(zhǐ)供气,同(tóng)时报警。
正常燃烧阶段:点火正常并稳(wěn)定燃烧几秒后,伺服(fú)马达(dá)驱动风(fēng)门到大火开度(dù)状态,同(tóng)时(shí),比例(lì)式燃气调节(jiē)阀菜(cài)的伺服电机(jī)切入,并根据空气压力和炉膛背压(yā)来调节燃气阀后的燃气压力以调节燃气量,达到稳定、高(gāo)效燃烧的目的。此(cǐ)后,燃烧器根据各个限制开关的(de)要求自动(dòng)实现大小(xiǎo)火转换和停机。此外,整(zhěng)个燃(rán)烧(shāo)过(guò)程中,电离电极和空气压力开关对燃烧器实行(háng)监(jiān)控。
燃(rán)烧器生产厂家就燃烧器常(cháng)见故障现象、原因及处理方法
在发(fā)生故障时(shí),必须首先检(jiǎn)查燃(rán)烧器正常运转的条件是否满(mǎn)足:
1、供(gòng)电(diàn)是否(fǒu)正常?
2、燃(rán)料供应系统(tǒng)是(shì)否正常?如供气管道上的燃气压力是(shì)否正(zhèng)常以(yǐ)及球阀(fá)是否打开(气机)?油(yóu)箱里是否有油以及供油回(huí)油管道上的(de)阀门是否(fǒu)打(dǎ)开(油机)?
3、所有的调节器和控制器的(de)调(diào)节(jiē)和联锁控制(zhì)是否正常?如温度调(diào)节器、水流(liú)量(liàng)开关(guān)、水位开关(guān)、油(yóu)位开关、燃(rán)气压(yā)力开(kāi)关等。
4、燃烧时的空气量及燃气量或燃油量是否(fǒu)被(bèi)改变?
如果(guǒ)确定故障不是由上(shàng)述原因造成的,则必须对(duì)燃烧器的有关功能进行检查测(cè)试。一(yī)般方法就是去掉(diào)某些联锁控制,接(jiē)通燃烧(shāo)器,然后(hòu)准确地观察以下工(gōng)作(zuò)过程,根据现(xiàn)象(xiàng),就能很(hěn)快地发现(xiàn)问题(tí)所在(zài)并排除。