燃烧器(qì)作(zuò)为一种自动化(huà)程度较高的机电一体(tǐ)化设备,燃烧器点火器从(cóng)其实现的功能可分为五大系统: 送风系统、 点(diǎn)火(huǒ)系统、 监测系统、 燃料系(xì)统、 电控系统(tǒng)。
1、送(sòng)风系统
送风(fēng)系统的功能在于向燃烧室里送入(rù)一定(dìng)风速和风量的空气, 其主要部件有: 壳体、 风机马达、 风机叶轮、 风枪火管、 风门控制器、 风门档(dàng)板、扩散盘。
壳体:是燃烧器各部件的安装支架(jià)和(hé)新鲜空气进风通(tōng)道的主要(yào)组成部分。从外形来看可以分为箱式和(hé)枪式两(liǎng)种(zhǒng),箱式燃烧器(qì)多数有(yǒu)一个注塑材料的外罩,且功率一般较小,大功率燃(rán)烧器多数采用分体式壳体,一般为枪式。壳(ké)体的组成材料(liào)一般为高强度(dù)轻质合金铸件。
风(fēng)机马达(dá):主要为风机叶轮和高压油泵的运(yùn)转提供动力,也有一些燃(rán)烧器采用(yòng)单独(dú)电(diàn)机提供油泵动(dòng)力。某(mǒu)些小功率燃烧器采用单相电机,功率相对(duì)较小,大部分(fèn)燃烧器采用三相电机,电机只有按照确定的方(fāng)向旋转(zhuǎn)才能使燃烧器正常工作。
风机叶轮(lún):通过高速旋转(zhuǎn)产生足(zú)够的风(fēng)压以克服炉膛阻(zǔ)力和烟囱阻力,并向燃烧(shāo)室吹入足(zú)够的空气以满足燃烧(shāo)的需(xū)要。它由(yóu)装有一定倾斜(xié)角(jiǎo)度的叶片的圆柱状轮子组成,其组(zǔ)成材料一般为(wéi)高(gāo)强(qiáng)度轻质合金钢,也(yě)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(dào)引导(dǎo)气(qì)流和稳(wěn)定(dìng)风压的作用,也是进风通道的组成部分,一般有一个外套式法兰与(yǔ)炉口(kǒu)联接。 其组成材料一般为高强度和耐高温的合金钢。
风门控制(zhì)器:是一(yī)种驱动装置,通过机械(xiè)连杆控制风门(mén)档板的转(zhuǎn)动(dòng)。
一般有液(yè)压驱动控制器和伺服马达驱动控制器(qì)两种,前者工(gōng)作稳定(dìng),不易产(chǎn)生故障,后者控制**,风量变化平(píng)滑。
风门档板:主要作用(yòng)是调节进风通道的(de)大小以(yǐ)控制进风量的大小。 其组成材料有注塑(sù)和合金两种(zhǒng), 注塑档(dàng)板一般(bān)为单片(piàn)形式, 合金(jīn)档板有单片、双片(piàn)、三片(piàn)等多种组合形式。
扩散(sàn)盘:其(qí)特殊的(de)结构能够产生旋转气流, 有助于空气与燃(rán)料的(de)充分(fèn)混合,同时还有调节二次风量的作用(yòng)。
2、点(diǎn)火(huǒ)系(xì)统(tǒng)
点(diǎn)火(huǒ)系统的功能在于点燃空(kōng)气与(yǔ)燃(rán)料的(de)混合物,其主要部件有(yǒu):点火变压器、点火电(diàn)极、电火高压电(diàn)缆(lǎn)。
点(diǎn)火变压(yā)器:是一(yī)种产(chǎn)生(shēng)高压输出(chū)的(de)转换元件,其输出(chū)电(diàn)压(yā)一般为:2× 5KV、 2× 6KV、 2× 7KV,输(shū)出电流一般为 15~30mA。
点火电(diàn)极:将高压电(diàn)能通过电(diàn)弧放电(diàn)的形式转换成光能和热能, 以引燃燃料(liào)。一般有单体式和分体式两(liǎng)种。
电火高压电(diàn)缆:其作用是(shì)传送电能。
3、监测(cè)系统
监测系统的功能(néng)在(zài)于保证燃烧器(qì)安(ān)全的运行, 其主要部件有火焰监测器(qì)、压力监测器、监测温(wēn)度器(qì)等。
火焰监测器:其主(zhǔ)要作用是监视火焰的形成状况, 并产生信(xìn)号报告程控器。火焰(yàn)检测器(qì)主要有三种:光敏电(diàn)阻、紫(zǐ)外线 UV 电眼和(hé)电离电极(jí)。
A、光敏电阻:多用于轻油、重(chóng)油燃烧器(qì)上,其功能和工(gōng)作原理为:
光敏电阻和一个有三个触(chù)点的火焰继电器相连,光敏(mǐn)电阻的阻值随器(qì)接收到的光(guāng)的多(duō)少而变(biàn)化,接(jiē)收到的光(guāng)越多,阻值就越低,当加(jiā)在光敏电阻两端的(de)电(diàn)压一定时,电路中的电流就越(yuè)高(gāo),当电流达到一定值时,火焰继电(diàn)器(qì)被激(jī)活,从(cóng)而使(shǐ)燃烧器继续向下工作。 当光敏电(diàn)阻没有感受到(dào)足够的光(guāng)线时(shí),火焰(yàn)继电(diàn)器不工作,燃烧(shāo)器(qì)将停止(zhǐ)工作。光敏电阻(zǔ)不适(shì)用于(yú)气(qì)体燃烧器,因为气体燃(rán)烧时火焰(yàn)不(bú)够(gòu)亮(liàng)。
B、电离(lí)电极(jí):多用于燃气燃烧器上(shàng)。 程控器给点火变压器输入220V电压(yā),两根输出高压线之(zhī)一接地(dì),另一根接到点火电极上,电极与(yǔ)大地之间放(fàng)电(diàn)产(chǎn)生电火花,点燃燃气(qì)和空气混合物,程控(kòng)器给电离电极供电,如果没有火焰(yàn),电(diàn)极上的供电将(jiāng)停止,如果有火焰,燃气被(bèi)其自身(shēn)的(de)高温电离(lí),离子电流在电极、火焰和燃烧(shāo)头之间(jiān)流动,离(lí)子电流被整流成(chéng)直流,并通过接地的燃烧器外壳到达火焰继电器(qì)使(shǐ)之工作(zuò),以保证燃烧器后序(xù)工(gōng)作(zuò)顺利进行。如(rú)果电离电极发生接地现象,那么产生的电流是交流而非(fēi)直流的,火焰继电器将不(bú)工作(zuò),程控器锁定。此外,电离电流(liú)和点火电流通(tōng)过同样的(de)接地电路,因点火电流(liú)比(bǐ)电离电流强(qiáng)得多,如(rú)果两(liǎng)种电流流(liú)向相反,电离电流将被点火电流阻挡,造成火焰形成后,燃烧器却断(duàn)路了(le),这种缺(quē)陷(xiàn)可以通过(guò)点火(huǒ)变压器反向输入来(lái)补偿(cháng),因为反(fǎn)接电(diàn)线后,造成点火
变压(yā)器的交流电方(fāng)向旋转 180°,产生的(de)点火(huǒ)电流方向也旋转 180°,结
果两种电流方向一致,这(zhè)样(yàng)上述缺陷也即克服。另外(wài),电离(lí)区火焰(yàn)不稳定
也会(huì)引起火(huǒ)焰还(hái)存(cún)在时燃烧器断路,可能是因(yīn)为空(kōng)气(qì)燃气(qì)比不合适,可以
通过调节(jiē)空气量或燃气量来解决,也可能是燃烧头上空气燃气分布不均
匀(yún),可以通过调(diào)节燃(rán)烧头的位置来解(jiě)决(jué)。
C、紫外线 UV 电眼:一般用于油气(qì)两用(yòng)燃烧器上,该电眼只(zhī)能感(gǎn)受到火焰中的紫外线(光(guāng)谱(pǔ)范(fàn)围190~270纳米(mǐ)),UV管不会(huì)对炉膛内闪烁的耐火材料(liào)日光、普通光线或(huò)炉内辉光物(wù)质作出反应, UV管的寿命在不(bú)超过50℃的环境(jìng)温度下约(yuē)为10000小时,环境温度过高对其寿命有(yǒu)很(hěn)大影响。如果它接受到足够量(liàng)的紫外线(xiàn),它就能产(chǎn)生(shēng)电(diàn)流,并经过适当放大,机或火焰继电器,使它闭合(hé)。如果的UV管(guǎn)电量耗尽了,即使不存在紫(zǐ)外线,它仍会表现出接收到了紫外线,为了克服这一缺陷,每次开(kāi)启之前(qián),程控器(qì)都会在其两端加上一(yī)个适当(dāng)的电压(yā),这(zhè)样即使电量(liàng)耗尽了(le),它的信(xìn)号就只会表示没(méi)有火焰,这(zhè)样程控器(qì)也就随即停止工作。为检测UV电眼的(de)效果,点火之后把它从原(yuán)位上(shàng)抽出至少一(yī)分(fèn)钟,UV电眼被(bèi)抽出后,就检测不到火焰发出的紫(zǐ)外线,相关的继(jì)电(diàn)器断(duàn)开,燃烧器(qì)停止(zhǐ)工(gōng)作。即使(shǐ)很少的一(yī)点油污都会挡住(zhù)紫外线进入光电(diàn)管的通道(dào)而导致(zhì)内部(bù)的感应元件接收(shōu)不到(dào)足(zú)够(gòu)量的紫外线而无法工作。 因此光电管必(bì)须彻(chè)底(dǐ)清洗干净(jìng)。 UV管感受不到(dào)太阳光或普通灯具(jù)的(de)光(guāng)线(xiàn),可以用(yòng)火焰或普通(tōng)点(diǎn)火(huǒ)变压(yā)器两(liǎng)电极间(jiān)的点火花(huā)来检测它的灵敏度。为确保燃烧器正(zhèng)常工作,它的(de)电(diàn)流(liú)必须稳定(dìng),不能低于程控器(qì)所(suǒ)需的电流。该电流可用微安(ān)计来检测,其值不能低于压力监测器:一般用于气体(tǐ)燃烧器(qì),主要有(yǒu)燃(rán)气(qì)高压、低(dī)压监测,以及风(fēng)压监测,若燃烧器用(yòng)于蒸汽锅炉,还有蒸汽压力监测(cè)。
温度监测器:主要有烟气温度的监测与控制,燃油(重油)温度的(de)监(jiān)测与控制,以及系统水和媒质水温度的监测(cè)与(yǔ)控制。
4、燃料系(xì)统
燃料系(xì)统的功能在于(yú)保证燃(rán)烧器燃(rán)烧所需的燃料。燃(rán)油燃烧器的燃料(liào)系(xì)统主要有(yǒu):油管及接头、油(yóu)泵、电磁阀、喷(pēn)嘴、重油预热器。燃气燃烧(shāo)器(qì)主要有过滤器、调压(yā)器、电(diàn)磁阀(fá)组、点火电磁(cí)阀组。
油管及接头:用(yòng)于(yú)传输燃油(yóu)。
油泵:产(chǎn)生压力油(yóu)的机构,输出油压一般(bān)在10bar以上,以满足雾化和喷油量的(de)要求,分为单管(guǎn)输(shū)出和双管输出(chū)两种(zhǒng)。有些燃烧器油泵与风机马达同(tóng)轴连接,有些有(yǒu)单独的(de)油泵电机驱(qū)动。常见油泵有J型、E型(xíng)和(hé)TA型,适用于单(dān)管(guǎn)和双(shuāng)管油(yóu)系统,油泵(bèng)内有过(guò)滤(lǜ)器、压力(lì)调(diào)节阀(fá)和截止阀(fá)。过滤器主要(yào)是保护传动机(jī)构,E型(xíng)泵(bèng)过滤器的网目(mù)较(jiào)大,当过滤器堵塞时,会(huì)导致真空过度,过滤器要定期清洗,清洗或更换过滤器后,必须确保泵(bèng)盖紧密密封。 油泵在(zài)运行前, 必须(xū)在吸从侧油管(guǎn)灌(guàn)注(zhù)油料到泵溢流, 否则,泵会由于(yú)干(gàn)运转而损坏(huài)。油泵吸(xī)入口的抽吸阻力不能超过 0.4bar,输(shū)出口(kǒu)的压力一般在 10~24bar。J型泵的*大供油(yóu)压力为20bar,E型和(hé)TA型泵*大(dà)供油压力为40bar,*大(dà)供(gòng)油温度为90℃。
电磁阀(fá):用于控(kòng)制油路的(de)通断,多为二通阀和(hé)三通(tōng)阀。
喷嘴:主要(yào)作用是雾(wù)化油滴。油嘴的主(zhǔ)要(yào)参数有喷射角(30°、45°、60°、80°)、喷射(shè)方式(shì)(实(shí)心、空心、半空心)和喷油量。同等压(yā)力下,较小喷(pēn)油(yóu)量的(de)喷嘴,雾化效(xiào)果较好。常(cháng)用的油嘴有简(jiǎn)单(dān)机械雾化喷嘴和(hé)回油式机械(xiè)雾(wù)化喷嘴,前者结构简单,系统简单,也比较(jiào)可靠,一般用于较小负荷的燃烧器,后者结(jié)构和(hé)系统都要复杂些,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(jiǎn)单机械雾(wù)化喷嘴有切向槽式和(hé)切(qiē)向(xiàng)孔式(shì),前(qián)者雾化角较大且(qiě)雾化颗粒较小(xiǎo)。
重油预热器: 重油燃烧器的特有(yǒu)设备, 用于(yú)加(jiā)热重油至一定温度, 减小粘(zhān)度,以增加重油雾化(huà)效果(guǒ),其温度控制装置与燃(rán)烧(shāo)器控制电(diàn)路(lù)联锁。
过滤器:其(qí)作用(yòng)是(shì)防(fáng)止杂质(zhì)进入电(diàn)磁阀组和燃烧器内。
调压器:主要作用是(shì)降(jiàng)压稳压, 一般用于高压供气系(xì)统中,其入口压(yā)力不能(néng)低于100mbar。
电磁(cí)阀(fá)组:一般由安全电磁阀(fá)和主电磁阀(fá)组成(chéng),有分体(tǐ)式和一体式,一体式电(diàn)磁阀组内一(yī)般还组合(hé)有稳压阀和(hé)过滤网。 安全电磁阀一般为快开快闭式。主电磁阀一般为二级式,并有快(kuài)开快闭式和慢开快闭式之分。
电磁阀泄漏(lòu)检测(cè)器:其作用是(shì)检(jiǎn)测电磁阀组(zǔ)的关闭是否(fǒu)严密。一(yī)般(bān)用在功率大于(yú) 1400kw 的燃烧器上。
点火电磁阀组:一(yī)般有手动球阀、 稳压器、 电磁阀组成。主要用于(yú)功率较大(dà)的燃烧器(qì)。
燃气(qì)供应系统:
5、电控(kòng)系统
电(diàn)控系统(tǒng)是(shì)以(yǐ)上各系统的指挥中心和联络中心(xīn),主要控制元(yuán)件为程控器(qì),针(zhēn)对不同的燃烧器配(pèi)有不同的程控器,常(cháng)见的程控器(qì)有:LFL系列(liè)、LAL系列、LOA系列、LGB系列,其主要区别为各个程序步骤的时间不同。
燃烧器工作(zuò)过(guò)程介绍
以(yǐ)比例式燃气燃(rán)烧器为例,其工(gōng)作过程有四个阶段:准备阶段、预吹扫阶段、点火阶段和正常(cháng)燃烧阶段。
准备阶段:程控器得电后,开始内部程序自检,同时,伺服马达驱动风(fēng)门到关闭状态,程序自检(jiǎn)完毕后,处于待(dài)机状态,当恒温器、过(guò)高过低燃气压力(lì)开关、蒸汽锅(guō)炉(lú)蒸汽压力开关等限制开(kāi)关允许(xǔ)时,程控器开始启动,进入预吹扫阶段。如果电磁阀组带有泄漏(lòu)检测系统,该系统在上(shàng)述(shù)限制开关允许时先进(jìn)行阀(fá)门(mén)泄漏检(jiǎn)测,检测通过后(hòu),才(cái)进入预吹扫阶段(duàn)。
预吹扫阶段:伺服马达驱动风门到大火开(kāi)度状(zhuàng)态,同时风机马达启动(dòng),以吹入空气进行预吹扫(sǎo),根据程控器的不同,约吹扫20~40秒后,伺服马达驱动风门到点火开度状态(tài),准(zhǔn)备点(diǎn)火。整个预吹扫阶段,空气(qì)压力开关测量空(kōng)气压力,只(zhī)有空气压力保持(chí)在一个足够高的水平上,预吹扫过程才能持(chí)续(xù)进(jìn)行。
点(diǎn)火(huǒ)阶段:伺(sì)服马达驱动风门到点火开(kāi)度状态后,点火变压器(qì)切入,并输出高电压给点火电极(jí),以产生点火电火花,约3秒(miǎo)后,程控器送(sòng)电给安全电磁阀和比例式电磁(cí)阀,阀(fá)打开(kāi)后,燃气到(dào)达燃烧头,与风机提供的空气混合,然后被点燃。在(zài)阀打开后2秒内,电离(lí)电极应检(jiǎn)测到(dào)火(huǒ)焰的存在,只(zhī)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(diàn)磁阀停止供气,同时报警。
正(zhèng)常燃烧阶段:点火正(zhèng)常并稳定燃烧(shāo)几秒后(hòu),伺服马达驱动风(fēng)门到大火开度(dù)状态(tài),同时,比例式燃气调节阀菜的伺(sì)服电机切入,并根据空气压力和炉膛背(bèi)压来调节(jiē)燃气阀后的燃(rán)气压力以调节燃气量,达到稳定、高效(xiào)燃烧的(de)目的。此后(hòu),燃(rán)烧器根据各个限(xiàn)制(zhì)开关的要求自动实现大小火(huǒ)转换和(hé)停机。此外,整个燃烧过程中,电离电(diàn)极(jí)和(hé)空气压力开(kāi)关对燃烧(shāo)器实(shí)行监控。
燃烧器生产厂家(jiā)就燃烧器常(cháng)见(jiàn)故障现象、原因及处理方法
在发生故障时,必(bì)须首(shǒu)先检查燃烧(shāo)器正常运转的条件(jiàn)是否满足:
1、供(gòng)电(diàn)是否正常?
2、燃料供(gòng)应系统是否正(zhèng)常?如供气管(guǎn)道(dào)上的(de)燃气(qì)压力是否(fǒu)正常以及球(qiú)阀是否打开(气机)?油箱里是否(fǒu)有油以及供(gòng)油回油管道上的(de)阀(fá)门是否打开(kāi)(油机)?
3、所有的调节器和控(kòng)制器的调节和联锁控制是(shì)否(fǒu)正常?如温度调节器、水流量(liàng)开关、水位开关、油(yóu)位(wèi)开关、燃气压力开关等。
4、燃烧时的(de)空(kōng)气量及燃气量或(huò)燃油量是否(fǒu)被改变(biàn)?
如果确定(dìng)故障(zhàng)不是由上述原(yuán)因造成(chéng)的,则必须对燃烧(shāo)器(qì)的有关功能(néng)进行检查(chá)测(cè)试。一般方法就是(shì)去掉某(mǒu)些联锁控制,接(jiē)通(tōng)燃(rán)烧器,然后准确(què)地(dì)观察以下工作过程(chéng),根据现象,就能很(hěn)快地发现问题所(suǒ)在(zài)并(bìng)排除。