燃烧器作为一种自动化程度较高的机电一(yī)体化设(shè)备,燃烧(shāo)器点火器从(cóng)其实现的功(gōng)能可分为五(wǔ)大系统: 送(sòng)风系统、 点火系统、 监测系统、 燃料系(xì)统、 电控(kòng)系统。
1、送(sòng)风系统
送(sòng)风系统的功能在(zài)于向燃烧室里送入(rù)一定风速(sù)和(hé)风(fēng)量的空气, 其主要部件有(yǒu): 壳体、 风机马达(dá)、 风(fēng)机叶轮(lún)、 风(fēng)枪火管、 风门控制器、 风(fēng)门(mén)档板、扩散(sàn)盘。
壳体:是(shì)燃烧器各部件的安装支架和(hé)新(xīn)鲜(xiān)空气进风(fēng)通道的主要组成部分。从外形来看(kàn)可以分为箱式和枪式(shì)两种,箱式燃烧器多数(shù)有(yǒu)一个注塑材料(liào)的外罩(zhào),且功(gōng)率一般较小(xiǎo),大功率燃(rán)烧器多数采(cǎi)用分体式(shì)壳体,一(yī)般为(wéi)枪式。壳体的组成材料一般(bān)为高强度轻(qīng)质合金(jīn)铸件。
风(fēng)机马达(dá):主(zhǔ)要(yào)为风机叶轮和(hé)高压油泵(bèng)的运转提供动力,也有一(yī)些燃烧器采用单独电机提供油泵动力。某些小功率燃烧器采用单相(xiàng)电机,功率相对较小(xiǎo),大部分燃烧器采用三相电机,电(diàn)机只(zhī)有按(àn)照确(què)定的方向(xiàng)旋(xuán)转才能使燃烧器正常工(gōng)作。
风机(jī)叶(yè)轮:通过高速(sù)旋转产生足(zú)够(gòu)的风压(yā)以(yǐ)克服炉膛阻力和烟囱阻力,并向燃烧室吹入足够的空气以满(mǎn)足燃(rán)烧(shāo)的需要。它由装有一定倾斜角度的叶片(piàn)的圆柱状轮子组(zǔ)成(chéng),其组成材料(liào)一般为高强(qiáng)度轻质合金钢(gāng),也有注塑成形(xíng)的产品,所(suǒ)有合格的风机叶轮(lún)均具有良好的动平衡性能。
风(fēng)枪火管(guǎn):起到引(yǐn)导气(qì)流(liú)和稳定(dìng)风压的作(zuò)用(yòng),也是进风通道的组成部分,一般有一个(gè)外(wài)套式法(fǎ)兰与炉口联接。 其(qí)组成材料一般为高强度和耐高温的合金钢。
风门控制器(qì):是一(yī)种驱动(dòng)装置,通过机械连杆控制风门(mén)档板的转动。
一般有液压驱动控制器和(hé)伺服马达驱动(dòng)控制器(qì)两种,前者工作稳定,不(bú)易产(chǎn)生故障(zhàng),后者控制**,风(fēng)量变化平滑。
风门档板:主要作用是调节进风(fēng)通道的大(dà)小以控制进风(fēng)量的(de)大小。 其组成(chéng)材料有注塑和合金两(liǎng)种, 注塑档板一般为单片(piàn)形式(shì), 合金档板有单片、双片、三片(piàn)等多种组合(hé)形式。
扩散盘:其特殊的结构能够产生旋转气(qì)流, 有助(zhù)于空气与燃料的充分混(hún)合,同时还有(yǒu)调节(jiē)二次(cì)风(fēng)量的(de)作用(yòng)。
2、点火系统
点火系(xì)统的功能在于点燃空气与燃料(liào)的混(hún)合(hé)物,其主要(yào)部件有:点火变压器、点火电极、电火高压(yā)电缆。
点火变压(yā)器:是(shì)一(yī)种(zhǒng)产生高(gāo)压输(shū)出的转换(huàn)元(yuán)件,其输(shū)出(chū)电压一般为:2× 5KV、 2× 6KV、 2× 7KV,输出电(diàn)流一般为(wéi) 15~30mA。
点火电(diàn)极:将高压(yā)电能通过电弧(hú)放电的形式转换(huàn)成光能和热能, 以引燃燃料。一般有(yǒu)单体(tǐ)式(shì)和分体式两种。
电火高压电缆:其作用是(shì)传(chuán)送电能。
3、监测系统
监(jiān)测(cè)系统的功能在于保证燃烧器安全的运(yùn)行, 其主要部件有火(huǒ)焰监测器(qì)、压(yā)力监测器、监测温度器等。
火焰监(jiān)测器:其主要作用(yòng)是监视火(huǒ)焰(yàn)的形成状(zhuàng)况, 并产生信号报告程(chéng)控器(qì)。火(huǒ)焰检测器主(zhǔ)要有三种:光敏电阻、紫外线 UV 电(diàn)眼(yǎn)和电(diàn)离电极。
A、光敏(mǐn)电阻:多用(yòng)于轻油、重油燃烧(shāo)器上(shàng),其功能和工(gōng)作原理为:
光敏电阻和一个有(yǒu)三个触点(diǎn)的火焰继电器相连,光敏电阻的阻值随器接收到(dào)的光的多少(shǎo)而(ér)变化,接(jiē)收(shōu)到(dào)的光越多,阻值就越低(dī),当加在光敏电阻(zǔ)两端的电压一定时(shí),电路中(zhōng)的电流就越高(gāo),当电流达到一定值时,火焰继电器被激活,从而(ér)使燃烧器(qì)继(jì)续(xù)向下工(gōng)作。 当光(guāng)敏电阻没有感受到足够的光(guāng)线时(shí),火焰继电器不工作,燃烧器(qì)将停止工(gōng)作(zuò)。光敏电阻不适用于气体燃烧(shāo)器(qì),因(yīn)为气(qì)体(tǐ)燃烧时(shí)火焰不够亮。
B、电离电极:多用于燃气燃(rán)烧器(qì)上。 程(chéng)控器(qì)给点(diǎn)火变压(yā)器输入220V电压,两根(gēn)输出高压线之一(yī)接地,另(lìng)一根接到点火电极上,电极(jí)与大地之间(jiān)放电产生电火花,点燃(rán)燃气和(hé)空(kōng)气(qì)混合物,程控器(qì)给电离电极供电,如果没有(yǒu)火焰,电极上(shàng)的供电(diàn)将停止,如(rú)果有火焰,燃气被其自身的高温电离(lí),离(lí)子电流在电极(jí)、火焰(yàn)和燃烧头之间流动,离子(zǐ)电流被整流成直流,并(bìng)通过接地的燃烧器外壳到达火焰继电器(qì)使(shǐ)之工(gōng)作(zuò),以保证(zhèng)燃烧(shāo)器后序工作顺利进行(háng)。如果电(diàn)离(lí)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(yàn)继(jì)电器(qì)将不工作,程控器锁定。此外,电(diàn)离(lí)电流(liú)和点(diǎn)火电流通(tōng)过同样的接地电路,因点火电流(liú)比电离(lí)电流强得多,如果两种电流流向相反(fǎn),电离(lí)电流将被点(diǎn)火(huǒ)电流阻挡,造成火焰形成后,燃烧(shāo)器却断(duàn)路了,这种缺陷可以通过点火变压器反向(xiàng)输入(rù)来补偿,因为反接电线(xiàn)后,造成(chéng)点火
变(biàn)压器的交流电方(fāng)向(xiàng)旋转 180°,产生的点火电(diàn)流方向也旋转 180°,结
果两种电流(liú)方向一致,这样上(shàng)述缺陷也即克服(fú)。另外,电离区火(huǒ)焰不(bú)稳定
也会引起(qǐ)火焰还存在时燃烧器断路,可能是因为空(kōng)气燃气比不合适,可以
通过调节(jiē)空气(qì)量或燃气量来(lái)解决,也可能是(shì)燃烧头(tóu)上空(kōng)气燃气分布不(bú)均
匀,可以(yǐ)通过调节(jiē)燃(rán)烧(shāo)头的位置来解决。
C、紫外线 UV 电眼:一般用(yòng)于油气两(liǎng)用燃烧器上,该电眼(yǎn)只能感受到火(huǒ)焰(yàn)中的(de)紫(zǐ)外(wài)线(xiàn)(光谱范围190~270纳(nà)米),UV管不会(huì)对(duì)炉膛(táng)内(nèi)闪烁的(de)耐火(huǒ)材(cái)料(liào)日(rì)光、普通光线或(huò)炉内辉光物(wù)质作出反应, UV管的(de)寿命(mìng)在不超过50℃的环境温度下约为10000小时,环境温度过高对其寿命有很大(dà)影响。如果它接受到足够量的(de)紫外线,它就能产生电流,并经过适当放大,机或火焰(yàn)继电器,使它闭合(hé)。如(rú)果的UV管电量耗尽了(le),即使不存在(zài)紫外线,它仍会(huì)表现出(chū)接收(shōu)到了紫外线,为了克(kè)服这(zhè)一缺陷,每次开(kāi)启之前,程控器都(dōu)会在其两(liǎng)端加上一个适当的电(diàn)压,这样即使电量(liàng)耗尽了(le),它的信号就只会表示没有火焰(yàn),这样程(chéng)控器(qì)也就随即停止工作。为检测UV电眼的效(xiào)果(guǒ),点火之后(hòu)把它从原(yuán)位上(shàng)抽出至少一分钟,UV电眼被抽出后,就检测不(bú)到火焰发出的紫外线,相关(guān)的继电器断开,燃烧器停(tíng)止工作。即使很少的一点油污都会(huì)挡住紫(zǐ)外线进入光电管的通(tōng)道而导致内部的感(gǎn)应元件接收不到足够量的紫外线而无法工作(zuò)。 因(yīn)此光电管必须彻底清洗干净(jìng)。 UV管感受不到(dào)太阳光或(huò)普通灯具的光(guāng)线(xiàn),可以用火(huǒ)焰或普通点火变压器两电(diàn)极间(jiān)的点(diǎn)火花来(lái)检测它的灵敏度。为确保燃(rán)烧器正常工作,它的电流必须稳定,不能低于程控器所需的电流。该电流(liú)可用(yòng)微安计来检测(cè),其值不能低于压力监(jiān)测器:一般用于气体燃烧器,主(zhǔ)要有(yǒu)燃气高压、低压(yā)监测,以及风压监测,若燃烧器用(yòng)于蒸汽锅炉,还有(yǒu)蒸汽压力(lì)监测。
温度(dù)监测器:主(zhǔ)要(yào)有(yǒu)烟气(qì)温(wēn)度的监(jiān)测与控制(zhì),燃油(重油)温度的监(jiān)测与控制,以及系(xì)统(tǒng)水和媒质水温度的监(jiān)测(cè)与控制。
4、燃料(liào)系统
燃料系统(tǒng)的功能在于保证燃烧器燃烧所(suǒ)需的燃(rán)料。燃油燃烧器的(de)燃料系统主要有:油(yóu)管(guǎn)及接头、油泵、电(diàn)磁阀、喷嘴、重油预热器。燃气(qì)燃烧器(qì)主要有(yǒu)过(guò)滤器、调压器、电磁阀(fá)组(zǔ)、点火电磁阀组(zǔ)。
油管及(jí)接头:用于传输燃油。
油泵:产生压力油的机构,输出油(yóu)压一般在10bar以上(shàng),以满足雾化和(hé)喷油量的要求,分为(wéi)单管输出(chū)和双管输出(chū)两(liǎng)种。有些燃烧器油泵与风机马达同轴连接,有些有(yǒu)单独的油泵(bèng)电机(jī)驱动。常见油泵有J型、E型和TA型(xíng),适用(yòng)于单管和双管油系统,油泵内有(yǒu)过滤器、压(yā)力调节阀和截止阀。过滤器主要是(shì)保护传动机构,E型泵过(guò)滤器的网目较大,当过滤(lǜ)器堵塞时,会导致真空过度(dù),过滤器(qì)要定期(qī)清(qīng)洗(xǐ),清洗或更换过滤器后,必须(xū)确保泵盖紧密密封。 油(yóu)泵在运行(háng)前, 必须在吸(xī)从侧油管灌(guàn)注油料到泵溢(yì)流(liú), 否(fǒu)则,泵会由于(yú)干(gàn)运转而损坏。油泵吸入口的(de)抽吸(xī)阻力(lì)不(bú)能超(chāo)过 0.4bar,输出口的(de)压力一般(bān)在 10~24bar。J型泵的(de)*大供油压力为20bar,E型(xíng)和TA型泵*大供油压力为(wéi)40bar,*大供油温度(dù)为(wéi)90℃。
电磁(cí)阀:用于(yú)控制油(yóu)路的通断,多(duō)为二通阀和(hé)三(sān)通阀。
喷(pēn)嘴:主要(yào)作用(yòng)是雾(wù)化油滴。油嘴的(de)主要参数(shù)有喷射(shè)角(jiǎo)(30°、45°、60°、80°)、喷射方式(实心、空心、半(bàn)空心)和喷油量。同等压力下,较小喷油量的喷嘴,雾化效果(guǒ)较好。常用的油(yóu)嘴有简单机械雾化喷嘴(zuǐ)和回(huí)油式机械雾化喷嘴,前者结构简单,系统简单,也比较可(kě)靠,一般用于较小负荷的燃(rán)烧器,后(hòu)者(zhě)结构(gòu)和(hé)系(xì)统(tǒng)都(dōu)要复杂些(xiē),但(dàn)调(diào)节特(tè)性好,适用于锅炉负荷经常有较大范围调(diào)节(jiē)时用。简单机(jī)械雾化喷嘴有切向槽式(shì)和切(qiē)向孔(kǒng)式,前者雾化角较大且(qiě)雾化颗粒较小。
重油预热器: 重油燃烧器的特有设备, 用于加热(rè)重油至一定温度, 减(jiǎn)小粘度,以(yǐ)增加重油雾(wù)化效果,其(qí)温度控制装置(zhì)与(yǔ)燃烧器控制电路联(lián)锁。
过滤器:其作用是防止杂质(zhì)进入电磁阀(fá)组和燃烧器(qì)内。
调压器:主要作用(yòng)是(shì)降压稳压, 一般用于高压供气系统(tǒng)中,其入口压力不能(néng)低于100mbar。
电磁阀组:一般由安全电磁阀和主电磁阀组(zǔ)成,有分体式和一体式,一体式电磁阀(fá)组内(nèi)一般还组合有稳(wěn)压阀和过滤网。 安(ān)全(quán)电磁阀一(yī)般为快开(kāi)快闭式。主电(diàn)磁阀一般为二级式,并有快(kuài)开快闭式和慢开快闭(bì)式(shì)之分。
电磁阀泄漏检测器:其作用(yòng)是(shì)检测电磁(cí)阀组的关闭(bì)是否严密。一般用在功率大(dà)于 1400kw 的燃烧(shāo)器(qì)上。
点火电磁阀组:一般有手动球(qiú)阀、 稳压器、 电磁阀组成。主要用于功率(lǜ)较大的(de)燃烧器。
燃气供(gòng)应系(xì)统(tǒng):
5、电控系统(tǒng)
电(diàn)控系统是以上(shàng)各系(xì)统(tǒng)的(de)指挥中心和联络中(zhōng)心,主要控(kòng)制元件为程控(kòng)器(qì),针对(duì)不同的燃烧(shāo)器配有不同的程控器,常见的(de)程控器有:LFL系列(liè)、LAL系(xì)列、LOA系列、LGB系列(liè),其主要区别为各(gè)个程序步骤的(de)时间不(bú)同(tóng)。
燃烧器(qì)工作过程介绍
以比例式燃气燃烧(shāo)器为(wéi)例,其工作过程有四个阶段(duàn):准备阶段、预吹扫阶段(duàn)、点(diǎn)火(huǒ)阶(jiē)段和正常燃烧阶段。
准备阶段:程控器得电后,开(kāi)始内部程序(xù)自检,同时,伺服马达驱(qū)动风(fēng)门到关闭状态,程序(xù)自检完毕后(hòu),处于待机状态(tài),当恒(héng)温器、过高过低燃(rán)气压力开关、蒸汽锅炉蒸汽压力开关等限制开关(guān)允许时,程控器开始(shǐ)启(qǐ)动,进入预吹扫阶(jiē)段。如(rú)果电磁阀组带有泄漏检测系统,该(gāi)系统在(zài)上述(shù)限制开关允许时先进(jìn)行阀门泄漏检(jiǎn)测,检测通过后,才(cái)进(jìn)入预吹扫(sǎo)阶(jiē)段。
预吹扫阶段:伺服马达驱动风(fēng)门到(dào)大火开度(dù)状态(tài),同时(shí)风机马达(dá)启动,以吹入空气进行预(yù)吹扫,根据程控器的(de)不同,约吹(chuī)扫20~40秒(miǎo)后,伺(sì)服(fú)马达驱动风门到点火开度状态,准备点火。整个预吹扫阶段,空气压力开关测量空(kōng)气压力(lì),只有空气压力保持在一(yī)个足够高的水平上,预吹扫过程才能持续进行。
点火阶(jiē)段:伺服马达驱(qū)动(dòng)风门到(dào)点(diǎn)火开度状态后,点火变压(yā)器切入,并输出高电压给点火电极,以产生点火电火花,约3秒后(hòu),程控器送电给安全电磁阀和比例式电磁阀,阀打开后(hòu),燃气到达燃烧头,与风机提(tí)供的空气混合(hé),然(rán)后被(bèi)点燃。在(zài)阀打开后2秒内,电离电极应(yīng)检测到火焰的存在(zài),只有这样,程控(kòng)器才继续后面(miàn)的程序,否则,程(chéng)控器锁定(dìng)并断开(kāi)电磁阀停止(zhǐ)供气,同时报警。
正常(cháng)燃烧阶段(duàn):点火正常并(bìng)稳(wěn)定燃烧几秒(miǎo)后,伺(sì)服马达(dá)驱动风门到大火开度状(zhuàng)态(tài),同(tóng)时,比例式(shì)燃气调节阀(fá)菜的伺服电机切入,并根据空气压力(lì)和炉膛背压(yā)来调节(jiē)燃气阀后的燃气压力(lì)以调(diào)节燃气量,达到稳定、高(gāo)效燃烧的目的。此后,燃烧器根(gēn)据各个限制开关的要(yào)求自动实现大小火转换和停(tíng)机。此外,整个燃烧(shāo)过程中(zhōng),电离电极和空气压力开关对燃烧器实行监控。
燃(rán)烧(shāo)器生产(chǎn)厂家(jiā)就燃(rán)烧(shāo)器常(cháng)见故障(zhàng)现象、原因及处理(lǐ)方法(fǎ)
在发(fā)生故障时,必须首先检(jiǎn)查燃(rán)烧器(qì)正常(cháng)运转的(de)条件是否满足:
1、供电是(shì)否正(zhèng)常(cháng)?
2、燃(rán)料供应(yīng)系统是否(fǒu)正(zhèng)常?如供(gòng)气(qì)管道上(shàng)的燃气(qì)压力是否正常以及球阀(fá)是否打开(气机)?油箱里(lǐ)是否(fǒu)有油以及(jí)供油回油管道上的阀门(mén)是否(fǒu)打开(油(yóu)机)?
3、所有的调节(jiē)器和控制器的调节和联(lián)锁控制是否正常?如(rú)温度调(diào)节器(qì)、水流量开关、水位开(kāi)关、油(yóu)位开关、燃气压力开(kāi)关等。
4、燃烧时(shí)的空(kōng)气量及(jí)燃气量或燃油(yóu)量是否被(bèi)改变?
如果(guǒ)确定故障(zhàng)不是(shì)由上述原因造(zào)成的(de),则必须对燃烧器的(de)有关功能(néng)进行检查测试。一(yī)般方法就(jiù)是去掉(diào)某些(xiē)联(lián)锁控制,接通燃(rán)烧器,然后准确地观察以下工(gōng)作过程,根(gēn)据现象(xiàng),就能(néng)很快(kuài)地发(fā)现(xiàn)问题所在并排(pái)除。