燃烧器作(zuò)为一种自动化程度较高的机电一体化设备,燃(rán)烧器点火器从其实现的(de)功能可分为(wéi)五大系(xì)统: 送风系统、 点(diǎn)火系(xì)统、 监测系统(tǒng)、 燃料系统(tǒng)、 电控系统。
1、送风系统
送(sòng)风(fēng)系统的功能在(zài)于向燃烧室里送入一定风速和风量的空气, 其主要部件有: 壳体、 风(fēng)机马达、 风机叶轮、 风枪火管、 风门控制器、 风门(mén)档板、扩散盘。
壳体(tǐ):是燃烧器(qì)各(gè)部(bù)件(jiàn)的安装支架和新(xīn)鲜空气进(jìn)风通道的主要组成部分。从(cóng)外形来看可以(yǐ)分为箱(xiāng)式和枪式两(liǎng)种,箱式燃(rán)烧(shāo)器多数有一个注塑(sù)材料的外罩(zhào),且功率一般(bān)较小,大功率燃烧器多数采用分体式壳体,一般为枪式。壳(ké)体(tǐ)的组成材料(liào)一般(bān)为高强度轻质(zhì)合(hé)金铸(zhù)件。
风机马(mǎ)达:主要为风机叶轮(lún)和高(gāo)压油泵的运转提(tí)供(gòng)动力,也有一些燃烧器采用(yòng)单独电机提(tí)供油(yóu)泵(bèng)动力。某些(xiē)小功率燃(rán)烧器(qì)采用单相电(diàn)机,功(gōng)率相对(duì)较小,大部(bù)分燃烧(shāo)器(qì)采用三相电(diàn)机,电机只有按照确定(dìng)的方向旋转才能使燃烧器正常工作。
风机叶轮:通过高速旋转产生足够的(de)风(fēng)压以克服炉(lú)膛阻(zǔ)力和烟囱阻力,并(bìng)向燃烧室吹(chuī)入足够的空气以(yǐ)满足燃烧的需要。它由装有一(yī)定倾斜角度(dù)的叶片的圆柱状轮子组(zǔ)成,其(qí)组(zǔ)成材(cái)料一(yī)般为高强度(dù)轻质合金钢,也有注塑成形的产(chǎn)品,所(suǒ)有合格(gé)的风机(jī)叶(yè)轮均具(jù)有良好的动(dòng)平衡性(xìng)能。
风枪火管:起(qǐ)到(dào)引导气流和稳(wěn)定风(fēng)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炉口联接(jiē)。 其组成(chéng)材料一般为高(gāo)强度和(hé)耐高(gāo)温的合金钢。
风门控制器:是一(yī)种驱(qū)动装置(zhì),通过机械连(lián)杆控制风门档(dàng)板(bǎn)的转动。
一般有(yǒu)液压驱动(dòng)控制器和(hé)伺服(fú)马(mǎ)达(dá)驱(qū)动控制器两种(zhǒng),前者(zhě)工(gōng)作稳定,不易产生故障,后者(zhě)控制**,风量(liàng)变化平滑。
风门(mén)档板:主要作(zuò)用是调节进风通道的(de)大小以控制进风量(liàng)的(de)大小。 其组成材料有注塑和合金两种, 注(zhù)塑档板一(yī)般为单片(piàn)形式, 合金档板有单片、双(shuāng)片、三片等(děng)多种组合(hé)形式。
扩散盘:其特殊的结(jié)构能够产生旋(xuán)转气流(liú), 有助(zhù)于空气与燃料的(de)充分混合,同(tóng)时还(hái)有调节二次(cì)风量(liàng)的(de)作用。
2、点火(huǒ)系统
点火系统的功能在(zài)于点燃空气(qì)与燃料(liào)的混(hún)合物,其主要部件有:点火变压器(qì)、点火电(diàn)极、电(diàn)火高压电缆。
点(diǎn)火变压(yā)器(qì):是一种产生高压输(shū)出的转(zhuǎn)换元件(jiàn),其输出电(diàn)压一般(bān)为:2× 5KV、 2× 6KV、 2× 7KV,输出(chū)电流一般为 15~30mA。
点火电(diàn)极:将高压(yā)电能通过电弧放电的(de)形(xíng)式转换成光(guāng)能和热(rè)能, 以引燃燃料。一般有单体(tǐ)式(shì)和分体式两种。
电火高压电缆:其作用是传送电能。
3、监测系统
监(jiān)测(cè)系统(tǒng)的(de)功能(néng)在(zài)于保证(zhèng)燃烧(shāo)器安(ān)全的运行, 其(qí)主要部(bù)件(jiàn)有火焰监测器、压力监测(cè)器(qì)、监测温度器等。
火焰(yàn)监(jiān)测器(qì):其主(zhǔ)要作用是(shì)监视(shì)火焰的形成状况, 并产生信号报告程控器。火焰(yàn)检测器(qì)主要有三种:光敏电阻、紫外线 UV 电眼(yǎn)和电离电(diàn)极。
A、光敏电阻:多用于轻油、重油燃烧(shāo)器(qì)上(shàng),其(qí)功能和工作(zuò)原理为:
光(guāng)敏电阻和(hé)一个(gè)有三个触点(diǎn)的火焰继电器相连,光敏电阻(zǔ)的阻(zǔ)值随器接收到的(de)光的多(duō)少而(ér)变化,接(jiē)收到(dào)的光(guāng)越多(duō),阻值(zhí)就越低(dī),当(dāng)加在光敏(mǐn)电阻两端的(de)电压一定时,电路中的(de)电流就(jiù)越高,当(dāng)电(diàn)流达(dá)到(dào)一定值时,火(huǒ)焰继电器被激活,从而使燃(rán)烧器继续向下工作。 当光敏电阻(zǔ)没(méi)有感受到足够的(de)光线时,火(huǒ)焰(yàn)继(jì)电器不工(gōng)作,燃烧器将(jiāng)停止工作。光敏电阻不适用于气体燃烧器(qì),因为气体燃烧时火焰不够亮。
B、电离电极(jí):多用于燃气(qì)燃烧器上。 程控器(qì)给点火(huǒ)变压器输入220V电(diàn)压,两根(gēn)输出高压线之一接地,另一根接到点火电极上,电极与大地(dì)之间放电产生电火花(huā),点燃燃(rán)气和空气混合物(wù),程控器给(gěi)电离电极供电(diàn),如果没有火焰(yàn),电极上的(de)供电将停止,如(rú)果有(yǒu)火焰,燃气被其自身的高温(wēn)电(diàn)离(lí),离子电流在电极、火焰和(hé)燃烧头之间流动(dòng),离子电流被整流成(chéng)直(zhí)流,并通过接地(dì)的(de)燃烧器外壳到达火焰继电器使之工作,以(yǐ)保证燃烧器后(hòu)序工作顺(shùn)利进行。如果电离电极发生接地现象,那么产生(shēng)的电流(liú)是(shì)交流而非直流(liú)的,火焰继电器将不(bú)工作,程控器锁定。此(cǐ)外,电离电流和点(diǎn)火(huǒ)电流通过同样的接地电路,因点火(huǒ)电流比电离(lí)电流(liú)强得多,如果两种电流流向相反,电(diàn)离电流将被点火电流(liú)阻挡,造(zào)成火焰形成后,燃烧(shāo)器却断路(lù)了,这种缺陷可以通过点火变(biàn)压(yā)器反向输入来补偿,因为反接电线后,造成(chéng)点火(huǒ)
变压(yā)器的交(jiāo)流电(diàn)方向旋转 180°,产生的点火电(diàn)流(liú)方向也(yě)旋转 180°,结
果两种电流方向一致,这样(yàng)上述缺陷也即(jí)克服。另外,电离区火焰不稳定
也会引起(qǐ)火焰还存在时燃烧器(qì)断路,可能是因为空气燃气比不合(hé)适,可以(yǐ)
通(tōng)过调节空(kōng)气量或燃气(qì)量来(lái)解决,也可能是燃烧头上空气燃气分布不均
匀,可以(yǐ)通过调节燃烧头的位置来(lái)解决。
C、紫外(wài)线 UV 电眼:一般用(yòng)于油气两用燃烧器上,该电眼只能感受到火焰中的(de)紫(zǐ)外线(光谱范围190~270纳米),UV管不(bú)会对炉膛内(nèi)闪烁的耐(nài)火材料日光、普通光线或(huò)炉(lú)内辉光物质作出反应(yīng), UV管的(de)寿命在不(bú)超过50℃的(de)环境温度下(xià)约为10000小时,环(huán)境(jìng)温度过(guò)高对其寿命有很大影(yǐng)响。如果它(tā)接受(shòu)到足(zú)够量(liàng)的紫外(wài)线,它就能产生(shēng)电流(liú),并经过适当放大,机或火焰继电器(qì),使它闭合(hé)。如果的UV管电量耗尽了,即使不(bú)存在紫外线,它仍会表现(xiàn)出接收到了(le)紫(zǐ)外线,为了克服这一缺陷,每次开启(qǐ)之前,程控器都会在其两端加上一个适当(dāng)的(de)电压,这样即使电量耗尽了,它的信号就只(zhī)会表示没有火焰,这样程控(kòng)器也就随即停止工作。为(wéi)检测UV电(diàn)眼的(de)效(xiào)果,点火之后把它从(cóng)原位上(shàng)抽出至少一分钟,UV电眼被抽出后,就检测(cè)不到火焰发出的紫(zǐ)外线,相(xiàng)关的继电器断开,燃烧器停止(zhǐ)工作。即使很(hěn)少(shǎo)的(de)一点油污都会挡住紫外线进入光电管的通道而导致内部的感(gǎn)应元件接收不到足够(gòu)量的紫外线而(ér)无法工作。 因此(cǐ)光电管必须彻底(dǐ)清洗(xǐ)干净(jìng)。 UV管感受(shòu)不到太阳光(guāng)或普通灯具的光线,可以用火焰或普通(tōng)点火变压(yā)器两电极(jí)间的点火(huǒ)花来检测它的灵敏度。为确保燃烧器正(zhèng)常工作,它(tā)的(de)电(diàn)流必(bì)须稳(wěn)定,不能低于程控器所需的电流。该电流(liú)可用微安计(jì)来检测,其(qí)值不能低于压力监测器:一般(bān)用于气体燃烧器,主要有燃气高(gāo)压、低压监测(cè),以及风压监测,若(ruò)燃烧器(qì)用于(yú)蒸汽锅炉(lú),还有(yǒu)蒸汽压(yā)力监测。
温度监测器:主要有烟气温(wēn)度的监测与控制,燃(rán)油(重油)温度的监(jiān)测与控(kòng)制,以及系统水和媒质水温(wēn)度(dù)的监测与控制。
4、燃(rán)料系(xì)统
燃料(liào)系(xì)统的功能在于保证燃烧(shāo)器(qì)燃烧所需(xū)的燃料。燃(rán)油燃烧(shāo)器(qì)的燃料系统主要有:油管及(jí)接(jiē)头、油(yóu)泵、电磁(cí)阀、喷嘴、重油(yóu)预(yù)热器。燃气燃烧器主要有过滤器、调压器、电磁阀组、点(diǎn)火电磁阀(fá)组。
油管及接头:用于传输燃油。
油泵:产生压(yā)力油的机构,输出油(yóu)压一般在10bar以(yǐ)上,以满足雾化(huà)和喷油量的要求,分为(wéi)单管输出和双管(guǎn)输出两种。有些(xiē)燃烧器油泵与风机马达同(tóng)轴连接,有些有单(dān)独的(de)油泵电机驱动。常见油泵(bèng)有J型、E型(xíng)和TA型,适用于单(dān)管和双管油系统,油泵内有(yǒu)过滤器、压力调节(jiē)阀和截止阀。过滤器主要是保(bǎo)护传动机构,E型泵过滤器(qì)的(de)网目(mù)较大,当过滤器堵塞时,会导致真空(kōng)过(guò)度,过滤器要定期清洗(xǐ),清洗或(huò)更换(huàn)过滤器(qì)后(hòu),必(bì)须确保泵盖(gài)紧密密封(fēng)。 油泵(bèng)在运行(háng)前(qián), 必须在吸(xī)从(cóng)侧油(yóu)管灌注油(yóu)料到泵溢流, 否则,泵会由于干运转而损坏。油(yóu)泵吸入口的抽(chōu)吸阻力不能超过 0.4bar,输出口的(de)压(yā)力一般在(zài) 10~24bar。J型泵的*大供油压(yā)力为20bar,E型(xíng)和TA型泵(bèng)*大供油压力为40bar,*大供(gòng)油(yóu)温度为90℃。
电磁阀:用于控(kòng)制油路的通(tōng)断(duàn),多为二通阀和三通阀。
喷(pēn)嘴:主(zhǔ)要作用是雾化(huà)油滴。油(yóu)嘴(zuǐ)的主要(yào)参数有喷射角(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(jiào)小(xiǎo)喷油量的喷嘴(zuǐ),雾(wù)化效(xiào)果较好。常用的(de)油嘴有简单(dān)机械雾化喷嘴和回油式(shì)机(jī)械雾化喷嘴,前者(zhě)结构简单,系统简单,也比较可靠,一(yī)般用(yòng)于较小负荷的燃烧器,后者结构和系(xì)统都要复(fù)杂些,但调节特性好,适用(yòng)于锅炉负荷经(jīng)常有较大范围调(diào)节时用。简(jiǎn)单机械雾化喷(pēn)嘴有切向槽式和切向孔(kǒng)式(shì),前(qián)者雾化角较大(dà)且雾化颗粒较小。
重油预(yù)热(rè)器: 重油燃烧(shāo)器(qì)的(de)特有设备, 用于加热重(chóng)油至一定(dìng)温度, 减小粘(zhān)度,以增加(jiā)重油雾化(huà)效果,其(qí)温度控制装置与燃烧器控制电路联锁。
过(guò)滤器:其作用是防止杂质(zhì)进(jìn)入电磁(cí)阀组和燃烧器内。
调(diào)压器(qì):主要作用是降压稳压, 一(yī)般用于高压供气系(xì)统(tǒng)中,其(qí)入口压(yā)力(lì)不(bú)能低于(yú)100mbar。
电磁阀(fá)组(zǔ):一般由安全电磁阀和(hé)主(zhǔ)电磁阀组成,有(yǒu)分体式和一体式(shì),一体式电(diàn)磁阀组内一(yī)般还组合有稳压阀和过滤网。 安全电磁阀一般为快开快(kuài)闭式。主(zhǔ)电磁阀一般为二级式,并有(yǒu)快开(kāi)快(kuài)闭式和慢开快闭(bì)式之分。
电磁阀泄漏检测器:其(qí)作用是检测电磁阀组的关闭是否严密。一般(bān)用(yòng)在功率大于(yú) 1400kw 的燃烧器上。
点(diǎn)火电磁阀组:一般有手动(dòng)球阀(fá)、 稳压(yā)器、 电磁阀(fá)组成。主要用(yòng)于功率(lǜ)较大的燃(rán)烧器。
燃(rán)气供应系统:
5、电控(kòng)系(xì)统
电控(kòng)系统是以上各系(xì)统的(de)指挥中心和联络中心,主(zhǔ)要控制(zhì)元件为(wéi)程控器(qì),针对(duì)不同的(de)燃烧器配有不同的程控器,常见的程(chéng)控器有:LFL系列(liè)、LAL系(xì)列、LOA系列、LGB系列,其主要区别为各个(gè)程序(xù)步骤的时间不同。
燃烧器工作过程介绍(shào)
以(yǐ)比例(lì)式燃气燃烧器为例,其工作过程有(yǒu)四(sì)个(gè)阶段:准备阶段、预吹扫阶段(duàn)、点火阶段和(hé)正常(cháng)燃(rán)烧阶段。
准备阶段:程控器得电(diàn)后,开始内部程序自(zì)检,同时(shí),伺服马达(dá)驱动风门到关闭状态,程序(xù)自(zì)检完毕后,处于待机状态,当恒(héng)温(wēn)器、过高过低燃气压力开关、蒸汽锅炉蒸汽压力开关等限(xiàn)制开关允(yǔn)许时,程控器开始启动,进(jìn)入预吹扫阶(jiē)段。如(rú)果(guǒ)电磁阀组带有泄漏检(jiǎn)测系统,该(gāi)系统在上述(shù)限制(zhì)开关允许(xǔ)时先(xiān)进行阀门泄(xiè)漏检测,检测通过后,才进入预吹扫阶段。
预吹(chuī)扫(sǎo)阶(jiē)段:伺服(fú)马达驱动风门(mén)到大火开(kāi)度状(zhuàng)态,同(tóng)时风机马达启动,以吹入(rù)空气进行预吹扫,根据程控器的(de)不同(tóng),约吹扫20~40秒(miǎo)后,伺服马达驱动风门(mén)到点火开度状态(tài),准备(bèi)点火。整个预(yù)吹扫(sǎo)阶(jiē)段,空气压力开关测量空气压(yā)力(lì),只有空气(qì)压力保持在(zài)一个足够(gòu)高的水平(píng)上,预(yù)吹扫过(guò)程才能持续进(jìn)行。
点火(huǒ)阶段(duàn):伺服马达驱动风(fēng)门到点火开度状(zhuàng)态后,点(diǎn)火变压器切入,并输(shū)出高电压给点火(huǒ)电极,以产生点火电(diàn)火花,约3秒后,程(chéng)控器送电给(gěi)安全电磁阀和比例式电磁阀,阀打开后,燃气到达燃烧头,与(yǔ)风机提(tí)供的空(kōng)气混合,然后被点燃(rán)。在阀打开后2秒(miǎo)内,电离电极应检测到(dào)火(huǒ)焰的存在,只有这样,程控器才继续后面(miàn)的程序,否则,程控器锁定并断开电磁阀停止供(gòng)气,同时报警。
正常燃烧阶段:点火(huǒ)正常并稳定燃烧几(jǐ)秒后,伺(sì)服马达驱动(dòng)风门到大(dà)火(huǒ)开度(dù)状态,同(tóng)时,比例式燃气调节阀菜的伺服电机切入,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(qì)量,达到稳定(dìng)、高(gāo)效燃(rán)烧的目的。此后,燃烧器根据各个限制开关的要求(qiú)自动(dòng)实现大小火转换和停机。此外,整个燃(rán)烧过(guò)程中,电离电极和空气压力开关对燃烧(shāo)器(qì)实行监控(kòng)。
燃烧器生产厂家就燃烧(shāo)器常见故障现象、原因(yīn)及处理方法
在发生故障时,必(bì)须(xū)首先检查燃烧器(qì)正(zhèng)常运转的条件是否满足:
1、供电是否(fǒu)正常?
2、燃料供应系(xì)统是否正常?如供气管道上的燃气压力是否正常以及球(qiú)阀是(shì)否打开(气机)?油箱里是(shì)否有油以及供(gòng)油回油管(guǎn)道上的阀门是(shì)否打开(油机)?
3、所有的调节器和控制器的调节(jiē)和(hé)联锁控制是否正常?如温度调节器、水流量开关、水(shuǐ)位开关(guān)、油位开(kāi)关、燃气(qì)压力开关等。
4、燃烧时的空(kōng)气量及燃气量或(huò)燃油量是否(fǒu)被改变(biàn)?
如果(guǒ)确定故障不是由上述(shù)原因造成(chéng)的,则必须对燃烧器的有关功能进行(háng)检查测试。一般方(fāng)法就是去掉某些(xiē)联锁(suǒ)控制,接(jiē)通(tōng)燃烧器,然后准确地观察以下工作过程,根(gēn)据现象,就能(néng)很(hěn)快地(dì)发现(xiàn)问题所在(zài)并排除。