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燃燒器的五大結構詳解

2018-04-18 14:44:51

燃燒器作為一種自動(dòng)化程度較高的機電一體化設備, 從其實(shí)現的功能可分為五大系統: 送風(fēng)系統、 點(diǎn)火系統、 監測系統、 燃料系統、 電控系統。
1、送風(fēng)系統
送風(fēng)系統的功能在于向燃燒室里送入一定風(fēng)速和風(fēng)量的空氣, 其主要部件有: 殼體、 風(fēng)機馬達、 風(fēng)機葉輪、 風(fēng)槍火管、 風(fēng)門(mén)控制器、 風(fēng)門(mén)檔板、擴散盤(pán)。
殼體:是燃燒器各部件的安裝支架和新鮮空氣進(jìn)風(fēng)通道的主要組成部分。從外形來(lái)看可以分為箱式和槍式兩種,箱式燃燒器多數有一個(gè)注塑材料的外罩,且功率一般較小,大功率燃燒器多數采用分體式殼體,一般為槍式。殼體的組成材料一般為高強度輕質(zhì)合金鑄件。
風(fēng)機馬達:主要為風(fēng)機葉輪和高壓油泵的運轉提供動(dòng)力,也有一些燃燒器采用單獨電機提供油泵動(dòng)力。某些小功率燃燒器采用單相電機,功率相對較小,大部分燃燒器采用三相電機,電機只有按照確定的方向旋轉才能使燃燒器正常工作。
風(fēng)機葉輪:通過(guò)高速旋轉產(chǎn)生足夠的風(fēng)壓以克服爐膛阻力和煙囪阻力,并向燃燒室吹入足夠的空氣以滿(mǎn)足燃燒的需要。它由裝有一定傾斜角度的葉片的圓柱狀輪子組成,其組成材料一般為高強度輕質(zhì)合金鋼,也有注塑成形的產(chǎn)品,所有合格的風(fēng)機葉輪均具有良好的動(dòng)平衡性能。
風(fēng)槍火管:起到引導氣流和穩定風(fēng)壓的作用,也是進(jìn)風(fēng)通道的組成部分,一般有一個(gè)外套式法蘭與爐口聯(lián)接。 其組成材料一般為高強度和耐高溫的合金鋼。
風(fēng)門(mén)控制器:是一種驅動(dòng)裝置,通過(guò)機械連桿控制風(fēng)門(mén)檔板的轉動(dòng)。
一般有液壓驅動(dòng)控制器和伺服馬達驅動(dòng)控制器兩種,前者工作穩定,不易產(chǎn)生故障,后者控制精確,風(fēng)量變化平滑。
風(fēng)門(mén)檔板:主要作用是調節進(jìn)風(fēng)通道的大小以控制進(jìn)風(fēng)量的大小。 其組成材料有注塑和合金兩種, 注塑檔板一般為單片形式, 合金檔板有單片、雙片、三片等多種組合形式。
擴散盤(pán):其特殊的結構能夠產(chǎn)生旋轉氣流, 有助于空氣與燃料的充分混合,同時(shí)還有調節二次風(fēng)量的作用。

2、點(diǎn)火系統
點(diǎn)火系統的功能在于點(diǎn)燃空氣與燃料的混合物,其主要部件有:點(diǎn)火變壓器、點(diǎn)火電極、電火高壓電纜。
點(diǎn)火變壓器:是一種產(chǎn)生高壓輸出的轉換元件,其輸出電壓一般為:2× 5KV、 2× 6KV、 2× 7KV,輸出電流一般為 15~30mA。
點(diǎn)火電極:將高壓電能通過(guò)電弧放電的形式轉換成光能和熱能, 以引燃燃料。一般有單體式和分體式兩種。
電火高壓電纜:其作用是傳送電能。

3、監測系統
監測系統的功能在于保證燃燒器安全的運行, 其主要部件有火焰監測器、壓力監測器、監測溫度器等。
火焰監測器:其主要作用是監視火焰的形成狀況, 并產(chǎn)生信號報告程控器?;鹧鏅z測器主要有三種:光敏電阻、紫外線(xiàn) UV 電眼和電離電極。
A、光敏電阻:多用于輕油、重油燃燒器上,其功能和工作原理為:
光敏電阻和一個(gè)有三個(gè)觸點(diǎn)的火焰繼電器相連,光敏電阻的阻值隨器接收到的光的多少而變化,接收到的光越多,阻值就越低,當加在光敏電阻兩端的電壓一定時(shí),電路中的電流就越高,當電流達到一定值時(shí),火焰繼電器被激活,從而使燃燒器繼續向下工作。 當光敏電阻沒(méi)有感受到足夠的光線(xiàn)時(shí),火焰繼電器不工作,燃燒器將停止工作。光敏電阻不適用于氣體燃燒器,因為氣體燃燒時(shí)火焰不夠亮。

B、電離電極:多用于燃氣燃燒器上。 程控器給點(diǎn)火變壓器輸入220V電壓,兩根輸出高壓線(xiàn)之一接地,另一根接到點(diǎn)火電極上,電極與大地之間放電產(chǎn)生電火花,點(diǎn)燃燃氣和空氣混合物,程控器給電離電極供電,如果沒(méi)有火焰,電極上的供電將停止,如果有火焰,燃氣被其自身的高溫電離,離子電流在電極、火焰和燃燒頭之間流動(dòng),離子電流被整流成直流,并通過(guò)接地的燃燒器外殼到達火焰繼電器使之工作,以保證燃燒器后序工作順利進(jìn)行。如果電離電極發(fā)生接地現象,那么產(chǎn)生的電流是交流而非直流的,火焰繼電器將不工作,程控器鎖定。此外,電離電流和點(diǎn)火電流通過(guò)同樣的接地電路,因點(diǎn)火電流比電離電流強得多,如果兩種電流流向相反,電離電流將被點(diǎn)火電流阻擋,造成火焰形成后,燃燒器卻斷路了,這種缺陷可以通過(guò)點(diǎn)火變壓器反向輸入來(lái)補償,因為反接電線(xiàn)后,造成點(diǎn)火
變壓器的交流電方向旋轉 180°,產(chǎn)生的點(diǎn)火電流方向也旋轉 180°,結
果兩種電流方向一致,這樣上述缺陷也即克服。另外,電離區火焰不穩定
也會(huì )引起火焰還存在時(shí)燃燒器斷路,可能是因為空氣燃氣比不合適,可以
通過(guò)調節空氣量或燃氣量來(lái)解決,也可能是燃燒頭上空氣燃氣分布不均
勻,可以通過(guò)調節燃燒頭的位置來(lái)解決。
C、紫外線(xiàn) UV 電眼:一般用于油氣兩用燃燒器上,該電眼只能感受到火焰中的紫外線(xiàn)(光譜范圍190~270納米),UV管不會(huì )對爐膛內閃爍的耐火材料日光、普通光線(xiàn)或爐內輝光物質(zhì)作出反應, UV管的壽命在不超過(guò)50℃的環(huán)境溫度下約為10000小時(shí),環(huán)境溫度過(guò)高對其壽命有很大影響。如果它接受到足夠量的紫外線(xiàn),它就能產(chǎn)生電流,并經(jīng)過(guò)適當放大,機或火焰繼電器,使它閉合。如果的UV管電量耗盡了,即使不存在紫外線(xiàn),它仍會(huì )表現出接收到了紫外線(xiàn),為了克服這一缺陷,每次開(kāi)啟之前,程控器都會(huì )在其兩端加上一個(gè)適當的電壓,這樣即使電量耗盡了,它的信號就只會(huì )表示沒(méi)有火焰,這樣程控器也就隨即停止工作。為檢測UV電眼的效果,點(diǎn)火之后把它從原位上抽出至少一分鐘,UV電眼被抽出后,就檢測不到火焰發(fā)出的紫外線(xiàn),相關(guān)的繼電器斷開(kāi),燃燒器停止工作。即使很少的一點(diǎn)油污都會(huì )擋住紫外線(xiàn)進(jìn)入光電管的通道而導致內部的感應元件接收不到足夠量的紫外線(xiàn)而無(wú)法工作。 因此光電管必須徹底清洗干凈。 UV管感受不到太陽(yáng)光或普通燈具的光線(xiàn),可以用火焰或普通點(diǎn)火變壓器兩電極間的點(diǎn)火花來(lái)檢測它的靈敏度。為確保燃燒器正常工作,它的電流必須穩定,不能低于程控器所需的電流。該電流可用微安計來(lái)檢測,其值不能低于壓力監測器:一般用于氣體燃燒器,主要有燃氣高壓、低壓監測,以及風(fēng)壓監測,若燃燒器用于蒸汽鍋爐,還有蒸汽壓力監測。
溫度監測器:主要有煙氣溫度的監測與控制,燃油(重油)溫度的監測與控制,以及系統水和媒質(zhì)水溫度的監測與控制。

4、燃料系統
燃料系統的功能在于保證燃燒器燃燒所需的燃料。燃油燃燒器的燃料系統主要有:油管及接頭、油泵、電磁閥、噴嘴、重油預熱器。燃氣燃燒器主要有過(guò)濾器、調壓器、電磁閥組、點(diǎn)火電磁閥組。
油管及接頭:用于傳輸燃油。
油泵:產(chǎn)生壓力油的機構,輸出油壓一般在10bar以上,以滿(mǎn)足霧化和噴油量的要求,分為單管輸出和雙管輸出兩種。有些燃燒器油泵與風(fēng)機馬達同軸連接,有些有單獨的油泵電機驅動(dòng)。常見(jiàn)油泵有J型、E型和TA型,適用于單管和雙管油系統,油泵內有過(guò)濾器、壓力調節閥和截止閥。過(guò)濾器主要是保護傳動(dòng)機構,E型泵過(guò)濾器的網(wǎng)目較大,當過(guò)濾器堵塞時(shí),會(huì )導致真空過(guò)度,過(guò)濾器要定期清洗,清洗或更換過(guò)濾器后,必須確保泵蓋緊密密封。 油泵在運行前, 必須在吸從側油管灌注油料到泵溢流, 否則,泵會(huì )由于干運轉而損壞。油泵吸入口的抽吸阻力不能超過(guò) 0.4bar,輸出口的壓力一般在 10~24bar。J型泵的比較大供油壓力為20bar,E型和TA型泵的比較大供油壓力為40bar,比較大供油溫度為90℃。
電磁閥:用于控制油路的通斷,多為二通閥和三通閥。
噴嘴:主要作用是霧化油滴。油嘴的主要參數有噴射角(30°、45°、60°、80°)、噴射方式(實(shí)心、空心、半空心)和噴油量。同等壓力下,較小噴油量的噴嘴,霧化效果較好。常用的油嘴有簡(jiǎn)單機械霧化噴嘴和回油式機械霧化噴嘴,前者結構簡(jiǎn)單,系統簡(jiǎn)單,也比較可靠,一般用于較小負荷的燃燒器,后者結構和系統都要復雜些,但調節特性好,適用于鍋爐負荷經(jīng)常有較大范圍調節時(shí)用。簡(jiǎn)單機械霧化噴嘴有切向槽式和切向孔式,前者霧化角較大且霧化顆粒較小。
重油預熱器: 重油燃燒器的特有設備, 用于加熱重油至一定溫度, 減小粘度,以增加重油霧化效果,其溫度控制裝置與燃燒器控制電路聯(lián)鎖。


過(guò)濾器:其作用是防止雜質(zhì)進(jìn)入電磁閥組和燃燒器內。
調壓器:主要作用是降壓穩壓, 一般用于高壓供氣系統中,其入口壓力不能低于100mbar。
電磁閥組:一般由安全電磁閥和主電磁閥組成,有分體式和一體式,一體式電磁閥組內一般還組合有穩壓閥和過(guò)濾網(wǎng)。 安全電磁閥一般為快開(kāi)快閉式。主電磁閥一般為二級式,并有快開(kāi)快閉式和慢開(kāi)快閉式之分。
電磁閥泄漏檢測器:其作用是檢測電磁閥組的關(guān)閉是否嚴密。一般用在功率大于 1400kw 的燃燒器上。
點(diǎn)火電磁閥組:一般有手動(dòng)球閥、 穩壓器、 電磁閥組成。主要用于功率較大的燃燒器。


燃氣供應系統:


5、電控系統
電控系統是以上各系統的指揮中心和聯(lián)絡(luò )中心,主要控制元件為程控器,針對不同的燃燒器配有不同的程控器,常見(jiàn)的程控器有:LFL系列、LAL系列、LOA系列、LGB系列,其主要區別為各個(gè)程序步驟的時(shí)間不同。
燃燒器工作過(guò)程介紹
以比例式燃氣燃燒器為例,其工作過(guò)程有四個(gè)階段:準備階段、預吹掃階段、點(diǎn)火階段和正常燃燒階段。
準備階段:程控器得電后,開(kāi)始內部程序自檢,同時(shí),伺服馬達驅動(dòng)風(fēng)門(mén)到關(guān)閉狀態(tài),程序自檢完畢后,處于待機狀態(tài),當恒溫器、過(guò)高過(guò)低燃氣壓力開(kāi)關(guān)、蒸汽鍋爐蒸汽壓力開(kāi)關(guān)等限制開(kāi)關(guān)允許時(shí),程控器開(kāi)始啟動(dòng),進(jìn)入預吹掃階段。如果電磁閥組帶有泄漏檢測系統,該系統在上述限制開(kāi)關(guān)允許時(shí)先進(jìn)行閥門(mén)泄漏檢測,檢測通過(guò)后,才進(jìn)入預吹掃階段。
預吹掃階段:伺服馬達驅動(dòng)風(fēng)門(mén)到大火開(kāi)度狀態(tài),同時(shí)風(fēng)機馬達啟動(dòng),以吹入空氣進(jìn)行預吹掃,根據程控器的不同,約吹掃20~40秒后,伺服馬達驅動(dòng)風(fēng)門(mén)到點(diǎn)火開(kāi)度狀態(tài),準備點(diǎn)火。整個(gè)預吹掃階段,空氣壓力開(kāi)關(guān)測量空氣壓力,只有空氣壓力保持在一個(gè)足夠高的水平上,預吹掃過(guò)程才能持續進(jìn)行。
點(diǎn)火階段:伺服馬達驅動(dòng)風(fēng)門(mén)到點(diǎn)火開(kāi)度狀態(tài)后,點(diǎn)火變壓器切入,并輸出高電壓給點(diǎn)火電極,以產(chǎn)生點(diǎn)火電火花,約3秒后,程控器送電給安全電磁閥和比例式電磁閥,閥打開(kāi)后,燃氣到達燃燒頭,與風(fēng)機提供的空氣混合,然后被點(diǎn)燃。在閥打開(kāi)后2秒內,電離電極應檢測到火焰的存在,只有這樣,程控器才繼續后面的程序,否則,程控器鎖定并斷開(kāi)電磁閥停止供氣,同時(shí)報警。
正常燃燒階段:點(diǎn)火正常并穩定燃燒幾秒后,伺服馬達驅動(dòng)風(fēng)門(mén)到大火開(kāi)度狀態(tài),同時(shí),比例式燃氣調節閥菜的伺服電機切入,并根據空氣壓力和爐膛背壓來(lái)調節燃氣閥后的燃氣壓力以調節燃氣量,達到穩定、高效燃燒的目的。此后,燃燒器根據各個(gè)限制開(kāi)關(guān)的要求自動(dòng)實(shí)現大小火轉換和停機。此外,整個(gè)燃燒過(guò)程中,電離電極和空氣壓力開(kāi)關(guān)對燃燒器實(shí)行監控。

常見(jiàn)故障現象、原因及處理方法
在發(fā)生故障時(shí),必須高先檢查燃燒器正常運轉的條件是否滿(mǎn)足:
1、供電是否正常?
2、燃料供應系統是否正常?如供氣管道上的燃氣壓力是否正常以及球閥是否打開(kāi)(氣機)?油箱里是否有油以及供油回油管道上的閥門(mén)是否打開(kāi)(油機)?
3、所有的調節器和控制器的調節和聯(lián)鎖控制是否正常?如溫度調節器、水流量開(kāi)關(guān)、水位開(kāi)關(guān)、油位開(kāi)關(guān)、燃氣壓力開(kāi)關(guān)等。
4、燃燒時(shí)的空氣量及燃氣量或燃油量是否被改變?
如果確定故障不是由上述原因造成的,則必須對燃燒器的有關(guān)功能進(jìn)行檢查測試。一般方法就是去掉某些聯(lián)鎖控制,接通燃燒器,然后準確地觀(guān)察以下工作過(guò)程,根據現象,就能很快地發(fā)現問(wèn)題所在并排除。

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