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上海秦旗機(jī)電設(shè)備有限公司
燃燒器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)要介紹
是我們國(guó)家非常重視的一種工業(yè)設(shè)備,燃燒器非常重要,他的應(yīng)用范圍非常廣,大到航天飛機(jī),工業(yè)燃燒以及民用的取暖,中到建筑設(shè)施,工程攪拌,小到做飯的煤氣灶,熱水器。
了解燃燒器的相關(guān)知識(shí),對(duì)于以后的工作和生活來講可以起到一定的益處。
燃燒器結(jié)構(gòu)
燃燒器作為一種自動(dòng)化程度較高的機(jī)電一體化設(shè)備,從其實(shí)現(xiàn)的功能可分為五大系統(tǒng):送風(fēng)系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)、電控系統(tǒng)。
1、送風(fēng)系統(tǒng)
送風(fēng)系統(tǒng)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(jī)馬達(dá)、風(fēng)機(jī)葉輪、風(fēng)槍火管、風(fēng)門、風(fēng)門檔板、擴(kuò)散盤。
2、點(diǎn)火系統(tǒng)
點(diǎn)火系統(tǒng)的功能在于點(diǎn)燃空氣與燃料的混合物,其主要部件有:、、電火高壓電纜。
3、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能在于保證燃燒器安全的運(yùn)行,其主要部件有火焰監(jiān)測(cè)器、壓力監(jiān)測(cè)器、監(jiān)測(cè)溫度器等。
4、燃料系統(tǒng)
燃料系統(tǒng)的功能在于保證燃燒器燃燒所需的燃料。的燃料系統(tǒng)主要有:油管及接頭、、、噴嘴、重油預(yù)熱器。主要有過濾器、調(diào)壓器、電磁、點(diǎn)火電磁閥組。
5、電控系統(tǒng)
電控系統(tǒng)是以上各系統(tǒng)的指揮中心和聯(lián)絡(luò)中心,主要控制元件為,針對(duì)不同的燃燒器配有不同的程控器,常見的程控器有:LFL系列、LAL系列、LOA系列、LGB系列,其主要區(qū)別為各個(gè)程序步驟的時(shí)間不同。
調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生故障如何分析及處理方法
(一)膜片膜頭式執(zhí)行機(jī)構(gòu)
一、液位控制失控打不開
液位測(cè)量指示已很高,調(diào)節(jié)器輸出也很大,但是調(diào)節(jié)閥還開不了,只好打機(jī)械手輪控制。檢查閥門定位器(拆去膜頭連接管,堵上),撳動(dòng)噴嘴檔板機(jī)構(gòu),定位器無輸出變化,檢查節(jié)流孔是通暢的,拆開放大器發(fā)現(xiàn)放大器膜片破了。更換膜片,調(diào)節(jié)閥重投入自動(dòng)控制。閥門定位器放大器膜片破,背壓室無背壓,放大器無輸出,故調(diào)節(jié)閥失控。
二、閥門定位器反饋滑桿銹死
液位波動(dòng)厲害,檢查發(fā)現(xiàn)閥門定位器反饋機(jī)構(gòu)滑桿已全銹死不能轉(zhuǎn)動(dòng),只好用手輪控制。設(shè)法敲出滑桿,打銹并加油后裝回,調(diào)節(jié)閥復(fù)回正常。閥門定位器反饋機(jī)構(gòu),隨閥的開度大小變化而加進(jìn)定位器相應(yīng)的反饋量。滑桿銹死,反饋?zhàn)饔昧Σ荒茈S閥的開度大小而變化,而不能使閥的開度停在調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)相應(yīng)位置上,致使液位波動(dòng)不已。
三、壓力控制閥不能動(dòng)作
一次工藝減負(fù)荷,天然氣量減不下來,是天然氣壓力調(diào)節(jié)閥門不能動(dòng)作所致。檢查中發(fā)現(xiàn)到閥門的輸出信號(hào)正常,估計(jì)是閥芯才結(jié)碳卡死,后加大氣動(dòng)信號(hào),再加手輪作用力才關(guān)了此閥。待停車拆開閥門檢查,不出所料,因該閥平時(shí)負(fù)荷穩(wěn)定開關(guān)甚少,天然氣中所帶的碳黑在閥桿和導(dǎo)向套之間的很小間隙中結(jié)碳卡死。故以后每年大檢修時(shí),均將此閥拆開清洗,以免類似事故。今日焦點(diǎn):
四、閥芯斷失控
吸收塔液位控制不住,記錄曲線波動(dòng)下降,檢查變送器、調(diào)節(jié)器均無問題。打手輪控制時(shí)發(fā)現(xiàn)手輪壓下或提起時(shí)均不像平時(shí)那么沉重,輕飄飄的,判斷是閥芯斷裂,被迫停車拆開調(diào)節(jié)閥處理,是閥芯和閥桿連接處斷開。只好更換閥芯,并將閥芯閥桿連接處堆焊一圈增加強(qiáng)度,以免類似事故。閥芯斷裂是在介質(zhì)壓力下的不平衡力所致。
五、加盤根多調(diào)節(jié)閥打不開
大檢修后開車時(shí),液氨閃蒸槽液位高,現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥未打開,急忙打手輪控制使液位正常,儀表工發(fā)現(xiàn)是調(diào)節(jié)閥在檢修時(shí),怕漏液氨,盤根加的過多,壓得太緊,摩擦大。適當(dāng)松點(diǎn)盤根壓疬讓其動(dòng)作靈活,重投自控。
六、流量控制波動(dòng)
空氣壓縮機(jī)防喘振流量控制放空閥,在開車過程中頻繁開關(guān),致使流量不穩(wěn)定。檢查調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥均無問題,只是調(diào)節(jié)閥開度一直很小。當(dāng)空氣流量上升之后,調(diào)節(jié)器輸出達(dá)1 MPa/cm 2 的信號(hào)到調(diào)節(jié)閥(氣關(guān)閥),類似于積分飽和現(xiàn)象。當(dāng)定位器接到一個(gè)打開閥的信號(hào)后,定位器要經(jīng)過一段死區(qū)才起控制作用,這段死區(qū)使調(diào)節(jié)器輸出變小,待調(diào)節(jié)閥動(dòng)作時(shí)又過頭了,這樣的反復(fù)過程,加之調(diào)節(jié)閥低端控制線性差,這樣閥必然頻繁開關(guān),則使流量控制不穩(wěn)定。解決辦法只有建議工藝加大壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速,增大放空量,使調(diào)節(jié)閥脫開低端控制。
七、吸收塔液位低報(bào)警
檢查調(diào)節(jié)閥已是全關(guān),只好配合工藝倒至B閥運(yùn)行。拆開閥檢查是閥芯沖刷損壞嚴(yán)重,更換新閥芯裝校好備用。閥芯沖蝕,不起控制作用,若不及時(shí)處理,液位低過聯(lián)鎖液位將引起停車。
八、調(diào)節(jié)閥閥桿彎打不開
大修過后,開車時(shí)吸收塔液位控制閥打不開,檢查發(fā)現(xiàn)閥桿在檢修時(shí)壓彎了,只好拆開取下閥桿校直再裝校好,投入運(yùn)行。檢修調(diào)節(jié)閥一定要小心,特別這種非夾板連接式結(jié)構(gòu)的閥,膜頭較重,上頭幾圈螺絲扣還需轉(zhuǎn)動(dòng)膜頭,不小心就會(huì)弄彎閥桿。另外,調(diào)節(jié)閥檢修完裝校好之后,應(yīng)反復(fù)開關(guān)幾次,確信其動(dòng)作十分靈活方能罷手。
九、調(diào)節(jié)閥不能動(dòng)作
檢修后開車過程中,發(fā)現(xiàn)吸收塔液位控制閥不能動(dòng)作,被迫停車打開調(diào)節(jié)閥檢查,是導(dǎo)向套和閥桿間被掉進(jìn)的鐵屑卡死了。該閥在檢修中曾經(jīng)將下法蘭壓疬用車床削去舊導(dǎo)向套,換上新導(dǎo)向套,組裝閥時(shí)清洗不仔細(xì),導(dǎo)向套下邊還有掉進(jìn)去的鐵屑,在校驗(yàn)閥時(shí),鐵屑在下邊對(duì)閥的動(dòng)作無防礙,沒有發(fā)現(xiàn)問題。開車送入介質(zhì)后,介質(zhì)從平衡孔沖進(jìn)導(dǎo)向套,又由導(dǎo)向套流出平衡孔,鐵屑就在導(dǎo)向套中來回卷動(dòng),被卡死在閥桿和導(dǎo)向套之間,閥就不能動(dòng)作了。
十、調(diào)節(jié)閥打不開
開車過程中,二氧化碳?jí)毫φ{(diào)節(jié)閥打不開,壓力逼高,放空閥被打開了。檢查原因時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)械手輪控制的插銷未拔掉,調(diào)節(jié)閥處于機(jī)械手動(dòng)關(guān)死位置,當(dāng)然打不開。將調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)調(diào)至零,拔掉插銷之后,調(diào)節(jié)閥投入運(yùn)行。
十一、發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥有摩擦
天然氣壓力控制閥,檢修后發(fā)現(xiàn)摩擦不好,致使壓力波動(dòng)。摩擦原因是檢修組裝時(shí),壓蓋法蘭之后摩擦現(xiàn)象消除。
一般調(diào)節(jié)閥閥桿和導(dǎo)向套間間隙很小,在組裝時(shí)壓蓋法蘭一定要壓平,否則不是泄漏就是閥桿和導(dǎo)向套不同心而造成摩擦。
十二、調(diào)節(jié)閥突然全關(guān)引起停車
天然氣流量調(diào)節(jié)閥突然全關(guān),天然氣流量降到零,被迫全系統(tǒng)停車。檢查調(diào)節(jié)器有輸出,但調(diào)節(jié)閥全關(guān),打手輪操作,配合工藝恢復(fù)生產(chǎn)。將定位器輸出風(fēng)管拆下,用手堵上,撳動(dòng)噴嘴檔板機(jī)構(gòu),輸出信號(hào)可達(dá) 1MPa/cm 2 ,說明問題出在調(diào)節(jié)閥上,向膜頭送氣信號(hào),膜頭泄氣孔有氣體放出,證明膜片破了。更換膜片調(diào)節(jié)閥投入運(yùn)行。
十三、投自動(dòng)引起系統(tǒng)擾動(dòng)
蒸汽流量調(diào)節(jié)閥,一次節(jié)為手輪控制,檢查定位器之后重投自動(dòng),釋放手輪時(shí),引起系統(tǒng)擾動(dòng)。原因是調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)是保持在打手動(dòng)前的值,操作工沒看定位器輸出,就快速釋放手輪,調(diào)節(jié)閥隨之開大。因膜頭過大,有個(gè)充氣滯后過程,致使氣關(guān)閥突然開大許多,給系統(tǒng)一次擾動(dòng)。
十四、處理氣源漏出問題
在處理閥門定位器氣源接頭漏氣時(shí),因用力過度使接頭滑扣,氣源管被沖掉,調(diào)節(jié)閥馬上開始動(dòng)作。儀表工立即將氣源管選插回,用手按緊,恢復(fù)了調(diào)節(jié)閥原來位置,然后配合操作工將調(diào)節(jié)閥打手輪控制,更換接頭。在緊急情況采取此應(yīng)急措施還很有成效。
十五、隔膜閥打不開
水處理再生排放閥打不開,拆開檢查,發(fā)現(xiàn)隔膜片被拉壞,更換新膜片后,沒有幾天又打不開,上述情況重發(fā)生。分析隔膜片拉壞原因是,隔膜閥膜頭限位螺栓松動(dòng),限位位置變了,閥桿行程過大,拉力超過膜片的彈性范圍,故膜片拉壞。重新調(diào)整限位螺栓,重新更換膜片,隔膜閥恢復(fù)正常。
(二)氣缸式執(zhí)行機(jī)構(gòu)
一、液壓式調(diào)節(jié)閥關(guān)不了
開車過程中,蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥自動(dòng)打開了,加信號(hào)也關(guān)不了。檢查發(fā)現(xiàn)是錯(cuò)油門 O 型環(huán)因長(zhǎng)期在高溫在浸泡老化,不起密封作用所致,更換 O 型環(huán)后,恢復(fù)正常。錯(cuò)油門的作用是將高壓控制油和泄壓后的低壓控制油分別引進(jìn)活塞式油缸的上下缸,從而控制閥門的開度。當(dāng)錯(cuò)油門密封 O 型環(huán)老化漏油之后,高壓油和泄壓后的油不能隔離開,致使活塞上下缸無壓差,當(dāng)然調(diào)節(jié)閥關(guān)不了。
二、蝶閥發(fā)生等幅振蕩
爐膛負(fù)壓調(diào)節(jié)閥等幅振蕩,節(jié)為手輪控制,檢查發(fā)現(xiàn)雙噴嘴放大器節(jié)流孔有些堵塞,致使氣缸平衡壓力太小,氣缸兩端壓差過小,故不能使閥穩(wěn)定,造成等幅振蕩。清洗堵塞的節(jié)流孔后,放大器輸出增大,蝶閥正常運(yùn)行。
三、校驗(yàn)時(shí)打壞夾板絲扣
校驗(yàn)調(diào)節(jié)閥時(shí),需要調(diào)整閥桿位置,這時(shí)需將校驗(yàn)信號(hào)降到零,就松閥桿夾板,剛一松只聽到嘭的一聲響,一看夾板絲扣已被打壞,只好重新加工夾板裝配好再校驗(yàn)。其原因是,校驗(yàn)用定值器將信號(hào)降到 MPa/cm 2 ,但上氣缸作用有活塞的壓力作用有膜頭閥桿上,松動(dòng)了一些的夾板托不住,因此把絲扣打壞。正確的操作應(yīng)該把上下氣缸間的平衡活塞打開,使上下氣缸壓力平衡?;蛘呤遣鹈摻宇^讓其泄氣,再松夾板調(diào)閥桿。
四、氣缸平衡閥漏調(diào)節(jié)閥不能動(dòng)作 ]
檢修后校驗(yàn)調(diào)節(jié)閥,送信號(hào)調(diào)節(jié)閥打不開。檢查才發(fā)現(xiàn)上下氣缸平衡閥漏氣,故使上下氣缸不能形成壓差所致。更換平衡閥,恢復(fù)正常。
五、蝶閥打不開
氨精制器蝶閥檢修后投運(yùn)時(shí)打不開,檢查發(fā)現(xiàn)是檢修后安裝時(shí)將上下氣缸氣源和氣動(dòng)信號(hào)的管線接反,更正接管閥正常運(yùn)行。因氣動(dòng)信號(hào)壓力加彈簧壓力大于氣源壓力時(shí),使蝶閥關(guān)閉。當(dāng)氣動(dòng)信號(hào)與氣源接反之后,始終是氣源壓力加彈簧壓力大于氣動(dòng)信號(hào)壓力,因此該兩位式蝶閥處于關(guān)閉狀態(tài)。
六、放空閥關(guān)不死
壓力調(diào)節(jié)放空閥,在一次檢修時(shí),進(jìn)行了研磨、打壓試驗(yàn),密封性能很好。裝回,工藝開車正常之后,需關(guān)嚴(yán)該閥,但發(fā)現(xiàn)內(nèi)漏嚴(yán)重。估計(jì)是閥芯閥座間卡進(jìn)了異物,決定開關(guān)幾次沖掉異物,試驗(yàn)成功,此閥關(guān)嚴(yán)投入運(yùn)行。
燃?xì)馊紵?燃?xì)馊紵龣C(jī))故障原因分析及如何排除
在發(fā)生故障時(shí),首先應(yīng)從影響正常運(yùn)轉(zhuǎn)的主要問題開始,著手檢查:
1. 是否有電
2. 供氣網(wǎng)的燃?xì)鈮毫κ欠裾?球閥是否打開
3. 所有的調(diào)節(jié)裝置如室溫和鍋爐溫度調(diào)節(jié)器、水量、空氣和燃?xì)獾龋欠裾_調(diào)節(jié)
4. 燃燒時(shí)空氣量和燃?xì)饬髁渴欠裼懈淖?/span>
如果故障確非上述原因,則須去掉聯(lián)鎖,接通,對(duì)有關(guān)功能進(jìn)行測(cè)試。
故障狀態(tài) | 原因分析 | 排除方法 | |
1.電機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)或運(yùn)轉(zhuǎn)異常 | 1.接線松動(dòng)或斷路 | 重新接線 | |
2.交流接觸器故障,線圈或觸點(diǎn)燒壞 | 更換交流接觸器 | ||
3.保險(xiǎn)絲損壞 | 更換 | ||
4.零線中斷 | 修理 | ||
5.電機(jī)軸承損壞或線圈燒壞 | 更換或修理 | ||
6.風(fēng)機(jī)有異物卡住 | 清除異物 | ||
7.控制電路中斷 | 尋找斷開點(diǎn),接通或斷開調(diào)節(jié)器或監(jiān)控器 | ||
8.燃?xì)廨斔椭袛?球閥被關(guān)閉 | 打開球閥,在長(zhǎng)時(shí)間燃?xì)饬坎蛔愕那闆r下通知燃?xì)夤芾頇C(jī)構(gòu) | ||
9.控制器失靈 | 修理或更換 | ||
2.空氣量不足 | 1.電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)但在預(yù)吹掃后發(fā)生故障停機(jī) | 1.空氣壓力開關(guān)失靈2.壓力開關(guān)被污染,管道阻塞 | 更換清掃 |
2.電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)但在10秒后預(yù)吹掃狀態(tài)中停機(jī) | 1.壓力開關(guān)觸點(diǎn)沒有接在運(yùn)轉(zhuǎn)位置(空氣壓力太小) | 正確調(diào)節(jié)壓力開關(guān),如果需要,進(jìn)行更換 | |
2.風(fēng)機(jī)受污染 | 清掃干凈 | ||
3.點(diǎn)火失敗:電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),電壓加在控制器接線柱16上,沒有點(diǎn)火,稍后故障停機(jī) | 1.間距太大 | 按規(guī)定尺寸調(diào)節(jié) | |
2.點(diǎn)火電極或電路觸地 | 排除接地,更換受損電極或電纜 | ||
3.失靈 | 更換點(diǎn)火變壓器 | ||
4.火焰未成形: | 1.電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),點(diǎn)火正常但稍后故障停機(jī) | 1.沒有打開,因?yàn)殡姶砰y線圈損壞或電纜斷裂 | 更換電磁閥或排除電流不同的故障,在接線柱17上檢驗(yàn)電壓 |
2.電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),點(diǎn)火正常但稍后停機(jī)(無故障顯示) | 2.由于過濾器堵塞,打開電磁閥燃?xì)馔ㄟ^時(shí)壓力降低 | 清潔或更換 | |
5. 火焰形成后停機(jī):火焰形成,但在額定負(fù)荷的高運(yùn)轉(zhuǎn)情況下停機(jī) | 1.過濾器受污染 | 清潔過濾器 | |
2.氣量計(jì)失靈或深層管道積水 | 通知燃?xì)夤芾頇C(jī)構(gòu) | ||
6. 在電離過程中的火焰監(jiān)控故障電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)可以聽到點(diǎn)火聲,火焰形成正常,但隨后故障停機(jī)。 | 1.電離電流不穩(wěn),太低 | 改變電離電流位置,排除電離電路及接線柱中的過高環(huán)境電阻(將接線柱擰緊) | |
2.燃?xì)?空氣混合調(diào)節(jié)不妥,點(diǎn)火火花影響到電離電流 | 重新調(diào)節(jié)點(diǎn)火變壓器初級(jí)線圈,更換相線與中線 |
進(jìn)口燃燒器高壓點(diǎn)火裝置的比較
幾種進(jìn)口高壓點(diǎn)火裝置的比較
摘要:本文介紹了高壓點(diǎn)火原理以及電子點(diǎn)火器的工作原理和工作過程,提供了幾種典型電子點(diǎn)火器的詳細(xì)參數(shù),通過對(duì)幾種進(jìn)口燃燒機(jī)電子點(diǎn)火器的分析比較,得出了不同燃料電極布置的方案以及不同放電位置的優(yōu)劣。這對(duì)目前我國(guó)國(guó)產(chǎn)燃燒機(jī)的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)和對(duì)進(jìn)口燃燒機(jī)的選型與維修具有一定的參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞:高壓點(diǎn)火;燃燒機(jī);電極
1 前言
隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視,各城市對(duì)廢氣、廢水等的排放都加以嚴(yán)格限制。燃煤鍋爐的煙塵是造成城市大氣污染的主要因素之一,為了實(shí)現(xiàn)“還我一片藍(lán)天”的美好理想,現(xiàn)在許多大中城市已禁止燃煤鍋爐運(yùn)行,取而代之的是燃油、燃?xì)忮仩t。在燃油、燃?xì)忮仩t中,最主要的部件是燃燒機(jī),而高壓點(diǎn)火裝置是燃燒機(jī)中關(guān)鍵的電子部件之一。由于進(jìn)口燃燒機(jī)所附資料均不提供其所帶高壓點(diǎn)火裝置的原理電路、性能及參數(shù)說明,而僅提供外型尺寸、外部接線等極其簡(jiǎn)單的單頁說明,這就給我國(guó)的燃燒機(jī)代理、用戶帶來了相當(dāng)?shù)牟槐?,同時(shí)也給國(guó)產(chǎn)燃燒機(jī)的設(shè)計(jì)與成套加大了難度。筆者在近十年的時(shí)間內(nèi),對(duì)多種進(jìn)口燃燒機(jī)及其高壓點(diǎn)火裝置進(jìn)行過選型與調(diào)試,陸續(xù)收集到了一些相關(guān)資料,在此提供給大
家,希望對(duì)業(yè)內(nèi)人士有所幫助。
目前,在我國(guó)市場(chǎng)上有八個(gè)國(guó)家的數(shù)十種燃燒機(jī),常見的有德國(guó)的 Weisaupt、SAACHE、MAN、Elcoklockner,法國(guó)的CUENOD、Guillot、SICMA、RADIANT,美國(guó)的 Johnson、PowerFlame,英國(guó)的 NUWAY,意大利的 FBR、baltur、UNIGAS、Riello、ECOFLAM,荷蘭的 Purlpher,瑞典的 Bentone和韓國(guó) ABC、Sookook等。雖然燃燒機(jī)的品種繁多,但其高壓點(diǎn)火裝置卻僅為有限的數(shù)種。除了個(gè)別燃燒機(jī)配備本土產(chǎn)的高壓點(diǎn)火裝置外,在其余十幾種燃燒機(jī)中,其高壓點(diǎn)火裝置基本上都是采用國(guó)際上幾個(gè)知名公司的產(chǎn)品,如意大利的 BRAHAMA、瑞典的 Danfoss、法國(guó)的 Landis 和美國(guó)的 Honeywell 等。
2 高壓點(diǎn)火及其裝置的原理簡(jiǎn)介
高壓點(diǎn)火的原理
高壓點(diǎn)火又稱為電火花點(diǎn)火,是應(yīng)用廣泛的一種點(diǎn)火方法。當(dāng)電火花從燃?xì)饣蜢F化的燃油中通過時(shí),燃料很快由良好的絕緣體變?yōu)榱己玫膶?dǎo)電體。隨著兩極間電壓的增高,電場(chǎng)逐漸加強(qiáng),燃料中的帶電體被電場(chǎng)加速,運(yùn)動(dòng)著的帶電粒子與分子發(fā)生非彈性碰撞。當(dāng)碰撞劇烈到一定程度,分子就被電離,從而也變成了帶電粒子。帶電粒子的濃度以指數(shù)級(jí)數(shù)增加,開始時(shí)的微小電流被放大幾百萬倍,產(chǎn)生一個(gè)大電流。這一過程所需時(shí)間取決于所加電壓與擊穿電壓的比值。擊穿電壓取決于燃料成分、電極形狀、極間距離以及燃料的溫度與壓力條件。擊穿電壓可按下式近似計(jì)算[1]:
Ub=+l
式中:Ub——擊穿電壓(kV);l——極間距離(mm)。
當(dāng)電極間距大于臨界距離時(shí),最小點(diǎn)火能量與電極間距無關(guān);而當(dāng)電極間距小于臨界距離時(shí),由于電極本身的吸熱,最小點(diǎn)火能量隨電極間距的減小而增加。圖1為最小點(diǎn)火能量與電極間距、電極尺寸的關(guān)系曲線,燃料為11%的甲烷空氣混合氣體。
放電電極的形狀也對(duì)最小點(diǎn)火能量的大小有一定的影響,如圖2所示,在相同的電極間距和電極尺寸條件下,放電點(diǎn)越尖,其本身吸熱越少,所需的最小點(diǎn)火能量也就越小。
高壓點(diǎn)火裝置的原理簡(jiǎn)介
高壓點(diǎn)火裝置是燃燒機(jī)上的電子核心部件之一,雖然其價(jià)格僅占燃燒機(jī)總價(jià)的很少一部但它擔(dān)負(fù)著重要的燃料點(diǎn)燃工作。高壓點(diǎn)火裝置的失效,輕則燃燒機(jī)無法工作,影響生產(chǎn);重則可能造成鍋爐爆炸。尤其是當(dāng)高壓點(diǎn)火裝置未完全失效時(shí),燃料已大量噴入爐膛,熄火保護(hù)裝置尚未動(dòng)作,此時(shí)高壓點(diǎn)火裝置突然點(diǎn)火,將會(huì)造成非常嚴(yán)重的后果。由此可見高壓點(diǎn)火裝置的重要性。
高壓點(diǎn)火裝置一般由整流電路、振蕩電路、升壓部件及放電電極組成。整流電路將220 V/50 Hz 的交流電進(jìn)行整流、濾波,轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?;振蕩電路的作用則是根據(jù)放電頻率,將直流電再振蕩成交流電;升壓部件將振蕩后的交流電升壓,以達(dá)到可以電離空氣的高電壓,再利用高壓硅堆形成高壓脈沖電流;放電電極則是由特殊材料制成的,置于燃料出口。各部件輸出波形如圖3所示[2]。
圖4是點(diǎn)火裝置的原理電路簡(jiǎn)圖。交流220 V/50 Hz 的電源,經(jīng)電源變壓器 T1 后成為電壓較低的電,然后經(jīng)過整流橋 B 將交流電源變?yōu)橹绷髅}沖電源,再經(jīng)過電容C1 的濾波,就得到了直流電源,這一部分即為整流電路。振蕩電路由電阻R1、三極管 BG 和升壓變壓器 T2 的初級(jí)構(gòu)成,振蕩后由升壓變壓器T2 進(jìn)行一次升壓,然后由高壓二極管或高壓硅堆 D 整流,得到高壓直流電。該直流電經(jīng)電阻R2 對(duì)電容C2充電,同時(shí)在大電容C3 上儲(chǔ)備能量。當(dāng)C2 被充電到一定電壓時(shí),雙向二極管 D2 開啟,觸發(fā)雙向可控硅SCR 導(dǎo)通,此時(shí)電容C3已儲(chǔ)備了相當(dāng)?shù)哪芰?,該能量通過回路電容C3、雙向可控硅 SCR 和二次升壓變壓器T3 的初級(jí)釋,此時(shí)在二次升壓變壓器的次級(jí)上就產(chǎn)生了高電壓。該高壓經(jīng)放電電極擊穿一定厚度的空氣后放電,從而完成脈沖點(diǎn)火的一次放電點(diǎn)火。電容 C3在放電后又再次充電,從而進(jìn)行一連串的充放電過程,在電極間就產(chǎn)生了一系列放電火花,完成一次點(diǎn)火過程。
3 高壓點(diǎn)火裝置的比較
幾種典型高壓點(diǎn)火裝置的參數(shù)
Honeywell 是美國(guó)生產(chǎn)的高壓點(diǎn)火裝置,其中常用的 Satronic 系列電子點(diǎn)火器是以固態(tài)繼電器為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的。不同于傳統(tǒng)的鐵芯式變壓器,它通過內(nèi)部點(diǎn)火電路,在次級(jí)產(chǎn)生高頻、高壓電火花。該系列電子點(diǎn)火器的工作參數(shù)由表1給出。
Danfoss 是瑞典生產(chǎn)的高壓點(diǎn)火裝置,EBI 系列電子點(diǎn)火器常用于燃油和燃?xì)馊紵龣C(jī)的點(diǎn)火。它是采用電子變頻產(chǎn)生高壓的原理進(jìn)行工作的,適用于間歇點(diǎn)火,在3 min 內(nèi),35℃ 的條件下發(fā)火率為33%;60℃的條件下發(fā)火率為20%,表2給出了該系列電子點(diǎn)火器的工作參數(shù)。
BRAHAMA 是意大利生產(chǎn)的高壓點(diǎn)火裝置,分為 E、G 和 S 三個(gè)系列,均采用高性能的來升壓。表3、表4和表5分別給出了它們的工作參數(shù)。
高壓點(diǎn)火裝置的比較
高壓點(diǎn)火裝置的比較包括固態(tài)繼電器電子點(diǎn)火器與點(diǎn)火變壓器電子點(diǎn)火器的比較;單極型、雙極型以及中間接地的雙極型電子點(diǎn)火器的比較;不同燃料燃燒器電極布置的比較以及不同放電位置優(yōu)劣的比較。
采用固態(tài)繼電器的電子點(diǎn)火器與采用點(diǎn)火變壓器的電子點(diǎn)火器相比,使用了較為先進(jìn)的固態(tài)繼電器升壓技術(shù),具有體積小、重量輕、發(fā)熱低和工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。但由于采用了價(jià)格較為昂貴的固態(tài)繼電器,從而使整個(gè)電子點(diǎn)火器的成本增加,價(jià)格較采用點(diǎn)火變壓器的電子點(diǎn)火器高出許多。對(duì)于上述知名品牌的點(diǎn)火變壓器電子點(diǎn)火器,經(jīng)過了數(shù)十年的現(xiàn)場(chǎng)使用證明,其工作可靠性與壽命不比固態(tài)繼電器電子點(diǎn)火器差,與電熱絲點(diǎn)火器相比,要強(qiáng)出許多。后者是早期使用(國(guó)內(nèi)現(xiàn)在尚有使用)的用于燃油燃?xì)馊紵龣C(jī)的點(diǎn)火裝置,該點(diǎn)火裝置雖點(diǎn)火可靠,但點(diǎn)火速度慢、點(diǎn)火絲壽命短,所需的功率也較大,目前在國(guó)外已被淘汰。
電子點(diǎn)火器的輸出分為單極型、雙極型以及中間接地的雙極型,以適應(yīng)不同的燃燒器設(shè)計(jì)。所謂單極型,其輸出只有一個(gè)電極,另一個(gè)電極在點(diǎn)火器的內(nèi)部或外部接地(即接燃燒機(jī)外殼)。在工作時(shí),電極對(duì)地放電,產(chǎn)生火花,引燃燃料氣體。其特點(diǎn)是較為安全可靠,使用方便,僅需引出一個(gè)電極加以絕緣即可。需要注意的是對(duì)于外部接地的單極型電子點(diǎn)火器,切記不能將兩極接反否則可能會(huì)引起電子點(diǎn)火器乃至整個(gè)控制設(shè)備毀壞。所謂雙極型,其內(nèi)部與單極型的內(nèi)部基本一樣,只是另一個(gè)電極不接地。在工作時(shí),是兩極間放電來引燃燃料氣體的。其特點(diǎn)是使用靈活,但安全性不如單極型,且需對(duì)兩個(gè)引出電極加以絕緣。中間接地的雙極型是采用帶有中間抽頭的點(diǎn)火變壓器或采用兩個(gè)固態(tài)繼電器來實(shí)現(xiàn)的。在工作時(shí),它可以用兩極間的放電來引燃燃料氣體,也可以用兩極分別對(duì)地的放電來引燃燃料氣體(不常有),此時(shí)要求有較高的輸出電壓。采用兩極間放電的特點(diǎn)是布置靈活,可放置在理想的點(diǎn)火位置而不受噴嘴位置的影響,適用于對(duì)點(diǎn)火位置要求較嚴(yán)的燃料。與單極型相比,每個(gè)電極對(duì)地所具有的電壓僅為單極型的一半,這有益于電極引線的絕緣,相對(duì)來說也比較安全。在放電點(diǎn)火方式以及電極的布置上,有對(duì)地放電和兩極間放電之分。由于燃料氣的易燃易爆性,故燃?xì)馊紵龣C(jī)全部是采用較為安全的對(duì)地放電方式。由于燃?xì)獾某煞植煌?,它們的火焰?zhèn)鞑ニ俣纫灿休^大的差異,對(duì)于火焰?zhèn)鞑ニ俣容^低的燃料,采用預(yù)混式燃燒,點(diǎn)火方式是電極對(duì)穩(wěn)焰盤或側(cè)壁放電,如圖5所示。對(duì)于火焰?zhèn)鞑ニ俣容^高的燃料,采用后混式燃燒,點(diǎn)火方式是電極對(duì)噴嘴放電,如圖6所示。燃油燃燒機(jī)有一部分是采用對(duì)地放電的方式,另一部分則是采用兩電極間放電的方式。對(duì)地放電又可分為幾種方式,一種是單電極對(duì)噴嘴放電,另一種是單電極對(duì)穩(wěn)焰盤放電,還有一種是雙電極對(duì)噴嘴放電。兩電極間放電可分為一電極接點(diǎn)的假兩電極放電以及真正的兩電極間放電兩種方式,所謂的假兩電極放電是指其中的一個(gè)電極實(shí)際上是接地的。單極放電強(qiáng)調(diào)的是其電氣的安全性,因一個(gè)電極接地沒有浮空的電極;而兩極放電則強(qiáng)調(diào)的是點(diǎn)火的成功率,因其兩極可以放置在點(diǎn)火區(qū)的最佳位置。圖7所示為單電極對(duì)噴嘴放電點(diǎn)火的電極位置示意圖,圖8所示為雙電極或假兩電極之間放電點(diǎn)火的電極位置以及兩個(gè)單電極(并接于同一個(gè)點(diǎn)火器輸出極)對(duì)噴嘴放電點(diǎn)火的電極位置示意圖。
4 結(jié)語
通過上面的分析與比較可以得出:采用不同升壓部件的電子點(diǎn)火器,雖然工作原理不同,價(jià)格不同,但都能夠滿足點(diǎn)燃燃料的需要。不同的輸出形式(單極型、雙極型和中間接地的雙極型)各有其優(yōu)缺點(diǎn),有的側(cè)重于安全性,有的則側(cè)重于靈活性。燃用不同燃料的燃燒機(jī)必須選擇相應(yīng)的電子點(diǎn)火器以及不同的電極布置方式,否則有可能安全得不到保障或者無法引燃燃料。對(duì)于燃料為燃?xì)獾娜紵龣C(jī),考慮到安全性的影響,必須采用單電極點(diǎn)火方式;而對(duì)于燃油燃燒機(jī),為了獲得較好的點(diǎn)火位置及較高的點(diǎn)燃率,建議采用雙極型的點(diǎn)火方式。
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