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1、燃烧器部分大庆油田真空加热炉配套使用的燃烧器种类比较杂,油田装备制造集团选用的是上海凌云的豪迈德(hofamat)和无锡赛威特的曼格奈特(magnet),油田应用的还有冀东石油机械公司的新远、意大利的百得(batur),这几种是较为常见的。瑞典的奥林(olin)、法国的贵诺(guino)等都比较少。本手册所述燃烧器部分,是指包括燃烧器机体、程控器、点火变压器、燃烧头、点火管、风机、叶轮、伺服机构、电磁阀组、调压器、过滤器以及风压、气压等各种开关组成的一个整体的燃烧系统。所有种类的燃烧器,都有一个共同点,执行步骤都是先经过一定安全检测,再执行炉膛扫风,打火,电磁阀开启送气,点火,检测火焰,稳定一
2、定时间后转火。绝大多数的燃烧器都是依靠程序控制器来控制这些执行步骤,程序控制器带有安全自锁功能,确保每个执行步骤的安全进行。程序控制器的程序执行,每一步都有各种条件检测,满足条件之后才执行下一步,并且有严格的时间设定。通过这一严格时间保证下的程序执行,能迅速知道燃烧器执行到哪一步,出现故障时能迅速做出故障点判断。它是燃烧器的核心部件。燃烧器的售后维修,基本上都是以程序控制器为主线和指导进行的。通常情况下,燃烧器的售后服务人员都是比较了解一种到两种燃烧器的维修技术,立足于这个基础以点及面破解和掌握其他品牌燃烧器的维修技术。本手册也是基于这种想法,先以大庆油田装备制造集团选用的豪迈德(hofama
3、t)燃烧器为基础进行讲解,探讨其使用原理,学习它的维修技术,以求贯通其他燃烧器维修技术。1程序控制器(程控器)程控器是燃烧器燃烧系统的核心元器件,所有的动作执行都是依靠它的程序控制来执行的。它内部有一套较精密的伺服电机,基于这套伺服电机设计的电路,燃烧器所有的电气控制线路,都是围绕程控器电路控制原理展开的。要掌握燃烧器的维修,就要掌握这个核心部件程控器,那就要学习程控器的时序图和电器线路,至少要知道程控器的每一个接口的功能。下面就以应用最为广泛的程控器SIEMENS LF1.322为例进行分析学习。上图的右侧的数字,是动作指令的发出端子号。内部的数字和代号表示某一段动作执行的时间长短,各型号的
4、程控器时序时间设定的长短不一样。下部的符号是通过程控器视窗能看见的符号,它是循环转动的,跟随程控器的指令执行动作而表示出执行时序,它故障停止时显示的符号就是燃烧器故障停机的故障点,对燃烧器的售后维修起到极大的指导性作用。程控器的时序符号,标志着燃烧器产品有故障自诊断的现代机械产品的高级功能,也是燃烧器工业发展和技术飞跃的一大标志。表1故障现象原因分析排除方法“”闭锁或无响应游离电极打铁用电表测量,重新安装测火电极程控器端子12.4没闭合检查风压开关程控器端子4.5没闭合用电表测量相关回路程控器端子8无输入检查伺服电机及相关连线安全阀、燃气阀组插头未插插上插头检漏器自检未通过清理安全阀、燃气阀组
5、程控器闭锁或保险管损坏检查原因,更换保险管、复位程控器燃气压力开关低于设定下限或高于设定上限调整压力设定值或短接连线热继电器脱扣或损坏按电机功率重新设定电流值,复位,或更换“”闭锁打开信号没有由限制开关A供给程控器端子8检查伺服电机及先关线路新远:程控器端子6.8没闭合测量、修理时间继电器SJ1-2“P”闭锁风压开关导压通道堵塞拆下风压开关,检查导压通道风压开关触点松动或损坏拆下风压开关,修理或更换“”闭锁火焰检测回路故障检查测火电极绝缘性,测量游离电流,修理或更换“”闭锁低火焰位置信号没有由辅助开关M供给程控器端子8检查伺服电机及相关联线“1”闭锁第一安全时间后无火焰信号检查测火电极,调整或
6、更换检查风气配比,调整风气配比检查燃气阀组,查看阀开度,做调整或更换“2”闭锁第二安全时间后无火焰信号检查测火电极,调整或更换检查风气配比,调整风气配比检查燃气阀组,查看阀开度,做调整或更换“”闭锁燃烧器运行时空气压力故障检查风压开关是否运行稳定,修理或更换燃烧器运行时火焰丢失检查风、气异常,燃烧系统硬件异常如上表1所述,燃烧器非正常停机时都是由各种故障导致的,上述的故障原因其实并不全面,仅仅是起到指导作用而已。随着程序的执行,程序中断闭锁的原因越来越多,虽上一步程序执行通过,但是在下一步程序执行时,也不能排除上一步故障的突然发生,故原因分析就不再如表1中那么简单和单一了,需要综合考虑和判断。
7、表1中只是表述了指导性的原因分析和排除方法,具体应如何维修操作,那么就以表1为指导,通过程控器故障自诊断功能联系燃烧器零部件进行讲解。1.1通电无响应:通电无响应的原因最多。 程控器1.2端子之间没有220VAC电压。 程控器4.5端子之间未闭合。 程控器4.12端子之间没有闭合。 程控器端子8无220VAC反馈信号。 程控器保险管烧毁或程控器故障锁定。游离电极有虚假火焰或检测到错误火焰。本手册提供型号为LF1程控器的电气连接图,以供检查时用到。如下图所示:对应上述-条分析得原因,结合相应电路及零配件对其故障检查、判断和排除的方法进行讲解如下。程控器1.2端子之间没有220VAC电压,查程控器
8、供电电路。 曼格奈特和豪迈德燃烧器的供电都是从三相电上引一条线,通过燃烧器电源按钮,经由燃烧器机械限位开关,连接到程控器端子1。绝大多数品牌燃烧器程控器的供电电源都是这么设计的。冀东石油机械公司的燃烧器控制箱内,220VAC电源从三相动力电源引出一相,线路由保险端子到柜门上电源开关,再经由运行开关送至程控器端子1,端子2是电源负直接与所有的零线点连接就可以。用电表测得哪一段没有电,则它与上一段线路连接的的元器件或电线有导致不通的故障,修复或者更换即可。查电源线的方法有两种,一种是顺查,一种是反查。从电源引入顺着线路查到程控器供电端,称为顺查,从程控器供电端的接线查到燃烧器电源引入端,称为反查。
9、端子4.5通常为燃烧器的启动信号端,通过控制它们的通断来控制燃烧器的启停。如两点之间通(上电时两点上都有220VAC),则判断为其他故障;如两点之间不通,则继续检查串接在这两点之间线路。串接在端子4.5之间的线路,较为通常的接法如下所示:LF1程控器 DK2F检漏器(DSLC) X0燃烧器端子排F2空气压力开关(低压) F3空气压力开关(高压)绝大多数的燃烧器,程控器端子4.5之间都是这样接线的,图中带的两条线是源自自控系统中启停信号线。当自控系统给出启动信号,带两条线导通。此时左图中F2在燃气压力满足设定压力的情况下接口2.3导通,检漏器DK2F检测电磁阀组不漏气时微动开关使接口15和6导通
10、,这样程控器上端子4.5就连通了,程控器开始执行下一步程序。右图中多串联了一个限制高压的空气压力开关F3,燃气压力在设定高压值范围内时F3接口1.3依然导通,这样程控器端子4.5也实现了连通。气体压力开关,内装有线性系数精度较高的弹簧,设定压力值的旋钮控制弹簧的松紧程度,以增加或减小弹簧的弹力,弹力与检测到得气体压力相互作用,气体压力值在弹力值以下则微动开关无动作,常闭、常开触点维持原状;气体压力值在弹力值以上则顶起微动开关,常闭触点断开,常开触点导通。应用较为广泛的是Honeywell公司开发生产的气体压力开关(DUNGS公司开发生产的气体压力开关应用也较多),分法兰连接和螺纹连接两种方式,
11、燃烧器上应用的压力开关绝大多数是螺纹连接的,其型号和设置范围如下表:螺纹连接(压力单位mbar)型号工作范围控制精度最大耐压C6097A21101-100.4200C6097A22102.5-500.6300C6097A231030-1502.8500C6097A2410100-5007.0600燃气低压开关是气体压力开关的一种,接的是常开触点,用于限制燃气压力低,不够燃烧器正常点火燃烧,一定程度上避免机器无效启动。当燃气压力高于设定气压值时(满足燃气需求压力),顶起微动开关,常开触点导通。如满足压力设定值时常开触点不通,则压力开关损坏,更换即可;若通,则正常无故障。燃气高压开关,其实还是压力
12、开关,只不过用来限制燃气高压,以防止燃气压力过高引起某些条件下的危险。它上面接的是常闭触点,当燃气压力高于设定值时(不满足燃气需求压力),顶起微动开关,常闭触点断开,整条线路就断开了。如满足压力设定值时常闭触点不通,则压力开关损坏,更换即可。若通,则正常无故障。可燃气体泄漏控制器(检漏器),检测燃气阀组阀体是否密封良好,并能发出泄漏警报和闭锁燃烧器,保障运行安全。其运行原理是:通过检漏开关(气体压差开关,也是气体压力开关)的通断,驱动检漏器内部电路,使接口6和15之间连通或断开来控制燃烧器的启动信号通断,并且发出阀组燃气泄露警报,从而实现燃烧器的安全闭锁功能。那么就要了解检漏器给阀组检漏的执行
13、过程,如下图所示:检漏过程包括两个阶段:排空阶段和充气阶段排空阶段:电磁阀V1关闭,打开V2约5s,使V1之后的余气排出(泄压),5s后关闭V2,通过连接在V1和V2之间的燃气压力开关的压力是否升高到设定值来判断是否泄漏。若达到设定值,再说明泄漏,检漏程序停止并发出报警,检漏器上红色显示灯亮。反之则正常运行,检漏器黄色灯亮,进入下一个测试阶段。充气阶段:V2关闭V1打开,打开约3.5s往V1和V2之间充气,使V1和V2之间燃气压力升高,3.5s后关闭V1,通过连接在V1和V2之间的燃气压力开关的压力是否降低到设定值判断是否泄漏。若达到设定值,就说明泄漏,检漏程序停止并报警,检漏装置上红色显示灯
14、亮。反之则正常运行,检漏装置黄色灯亮,进入下一执行程序。检漏器正常运行后,其内部线路使端口6和15导通。程控器端子4.5之间不连通故障解决方法是:用电表量通断就可以。如在上图中,测量带的两点之间(接在X0上一端取下),如不通,则故障出在自控系统没给出启动信号或埋地电缆不通;测量F2接口2.3之间是否导通,最好是拆下F2用嘴巴对着吹气,如通则F2没有问题,如不通则F2损坏需要更换;DK2F接口15.6之间呢?上电后先是检漏器给电磁阀组执行漏气检测,如阀组关不严漏气它会报警。如果怀疑检漏器损坏,可在检查前几个步骤并确认无故障后,将接口15.6进行短接,程序能继续执行下去,则可判断是DK2F损坏,需
15、更换;如程序还是不执行,程控器无响应,则DK2F正常。程控器端子4.12之间的闭合条件是:风压开关(用于检测风压的空气压力开关)常闭触点未闭合。当燃烧器风机启动时,风机卷动自由空气往燃烧筒内送风,风压开关检测到的风压超过该开关设定值时,微动开关被顶起,常开点导通,常闭点断开。若风机在未启动时微动开关使常开点闭合、常闭点断开,那么就意味着程控器已检测到风机在正常运行,默认为风机还停留在上一程序中,程控器程序还在执行上一程序,而这一点是程控器程序执行所不允许的,也就不继续往前执行了。其线路如图所示:上述是4.12端口之间连通的原理,而4和12端口不通的故障检查和解决方法则如下:无电情况下,将风压开
16、关设定至最小值(通常设定为1-2.5mbar),用电表检测空气压力开关端子1和3是否通,端子2和3是否断开,如无鼓风情况下1.3导通2.3断开,鼓风情况下1.3断开而2.3导通,则风压开关正常,否则风压开关损坏,需更换;值得注意的是:检测触点通断时,应注意通断状态的延续性,不能瞬间连通之后又断开了,或者瞬间断开后又导通。如风压开关通断状态不稳定,则可判定此开关已损坏,需更换。空气压力开关(用于风压检测):烧器工作时,逐渐增大空气压力开关上的调节值直到燃烧器停机,读取调节值(例如20mbar),设定值不能低于该值的80%(16 mbar)。程控器端子8无220VAC馈电的含义是:在燃烧器启动之前
17、,燃烧器系统中风气配比的执行元器件(通常为伺服电机)必须复位,即是回复到一个设定原位,归位后反馈一个信号(220VAC)给程控器的端口8上,程控器就默认为伺服电机已经复位,可以开始启动程序。若未检测到此复位信号,则程序不动。通常,端子8上无馈电有以下几种故障(以伺服电机SQN70为例):连接伺服电机5号端口和程控器8号端口的线路故障(线路损坏或端口虚接);伺服电机损坏,无法自5号端口给程控器8号端口馈电;伺服电机带动进风口挡板转动时被卡住,未能完成复位,故而未能给程控器8号端口正常馈电;检查和排除故障方法:无上电情况下,用电表测量伺服电机端口5和程控器端口8之间通断,若不通则属于线路故障,需重
18、新纠正此线路,至导通为止;将伺服电机盖打开并将其设置至手动,手动将其掰至零位,上电后用电表测量程控器8号端口或伺服电机5号端口是否有电压,若无220VDC电压则伺服电机损坏;亦可在自动情况下全面检查伺服电机,将程控器电源端口1和控制端口8.9.10.11分别进行短接,短1.8时伺服电机应回转到关闭设定位置(通常设定为0),短1.9时伺服电机应回转至大火设定位置(通常为60-70),短1.10时伺服电机应回转至点火设定位置(通常为10),并且回转到相应设定位置后不会超限,稳定直到有其他指令信号执行。否则可判定伺服电机损坏。如是风门挡板发生卡阻,导致伺服电机无法转动,则将伺服电机掰到手动,手动转动
19、风门挡板,摆脱卡死点。若发现此卡死点是摩擦卡阻,则需将风门挡板拆下进行处理,处理方法是用锉刀将挡板上发生卡阻的边缘锉掉一些,至无卡阻现象;若此卡死点是风门轴引起,则需将其拆下,用砂纸打磨后表面涂黄油润滑,至无卡阻现象;程控器保险管烧毁或程控器故障锁定的故障则比较好判断和处理。按压程控器视窗造成程控器报警,若程控器报警灯亮,则其保险管未烧毁;若报警灯不亮,则拆开程控器,用电表测量其保险管两端,看保险管两端是否导通即可做出明确判断。顺便提一下,若程控器端口1上有220VAC电压,保险管未损坏,按压视窗按钮程控器也无报警亮灯,则可判断程控器损坏,需更换。游离电极有虚假火焰或检测到错误火焰故障为游离电
20、极打铁,或电眼损坏,造成虚假火焰信号。 在机器未启动无火焰情况下,用电表测量程控器24号端口(此时程控器未拆下),若有220VAC电压则表明有虚假火焰信号,即是游离电极打铁,需拆开燃烧头重新摆正游离电极的位置,至不打铁。检查紫外线火焰检测器(电眼),可直接将其拆下(线不拆),若能看见电眼两极之间有“火花”,则可判断电眼损坏;没有“火花”时,可用打火机等产生紫外线的设备对电眼进行照射,如不产生“火花”则可判断电眼损坏,有“火花”产生则此电眼功能正常。损坏的电眼,更换即可。值得注意的是电眼正极(外管上有标注)连接的是接地,而且两种接法中端子22必须接地。1.2程控器停在“”位置,启动程序中断故障,
21、导致程控器故障闭锁。导致程控器闭锁在“”位置的故障通常是伺服电机限制开关没有反馈给程控器8号端口的馈电,检测方法和排除方法如1中条所述。另外值得注意的一点是,冀东石油机械公司生产的新远燃烧器,其接线方法与通常燃烧器接线方法略有不同,在此故障上处理方法也不一样,它是由于程控器中端口6和8未闭合。此时需要检查燃烧器控制箱内时间继电器SJ1-2常开触点,在线圈吸合后常开点是否闭合导通,用电表测通断即可。如不通,则判断时间继电器损坏,更换时间继电器。1.3程控器停在“P”位置闭锁,是燃烧器上空气压力开关故障。空气压力开关故障的原理、检测和故障排除方法如1中条所述。1.4程控器停在“”位置闭锁。由火焰检
22、测回路故障引起,游离电极打铁或电眼损坏造成虚假火焰信号,而引起的故障。其原理、检测和故障排除方法如1中条所述。1.5程控器停在“”位置闭锁。由于伺服电机没有限制位置开关反馈220VAC电压给程控器8号端口而引起的故障。其原理、检测方法和排除方法如1中条所述。但值得注意的是:启动前程控器无反应时的8号端口无馈电,此馈电是从关闭信号端口上反馈的,而在“”位置的8号端口馈电则是从伺服电机大火信号端口上反馈的,在“”位置的8号端口馈电则是从伺服电机点火信号端口上反馈的,需区别对待,查线时不应笼统。1.6程控器停在“1”时闭锁点火后未能检测到持续的火焰信号导致的故障闭锁。此故障分两点,一点是点火成功但没
23、有持续住,另一点是点火未成功,没有出现火焰。点火成功,瞬间脱火,以致未能持续检测到火焰信号。此时熄火故障是因为风气配比不适合引起的,包括进风量过大直接将火焰吹灭和进气量过大风力不够火焰自行憋灭,或者是游离电极、电眼损坏无法检测到火焰而造成的闭锁停机。游离电极、电眼损坏的检测和方排除故障方法:游离电极和电眼除了如上1-中造成虚假火焰的损坏情况外,还有无法检测火焰等的损坏情况。它们无法检测到火焰,就会造成程控器闭锁在“1”。其中电眼损坏与否的检测办法在1-中已经表述过,接下来谈一谈游离电极损坏与否怎么判断,有哪些表象。游离电极,又称测火电极,其反馈的是非常微弱的mA级交流电流。测火电极检测不到火焰
24、有两个原因,一个是其本身已损坏,无法检测;另外一个就是电极过短或是安装位置发生偏斜,没有与火焰充分接触,故而没有检测到火焰。其安装后探出幅度应超过燃烧头稳焰盘的圆幅,这样才能与火焰尽可能充分接触。如右图所示,但是不要超过稳焰盘太多,否则容易引起局部过热而烧断,或者接触到火筒内壁造成打铁而导致虚假火焰信号。测火电极折弯后与稳焰盘断面角度为30-60为宜。再者,火焰通常情况下都是向上飘,所以测火电极最好是向上折弯,更容易检测到火焰。顺便提到一点,稳焰盘如果安装时过度的歪斜,或者燃烧头歪斜,长时间的运行燃烧,会使稳焰盘严重变形,继而烧塌,烧塌后与测火电极搭连,会导致测火电极接地造成虚假火焰信号,而闭
25、锁燃烧器。风气配比不适合引起的灭火故障:第一种进风量相对过大,点火时较小的火焰被吹灭而脱火,这时需要减小进风量。对于由伺服电机控制进风量的燃烧器,减小伺服电机点火位的设定值(一般为10);对于由变频器控制进风量的燃烧器(如冀东的部分燃烧机产品),设置点火的供电频率在原基础上减小,一般为30HZ左右。调整后发现还是风量偏大,可继续减小调整,如调整后进风量偏小,则适当再加大,直至合适为止。也可适当增大进气量,来缓解脱火现象。调节气门连杆螺丝,将螺丝光杆部分缩短,以适当气门蝶阀开度,适当增大进气量。对于用阀组调节进气开度和进气量的,则调节阀组调节旋钮,进行调节即可。注意:进气量调节时要缓慢,以防进气
26、量过大造成回火危险。第二种进气量相对过大,点火时进风压力不足,较大的火焰往回憋给火焰憋灭,这时需要增大进风量,减小进气量。处理方法与第一种处理方法相反。总体上,这两种故障的出现和处理方法,进风量保持相对大一点是较为安全的,进气量大而造成的回火概率很大,而燃烧器回火很容易造成危险。因此一定要注意。另外,进气量进风量的合适,第一标准是点火和转火容易,不脱火不回火,第二标准是火焰稳定后其颜色为外黄内蓝,且呈往前突喷往外延伸之势。火焰若是全黄色,或者黄色过多,则进气量偏大,若是全蓝色或者蓝色过多,则进风量偏大,都需要调整。调节进气量,涉及到调压阀、可调式燃气阀组(包括节流阀等)的开度调节,燃气管路上多
27、个阀体配合使用,调节起来比较麻烦,需要进行详细说明,详见后面燃气阀组章节。点火未成功,没有出现火焰,而无法检测到火焰的故障:此故障有几点原因,一是打火电极未打火,包括安装位置过远或距离过紧、电极未通电;二是打火时间过短,或是开阀送燃气时间太过滞后。打火电极未打火打火电极安装距离过紧或过远无法产生电火花。通常情况下,打火电极两极之间的距离为3-5mm,较容易产生强而有力的电火花。为了保证是两极之间打火,故而打火电极离稳焰盘还须保持一定距离,通常为10mm左右。如右图所示。如百得燃烧器等设计为对地打火(单极),则没有此限制条件。打火电极未打火,检测和解除故障的方法如下:打开燃烧器上端盖,打开程控器
28、程控盒,确认程控器端子1有电的情况下,先短接端子1和6强制风机吹扫,扫净炉膛内可能存在的余气,再短接端子1和16,听燃烧头处的打火声音,“滋滋”声纯净而脆亮,没有断续、疲沓的现象为正常响声。若短接后无响声,则断电后拆下燃烧头,看是否打火电极安装距离过远,无法产生电火花。重新调整安装位置后,仍然无法产生电火花,用电表测量一下(短接端子1和16时)打火变压器输入端有无电压输入,若有则可判断打火变压器损坏,需更换;若无电压输入则是程控器连接到打火变压器的线路有故障,需更换这条线。最保险和最直接的办法就是将燃烧头打火电极部分拆下来后,把原来的线路重新连接好,放在地面上测试,直接而可靠。通电产生电火花之
29、后,可用嘴吹,以电火花吹不散吹不断为标准。但是测试时要注意避免有电危险,装回去时需注意避免磕碰。此处有一点需特别注意:百得燃烧器等打火方式设计为对地打火,它所要求的电压就比较高,通常燃烧器所配套使用的打火变压器输出电压为5KV,但百得燃烧器上打火变压器却为8KV。而且,这种对地打火的打火变压器,必须可靠接地。未可靠接地时,一种现象为不打火,及无法产生电火花,另一种现象为打火后电火花疲沓,容易被吹灭,极容易造成点火失败。打火和燃气阀开启送气时间差的故障检测及排除方法:经检测,打火变压器完好,而且通电后产生的电火花也正常,那么就需要考虑是否打火时间与燃气阀组开启送气时间错开,导致点火失败。在打火变
30、压器输入端介入测量220VAC电表,正常启动燃烧器,运行到给打火变压器供电要求有打火输出时,看电表的测量值。正常情况下,能测量到220VAC电压,并且一直维持到燃气阀组开启后3-5s才消失,期间不能掉电。看电表测量的电压值,听燃气阀开启的“咔”声,若燃气阀组未开启电表就已掉电,则打火时间太短或阀组开启时间滞后;或者燃气阀组已开启打火变压器仍然有打火输出,但其打火时间并未维持到足够点火时就掉电了,则也是打火时间太短或阀组开启时间滞后。解决方法如下:更换程控器,替换程控器的要求是线路原理一样,保证原来的外接线原理功能都保持一致。但打火时间更长。可参照下图所示选择替换程控器的型号:1.7程控器停在“
31、2”时闭锁,意思是程控器从“1”运行到“2”是一个转火的过程,从不稳定的小火火焰转到稳定的大火火焰燃烧。程控器闭锁在“2”时故障为转火时脱火,测火电极检测不到火焰,故而发出故障报警闭锁停机。分析其原因,在于转火时进气量和进风量都增大,但是增大的相对比例不适当,要么气量过大给火焰憋灭,要么进风量过大造成火焰脱火。关于进风量进气量比例调节,如上条6中所述。或者其原因为大火焰时,由于进风量进气量较大,风压气压的压力较高,造成火焰喷射时偏离了测火电极的探测,导致了故障闭锁。此故障应当解释为测火电极安装位置不当,关于调整测火电极安装位置的方法也如前所述。1.8程控器停在“”时闭锁,故障为火焰信号丢失或空
32、气压力故障程控器运行过“2”时,燃烧器工况意味着已经形成了稳定的燃烧火焰,闭锁在“”时多半是因为火焰信号丢失。火焰信号丢失的原因有多种,如某种情况下风气比例不适当导致火焰突然熄灭、火焰检测故障、启动信号丢失等等,涉及到燃烧器启动的全过程及几乎所有的零部件。检测它的故障原因和排除故障,则需重新启动燃烧器,程控器会在下一个程序执行中在相关功能程序段中闭锁。再按照如前所述的检查和排除方法中逐一排除即可。若是由于某种情况下造成的空气压力故障,则首先检查进风口是否被堵塞,如是则清理干净即可。若进风口未堵塞,则应考虑是否风压开关损坏,进行检修或更换即可。还有一种情况就是电机故障,这一故障在下一次启动中很明
33、显就能发现。要么启动后电机无响应,要么有响应后“嗡嗡”响但转动异常,摩擦大或卡死。1.9其他品牌系列的程控器目前大庆油田应用较为广泛和常碰到的燃烧器程控器,除了上述LF1系列外,还有SIEMENS公司的LGB22系列、HONEYWELL公司的Satronic/MMI962.1等。LGB22系列程控器通常应用于小功率燃烧器,如曼格奈特MTG1,而LG1则通常应用在功率较大的燃烧器上,因为更大功率的燃烧器对安全运行的要求更为严苛,这就要求程控器运行中对工况的检测和运行中的保护更为全面、严格。小功率的燃烧器在应用设计上一般不配套使用检漏器,因为功率小,燃气管线非常小,即便是燃气阀组存在燃气渗漏,也不
34、会造成危险事故。但是毕竟存在安全隐患,这是一个应用盲区,检查和维修时应当注意安全。这两种程控器还有一个很大的区别在于一次运行时间,LF1系列程控器设计要求为每运行24小时至少停机一次,以保证安全稳定运行,而LGB22系列程控器则需要满足每12小时关停一次。LGB22程控器的使用原理与上述LF1系列程控器类似,甚至更为简单,其电气原理图如下所示:图中GP.W.R可以是高压、低压、检漏等各种开关,还包括控制柜中启动信号端开关。这种程控器只要给端子12和程控器负极供电,它就开始运转,并不像LF1系列程控器那样需端子4.5之间导通才开始运行。值得注意的一点是,强制使风机启动,短接的是端口12和6。而S
35、atronic/MMI962.1程控器则主要见到应用于小功率新远燃烧器。此程控器的电气原理图如下所示:这种程控器在大庆油田应用中,经常能碰到其复位及相关线路损坏的情形,其报警线路有输出,但故障报警灯不亮,复位键失效,而其他功能线路均完好。此时只能将程控器盖打开,进行手动复位。此故障原因,至今未明。手动复位程控器如下图所示:2.伺服机构燃烧器的运行使用,必须有调节风气配比的伺服机构。目前应用调节风气配比的机理概括起来有两种。一是进气量和进风量靠机械式联动,另一种则是靠电气信号分别驱动,而驱动进风量、进气量的两个信号在保证优良着火率前提下联动发出。具体的表现为以下几种方式的机构: 如上图中两种形式
36、的风气调节结构。a中为全机械式比例调节,伺服电机转动输出转矩一面带动蝶阀转动调节蝶阀开度,进而达到调节进气量的目的。一面带动扇叶的转动,依靠扇叶上光滑弯曲的钢带带动风门挡板转动调节挡板开度,进而达到调节进风量的目的。两项转动都是在伺服电机的驱动下时刻保持联动,起到了进气量和进风量的同时调节,时刻保证充裕的燃烧条件,确保运行。大庆油田装备制造集团选用燃烧器配套使用的风气配比机构,就是这种结构方式。b中为电气信号分别驱动伺服电机和燃气阀组,其中伺服电机控制进风量的调节,而燃气阀组本身具有多行程且可调节,每一个行程的打开就保证了不同的且可调节的开度,从而起到了进风进气的调节目的。百得燃烧器普遍都采用
37、这种控制结构。电气信号分别控制进气进风量的机理控制方式中,还有一种用变频器控制调节进风量的控制方式。这种控制和调节方式多见于新远燃烧器。变频器通过供电的频率改变控制电机的转速,通过转速来控制进风量,而非控制风门挡板的开度进行控制。大庆油田装备制造集团所选用燃烧器配套使用的伺服电机,均为SIEMENS公司SQ系列产品。小功率机器配套使用SQN9系列伺服电机,中等功率机器配套使用SQN7系列伺服电机,大功率燃烧器则配套使用SQM1系列伺服电机。其区别就在于随着应用场合不通和机器功率的增大,需要伺服电机输出的转矩更大。更重要一点是燃烧器功率更大时,意味着其安全级别更高,必须选用从状态1到状态2运行时
38、间(安全时间)更长的伺服电机。下面对大庆油田装备制造集团选用燃烧器的全机械式风气配比调节方式进行讲解。投产运行和维修服务中都会调节风气配比,其操作步骤如下:将伺服电机掰至手动运行,以用手可以转动扇叶为准;将伺服电机各种工况状态调节至合适设定值;调节连接气门蝶阀的连杆,转动伺服电机时其上刻度与蝶阀上刻度保持一致;将伺服电机掰至自动运行,启动燃烧器,点火成功后,扶住扇叶,转动伺服电机调节钢带形状联动控制风门挡板开度,进而调节进风量。压紧或松开扇叶上的螺丝,可以调节钢带的形状,其形状直接控制风门连杆进而控制风门挡板的开度,达到了控制进风量的目的。如进风量过大,会造成燃烧器剧烈震动,正常的机器震动与非
39、正常震动很容易区分。这时需减小进风量,将扇叶上相应区域的螺丝压紧,至燃烧器不异常震动为准。如进风量过小,则会引起燃烧器“喘”,甚至回火,这时需要增大进风量,将扇叶上相应区域的螺丝松开即可,至燃烧器不“喘”为准。有的加热炉温度烧不上去,或者大火力度不够用户要求加大燃烧器大火状态,此时就可以按照上述步骤提供维修服务。值得特别提出的是SQN30伺服电机,它的调节方式与常用的其他伺服电机不同。它的手动/自动调节时用按钮,按下即可;它有控制图标,分别提示四种工况;它的小火调节设定方式不一样,根据大火和点火位进行计算调节。SQN30伺服电机设定小火时的方式为(大火位-点火位)/2,即得到小火位需要设定的角
40、度值。如大火设定开度为70,点火位设定开度为10,那么小火位设定就是(70-10)/2=30。这种伺服电机普遍被见应用于百得燃烧器上,它直接安装在风门挡板的轴上,控制风门挡板的开度。还有一种常见到应用的伺服电机,它是HONEYWELL公司设计生产的,主要应用在新远燃烧器上。将它安装在蝶阀轴上来控制气门蝶阀开度,或者通过扇叶联动控制进气进风量。还有常见到的一种深圳意控公司开发生产的ulli-xx伺服电机,常称为风门执行器,如右图所示。它主要应用在冀东石油机械公司开发生产的“铁人燃烧器”上,但是普遍的市场和售后反映,冀东新远的控制系统用它来调节风气配比的可调性不大,调节范围非常狭窄,应用难度很大。
41、如左图所示,为ullix伺服电机的电气原理连接图,接口1上接220VAC正极,接口2和3上接22VAC负极回路,并通过一个选择开关分别隔离,这个开关就可以是大小火开关。加在1.2或1.3之间的交流电压驱动伺服电机运行,同步转动的齿轮轴带动1K发生变化,从接口4.5或6.5之间输出不同的电压,反馈给控制系统,以供判断和发出新的指令。左图中的馈电是交流电压,还用一种风门执行器其反馈信号为24VDC的直流电流。不少风门执行器将这两种馈电形式进行融合,同时具有两种馈电功能,能适用各种不同的应用场合,提高了其通用性。检测此伺服电机是否损坏,就是在1.2.3之间接上一个中间继电器或二位选择开关,令1.2或
42、1.3之间通断时,检测4.5或6.5之间的电压或它们的回路电流即可,看这些模拟量输出是否正常。如正常,则伺服电机完好,如不正常,则判断为损坏需更换。3.燃气调压管路燃气调压管路上的零部件包括燃气调压器(减压阀)、燃气过滤器、电磁阀组和各两成的压力表等,其中比较重要和较容易损坏的就是调压器和电磁阀组,对燃烧器正常点火运行产生印象较大的也是也是调压器和电磁阀组。很多的加热炉燃气调压管线设计采用的是一级调压,将管线中进气压力(通常0.2MPa左右)降低到满足燃烧器正常点火和燃烧的所需压力(通常为3-8KPa)。而大庆油田装备制造集团所设计生产的真空加热炉燃气管线上,设计采用的是二级调压,一级调压将0
43、.2MPa压力降低至30KPa,二级调压进一步降至4-8KPa,并能非常稳定的控制在这一范围内。该设计和应用以其供气压稳定,极大的降低了产品使用的故障率。3.1燃气调压器燃气调压器不论是一级调压还是二级调压,调压器本身的工作原理都是一样的,都是调压器入口气压、出口气压、调节弹簧压力等三力互相作用,三力达到平衡则稳定输出。至于其内部各型腔、膜片等如何运行,这些没必要去深究,这些即使损坏了一般也无法进行专业维修,都是进行整体更换。而我们需要掌握的是:调压器如何调节气压,都有哪些形式调节,失去调节气压功能时原因是什么,怎么进行维修。调压器的形式目前在大庆油田加热炉上应用的调压器,按调节形式分大致可以
44、分为两种,一种内反馈调压器,一种是外反馈调压器,按调节精度可划分为两种,一种粗调,一种粗调和精调两者都具备。内反馈调压器的出口压力信号反馈管在调压器的内部,拆开后可见,而外反馈调压器的出口压力信号反馈管则在调压器之外,其上通常配有微调螺丝,以进行微调。另外,外反馈的调压器的保温性能不如内反馈调压器,燃气内含杂质或轻质油时,容易堵塞或冻堵反馈管,造成调压失败。而且内反馈调压器中的反馈管,通常是自上而下悬在阀内,阀内积水积油不容易进到反馈管中造成堵塞,这是内反馈调压器的一大优势。1-粗调螺丝 2-微调螺丝燃气调压器对压力的调节,遵循紧大松小的规律,既是随着弹簧越变越紧输出的气压值越大,弹簧变松时输
45、出的压力值越小。粗调螺丝左紧右松,左拧时压紧弹簧,右拧时放松弹簧,所以也可以理解为拧动调节螺丝时气压值左大右小。如右图所示。有的调压器输出压力过大,超出所要求的压力值。此时应先拆开调节螺丝的端盖,取下调节螺丝,此时弹簧最松(压力为零),调压器输出最小。若此最小值低于要求压力值,则可以更换弹簧来解决此问题。更换较软或稍短的弹簧,重新安装进去,进行调节。若最小值仍然比所要求压力值要大,那就只有更换调压范围和输出压力值较合适的调压器了。值得注意的一点是:压力调节时,由于是三个力的相互作用,故而须保证三个力是调节时的实际值。三个力当中,出口压力值由于无处放空,或者有些燃烧器停机时容易造成憋压,造成了出
46、口压力值偏高,由它调节得来的压力值是不准确的。那么调节时,需在调节阀出口端进行放空,以求调节准确。调压器粗调的范围视其调节输出范围而定,一般保持早几十KPa,而微调则保持在几KPa范围内调节和波动。3.2燃气电磁阀燃气电磁阀在燃气管路上起到调节燃气进气量、安全截止及自动化控制等作用,是燃烧器自动化运行的重要组成部分。燃气电磁阀按其功能可划分为两种,一种带流量调节,一种不带流量调节,从电磁阀组数来分可分为单体电磁阀、双体电磁阀及多体电磁阀等,从阀体执行时间来说,还可分为快开快闭、快开慢闭、慢开快闭和慢开慢闭等。目前大庆油田加热炉燃烧系统中应用的绝大多都是快开快闭和慢开快闭这两种类型,其中包含有单
47、体电磁阀和双体电磁阀。不管何种类型的电磁阀,其工作原理和执行机构基本一样,线圈上电后产生电磁力提起阀芯,打开燃气通道,掉电后由弹簧力将阀芯复位,关闭燃气通道,阻断供气。电磁力与弹簧力相互作用,以确定阀的开度,这就为阀开度调节进气量提供了方便。将调节螺丝拧紧,压缩弹簧增大弹簧力,就减小阀的开度,减小进气量,相反地松开调节螺丝,就增大进气量。特别注意的是,电磁阀调节开度控制进气量的方式就与调压器的调节左大右小正好相反,它是左小右大。如右图所示,有保护端盖的取下端盖,用螺丝刀拧动调节螺丝,压紧或松开调节螺丝以减小或增大电磁阀行程开度。图中左二电磁阀还带有粗调和微调功能。取下调节环上固定螺丝,可拧动调
48、节环左小右大调节输出气量,调节完成后紧固固定螺丝。其上部小螺丝用于微调,行程开度缓慢变化。不论粗调还是微调,都遵循左小右大的调节规律。现代的电磁阀中,不论是单体还是双体电磁阀,越来越多的阀都带有开度调节的功能。大庆油田装备制造集团加热炉燃烧系统所选用双体电磁阀,也具有开度调节功能,调节方法如左图所示。还有一种电动阀,它不是借弹簧力来控制阀体开启和复位,而是用液压原理来实现同样的控制和调节功能。较为普遍的就是SIEMENS公司设计开发的SKP系列电动阀。其实这种阀,应称为电动液压阀,只是我们常把它视为电磁阀而已。如上图所示,左一左二均为这种液压阀的液压执行机构,右一右二是这种阀的整个阀体。其控制原理是通过电