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当电极间距大于临界距离时,小点火能量与电极间距无关;而当电极间距小于临界距离时,由于电极本身的吸热,小点火能量随电极间距的减小而增加。放电电极的形状也对小点火能量的大小有一定的影响,在相同的电极间距和电极尺寸条件下,放电点越尖,其本身吸热越少,所需的小点火能量也就越小。
高压点火装置是燃烧机上的电子核心部件之一,虽然其价格仅占燃烧机总价的很少一部但它担负着重要的燃料点燃工作。高压点火装置的失效,轻则燃烧机无法工作,影响生产;重则可能造成锅炉爆炸。尤其是当高压点火装置未完全失效时,燃料已大量喷入炉膛,熄火保护装置尚未动作,此时高压点火装置突然点火,将会造成非常严重的后果。由此可见高压点火装置的重要性。
高压点火装置一般由整流电路、振荡电路、升压部件及放电电极组成。整流电路将220 V/50 Hz 的交流电进行整流、滤波,转变为直流电;振荡电路的作用则是根据放电频率,将直流电再振荡成交流电;升压部件将振荡后的交流电升压,以达到可以电离空气的高电压,再利用高压硅堆形成高压脉冲电流;放电电极则是由特殊材料制成的,置于燃料出口。各部件输出波形。
交流220 V/50 Hz 的电源,经电源变压器 T1 后成为电压较低的电,然后经过整流桥 B 将交流电源变为直流脉冲电源,再经过电容C1 的滤波,就得到了直流电源,这一部分即为整流电路。振荡电路由电阻R1、三极管 BG 和升压变压器 T2 的初级构成,振荡后由升压变压器T2 进行一次升压,然后由高压二极管或高压硅堆 D 整流,得到高压直流电。该直流电经电阻R2 对电容C2充电,同时在大电容C3 上储备能量。当C2 被充电到一定电压时,双向二极管 D2 开启,触发双向可控硅SCR 导通,此时电容C3已储备了相当的能量,该能量通过回路电容C3、双向可控硅 SCR 和二次升压变压器T3 的初级释,此时在二次升压变压器的次级上就产生了高电压。该高压经放电电极击穿一定厚度的空气后放电,从而完成脉冲点火的一次放电点火。电容 C3在放电后又再次充电,从而进行一连串的充放电过程,在电极间就产生了一系列放电火花,完成一次点火过程。
目前,燃烧系统有三种:全手操、全自动位式、全自动比例调节。
全手操:这种燃烧方式就是燃油或燃气以固定的流量和空气以固定的流量混合进行燃烧,主要分布在大庆、胜利、辽河、西部等各大油田,燃料主要以原油为主,部分为重油;这是一种只重燃烧效果不重运行费用和的燃烧方式,造成大量的能源浪费和事故;在市场经济效益为主导的新形势下,这样的燃烧系统逐渐被精明的用户所放弃,例如:石油大学(东营)胜华炼油厂40T蒸汽锅炉,经过严密的论证,决定采用先进的燃烧系统-进口油气混合燃烧器。
全自动位式:这种燃烧系统具备所有全自动、保护功能,只是燃料和空气的调节是一段、两段或三段式调节,适合于小型锅炉或工业炉。
全自动比例调节:采用比例调节仪、PLC、DCS、BLM等实现燃料、空气混合燃烧逻辑运算配比,真正到完全燃烧,限度地节约了能源,保护了环境。国内典型范例:北京双榆树热力厂114MW锅炉6台、上海金山石化35T锅炉、天津焦化三厂35T锅炉、胜华炼油厂油气混烧40T蒸汽锅炉等。
善用能源、保护环境是二十一世纪可持续发展国策的重要议题,随着科学发展意识与理念的进步,先进的燃烧系统正在被大力推广应用。
锅炉节能运行方式:在满足技术要求的情况下,尽量低负荷连续运行。即节约了运行费用,又延长了锅炉寿命。这种运行方式和优点,早已被北京众多用户和专家证实并推广,仅此一项可节能8-15%,而只有比例调节燃烧系统才能实现这种运行模式。
高压点火装置的比较包括固态继电器电子点火器与点火变压器电子点火器的比较;单极型、双极型以及中间接地的双极型电子点火器的比较;不同燃料燃烧器电极布置的比较以及不同放电位置优劣的比较。
采用固态继电器的电子点火器与采用点火变压器的电子点火器相比,使用了较为先进的固态继电器升压技术,具有体积小、重量轻、发热低和工作可靠等优点。但由于采用了价格较为昂贵的固态继电器,从而使整个电子点火器的成本增加,价格较采用点火变压器的电子点火器高出许多。对于上述知名品牌的点火变压器电子点火器,经过了数十年的现场使用证明,其工作可靠性与寿命不比固态继电器电子点火器差,与电热丝点火器相比,要强出许多。后者是早期使用(国内现在尚有使用)的用于燃油燃气燃烧机的点火装置,该点火装置虽点火可靠,但点火速度慢、点火丝寿命短,所需的功率也较大,目前在国外已被淘汰。
电子点火器的输出分为单极型、双极型以及中间接地的双极型,以适应不同的燃烧器设计。所谓单极型,其输出只有一个电极,另一个电极在点火器的内部或外部接地(即接燃烧机外壳)。在工作时,电极对地放电,产生火花,引燃燃料气体。其特点是较为可靠,使用方便,仅需引出一个电极加以绝缘即可。需要注意的是对于外部接地的单极型电子点火器,切记不能将两极接反否则可能会引起电子点火器乃至整个控制设备毁坏。所谓双极型,其内部与单极型的内部基本一样,只是另一个电极不接地。在工作时,是两极间放电来引燃燃料气体的。其特点是使用灵活,但性不如单极型,且需对两个引出电极加以绝缘。中间接 地的双极型是采用带有中间抽头的点火变压器或采用两个固态继电器来实现的。在工作时,它可以用两极间的放电来引燃燃料气体,也可以用两极分别对地的放电来引燃燃料气体(不常有),此时要求有较高的输出电压。采用两极间放电的特点是布置灵活,可放置在理想的点火位置而不受喷嘴位置的影响,适用于对点火位置要求较严的燃料。与单极型相比,每个电极对地所具有的电压仅为单极型的一半,这有益于电极引线的绝缘,相对来说也比较。
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