熱風(fēng)干燥機(jī)燃燒器常見故障及排除方法分析

陳煜龍，李浩權(quán)，劉 軍，劉瓊瑜，黃隆勝，吳耀森

（1.廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備研究所，廣東 廣州 510630；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)智能裝備重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510630；3.廣東弘科農(nóng)業(yè)機(jī)械研究開發(fā)有限公司，廣東 廣州 510555）

0 引言

熱風(fēng)干燥[1]，是現(xiàn)代干燥方法之一，是指利用換熱設(shè)備或發(fā)熱設(shè)備加熱常溫空氣到所需溫度，利用熱空氣直接加熱干燥物料的干燥設(shè)備，主要由燃燒室和干燥室兩部分組成，干燥室排列有熱風(fēng)管、鼓風(fēng)機(jī)等。燃燒室內(nèi)以煤、油、生物質(zhì)等化石能源作熱源，熱風(fēng)由熱風(fēng)管輸入室內(nèi)，由于鼓風(fēng)機(jī)的作用，使熱風(fēng)對流達(dá)到溫度均勻，余熱由熱風(fēng)口排出，廣泛應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品干燥加工[2-4]。本文主要以油氣作為熱源的熱風(fēng)烘干機(jī)，其配套的熱風(fēng)爐[5]或蒸汽鍋爐[6]廣泛地使用各種類型的燃燒器，按使用燃料來劃分，可分為燃?xì)馊紵?、輕油燃燒器、重油燃燒器以及油氣混合燃燒器等[7]。常用的燃燒器品牌有百得（Baltur）、利雅璐（Rieello）、意高（Ecoflam）、威索（Weishaupt）和凱利（Career）等，不同品牌型號的燃燒器其結(jié)構(gòu)控制原理都是基本相通的，以意高M(jìn)AXP45AB 型雙段火燃燒器為例，分析其結(jié)構(gòu)形式和控制原理，并依次序列舉出常見的故障現(xiàn)象及分析排除方法，其他品牌型號的燃燒器可參照分析排除故障。

1 燃燒器結(jié)構(gòu)

以意高雙段火燃燒器為例，圖1 為其結(jié)構(gòu)。燃燒器可分為油路系統(tǒng)、風(fēng)路系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)四個部分，由油泵、燃油過濾器、油壓調(diào)節(jié)器、燃油電磁閥和噴油嘴組成了油路系統(tǒng)，風(fēng)機(jī)、風(fēng)門和風(fēng)門電機(jī)（或油壓頂桿組件）組成了風(fēng)路系統(tǒng)，油泵和風(fēng)機(jī)均由燃燒器電機(jī)驅(qū)動，點(diǎn)火變壓器和點(diǎn)火電極組成了點(diǎn)火系統(tǒng)。

圖1 燃燒器結(jié)構(gòu)

2 燃燒器控制原理

圖2 為雙段火燃燒器的電氣控制原理。電氣控制系統(tǒng)主要由程控器和繼電器、接觸器、光敏電阻、指示燈等電氣元件組成，下文按啟動流程、停機(jī)流程和意外停機(jī)3 種工況介紹燃燒器的控制原理及流程。

圖2 燃燒器電氣控制原理

2.1 啟動流程

（1）當(dāng)熱風(fēng)爐（鍋爐）的溫控器或控制上位機(jī)、PLC需要加熱時，給程控器發(fā)出控制信號，則程控器自動控制燃燒器進(jìn)入啟動流程。

（2）燃燒器電機(jī)啟動，風(fēng)機(jī)和油泵運(yùn)轉(zhuǎn)，點(diǎn)火變壓器打開，風(fēng)門在電機(jī)或油壓頂桿的控制下開到大風(fēng)檔位，開始維持15s 的預(yù)吹掃階段。

（3）在預(yù)吹掃階段期間，燃油電磁閥不會開啟，燃油通過旁通管路回流至油箱，燃燒器不會點(diǎn)火，只對爐膛進(jìn)行吹掃操作，此階段需對爐膛火焰信號進(jìn)行監(jiān)測。

（4）在預(yù)吹掃階段結(jié)束時，一段火燃油電磁閥打開，風(fēng)門轉(zhuǎn)為小風(fēng)檔，燃燒器開始點(diǎn)火燃燒。

（5）當(dāng)一段火燃燒穩(wěn)定后，如果熱風(fēng)爐溫控器發(fā)出二段火（大火）控制信號，則燃燒器二段火燃油電磁閥打開，同時風(fēng)門轉(zhuǎn)到大風(fēng)檔，開啟二段火燃燒。

（6）當(dāng)熱風(fēng)爐超溫后，燃燒器先關(guān)閉二段火電磁閥，保留一段火繼續(xù)燃燒以維持爐膛溫度，只有當(dāng)熱風(fēng)爐超過上限溫度時才會關(guān)閉一段火電磁閥，燃燒器完全熄火。

（7）點(diǎn)火變壓器在燃燒器燃燒運(yùn)行后保持關(guān)閉狀態(tài)。

2.2 停機(jī)流程

（1）熱風(fēng)爐（鍋爐）超溫，溫控器發(fā)出停止加熱的請求信號。

（2）燃油電磁閥關(guān)閉，火焰熄滅。

（3）燃燒器電機(jī)停機(jī)。

（4）燃燒器進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。

2.3 意外停機(jī)

當(dāng)發(fā)生以下情況時燃燒器進(jìn)入故障停機(jī)狀態(tài)。

（1）如果在預(yù)吹掃階段光敏電阻檢測到火焰信號，即寄生火焰檢測，說明爐膛內(nèi)有殘留燃油在繼續(xù)燃燒。

（2）如果在燃燒啟動后，即開始噴油后5s 安全時間內(nèi)沒有產(chǎn)生火焰，光敏電阻沒有檢測到火焰信號，說明點(diǎn)火失敗。

（3）如果在運(yùn)行過程中發(fā)生火焰故障，光敏電阻檢測到火焰信號中斷，燃燒器會重新進(jìn)入啟動流程，嘗試再次點(diǎn)火，但如果嘗試失敗后仍沒有產(chǎn)生火焰。

當(dāng)燃燒器進(jìn)入故障停機(jī)狀態(tài)時故障指示燈會亮起，同時外部報(bào)警輸出端子也會閉合。此時需要先排除故障，并等待至少15min 以上，然后按下重置復(fù)位按鈕才能重新啟用燃燒器。

3 常見故障及排除方法

在燃燒器使用過程中受多種因素的影響會出現(xiàn)點(diǎn)火失敗、意外熄火等故障停機(jī)情況，按燃燒器工作先后次序，以下列出了常見的燃燒器故障現(xiàn)象及分析排除方法[8-9]。

3.1 燃燒器不工作

燃燒器油泵、風(fēng)機(jī)不轉(zhuǎn)，不點(diǎn)火，可能存在以下問題。①燃燒器上主開關(guān)沒有打開，電源沒有接通。②燃燒器內(nèi)保險(xiǎn)絲燒斷，查找排除導(dǎo)致保險(xiǎn)絲燒斷的原因后才能更換保險(xiǎn)絲重新開機(jī)測試。③熱風(fēng)爐溫控器或控制上位機(jī)、PLC 的一段火（小火）沒有輸出信號，需排除溫控器或PLC 控制輸出端是否損壞，如果是新裝設(shè)備需要檢查線路有沒有接錯。④燃燒器的程控器有故障，可用代換法測試。

3.2 高壓電極無火花、點(diǎn)火失敗

燃燒器進(jìn)行了預(yù)吹掃動作（油泵、風(fēng)機(jī)已運(yùn)轉(zhuǎn)），但是高壓點(diǎn)火電極沒有火花產(chǎn)生，點(diǎn)火失敗，可能存在以下問題：①點(diǎn)火變壓器故障，測試或更換點(diǎn)火變壓器。②點(diǎn)火電極臟了，清潔點(diǎn)火電極上的積碳。③點(diǎn)火電極沒有安裝在正確位置，兩個電極之間距離太遠(yuǎn)，調(diào)整電極位置至合適距離。④燃燒器的程控器故障。

3.3 噴油故障點(diǎn)火失敗

燃燒器進(jìn)行了預(yù)吹掃動作（油泵、風(fēng)機(jī)已運(yùn)轉(zhuǎn)），高壓點(diǎn)火電極有火花產(chǎn)生，但噴油嘴沒有噴油，點(diǎn)火失敗，可能存在以下問題：①供油管內(nèi)有空氣，當(dāng)新裝設(shè)備或油箱發(fā)生過缺油時就容易導(dǎo)致燃油管路進(jìn)入空氣，此時需要將供油管拆下來進(jìn)行排空處理。②燃油過濾器堵塞，清洗或更換過濾器濾芯。③噴油嘴堵塞，清洗或更換噴油嘴。④燃燒電磁閥故障，可用萬用表測量電磁閥線圈電阻值是否正常，更換損壞的電磁閥線圈。⑤在預(yù)吹掃階段光敏電阻檢測到爐膛內(nèi)有火焰信號（寄生火焰），為防止噴油造成爆燃提示故障停機(jī)，待爐膛內(nèi)殘留燃油燃燒完畢后再嘗試點(diǎn)火。⑥燃燒器的程控器故障。

3.4 噴油嘴噴油、高壓電極正常，但點(diǎn)火失敗

燃燒器進(jìn)行了預(yù)吹掃動作（油泵、風(fēng)機(jī)已運(yùn)轉(zhuǎn)），高壓點(diǎn)火電極有火花產(chǎn)生，噴油嘴也有燃油噴出，但仍點(diǎn)火失敗，可能存在以下問題：①風(fēng)量過大，風(fēng)量與噴油量不匹配，關(guān)閉燃燒器二段火開關(guān)，調(diào)小一段火（小火）風(fēng)門至燃燒器能順利點(diǎn)火，且燃燒時不出現(xiàn)黑煙。②風(fēng)門電機(jī)故障，如果是油壓式風(fēng)門則可能是油壓頂桿故障，導(dǎo)致風(fēng)門無法運(yùn)轉(zhuǎn)到合適檔位。③油壓太低，安裝油壓表監(jiān)測油泵供油壓力，通過油壓調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)供油壓力至合適范圍。④噴油嘴堵塞或磨損太大，導(dǎo)致噴油不足，清洗或更換噴油嘴。⑤燃燒器的程控器故障。

3.5 成功點(diǎn)火燃燒后熄火

燃燒器進(jìn)行了預(yù)吹掃動作（油泵、風(fēng)機(jī)已運(yùn)轉(zhuǎn)），高壓點(diǎn)火電極有火花產(chǎn)生，噴油嘴也有燃油噴出，并成功點(diǎn)火燃燒，但過一段時間又熄火，可能存在以下問題：①光敏電阻沒有檢測到火焰信號導(dǎo)致燃燒器意外停機(jī)，可能是光敏電阻損壞或檢測窗口有積灰，清除光敏電阻上的積灰或更換光敏電阻。②風(fēng)量過大，風(fēng)量與噴油量不匹配，關(guān)閉燃燒器二段火開關(guān)，調(diào)小一段火（小火）風(fēng)門至燃燒器能順利點(diǎn)火，且燃燒時不出現(xiàn)黑煙。③油箱缺油，請及時補(bǔ)充燃油并注意油管排空。④燃油過濾器堵塞，清洗或更換過濾器濾芯。⑤燃燒器的程控器故障。

3.6 燃燒器一段火正常，但無法切換至二段火

（1）二段火開關(guān)沒有打開。

（2）溫控器或控制上位機(jī)、PLC 沒有輸出二段火（大火）控制信號，需排除溫控器或PLC 控制輸出端是否損壞，如果是新裝設(shè)備需要檢查線路有沒有接錯。

（3）二段火的燃油電磁閥線圈損壞，可以用萬用表測量電磁閥線圈電阻值是否正常，更換損壞的電磁閥線圈。

（4）油壓太低，安裝油壓表監(jiān)測油泵供油壓力，通過油壓調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)供油壓力至合適范圍。

（5）燃油過濾器堵塞，清洗或更換過濾器濾芯。

（6）二段火的噴油嘴堵塞或磨損太大，清洗或更換噴油嘴。

（7）風(fēng)門電機(jī)故障，如果是油壓式風(fēng)門則可能是油壓頂桿故障，導(dǎo)致風(fēng)門無法運(yùn)轉(zhuǎn)到合適檔位。

（8）燃燒器的程控器故障。

4 結(jié)語

當(dāng)燃燒器發(fā)生故障停機(jī)時，操作人員可根據(jù)上述常見故障及排除方法快速分析查找故障原因。在燃燒器的日常使用過程中，還應(yīng)注重做好維護(hù)和保養(yǎng)工作，防范于未然，減少故障的發(fā)生。根據(jù)燃燒器的使用頻率情況，應(yīng)定期清理燃油過濾器和噴油嘴，定期清潔光敏電阻和點(diǎn)火電極上的積灰、積碳，定期檢查油路及管件，清理程控器和接線端子上的灰塵，防止短路故障的發(fā)生，定期保養(yǎng)油泵、風(fēng)機(jī)和風(fēng)門，定期測試燃油電磁閥，及時更換維修易損件。做好維護(hù)保養(yǎng)工作，發(fā)生故障時快速分析排除問題，才能提高設(shè)備的無故障運(yùn)行時間，減少對生產(chǎn)活動的影響。