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西门子LAL1.25燃烧控制器结构原理与电路研究

2018-12-28高峰

科学与财富 2018年30期
关键词:温控凸轮同步电机

高峰

摘要:燃油和油气两用燃烧器做为加热炉和锅炉的配套设备在各行各业中广泛使用,尤其是炼化、化工、热力等行业均是核心设备。目前大多采用进口燃烧器,技术先进、安全可靠,中西门子LAL1.25型燃烧器控制器作为燃烧器的核心部件在各型燃油和油气两用燃烧器中广泛采用,对燃烧器的工作过程进行控制。

关键词:LAL1.25燃烧控制器;结构原理;电路研究

一、前言:

百得燃烧器作为热输原油管道的重要进口设备,自动化程度高,燃烧控制技术先进可靠,控制复杂,为了更全面、深入、彻底的掌握百得燃油及油气两用燃烧器工作原理和控制过程,提升管理水平和技术能力,开展西门子LAL1.25燃烧控制器结构原理与电路研究,侧重于从控制器内部入手研究燃油燃烧器工作原理,研究通过四个步骤,第一步是根据燃烧器控制系统图、说明书和现场实际查线测量全面掌握燃烧器整个系统的控制电路和原理;第二步是通过对燃烧控制器解体对控制器内部的详细结构、工作原理、电子电路和元件进行研究,从而深入、彻底掌握控制器工作机理和过程;第三步骤是对解体的控制器通过实际查线、测量并结合有关图纸,最后绘制控制器详细的电路图;第四步是从控制器内部电路入手与燃烧总体控制原理图相结合编写燃烧控制器驱动整个燃烧器工作的原理和过程。

二、控制器总体结构组成:

西门子LAL、LFL燃油燃烧控制器由三部分组成,第一部分是时序电路,由同步电机SM 、凸轮(凸轮上设置有指示器,标示有 、▲、P、■、▼、1、I指示符号,通过该符号观察燃烧器进入的时序阶段)和15个时序触点组成(时序触点分单触点微动开关和双触点微动开关),由同步电机SM 驱动凸轮旋转,凸轮设计成特殊的结构形成了固化的时序,通过凸轮旋转来触动15个微动时序开关来通断电控制外部各个元件按照设定的程序自动工作;第二部分是由主继电器AR(载荷继电器)与闭锁继电器BR组成的控制电路;AR继电器的主要作用是控制同步和向风机送电,BR的作用主要是控制向内部送电和故障锁定;第三部分是由火焰监测装置、火焰放大电路和FR火焰闭锁继电器组成的火焰监测保护电路,熄火保护电路的作用是监视燃烧状况,一旦熄火,及时关断燃料源并停炉报警。(火焰监测传感元件有紫外光敏管、离子探针等不同形式)。

三、工作原理与过程

以5000KW加热炉采用TS2N-D型百得燃烧器为例,其它BT型等百得燃烧器基本一致,只是外部接线略有不同。

1、燃烧器送电:

合燃烧器总开关、合燃烧器油泵、燃烧器风机、加热器主回路、合二次回路开关——当S2二次回路开关送电后炉前柜K1中间继电器常开触点(5、9#)闭合——通过按钮SA6(油泵手自动按钮)——通过30#线同时送电到加热桶温控和控制器1#端子,控制器受电,加热桶温控Y1触点(温控1、2#端接L,N受电)导通-KR1接触器(加热桶回路接触器)线圈得电KR1主触点吸合,加热桶开始加热(KR1一组辅助触点闭合H3加热指示灯亮)——当加热到设定温度Y1断开,温控5、6#端子间触点(最低油温保护触点)闭合,发出控制器运行命令,控制器开始运行(几个前提条件:4#和11#端子必须有电(4#端子有电才能导通4-5之间回路,11#端子有电才能通过伺服马达关闭位置开关向8#端子送电从而满足程序运行必须风门处于关闭位置,当不处于关闭位置是Z开关,伺服马达同步电机会通过11#端得电带动凸轮转动至全关位,这是开关与同步电机断开向8#端送电,风机热保护闭合(否则控制器无法受电,包括无法加热),控制器无故障锁定,控制器受电检测到有火焰或光电眼故障会使FR火焰继电器锁定,控制器故障按钮EK锁定,)——通过控制器1#端—控制器内部BR自锁继电器的br1触点的常闭端(b)—控制器内部I触点(a)———控制器4#端子—39#线—通过RWF40的Q63和Q64端子(端子间触点必须闭合)——40#线——加热温控的5\6#端子(5、6#端子间触点必须闭合——41#线——K6(6、10)——K5(4、12)向控制器5#端子送电(加热桶加热到设定温度后必须按下启动按钮K6得电,否则燃烧器不会往下工作,因为K6不闭合,控制器5#端无法受电)。

当加热桶加热到设定温度后,加热温控和RWF40相关触点导通,从而导通控制器4-5#端子间的温控回路。由控制器内部1#端子----控制器内部锁定继电器BR1-b常闭触点-----双触点时序开关I-a触点----控制器4#端子-----加热温控、RWF40触点闭合-----控制器5#端子------火焰继电器FR1-a触点----单触点时序开关IX触点----双触点时序开关XI-b触点-----AR载荷继电器线圈得电------AR载荷继电器的ar1、ar2触点吸合,同时ar3-b触点吸合

(通过VII-b----ar3-b触点------M同步电机得电带动凸轮运转)

—— 控制器1#端----BR1-b常闭触点----- ar2-----控制器6#端得电------控制柜K4继电器得电------风机接触器线圈得电吸合------风机运行。

当风机运行2.5秒后(t7时间): I-a触点断开,I-b导通,7#端子将始终保持有电(BT、TS型都为空,不带后吹扫)。由AR载荷继电器ar1触点向4#端子送电,保持温控回路继续正常工作使AR线圈继续保持有电。前叙同步电机M的得电运行是由BR1-b常闭触点-----V-b----燃烧器伺服马达Z开关(风门全关位)-----控制器8#端子-----VII-b----ar3-b觸点------M同步电机得电带动凸轮运转。如果风门未全关Z开关会导通伺服马达转至全关位后向8#端子送电,控制器M(同步电机)才会得电带动凸轮使控制器运转。但风机会继续运转。

控制器凸轮运转启动由指示器 位开始,凸轮运转5秒后(即t16时间,到给出风门开启命令的时间间隔),运行到▲位命令全开风门预吹扫,,控制器时序开关V-a触点导通,控制器9#端子向伺服马达a开关送电,伺服电机得电运行,伺服马达运转经过t11时间(一般30秒)达到风门全开位,开始进行全开位大风吹扫22.5秒(t1时间),当从伺服马达Z转换到a开关命令风门全开这段时间8#端子无电,控制器同步电机无电,凸轮不会运转,所以控制器锁定位置,直到风门全开后a 开关令常开触点导通向8#端子送电,同步电机继续带动凸轮运转。程序往下进行。

TSA结束出现火焰后光电眼监测到火焰,通过火焰信号放大回路使FR火焰继电器线圈得电,FR触点闭合,通过FR触点使AR继电器继续保持有电,TSA结束后控制器内部XI-b时序触点导通,XI-a触点断开,这时AR载荷继电器线圈将不能通过4-5端子之间的温控回路和IX---XI触点向AR、BR线圈送电了,而是通过4-5端子温控回路----fr1及fr2触点向AR、BR线圈送电,使燃烧器正常工作,如果TSA结束后无火焰,FR继电器线圈无法得电,fr1、fr2触点无法导通,AR线圈、BR线圈将失电,br1-a触点导通接通故障报警回路,故障排除,按动故障复位按钮,才能使BR线圈重新得点,br1-b触点吸合后,控制器才能重新恢复运行。

五、结论

通过对LAL1.25燃烧控制器的研究,根本掌握了百得燃油及油气两用燃烧器的控制原理和控制器结构,促进了燃烧器特别是燃烧控制理论水平,提高了设备的使用、维护和故障处理能力,对燃烧器国产化有一定的借鉴意义。

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