變頻燃燒器的電氣原理與應用分析

張濤

摘要：本文介紹JD3000型瀝青混合料攪拌設備燃燒變頻器的電氣控制部分的設計思路，參數設置與調試方法，對實際應用中所遇到的問題給出合理的調整方案，并進行對比分析與研究，論述了變頻燃燒器在提高效率，節能，環保等方面的優勢。

關鍵詞：變頻燃燒器；原理；調試；分析；應用

變頻燃燒器在瀝青攪拌設備各總成中起到非常關鍵的作用，燃燒效果的優劣直接影響到設備的產量，成品的質量以及布袋的正常使用，煙氣的排放量等。本文從介紹變頻器的原理入手，以中交西筑公司JD3000型瀝青混合料攪拌設備為例，詳細介紹施耐德ATV61系列變頻器在我公司自主研發的變頻燃燒器中的應用。

1.ATV71變頻器的電氣原理與參數設置

JD3000型瀝青混合料攪拌設備選用施耐德ATV61 55KW與7.5KW兩種變頻器，分別控制軸流風機與燃油泵的轉速。隨著頻率的改變，軸流風機變頻器的輸出端AO1的電壓也隨之改變，而此電壓信號通過撥碼器再輸入給燃油泵變頻器AI2端，撥碼器從00-99可調，相當于乘以比例系數0-0.99。

變頻燃燒器電氣原理

變頻器的參數功能的正確設置可使電機的正常高效運轉，及實現燃燒器部分應用功能，下面就幾個重要參數做介紹分析：

1.1低速頻率

軸流風機變頻器初始為16HZ，燃油泵變頻器初始為1HZ。16HZ為軸流風機在準備點火時的頻率，而經過內部換算與撥碼器的設置，燃油泵的點火頻率應在6-7HZ，在實際應用中可通過觀察火焰燃燒效果來確定頻率，軸流風機電機在15-18HZ范圍內調整，由于使用燃油不同，燃油泵電機點火頻率在5HZ-9HZ之間選擇。

1.2 2/3線控制

2線控制是由0-1的信號來控制變頻器的啟停，信號輸入端連接的開點閉合即啟動，斷開即停止。而3線控制是通過脈沖信號來控制啟停，要單獨接啟動按鈕和停止按鈕，而操作臺的燃燒器啟動和停止則是控制燃燒器各部分電氣元件的總啟停開關，是以脈沖信號輸入PLC，再由PLC經編程運算輸出所有控制指令，實現一鍵點火與斷火，非常方便。

1.3命令與應用參數

重油需保持在一定的溫度才可霧化點火成功，而從油罐經燃油泵再到燃燒器的管路較長，尤其在氣溫較低時，可將熱油在管路中循環5-10分鐘，待管路變熱后再點火。中間繼電器設置兩組輔助觸點，當循環閥打開時，輸入LI6的常閉觸點變常開，輸入LI5的觸點變常閉，燃油變頻器以預設速度參數所設定的30HZ運行。當循環停止時，循環閥關閉，輸入LI6的觸點變常閉，此時參數給定2切換為LI6，燃油變頻器則由AI2給定進行控制即頻率跟隨軸流風機變頻器而變化。

2.實際應用中的關鍵問題與調整方案

在實際生產中，變頻器調整的效果須根據燃燒器的火焰顏色，形狀，以及燃燒尾氣的化學成分等而定。

在調試中，不同工地根據具體的情況做相應的改變，目的要使火焰充分燃燒，火焰顏色形狀長度等均要達到要求，并且可使不同配比的骨料均可加熱到理想溫度。由此，除了對火焰的長度形狀等按規定調節外，最主要的是解決燃燒不充分的問題。

而燃燒不充分的表現總結為以下幾點：

2.1火焰呈深黃色，紅色干燥筒內有大量黑煙。

充分燃燒的火焰顏色應是火焰中心為淡橙色，火焰白亮且均勻，外圍無閃出雪片狀火星，火焰根部油霧均勻霧化，尾部無黑煙。

2.2白料沾油，顏色發黑。

未加瀝青的白色骨料經燃燒取樣后可見沾有較多油點，嚴重時骨料大部分發烏黑色。

2.3回收粉呈暗黃色，加水有油泛出。

正常的回收粉應呈淡黃或灰白色。

2.4引風機出口冒黑煙嚴重時甚至煙囪有油滲出，布袋抽出后沾滿油跡。

造成燃燒不充分的原因很多，總結為以下幾點并給出相應的處理辦法：

2.4.1風油比

觀察火焰顏色形狀等調整合適的電機頻率。

2.4.2燃油

根據油的熱值來調整用油量大小及風量大小，燃油在加熱時應避免溫度過低導致油粘度過大而不易燃燒，也不應加熱溫度過高使水分氣化而導致燃油供給不連續導致火焰閃斷。

2.4.3引風量（負壓）

在布袋堵塞或引風量嚴重不足的情況下，火焰顏色會偏暗紅，應及時查看負壓，布袋反吹的運行情況。

另外實際生產中還存在著料溫偏低的情況，除了環境溫度骨料濕度等外部原因，變頻燃燒器油壓偏低也是導致料溫偏低的主要原因，在工地調試中，如果風油比調整在適合的頻率實際火焰總是偏小，甚至隨著頻率的同步增大，尤其是風量的增大，料溫升溫不明顯，有時光電眼甚至無法檢測到實體火焰，此時應適當提高油壓以達到良好效果。

3.節能環保與產品優勢

變頻燃燒器由于采用了變頻技術，電機在中低速運行時節電效果更為顯著，當軸流風機轉速降低50%，其風量也降低50%，而功率僅為原來的25%左右，節約了用電成本，由聲學原理可知，噪音的大小和風機轉速的3次方成正比，電機的轉速隨著軸流風機轉速的降低而噪音也明顯降低，且遠遠小于調節風門所實現的效果，降低了設備生產中的噪聲。在小火燃燒時，燃燒器對風壓的要求較低，而變頻燃燒器正好可滿足這一點，解決了由于風量不穩導致燃燒不穩，浪費能源的弊端。由于其簡單易操作，對于風油比的調節更為方便，對于火焰的控制更為精準，燃燒更為穩定。

4.總結

隨著我公司在變頻燃燒器的研發應用中，不斷進行升級改進，現已生產出了質量穩定，功能豐富，操作簡便，高能效低能耗，適應多種工況的變頻燃燒器，涵蓋整個系列產品。變頻燃燒器的廣泛應用必將使瀝青攪拌設備再上一個新的臺階，為用戶創造更大的效益。