Схема контроля пламени газового котла

Схема контроля пламени газового котла

Ионизационный электрод контроля наличия и состояния пламени. Автоматическое отключение подачи газа при погасшем пламени горелки. Отслеживание состояния воздушно-газовой смеси и восстановление процесса горения. Совмещение в одном устройстве запальной и контрольной функций.

Ионизационные электроды используют в датчиках контроля пламени газовых горелок. Их главная задача — сигнализировать блоку управления о прекращении горения и необходимости перекрыть поступление газа. Эти устройства применяют для контроля непрерывности пламени в промышленных печах, домашних котлах отопления, газовых колонках и кухонных плитах. Нередко их дублируют фотодатчиками и термопарами, но в самых простых тепловых аппаратах ионизационный электрод является единственным средством контроля за зажиганием газа и непрерывностью его горения.

Назначение, принцип работы и конструкция ионизационного электрода

Если в нагревательном устройстве по каким-то причинам пропадает пламя, то сразу же должна быть прекращена подача газа. В противном случае он достаточно быстро заполнит объем установки и помещение, что может привести к объемному взрыву от случайной искры. Поэтому все нагревательные установки, работающие на природном газе, в обязательном порядке должны оснащаться системой слежения за наличием пламенем и блокировки подачи газа. Ионизационные электроды контроля пламени обычно выполняют две функции: во время зажигания газа от запальника разрешают его подачу при наличии устойчивой искры, а при исчезновении пламени подают сигнал на отключение газа основной горелки.

Принцип работы

Принцип работы ионизационного электрода основан на физических свойствах пламени, которое по своей сути является низкотемпературной плазмой, т. е. средой, насыщенной свободными электронами и ионами и поэтому обладающей электропроводностью и чувствительностью к электромагнитным полям. Обычно на него подается положительный потенциал от источника постоянного тока, а корпус горелки и запальник присоединяются к отрицательному. На рисунке ниже показан процесс возникновения тока между корпусом запальника и электродным стержнем, возвышающийся торец которого предназначен для контроля пламени основной горелки.

Процесс зажигания газа в нагревательной установке происходит в два этапа. На первом в запальник подается небольшое количество газа и включается электроискровое зажигание. При возникновении в запальнике устойчивого воспламенения происходит ионизация и начинает протекать постоянный ток в сотые доли миллиампер. Устройство контроля электрода подает сигнал системе управления, открывается электроклапан, и происходит поджигание основного потока газа. С этого момента электрод формирует управляющий сигнал уже от ионизации его пламени. Система управления настроена на определенный уровень ионизации, поэтому, если ее интенсивность снижается до заданного предела и ток в плазме падает, происходит отключение подачи газа и гашение пламени. После этого весь цикл с использованием запальника повторяется в автоматическом режиме до тех пор, пока процесс горения не станет устойчивым.

  • неправильная пропорция газовоздушной смеси, формируемой в запальнике;
  • нагар или загрязнение на ионизационном электроде;
  • недостаточная мощность потока пламени;
  • уменьшение сопротивления изоляции из-за накопления в запальнике токопроводящей пыли.

Одним из главных достоинств ионизационных электродов является мгновенная скорость срабатывания при погасании пламени. В отличие от них термопарные датчики формируют сигнал только через несколько секунд, которые им требуются для остывания. Кроме того, ионизационные электроды недороги, т. к. имеют очень простую конструкцию: металлический стержень, изолирующая втулка и разъем. Также они очень просты в эксплуатации и обслуживании, которое заключается в очистке стержня от нагара.

К недостаткам датчиков ионизационного контроля можно отнести их ненадежность при работе с газовым топливом, содержащим большие доли водорода или окиси углерода. В этом случае в пламени генерируется недостаточное количество свободных ионов и электронов, что приводит к невозможности удержания стабильного тока. Кроме того, этот метод может оказаться непригодным при работе в условиях повышенной запыленности.

Конструктивные особенности

Ионизационный электрод может быть только контрольным, а может выполнять сразу две функции: запальную и контрольную. Во втором случае для зажигания пламени запальника на него подается высокое напряжение, формирующее искру. Через несколько секунд оно отключается, происходит переключение на питание постоянным током и переход в контрольный режим. Если электрод выполняет только контрольную функцию, то его изоляция, разъем и кабель должны соответствовать требованиям низковольтной аппаратуры, эксплуатируемой при высоких температурах. При использовании его в качестве запального сопротивление изоляции должно выдерживать на пробой напряжение 20 кВ, а подсоединение к блоку управления производиться высоковольтным кабелем.

Читайте также:  Как удалить аккаунт почты яндекс с компьютера

При установке ионизационного электрода в корпус конкретной горелки необходимо применять изделие оптимальной длины. Слишком большой стержень будет перегреваться, деформироваться и быстрее покрываться нагаром. В случае малой длины возможны ситуации, когда ионизационный поток будет прерываться при уходе пламени от конца электрода к другому краю корпуса горелки. В реальных условиях длину электрода обычно подбирают экспериментальным путем.

В бытовых газовых плитах для зажигания используют электроискровые запальные электроды, а для контроля за пламенем — термопарные датчики. А почему в бытовых устройствах не применяют ионизационные электроды в раздельном или совмещенном виде? Ведь они дешевле термопар. Если вы знаете ответ на этот вопрос, поделитесь, пожалуйста, информацией в комментариях к данной статье.

Кравцова Виталия Николаевича.

Представленные конструкции уникальны

и разработаны только автором

Устройства контроля погасания горелки для газовых приборов.

Газовое оборудование значительно улучшает качество нашей жизни — это возможность приготовить пищу и обогреть жильё, но газ требует к себе повышенного внимания. При случайном погасании пламени конфорки газовой плиты или горелки отопительного котла — а это может случиться, когда конфорку заливает кипящая жидкость из кастрюли или пламя задуло сквозняком — газ может заполнить помещение и достаточно небольшой искры, чтобы случился взрыв. Этого не случится, если ваши газовые приборы оборудованы системой безопасности Gas Control , которая состоит из термоэлектрического датчика, располагаемого в пламени горелки и защитного электромагнитного клапана. При наличии пламени на горелке термоэлектрический датчик, а попросту термопара, вырабатывает небольшое напряжение, которое подаётся на катушку электромагнитного клапана и обеспечивает его удержание в открытом положении. При погасании пламени термопара остывает, ток прекращается и клапан отпускает, перекрывая газ. Некоторые модели газового оборудования содержат схемы автоматического повторного розжига горелки при её погасании, но после нескольких попыток такие схемы автоматически отключаются, т.к. такой авторозжиг может повлечь большие неприятности. Если газовая плита не оснащена заводской системой безопасности — изготовить её в домашних условиях вряд ли удастся. Можно только оснастить её системой контроля пламени с выдачей предупредительной сигнализации.

Для контроля пламени в котлах промышленных котельных чаще всего используют инфракрасные или ультрафиолетовые фотодатчики и ионизационные контрольные электроды. Хотя схема с использованием фотодатчика наиболее универсальна (контролирует горение любых видов топлива), она мало подходит для "домашнего" применения, т.к. электрическая схема достаточна сложна. Фотодатчик не должен реагировать на иные источники излучения, кроме пламени горелки и чувствительность его не должна меняться от температуры и прямой засветки от посторонних источников . Чтобы этого не случилось, в схеме используется глубокая АРУ, стабилизация рабочей точки фотодатчика, а также низкочастотный полосовой фильтр, пропускающий только пульсации сигнала, формируемые языками пламени. Для самостоятельного изготовления гораздо лучше подходит ионизационный метод. Он широко используется в промышленных котельных, работающих на газе. Устройство представляет собой контрольный электрод из нихромовой проволоки диаметром 2 … 3 мм , закреплённый на изолирующей подставке из керамики или фторопласта, недалеко от горелки. Кончик электрода должен находиться в верхней трети языка пламени, но не должен касаться дна кастрюль. На контрольный электрод подаётся абсолютно безопасный, очень слабый сигнал переменного тока напряжением 220 В. При горении газового пламени происходит ионизация частиц газа и в зоне контрольного электрода , когда на нём положительная полуволна напряжения , тяжёлые положительно заряженные частицы опускаются к горелке, а электроны устремляются к электроду. В цепи протекает очень слабый электрический ток . При отрицательной полуволне тока в цепи нет . Из-за несимметричности токов на контрольном электроде возникает слабый отрицательный потенциал напряжением 3 … 8 В, который усиливается усилителем на полевом транзисторе и используется для сигнализации наличия пламени. Схема одного из устройств приведено на рисунке:

Читайте также:  Ошибка при получении криптопровайдера 0x8009200b

На основе этой схемы можно построить различные устройства контроля пламени и автоматической отсечки газа . Если в схему добавить триггер — можно автоматизировать запуск схемы сигнализации погасания пламени при первом его появлении . Добавив в схему таймер, можно автоматизировать начало отсчёта времени приготовления продукта или периодически включать напоминающий звуковой сигнал для забывчивых людей. Автор разрабатывал множество подобных устройств, но ввиду их относительной сложности они не здесь приводятся .

Вернуться в начало темы:

На главную сайта
На главную раздела
Справочные материалы
Полезные ссылки
Вариант для печати
Вопрос автору

Уважаемые посетители!
Все материалы сайта в случае их некоммерческого использования предоставляются бесплатно, хотя автор затрачивает достаточно большие средства на их обновление расширение и размещение.
Если Вы хотите, чтобы автор отвечал на Ваши письма, обновлял и добавлял новые материалы — активней используйте контекстную рекламу, размещённую на страницах — для себя Вы узнаете много нового и полезного,
а автору позволит частично компенсировать собственные затраты чтобы уделять
Вам больше внимания.

Вам нужно разработать сложное электронное устройство?

Автоматический контроль горения может быть осуществлен различными способами. К наиболее известным методам контроля относятся термометрический, ионизационный и фотоэлектрический.

Устройства контроля горения, основанные на тепловом действии пламени (использование металлической термопары, биметаллической пластины, дилатометра и т.д.), обладают значительной инерционностью срабатывания после погасания пламени, поэтому их применяют в проточных водонагревателях и в отопительных установках малой мощности.

В отопительных водогрейных котельных средней мощности применяются устройства контроля горения, использующие ионизационные свойства пламени. Ионизация при горении связана с тем, что пламя обладает способностью проводить электрический ток. При определенном размещении двух электродов в пламени между ними появляется вентильный эффект (способность межэлектродных переходов в пламени выпрямлять переменный электрический ток). Вентильные явления в пламени отмечаются на переходе «электрод — факел — корпус горелки».

На рис. 4.28 приведена принципиальная электрическая схема устройства, примененного в системе автоматики АГОК-ВН, которое

Рис. 4.28. Принципиальная электрическая схема блока контроля за наличием пламени в автоматике безопасности АГОК-ВН: ЯГ..Я4 — резисторы; СГ..С4 — конденсаторы; Р— реле;

Л — электронная лампа контролирует наличие горения в топке котла. Принцип работы устройства основан на вентильном эффекте перехода «электрод — пламя — корпус горелки». Усилительным элементом служит электронная лампа — двойной триод. В анодную цепь правого по схеме триода в качестве нагрузки включена обмотка реле Р. К электронному датчику подводится напряжение переменного тока 50 В. Поскольку электронный датчик обладает вентильными свойствами, при наличии пламени через цепочку сопротивлений R<, R2 течет выпрямленный ток. Падение напряжения, снимаемое с сопротивления R2, минусом подается на управляющую сетку левого триода лампы и запирает его. Правый триод в это время открыт, в его анодной цепи и обмотке реле течет ток, достаточный для удержания якоря в притянутом к сердечнику положении. При погасании контролируемого факела разрывается электрическая цепь датчика. Через цепочку

и R2 будет протекать только переменный ток, но вход левого триода зашунтирован по переменному току конденсатора С,. Отрицательное смещение с сетки левого триода снимается. Триод отпирается, и в его анодной цепи начинает протекать выпрямленный ток. Падение напряжения, снимаемое с сопротивления R3, плюсом подается на катод, а минусом — на управляющую сетку правого триода и запирает его. Обмотка реле обесточивается, реле срабатывает и своими контактами подает команду в блок автоматики безопасности котла на закрытие газовых клапанов, через которые осуществляется подача газа в топку котла. При этом срабатывает аварийная (предупредительная) сигнализация.

Читайте также:  Вершина о прямоугольника принадлежит плоскости бета

Ионизационные явления в пламени газовой горелки проявляются в том, что на границе соприкосновения металлического электрода с факелом возникает собственный электрический потенциал, электрод при этом заряжается отрицательно. Если в зону горения ввести два электрода, которые нагреются до разной температуры, то возникающие на них электрические потенциалы будут иметь разный уровень. Разность этих потенциалов — ЭДС межэлектродного перехода — будет постоянной по знаку, но пульсирующей по амплитуде. Это явление можно использовать для безынерционного контроля за наличием факела и для поддержания качества горения.

В мощных котельных установках, работающих в условиях высоких температур и раскаленной топочной камеры, для автоматического контроля горения применяются приборы с фотоэлектрическими датчиками. Фотоэлектрический датчик помещают в трубу-тубус, который визируется на зону факела в топке котла. При наличии горения под действием излучения факела электрическое сопротивление фотодатчика значительно снижается, через цепь датчика протекает электрическим сигнал, который усиливается до величе- ны достаточной для срабатывания реле. При погасании факела электрическое сопротивление фотодатчика увеличивается, что приведет к уменьшению тока в его цепи, снижается напряжение и на выходе усилителя, что приводит к обесточиванию реле. Реле, сработав, своими контактами подает команду на отключение подачи газа в котлах.

Основная масса взрывов в котельных происходит при розжиге горелок. Поэтому в системе автоматики предусматривается оснащение горелок электрическими запальниками и устройствами автоматической пусковой блокировки, с помощью которых обеспечивается определенная последовательность в выполнении операций розжига запальной и рабочей горелок. В системе автоматической пусковой блокировки котла наиболее ответственна роль прибора контроля за наличием пламени, так как прибор фиксирует наличие в топке факела запальной горелки и дает разрешение на пуск газа в рабочую горелку.

На рис. 4.29 приведена принципиальная схема автоматической пусковой блокировки котла с использованием прибора контроля

Рис. 4.29. Схема пусковой блокировки и защиты котла:

  • 1 — прибор контроля пламени; 2 — фотодатчик; 3 — запальная горелка;
  • 4 — свечи зажигания; 5 — катушка зажигания; 6 — выпрямитель;
  • 7 — кнопка; 8 — электромагнитный клапан; 9 — рабочая горелка;
  • 10 соленоидный клапан; Р — реле; С — конденсатор; Г — трансформатор факела с фотоэлектрическим датчиком. При пуске котла оператор нажимает кнопку пуска 7 на щите управления, в результате чего подается через выпрямитель 6 напряжение постоянного тока на обмотку электромагнитного клапана ^запальной горелки и одновременно на катушку зажигания 5электрозапального устройства. Между свечами электрозапального устройства возникает искра, которая поджигает выходящий из запальника горелки газ. Фотодатчик зафиксирует появление в топке запального факела и подаст электрический сигнал в прибор контроля факела. При этом сработает исполнительное реле Р прибора контроля факела, которое своими контактами замкнет цепь питания обмотки соленоидного клапана 10 рабочей горелки. Клапан откроется, в рабочую горелку начнет поступать газ, который будет подожжен факелом запальной горелки. При отпускании оператором кнопки пуска 7разорвется цепь подачи напряжения постоянного тока на катушку зажигания и на обмотку клапана 8. Подача газа в запальную горелку будет прекращена. После этого автоматический контроль горения в топке котла будет осуществляться по рабочей горелке. В случае погасания по какой- либо причине факела рабочей горелки срабатывает прибор контроля факела. Реле Робесточится, и своими контактами Рх разорвет цепь питания соленоидного клапана. Подача газа в рабочую горелку автоматически прекратится.
Ссылка на основную публикацию
Сталкер чистое небо редактирование оружия
Спасибо, конечно, но не помешало бы подправить и апгрейды. Полностью согласен с предыдущим автором. Спасибо за мод (если это можно...
Современные способы кодирования информации в вычислительной технике
Код - система условных знаков (символов) для передачи, обработки и хранения информации (сообщения). Кодирование - процесс представления информации (сообщения) в...
Современные швейные машины доклад
Название: Швейные машины - классификация и обозначение Раздел: Промышленность, производство Тип: реферат Добавлен 07:32:28 08 марта 2011 Похожие работы Просмотров:...
Сталь 2421 кривая намагничивания
Основные кривые намагничивания Рис. П1.8. Основные кривые намагничивания конструкционных сплавов: 1 – серый чугун (ГОСТ 1412-85); 2 – ковкий чугун...
Adblock detector