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1、几种进口燃烧机高压点火装置的比较张晓鹏，胡红利，周玉铭KH*2（西安交通大学，陕西*西安* 710049）摘要：本文介绍了高压点火原理以及电子点火器的工作原理和工作过程，提供了 几种典型电子点火器的详细参数，通过对几种进口燃烧机电子点火器的分析比 较，得出了不同燃料燃烧器电极布置的方案以及不同放电位置的优劣。这对目前 我国国产燃烧机的设计与生产和对进口燃烧机的选型与维修具有一定的参考价 值。关键词：高压点火；燃烧机；电极1前言随着国家对环境保护的日益重视，各城市对废气、废水等的排放都加以严格 限制。燃煤锅炉的烟尘是造成城市大气污染的主要因素之一，为了实现“还我一 片蓝天”的美好理想，现在许多大
2、中城市已禁止燃煤锅炉运行，取而代之的是燃 油、燃气锅炉。在燃油、燃气锅炉中，最主要的部件是燃烧机，而高压点火装置 是燃烧机中关键的电子部件之一。由于进口燃烧机所附资料均不提供其所带高压 点火装置的原理电路、性能及参数说明，而仅提供外型尺寸、外部接线等极其简 单的单页说明，这就给我国的燃烧机代理、用户带来了相当的不便，同时也给国 产燃烧机的设计与成套加大了难度。笔者在近十年的时间内，对多种进口燃烧机 及其高压点火装置进行过选型与调试，陆续收集到了一些相关资料，在此提供给 大家，希望对业内人士有所帮助。目前，在我国市场上有八个国家的数十种燃烧机，常见的有德国的Weisaupt、SAACHE、MAN
3、、Elco klockner，法国的 CUENOD、Guillot、SICMA、RADIANT，美国的 Johnson、Power Flame，英国的 NU WAY，意大利的F B R 、baltur、UNIGAS、Riello、ECOFLAM，荷兰的 Purlpher，瑞典的 Bentone和韩国ABC、Sookook等。虽然燃烧机的品种繁多，但其高压点火装置 却仅为有限的数种。除了个别燃烧机配备本土产的高压点火装置外，在其余十几 种燃烧机中，其高压点火装置基本上都是采用国际上几个知名公司的产品，如意 大利的BRAHAMA、瑞典的Danfoss、法国的Landis和美国的Honeywell等
4、。2高压点火及其装置的原理简介2.1高压点火的原理高压点火又称为电火花点火，是应用广泛的一种点火方法。当电火花从燃气 或雾化的燃油中通过时，燃料很快由良好的绝缘体变为良好的导电体。随着两极 间电压的增高，电场逐渐加强，燃料中的带电体被电场加速，运动着的带电粒子 与分子发生非弹性碰撞。当碰撞剧烈到一定程度，分子就被电离，从而也变成了 带电粒子。带电粒子的浓度以指数级数增加，开始时的微小电流被放大几百万倍, 产生一个大电流。这一过程所需时间取决于所加电压与击穿电压的比值。击穿电 压取决于燃料成分、电极形状、极间距离以及燃料的温度与压力条件。击穿电压 可按下式近似计算】:Ub=2.7+1.4 l式中
5、：Ub击穿电压(kV)；l 极间距离(mm)。当电极间距大于临界距离时，最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,最小点火能量随电极间距的减小而增加。 图1为最小点火能量与电极间距、电极尺寸的关系曲线，燃料为11%的甲烷空气 混合气体。詼同距ilAj /m mIffl 1扱闾距离、电扱尺寸对JS小点火能M的彫响放电电极的形状也对取小点火能量的大小有一定的影响，如图2所示，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，所需的最小点 火能量也就越小。极间距离/mm图2电极形狀对最小点火能览的影响2.2高压点火装置的原理简介高压点火装置是燃烧机上
6、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。升压电路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
7、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。各部件输出波形如图3所示2。图4是点火装置的原理电路简图。交流220 V/50 Hz的电源，经电源变压 器T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C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R、三极管BG和升压变压器T的初级构成，振荡后由升压变压器T进1 2 2 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C充电，同时在大电容C上储备能量。当C被充电到一定2 32电压时，双向二极管D开启，触发双向可控硅SCR导通，此时电容C已储备 了
8、相当的能量，该能量通过回路电容C、双向可控硅SCR和二次升压变压器T3 3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C在放3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。3高压点火装置的比较3.1几种典型高压点火装置的参数Honeywell是美国生产的高压点火装置，其中常用的Satronic系列电子点 火器是以固态继电器为基础设计的。不同于传统的铁芯式变压器，它通过内部点 火电路，在次级产生高频、高压电火花。该系列电子点火器的工作参数由表1 给出。Dan
9、foss是瑞典生产的高压点火装置，EBI系列电子点火器常用于燃油和燃 气燃烧机的点火。它是采用电子变频产生高压的原理进行工作的，适用于间歇点 火，在3 min内，35C的条件下发火率为33%； 60C的条件下发火率为20%, 表2给出了该系列电子点火器的工作参数。BRAHAMA是意大利生产的高压点火装置，分为E、G和S三个系列，均采 用高性能的点火变压器来升压。表3、表4和表5分别给出了它们的工作参数。表1荃国产晶Suninkj琨列电子点火器工柞参數舉按号电压&电压丹点火间距加m期樹电価230502x7 (MK)20 (灿3-550 VAzraoz24502x7 00()21 0003-550
10、 VA7T31222W24O50lx JOOQO22 G002750 VAZTS15IIW24050/601 xsoa)24 C002-350 VAZT570250/24050l x J6 0C050 00017 mA5()2x700030 0002-340 mA22W24OSO2x7 00020 0003-540 niA盍2瑞典IhinE产品ERI菇列电子点火器工作誰数表型号电H/V频率7出电压用制宰/Th点火间柜畑HLEBI230J x 15 00030 0002,5-56UEBIM23050F605W3D 0002.5-56UEBIIP23050/60lxll C0020 0002.5-
11、560表3 1S丸利URAHAMA产品I：葢列高压点火器工作参数麦卫号 灰级电压JV频率/缶电压八火闻 G&mm电就/mATRE51OPC220/23050lx? M0连城610TJtE S2J0221V23050?5 520% 13耐山1 62UIRE 820P220/23050I x 11 (10020轄 t3 min620丁 KE 82 血220J23050x 1.1 000连填620THE I135P220/230501 X I4C0025% ,4 min635表4意犬利BKAHAMA产品G菇列高哇点火昏工炸犧数宏初级桃皱空-7电压呼颊率恤电心代魁火率f张点火间距/啊电渝JmAFiKG
12、 1015C22(1230502 X 7 (XI)连续 615TRG 1015C4011502x7000连绽 615TRG 1020：2W23O5027)|6釦TRG 1035220/230閒2k700025% h4 min635HC 1230220/230502k8 SOD25舔川mm630表5盘九利HttAHAMA产品S玉列高压点火蛊工作舂数表O 口w型勺电 E/V电圧尺发犹峯f%点火间回EE电盜/mA们曲5I5PC潮删50x7(W0连纹c 615TRS610PCZOO/23&so1x8400 610IBS 血P22D/23O50L x 8 40025% p4 min.623TH5 70b
13、lt：22W23O1. k 9 800- 6ETRSatC22WZ3OMJ2k5 500连绽oSO2 x 5 900程缠618TRS8220/230502x5X1025% f4 tam6曲TBS830P220/230501 x II twZU min630TRS 獅 P22TV23O5d1 X 11 00025. A min430W3 IU2022TM230502x7 (XD腔续620TRS irew)22JD/230502叮00025% s 4 min4 min6203.2 高压点火装置的比较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
