一、核心原理與工作方式對比
1.機械比例調(diào)節(jié):
原理:基于精密的機械聯(lián)動裝置(杠桿、凸輪、連桿等)。通常由一個主調(diào)節(jié)器(如風(fēng)門執(zhí)行器或燃料閥執(zhí)行器)驅(qū)動,通過剛性連接或特定比例的齒輪/凸輪機構(gòu),強制同步驅(qū)動另一端的執(zhí)行機構(gòu)(如燃料閥或風(fēng)門)。

方式:開環(huán)控制。設(shè)定一個初始比例后,系統(tǒng)依賴機械結(jié)構(gòu)的固定傳動比來維持這個比例。無法根據(jù)實際燃燒狀況(如煙氣含氧量、爐膛壓力、溫度波動)進行實時反饋和動態(tài)調(diào)整。比例關(guān)系在安裝調(diào)試時設(shè)定,后期調(diào)整困難。
2. 電子比例調(diào)節(jié):
原理:基于傳感器、控制器和執(zhí)行器的閉環(huán)控制系統(tǒng)。核心控制器(PLC、專用燃燒控制器)接收來自燃料流量計、空氣流量計、氧氣傳感器、爐溫傳感器、壓力傳感器等的實時信號。

方式:閉環(huán)控制??刂破鞲鶕?jù)預(yù)設(shè)的空燃比曲線或目標參數(shù)(如最佳含氧量),結(jié)合實時檢測到的燃料和空氣流量信號,動態(tài)計算并輸出精確的控制信號分別驅(qū)動獨立的燃料調(diào)節(jié)閥執(zhí)行器和風(fēng)門/變頻風(fēng)機執(zhí)行器,實現(xiàn)燃料與空氣流量的精確、獨立調(diào)節(jié)。
二、電子比例調(diào)節(jié)的顯著優(yōu)勢
與傳統(tǒng)的機械比調(diào)相比,電子比調(diào)在多個關(guān)鍵維度上展現(xiàn)出壓倒性的優(yōu)勢:
1.控制精度與穩(wěn)定性:
電子:閉環(huán)反饋控制使其能實時補償燃料壓力波動、熱值變化、空氣密度變化(溫度、壓力影響)、負荷變化、執(zhí)行器漂移等因素帶來的干擾??刂凭韧ǔ?蛇_±1-2%甚至更高,空燃比穩(wěn)定性極佳。
機械:開環(huán)控制,對上述干擾缺乏補償能力。機械磨損、連桿松動、凸輪變形會導(dǎo)致比例逐漸漂移。精度通常在±5-10%或更差,且隨時間推移而下降。系統(tǒng)易出現(xiàn)“富燃料”或“貧燃料”燃燒,影響效率與排放。
2.調(diào)節(jié)比:
電子:通過精確控制閥門開度和風(fēng)機轉(zhuǎn)速(變頻控制),可以在極寬的負荷范圍內(nèi)(例如1:10,1:20甚至更高)維持精確的空燃比。滿足設(shè)備低負荷高效穩(wěn)定運行的需求。
機械:機械聯(lián)動裝置在低負荷時難以保證精確的同步性,調(diào)節(jié)比通常較窄(如1:4,1:5)。低負荷下易失調(diào),導(dǎo)致燃燒不穩(wěn)定、熄火或高排放。
3.動態(tài)響應(yīng)速度:
電子:電信號傳輸速度快,控制器運算能力強,執(zhí)行器響應(yīng)迅速(如電動或電液執(zhí)行器)。能快速適應(yīng)負荷變化和擾動,維持燃燒過程穩(wěn)定。
機械:機械傳動存在慣性和滯后,響應(yīng)速度慢。在負荷快速變化時,易造成燃燒波動。
4.靈活性、可調(diào)性與優(yōu)化能力:
電子:空燃比曲線可根據(jù)燃料類型(天然氣、柴油、生物質(zhì)氣等)、不同負荷段進行自由編程設(shè)定,實現(xiàn)非線性優(yōu)化??奢p松集成氧含量閉環(huán)修正,自動追蹤并維持最佳過??諝庀禂?shù),最大化燃燒效率。
機械:比例關(guān)系固定或僅能通過更換凸輪等方式進行有限的、離散的調(diào)整,極其不便。無法實現(xiàn)非線性調(diào)節(jié)、氧量閉環(huán)或高級控制策略。
5.診斷、監(jiān)控與維護:
電子:控制器可提供豐富的實時數(shù)據(jù)(流量、閥門位置、氧量、設(shè)定值、偏差等)、歷史趨勢記錄、故障報警與診斷信息。便于操作人員監(jiān)控運行狀態(tài)、快速定位問題、進行預(yù)防性維護。
機械:缺乏狀態(tài)監(jiān)測功能。故障診斷依賴人工經(jīng)驗檢查機械部件(如是否卡澀、磨損、松動),排查困難、效率低。
6.安全性:
電子:精確控制減少了不完全燃燒的風(fēng)險。完善的聯(lián)鎖保護邏輯(基于多個傳感器信號)能更可靠地防止危險情況(如熄火后燃料未切斷、風(fēng)量不足點火等)。
機械:比例失調(diào)可能導(dǎo)致燃燒不完全,存在安全隱患。聯(lián)鎖保護通常較簡單,可靠性相對較低。
7.能效與排放:
電子:精確控制過??諝饬?,顯著減少不必要的排煙熱損失。結(jié)合氧量閉環(huán),始終運行在理論最佳空燃比附近,大幅提升燃燒效率(通常可提升5-20%或更多)。更完全的燃燒也顯著降低了CO和煙塵等污染物排放,助力環(huán)保達標。
機械:為避免燃燒不良,通常需要設(shè)定較高的過剩空氣量,導(dǎo)致排煙損失大,效率較低,比例失調(diào)時污染物排放高且不穩(wěn)定。如過濾堵塞或者助燃風(fēng)機異常,還會造成燃燒不充分,產(chǎn)生大量的CO,造成換燃燒室和熱管內(nèi)大量積碳,換熱效率大大降低。小火位偏大造成頻繁熄火,重復(fù)點火浪費能源和增加設(shè)備故障率。
8.安裝與布線:
電子:取消了復(fù)雜的機械連桿,簡化了燃燒器或閥門組上的機械結(jié)構(gòu)。主要依賴電纜連接傳感器、控制器和執(zhí)行器,布線更靈活,尤其適合空間受限或設(shè)備布局分散的場合。
機械:需要精確安裝和校準復(fù)雜的連桿機構(gòu),安裝調(diào)試耗時費力。長距離傳動存在變形、卡澀風(fēng)險,空間要求高。
三、總結(jié):電子比例調(diào)節(jié)——現(xiàn)代燃燒控制的必然之選
盡管機械比例調(diào)節(jié)在特定簡單、低要求或低成本敏感的小型應(yīng)用場合可能仍有存在空間,但對于追求高效、清潔、安全、穩(wěn)定、靈活運行的現(xiàn)代燃燒系統(tǒng)而言,電子比例調(diào)節(jié)無疑是更先進、更優(yōu)越的選擇。其帶來的顯著能效提升、排放降低、運行可靠性增強和維護便利性,使其投資回報率通常非??捎^。
燃燒控制的未來,是電子化與智能化——讓每一份燃料的燃燒都精確、高效、潔凈。當工業(yè)的火焰在電子系統(tǒng)的精準調(diào)度下躍動,不僅釋放出澎湃的能量,更映照出人類駕馭能源、守護環(huán)境的新智慧。
2025-07-10
瀏覽量:281