Навигация
Автоматизацию горелки обеспечивает целый комплекс устройств, которые делятся на три категории: полевые (датчики), управляющие (менеджер горения/блок управления) и исполнительные (электро- или сервоприводы). Взаимодействуя между собой в режиме реального времени, каждый компонент выполняет определенную задачу. И каждый является обязательным элементом для организации корректной и безопасной работы горелки, а значит, и в целом теплоснабжающего оборудования.
Что такое сервопривод горелки
В общем случае сервопривод представляет собой электромеханическое устройство с автоматической коррекцией состояния, посредством внутренней отрицательной обратной связи, согласно характеристикам, установленным извне. Механизмы этой категории применяют во всех автоматизированных системах, то есть там, где прямое человеческое участие сведено к минимуму. Они же используются и в горелочных устройствах, работающих на газу или жидком топливе.
К сервоприводам относится любой тип электромеханического привода, имеющий в своей конструкции:
- электродвигатель (как правило, синхронный или шаговый)
- датчик положения (потенциометр, энкодер)
- электронный блок управления, который автоматически поддерживает необходимые значения с помощью датчика, в соответствии с заданной величиной
Иными словами, сервопривод относится к автоматическим, высокоточным исполнителем команд. Получая входные значения управляющей величины в реальном времени, привод на основании текущих показаний сенсора стремится создать и постоянно поддерживать этот показатель. Конечная задача сервопривода состоит в установке выходного вала в заданное угловое положение.
Помимо перечисленных выше, к конструктивным элементам сервопривода горелок также относятся:
- корпус – изготавливают из прочных материалов (сталь, алюминиевые сплавы, термостойкие пластики), защищающих внутренние компоненты от механического и высокотемпературного воздействия внешней среды
- редуктор (не всегда) – устанавливают для повышения крутящего момента и обеспечения плавности движения, что особенно важно при управлении тяжелыми заслонками
- механические соединения – шарниры, рычаги или другие элементы, обеспечивающие передачу движения от привода к заслонке
Сервопривод работает по следующему принципу. Устройство получает импульсный сигнал (управляющее значение), определяющий необходимый угол поворота. Блок управления привода сравнивает поступившее значение с параметрами на своем потенциометре. В зависимости от результата сравнения, управляющий блок возвращает сигнал, предопределяющий необходимое действие. Например, повернуть вал на нужный угол, ускорить или замедлить вращение. Цель таких операций – сделать фактические и заданные показатели одинаковыми.
Для подключения сервопривода, в его конструкции предусмотрено три контакта: сигнальный, плюс и минус. Чтобы вал устройства повернулся на определенный угол, на сигнальный провод необходимо подать импульсы. Длительность сигнала и задает угловое положение. Применительно к горелкам, управляющие импульсы на сервопривод подает система автоматики, в частности менеджер горения. Это управляющий блок, полностью отвечающий за автоматизацию и безопасную работу горелочного устройства.
Для чего нужен сервопривод в горелках
Особенность работы любой горелки состоит в приготовлении топливовоздушной смеси из двух компонентов: топлива и воздуха. Причем в оптимальной концентрации каждого составляющего, для обеспечения максимально полного сгорания. Объем воздушной и газовой среды регулируют с помощью поворотных заслонок. Именно их положение изменяет сервопривод, на основе управляющих сигналов. Физически это происходит посредством выходного вала электрического двигателя, соединенного с подвижным органом воздушной либо газовой заслонки.
В качестве электродвигателя используют синхронные или шаговые моторы. Первые обладают высокой скоростью реакции, что делает их предпочтительными для систем с частыми изменениями параметров горения. Наглядный пример такого решения – трехпозиционный сервопривод Lamtec 662R2111. Модель относится к универсальным устройствам, способным приводить в действие как воздушные, так и газовые заслонки. Шаговые двигатели обеспечивают повышенную точность позиционирования благодаря дискретным шагам, поэтому применяются в случае крайне строгих требований к точности.
К основным рабочим характеристикам сервопривода относятся крутящий момент, время и угол поворота заслонки. Маломощные горелки оснащают приводными устройствами меньшей мощности, такими как Lamtec, 662R5001-3 с параметрами крутящего момента 1,2 Н·м. Вместе с тем эта модель отличается особым быстродействием, обеспечивая поворот створки на 90° всего за 5 секунд. В случае более мощных промышленных горелок, используют другие сервоприводы, например, Lamtec 662R2121 с моментной величиной 20 Н·м и классом защиты от проникновения пыли и влаги IP65.
Применение сервоприводов в системе автоматизации горелок предоставляет ряд преимуществ:
- высокая точность регулирования – обеспечивает оптимальное соотношение топлива и воздуха, повышая эффективность горения
- автоматическое управление положением заслонки – снижает необходимость в ручной настройке и тем самым повышает удобство эксплуатации
- высокая надежность – способность отслеживать и реагировать на ситуацию в каждый момент времени, позволяет корректно и стабильно работать топливной системе
- безопасность – в случае сбоя питания, некоторые модели автоматически закрывают заслонки, предотвращая утечку газа
Обеспечивая дозированную подачу топлива и воздуха, сервоприводы способствуют не только устойчивому горению, но и высокоэффективному сжиганию топлива с достижением высокого КПД. При этом участие оператора минимально. Более того, сервоприводные устройства позволяют экономить ресурсы и снижать вредное воздействие на окружающую среду.