韋志杰

摘 要：在汽車生產(chǎn)車間，通過引入德國(guó)DURR進(jìn)口焚燒爐系統(tǒng)，焚燒溫度650～750℃，滿足車身涂料烘烤的工藝需求的同時(shí)，也滿足環(huán)保廢氣濃度排放要求。本文在DURR焚燒爐系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)介紹分析和應(yīng)用基礎(chǔ)上，解讀系統(tǒng)控制過程時(shí)序，對(duì)于如何加強(qiáng)焚燒爐系統(tǒng)定檢保全進(jìn)一步提升控制穩(wěn)定性給出一些建議。

關(guān)鍵詞：TAR;控制時(shí)序;程控器;金屬切斷閥;比調(diào)閥;點(diǎn)火電極;UV壓差

1 引言

1.1 DURR焚燒爐燃燒原理介紹

在車身油漆烘干和固化過程中，烘爐內(nèi)的空氣中含有溶劑蒸汽和裂化產(chǎn)品，通過引入德國(guó)DURR進(jìn)口焚燒爐系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱TAR系統(tǒng)，采用廢氣風(fēng)機(jī)抽出烘爐內(nèi)空氣的部分氣流，以天燃?xì)鉃楦郊尤剂?，在焚燒爐膛內(nèi)焚燒，燃燒溫度為650～750℃，一方面焚燒爐燃燒后流出的高溫凈化空氣（潔凈氣體）用于加熱烘爐，滿足車身烘烤工藝溫度需求，另一方面廢氣中所含的大部分污染物在焚燒爐高溫反應(yīng)溫度下，被氧化成二氧化碳和水，廢氣濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于允許的極限值，并最終從屋頂排放至大氣中，氣體經(jīng)過烘爐換熱后只含有少量的剩余能量，能源同時(shí)也得到最大程度利用見圖1。

1.2 DURR焚燒控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

DURR焚燒爐系統(tǒng)，為完整性德國(guó)全進(jìn)口系統(tǒng)設(shè)備，主體分為爐膛WR506部分和閥組WR706部分，通過PLC集控、燃燒器程控器?？氐姆绞剑c烘爐后級(jí)系統(tǒng)采用信號(hào)交互的模式，實(shí)現(xiàn)燃燒及溫度控制過程。

2 DURR 焚燒爐系統(tǒng)控制時(shí)序應(yīng)用

2.1 焚燒爐爐膛控制結(jié)構(gòu)

爐膛控制部分，簡(jiǎn)稱WR506，負(fù)責(zé)與爐膛燃燒相關(guān)組件的控制，包括廢氣風(fēng)機(jī)、爐膛及換熱器、焚燒爐出口組件及旁通閥、出口溫度、尾部壓差及壓差電磁閥、以及烘爐后及煙管等。

2.2 燃燒器閥組控制結(jié)構(gòu)

燃燒器閥組控制部分，簡(jiǎn)稱WT706，負(fù)責(zé)與燃燒器溫度系統(tǒng)相關(guān)組件控制，包括燃?xì)夤┙o、Y過濾器、調(diào)壓器、放散裝置、最小最大壓力檢測(cè)、金屬切斷閥及內(nèi)漏檢測(cè)組件、燃?xì)獗日{(diào)閥及執(zhí)行器組件、節(jié)能磁化裝置、點(diǎn)火電極、UV檢測(cè)、燃?xì)夥峙浔P、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)風(fēng)裝置、爐膛溫度、爐膛超溫、燃?xì)庑孤稒z測(cè)等燃燒組件，見圖4。

3 TAR焚燒系統(tǒng)控制時(shí)序

3.1 來自烘爐后級(jí)控制系統(tǒng)的信號(hào)交換

TAR系統(tǒng)與烘爐采用硬接點(diǎn)信號(hào)交換，分?jǐn)?shù)字量及模擬量信號(hào)，信號(hào)穩(wěn)定性高。當(dāng)烘爐后級(jí)控制系統(tǒng)給出允許啟動(dòng)保持信號(hào)后，TAR系統(tǒng)自檢通過后啟動(dòng)廢氣風(fēng)機(jī)，運(yùn)行至設(shè)定的參數(shù)頻率后，PLC系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒，輸出允許燃燒啟動(dòng)指令。

3.2 TAR系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒條件

焚燒爐系統(tǒng)就緒條件，即安全鏈OK信號(hào)，包括燃?xì)飧?、低壓開關(guān)、壓縮空氣壓力開關(guān)、比調(diào)閥點(diǎn)火位（約40°位置）、爐膛T25超溫、燃燒器故障、程控器故障、尾部壓差故障、切斷閥內(nèi)漏檢測(cè)等信號(hào)正常。

3.3 TAR燃燒系統(tǒng)點(diǎn)火時(shí)序

安全鏈信號(hào)正常后，TAR系統(tǒng)PLC給出燃燒啟動(dòng)信號(hào)，焚燒系統(tǒng)進(jìn)入點(diǎn)火前吹掃過程，由吹掃定時(shí)器控制（范圍0-3min），本系統(tǒng)使用3min。

同時(shí)程控器進(jìn)入自檢程序，應(yīng)用過程中，經(jīng)常出現(xiàn)因尾部壓差開關(guān)信號(hào)狀態(tài)異常而無(wú)法通過自檢，程控器不允許的情況，見圖5、圖6。

程控器自檢通過就緒，3min吹掃結(jié)束后，程控器開始進(jìn)入自帶的調(diào)試時(shí)序邏輯，包括切斷閥氣密性檢測(cè)，程控器面板指針依次如下圖示前進(jìn)運(yùn)行，見圖7、圖8：

首先，程控器啟動(dòng)運(yùn)行，6端子輸出，尾部壓差電磁閥接通保持，4S內(nèi)壓差信號(hào)異常，指針停留“P”位置，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中經(jīng)常發(fā)生尾部壓差電磁閥及壓差開關(guān)異常導(dǎo)致故障的情況。接著，程控器繼續(xù)運(yùn)行，至“1”位置前6S，點(diǎn)火電極產(chǎn)生火花（持續(xù)6S），3S后燃?xì)饨饘偾袛嚅y打開，開始點(diǎn)火，同時(shí)UV開始檢測(cè)火焰信號(hào)，本系統(tǒng)UV檢測(cè)火焰后，持續(xù)輸出DC35-50μA的脈沖電流信號(hào)給程控器22、23端子，且燃燒過程中也需要持續(xù)檢測(cè)。點(diǎn)火成功，燃燒器燃燒，程控器運(yùn)行至“2”位置，燃燒器輸出運(yùn)行信號(hào)，TAR系統(tǒng)通過信號(hào)交互給到烘爐后級(jí)系統(tǒng)PLC，表示TAR系統(tǒng)運(yùn)行中。最后，程控器運(yùn)行至初始位置，整個(gè)點(diǎn)火燃燒過程結(jié)束，同時(shí)TAR根據(jù)溫度設(shè)置，一般650-750℃，通過PLC系統(tǒng)輸出“開、關(guān)、停”三點(diǎn)位對(duì)執(zhí)行器控制，驅(qū)動(dòng)比調(diào)閥開度調(diào)節(jié)，達(dá)到爐膛溫度工藝控制的需求。焚燒爐出口設(shè)旁通閥，當(dāng)烘爐最終的后級(jí)溫度不足時(shí)，100%打開，快速升溫，反之關(guān)閉，對(duì)廢氣風(fēng)機(jī)抽回的風(fēng)量進(jìn)行預(yù)熱，提升燃燒效率。

當(dāng)生產(chǎn)結(jié)束，需要停止焚燒爐及整個(gè)烘爐設(shè)備，此時(shí)烘爐后級(jí)控制系統(tǒng)PLC給出停止信號(hào)，TAR系統(tǒng)關(guān)閉燃?xì)忾y組系統(tǒng)，?；?，但廢氣風(fēng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，當(dāng)烘爐后級(jí)系統(tǒng)滿足順序停機(jī)要求，給出允許停廢氣風(fēng)機(jī)信號(hào)，TAR系統(tǒng)根據(jù)自身的風(fēng)機(jī)停止條件，如本系統(tǒng)的爐膛溫度小于230℃的條件，風(fēng)機(jī)順序停機(jī)，整個(gè)TAR系統(tǒng)回歸初始狀態(tài)，等待下一次運(yùn)行需求。

3.4 焚燒系統(tǒng)常見控制時(shí)序問題及分析

3.4.1 廢氣風(fēng)機(jī)未運(yùn)行

TAR廢氣風(fēng)機(jī)運(yùn)行是系統(tǒng)的基本前提，風(fēng)機(jī)未運(yùn)行，在本身系統(tǒng)正常的情況下，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中常見的是烘爐后級(jí)控制系統(tǒng)未給出系統(tǒng)啟動(dòng)信號(hào)，需要對(duì)應(yīng)處置，滿足交換信號(hào)需求即可。

3.4.2 程控器未運(yùn)行

TAR系統(tǒng)正常，廢氣風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行，吹掃結(jié)束后，程控器未自檢通過，未運(yùn)行，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中常見的情況是，尾部壓差開關(guān)信號(hào)異常，即NC、NO觸點(diǎn)信號(hào)初始狀態(tài)異常，需要對(duì)應(yīng)處置或更換。

3.4.3 程控器開始啟動(dòng)運(yùn)行，控制電源調(diào)整

吹掃結(jié)束后，程控器自檢通過，自啟動(dòng)運(yùn)行開始，控制電源即刻跳閘，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用分析發(fā)現(xiàn)基本是尾部壓差電磁閥短路導(dǎo)致，需要對(duì)應(yīng)處置或更換。

3.4.4 程控器面板故障及對(duì)應(yīng)分析

運(yùn)行至“P”位置故障，為尾部壓差開關(guān)信號(hào)故障導(dǎo)致;運(yùn)行至“1”位置故障，分三種情況，一是點(diǎn)火電極故障沒有火花，可通過觀察孔確認(rèn)，二是燃?xì)馕唇油ɑ蛭礉M足氣量需求，通過比調(diào)后的燃?xì)鈮毫Ρ泶_認(rèn)，常規(guī)保持5-15KPa即為正常范圍，三是UV檢測(cè)信號(hào)異常，可通過觀察孔確認(rèn)，當(dāng)有火焰，持續(xù)不過3S，或過程中火焰無(wú)明顯變化卻熄火的，基本就是UV火焰檢測(cè)信號(hào)異常導(dǎo)致，常見有觀察孔臟污、UV硬件損壞2類，需要對(duì)應(yīng)處置或更換。

3.5 定檢保全及控制穩(wěn)定建議

（1）尾部壓差電磁閥及壓差開關(guān)，建議每3月進(jìn)行銅管氣路的定檢疏通保全。

（2）燃?xì)釿過濾器，為確保燃?xì)獾馁|(zhì)量，建議每6月進(jìn)行過濾器的清掃或視臟污情況更換。

（3）點(diǎn)火電極，為確?；鸹≠|(zhì)量及位置，建議每6月進(jìn)行積碳清理及安裝位置標(biāo)識(shí)確認(rèn)。

（4）爐膛燃?xì)夥峙浔P，為確保積碳或堵塞，建議每年進(jìn)行積碳清理及堵塞清理。

（5）UV檢測(cè)器，為確保硬件及信號(hào)可靠性，建議10000h定期更換，同時(shí)建議串接需求的直流μA表，量化UV脈沖檢測(cè)信號(hào)，進(jìn)一步提升監(jiān)測(cè)的有效性。

（6）另外，在安全互聯(lián)的條件下，通過“中間繼電器”完成尾部壓差電磁閥及壓差開關(guān)故障異常應(yīng)急預(yù)案，提高系統(tǒng)的快速響應(yīng)能力，最小化影響現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)。

4 結(jié)論

綜上所述，在汽車生產(chǎn)車間， 德國(guó)全進(jìn)口DURR焚燒爐，國(guó)內(nèi)共有的“弱項(xiàng)”屬性，本文通過應(yīng)用的基礎(chǔ)上，解讀其系統(tǒng)控制時(shí)序，并對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過程常見問題進(jìn)行分析，給出提升其控制時(shí)序穩(wěn)定性的一些建議。不斷提升對(duì)德國(guó)DURR進(jìn)口焚燒爐系統(tǒng)的技術(shù)和管理水平，做到行業(yè)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)共享，共同為汽車行業(yè)創(chuàng)造更大的價(jià)值。

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