韋志杰

摘 要：在汽車生產(chǎn)車間，通過引入德國DURR進口焚燒爐系統(tǒng)，焚燒溫度650～750℃，滿足車身涂料烘烤的工藝需求的同時，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)場介紹分析和應(yīng)用基礎(chǔ)上，解讀系統(tǒng)控制過程時序，對于如何加強焚燒爐系統(tǒng)定檢保全進一步提升控制穩(wěn)定性給出一些建議。

關(guān)鍵詞：TAR;控制時序;程控器;金屬切斷閥;比調(diào)閥;點火電極;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DURR進口焚燒爐系統(tǒng)，簡稱TAR系統(tǒng)，采用廢氣風(fēng)機抽出烘爐內(nèi)空氣的部分氣流，以天燃氣為附加燃料，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，廢氣濃度遠遠低于允許的極限值，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)，為完整性德國全進口系統(tǒng)設(shè)備，主體分為爐膛WR506部分和閥組WR706部分，通過PLC集控、燃燒器程控器專控的方式，與烘爐后級系統(tǒng)采用信號交互的模式，實現(xiàn)燃燒及溫度控制過程。

2 DURR 焚燒爐系統(tǒng)控制時序應(yīng)用

2.1 焚燒爐爐膛控制結(jié)構(gòu)

爐膛控制部分，簡稱WR506，負責(zé)與爐膛燃燒相關(guān)組件的控制，包括廢氣風(fēng)機、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，簡稱WT706，負責(zé)與燃燒器溫度系統(tǒng)相關(guān)組件控制，包括燃氣供給、Y過濾器、調(diào)壓器、放散裝置、最小最大壓力檢測、金屬切斷閥及內(nèi)漏檢測組件、燃氣比調(diào)閥及執(zhí)行器組件、節(jié)能磁化裝置、點火電極、UV檢測、燃氣分配盤、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)風(fēng)裝置、爐膛溫度、爐膛超溫、燃氣泄露檢測等燃燒組件，見圖4。

3 TAR焚燒系統(tǒng)控制時序

3.1 來自烘爐后級控制系統(tǒng)的信號交換

TAR系統(tǒng)與烘爐采用硬接點信號交換，分數(shù)字量及模擬量信號，信號穩(wěn)定性高。當烘爐后級控制系統(tǒng)給出允許啟動保持信號后，TAR系統(tǒng)自檢通過后啟動廢氣風(fēng)機，運行至設(shè)定的參數(shù)頻率后，PLC系統(tǒng)準備就緒，輸出允許燃燒啟動指令。

3.2 TAR系統(tǒng)準備就緒條件

焚燒爐系統(tǒng)就緒條件，即安全鏈OK信號，包括燃氣高、低壓開關(guān)、壓縮空氣壓力開關(guān)、比調(diào)閥點火位（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)漏檢測等信號正常。

3.3 TAR燃燒系統(tǒng)點火時序

安全鏈信號正常后，TAR系統(tǒng)PLC給出燃燒啟動信號，焚燒系統(tǒng)進入點火前吹掃過程，由吹掃定時器控制（范圍0-3min），本系統(tǒng)使用3min。

同時程控器進入自檢程序，應(yīng)用過程中，經(jīng)常出現(xiàn)因尾部壓差開關(guān)信號狀態(tài)異常而無法通過自檢，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，程控器開始進入自帶的調(diào)試時序邏輯，包括切斷閥氣密性檢測，程控器面板指針依次如下圖示前進運行，見圖7、圖8：

首先，程控器啟動運行，6端子輸出，尾部壓差電磁閥接通保持，4S內(nèi)壓差信號異常，指針停留“P”位置，現(xiàn)場應(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)運行，至“1”位置前6S，點火電極產(chǎn)生火花（持續(xù)6S），3S后燃氣金屬切斷閥打開，開始點火，同時UV開始檢測火焰信號，本系統(tǒng)UV檢測火焰后，持續(xù)輸出DC35-50μA的脈沖電流信號給程控器22、23端子，且燃燒過程中也需要持續(xù)檢測。點火成功，燃燒器燃燒，程控器運行至“2”位置，燃燒器輸出運行信號，TAR系統(tǒng)通過信號交互給到烘爐后級系統(tǒng)PLC，表示TAR系統(tǒng)運行中。最后，程控器運行至初始位置，整個點火燃燒過程結(jié)束，同時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”三點位對執(zhí)行器控制，驅(qū)動比調(diào)閥開度調(diào)節(jié)，達到爐膛溫度工藝控制的需求。焚燒爐出口設(shè)旁通閥，當烘爐最終的后級溫度不足時，100%打開，快速升溫，反之關(guān)閉，對廢氣風(fēng)機抽回的風(fēng)量進行預(yù)熱，提升燃燒效率。

當生產(chǎn)結(jié)束，需要停止焚燒爐及整個烘爐設(shè)備，此時烘爐后級控制系統(tǒng)PLC給出停止信號，TAR系統(tǒng)關(guān)閉燃氣閥組系統(tǒng)，停火，但廢氣風(fēng)機繼續(xù)運行，當烘爐后級系統(tǒng)滿足順序停機要求，給出允許停廢氣風(fēng)機信號，TAR系統(tǒng)根據(jù)自身的風(fēng)機停止條件，如本系統(tǒng)的爐膛溫度小于230℃的條件，風(fēng)機順序停機，整個TAR系統(tǒng)回歸初始狀態(tài)，等待下一次運行需求。

3.4 焚燒系統(tǒng)常見控制時序問題及分析

3.4.1 廢氣風(fēng)機未運行

TAR廢氣風(fēng)機運行是系統(tǒng)的基本前提，風(fēng)機未運行，在本身系統(tǒng)正常的情況下，現(xiàn)場應(yīng)用中常見的是烘爐后級控制系統(tǒng)未給出系統(tǒng)啟動信號，需要對應(yīng)處置，滿足交換信號需求即可。

3.4.2 程控器未運行

TAR系統(tǒng)正常，廢氣風(fēng)機正常運行，吹掃結(jié)束后，程控器未自檢通過，未運行，現(xiàn)場應(yīng)用中常見的情況是，尾部壓差開關(guān)信號異常，即NC、NO觸點信號初始狀態(tài)異常，需要對應(yīng)處置或更換。

3.4.3 程控器開始啟動運行，控制電源調(diào)整

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

3.4.4 程控器面板故障及對應(yīng)分析

運行至“P”位置故障，為尾部壓差開關(guān)信號故障導(dǎo)致;運行至“1”位置故障，分三種情況，一是點火電極故障沒有火花，可通過觀察孔確認，二是燃氣未接通或未滿足氣量需求，通過比調(diào)后的燃氣壓力表確認，常規(guī)保持5-15KPa即為正常范圍，三是UV檢測信號異常，可通過觀察孔確認，當有火焰，持續(xù)不過3S，或過程中火焰無明顯變化卻熄火的，基本就是UV火焰檢測信號異常導(dǎo)致，常見有觀察孔臟污、UV硬件損壞2類，需要對應(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月進行銅管氣路的定檢疏通保全。

（2）燃氣Y過濾器，為確保燃氣的質(zhì)量，建議每6月進行過濾器的清掃或視臟污情況更換。

（3）點火電極，為確?；鸹≠|(zhì)量及位置，建議每6月進行積碳清理及安裝位置標識確認。

（4）爐膛燃氣分配盤，為確保積碳或堵塞，建議每年進行積碳清理及堵塞清理。

（5）UV檢測器，為確保硬件及信號可靠性，建議10000h定期更換，同時建議串接需求的直流μA表，量化UV脈沖檢測信號，進一步提升監(jiān)測的有效性。

（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)場生產(chǎn)。

4 結(jié)論

綜上所述，在汽車生產(chǎn)車間， 德國全進口DURR焚燒爐，國內(nèi)共有的“弱項”屬性，本文通過應(yīng)用的基礎(chǔ)上，解讀其系統(tǒng)控制時序，并對系統(tǒng)運行過程常見問題進行分析，給出提升其控制時序穩(wěn)定性的一些建議。不斷提升對德國DURR進口焚燒爐系統(tǒng)的技術(shù)和管理水平，做到行業(yè)知識經(jīng)驗共享，共同為汽車行業(yè)創(chuàng)造更大的價值。

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