Топочный автомат Siemens LAL1.25: устройство, алгоритм работы и применение

Siemens LAL1.25 — топочный автомат для управления и контроля жидкотопливных горелок средней и большой мощности. Он рассчитан прежде всего на многоступенчатые и модулируемые горелки, работающие в прерывистом режиме.

Автомат управляет последовательностью запуска горелки, предварительной вентиляцией топки, розжигом, открытием топливных клапанов, переходом на рабочую мощность и остановом оборудования. Одновременно он контролирует наличие пламени и правильность выполнения основных этапов программы запуска.

LAL1.25 относится к серии электромеханических автоматов Siemens LAL, которые широко применяются в промышленных котельных, теплогенераторах, сушильных установках и другом оборудовании с жидкотопливными горелками.

Назначение Siemens LAL1.25

Топочный автомат предназначен для управления горелками с распылением жидкого топлива средней и большой мощности.

LAL1.25 может использоваться с:

• многоступенчатыми горелками;
• модулируемыми горелками;
• промышленными жидкотопливными горелками;
• котельными установками;
• воздухонагревателями;
• технологическими теплогенераторами.

Автомат обеспечивает последовательное управление вентилятором, приводом воздушной заслонки, системой розжига и топливными клапанами.

В отличие от некоторых других модификаций семейства LAL, серия LAL1 не имеет встроенной функции контроля давления воздуха. Поэтому заменять LAL1.25 на другой автомат серии только по внешнему сходству или совпадению цоколя нельзя.

Основные характеристики Siemens LAL1.25

Стандартное исполнение LAL1.25 рассчитано на питание от сети переменного тока 230 В.

Основные параметры:

Значение
Топочный автомат
Жидкое
Многоступенчатая или модулируемая
Прерывистый
230 В AC
50–60 Гц
около 3,5 ВА
5 с
22,5 с
15 с
IP40 после установки
II
от −20 до +60 °C
около 1 кг

Автомат рассчитан на эксплуатацию на высоте до 2000 м над уровнем моря.

Временная программа LAL1.25

Главная особенность LAL1.25 — фиксированная последовательность выполнения операций.

При частоте сети 50 Гц используются следующие временные интервалы:

• t1 — 22,5 секунды — предварительная продувка;
• TSA — 5 секунд — время безопасности розжига;
• t3 — 2,5 секунды — предварительный розжиг;
• t3n — 15 секунд — построзжиг;
• t4 — 7,5 секунды — интервал до включения следующей ступени;
• t5 — 7,5 секунды — интервал до разрешения регулирования мощности;
• t6 — 15 секунд — постпродувка при соответствующей схеме;
• t8 — около 47 секунд — продолжительность основной программы запуска без учета времени перемещения привода заслонки;
• t13 — 15 секунд — допустимое время догорания.

При частоте сети 60 Гц временные интервалы сокращаются примерно на 17 %.

Это необходимо учитывать при диагностике оборудования, особенно если сравнивается работа одинаковых автоматов на установках с разной частотой питания.

Как происходит запуск горелки

После получения команды от регулятора температуры, давления или другой системы управления LAL1.25 начинает выполнение программы запуска.

На первом этапе проверяется состояние управляющих цепей.

Затем включается вентилятор горелки. Воздушная заслонка переводится приводом в положение максимального открытия.

После подтверждения соответствующего положения заслонки начинается предварительная продувка топки.

Предварительная продувка

Для LAL1.25 время предварительной продувки составляет 22,5 секунды при частоте 50 Гц.

В течение этого времени через топку проходит воздух, удаляющий возможные остатки топлива и продуктов сгорания.

Топливные клапаны в этот момент должны оставаться закрытыми.

Одновременно автомат контролирует цепь обнаружения пламени. Если сигнал пламени появляется до момента фактического розжига, программа запуска может быть остановлена.

Розжиг и время безопасности

После завершения предварительной продувки воздушная заслонка переводится в положение, предусмотренное для розжига или работы на минимальной мощности.

Затем включается трансформатор розжига и разрешается подача топлива.

Начинается период TSA — время безопасности, которое для LAL1.25 составляет 5 секунд.

В течение этого промежутка автомат должен получить корректный сигнал от датчика пламени.

Если пламя не обнаружено, подача топлива прекращается, а автомат переходит в аварийную блокировку.

Это одна из основных защитных функций устройства: топливо не может продолжать поступать в топку при отсутствии подтвержденного горения.

Переход на рабочую мощность

После подтверждения пламени программа запуска продолжается.

В зависимости от схемы горелки:

• включается следующая ступень топливного клапана;
• воздушная заслонка переводится в рабочее положение;
• управление мощностью передается внешнему регулятору;
• горелка переходит на заданную производительность.

В модулируемых системах положение воздушной заслонки и соответствующая подача топлива изменяются в зависимости от требуемой мощности установки.

LAL1.25 при этом продолжает контролировать наличие пламени.

Управление воздушной заслонкой

Автомат рассчитан на работу с электроприводом воздушной заслонки.

В процессе запуска заслонка последовательно проходит несколько положений:

исходное положение → максимальное открытие → предварительная продувка → положение розжига → рабочий диапазон.

Это позволяет обеспечить необходимое количество воздуха на каждом этапе работы.

Для промышленной горелки правильное положение заслонки имеет принципиальное значение. Слишком ранняя подача топлива или розжиг при неправильном положении воздушной заслонки может привести к нестабильному воспламенению.

Поэтому положение привода является частью общей логики запуска.

Контроль пламени

LAL1.25 может работать с соответствующими датчиками пламени Siemens, включая фоторезистивные датчики семейства QRB и датчики голубого пламени QRC в предусмотренных производителем конфигурациях.

Контроль выполняется не только после открытия топливного клапана.

Автомат проверяет цепь контроля пламени также:

• перед запуском;
• во время предварительной продувки;
• в процессе розжига;
• во время нормальной работы горелки.

Если сигнал пламени присутствует в момент, когда горения быть не должно, автомат рассматривает это как неисправность.

Причиной могут быть:

• неисправность датчика;
• внешняя засветка;
• ошибка электрического подключения;
• паразитный ток;
• повреждение кабеля;
• неисправность самого автомата.

Сигнал датчика пламени

Уровень сигнала датчика необходимо учитывать при диагностике нестабильного запуска.

Для систем с QRB сигнал должен находиться в диапазоне, предусмотренном Siemens.

Если ток датчика находится около минимально допустимого значения, горелка может периодически уходить в блокировку даже при визуально нормальном пламени.

Причинами слабого сигнала часто становятся:

• загрязненная оптика датчика;
• неправильное положение датчика;
• недостаточная видимость зоны пламени;
• старение датчика;
• повреждение проводки;
• электромагнитные помехи;
• нестабильное само пламя.

Поэтому при диагностике желательно измерять ток датчика, а не ограничиваться визуальной проверкой.

Что происходит при потере пламени

Если во время работы автомата исчезает подтвержденный сигнал пламени, система защиты прекращает нормальную работу горелки.

В зависимости от конфигурации автомата и схемы оборудования возможна аварийная блокировка.

Логика реакции на потерю пламени является частью системы безопасности и не должна изменяться без учета требований производителя конкретной горелки.

Особенно это касается внутренних перемычек и цепей, влияющих на возможность повторного запуска.

Аварийная блокировка

При возникновении критической неисправности LAL1.25 прекращает программу и переходит в состояние блокировки.

Причинами могут быть:

• отсутствие пламени после открытия топливного клапана;
• потеря пламени во время работы;
• ложный сигнал пламени;
• неправильное положение воздушной заслонки;
• разрыв цепей безопасности;
• нарушение последовательности запуска;
• неисправность исполнительных устройств.

Топливные клапаны при этом отключаются.

После определения и устранения причины автомат можно разблокировать.

Не следует многократно выполнять сброс без диагностики причины остановки. Если горелка регулярно уходит в блокировку, необходимо проверить внешние устройства и последовательность работы системы.

Индикация состояния

LAL1.25 имеет механический программный механизм и индикатор положения программы.

Через окно на передней части корпуса можно определить этап, на котором произошла остановка.

Для сервисного специалиста это позволяет значительно сузить круг поиска неисправности.

Например, можно определить, произошла ли остановка:

• до начала продувки;
• при позиционировании заслонки;
• во время предварительной вентиляции;
• в момент розжига;
• во время контроля пламени;
• при переходе на рабочую мощность.

В отличие от современных цифровых автоматов LAL1.25 не выдает подробный цифровой код ошибки, но положение программного механизма дает важную диагностическую информацию.

Управляемые устройства

В составе горелочной установки LAL1.25 может управлять следующими компонентами:

• электродвигателем вентилятора;
• трансформатором розжига;
• топливным клапаном первой ступени;
• клапаном второй ступени;
• приводом воздушной заслонки;
• цепями разрешения регулирования мощности;
• сигнализацией аварийной блокировки.

Фактический состав оборудования зависит от схемы конкретной горелки.

Прерывистый режим работы

LAL1.25 рассчитан на прерывистый режим эксплуатации.

Для оборудования с таким автоматом необходимо предусматривать регулярные контролируемые остановки.

Горелка не должна работать непрерывно в течение неопределенно длительного времени без остановки, поскольку часть защитных проверок автомата выполняется именно во время нового запуска.

Для установок, предназначенных для непрерывной работы, используются другие типы систем управления и контроля пламени.

Срок службы автомата

Для автоматов семейства LAL ресурс оценивается приблизительно в 250 000 циклов запуска.

В типовой отопительной установке это может соответствовать примерно десяти годам эксплуатации, однако фактический срок зависит от:

• количества запусков;
• температуры окружающей среды;
• состояния электропитания;
• нагрузки на выходные контакты;
• условий монтажа;
• состояния исполнительного оборудования.

Топочный автомат является компонентом системы безопасности, поэтому его состояние нельзя оценивать только по тому, продолжает ли он включать горелку.

Монтаж Siemens LAL1.25

Автомат имеет съемную конструкцию и устанавливается на соответствующий монтажный цоколь.

Такая конструкция облегчает обслуживание и замену автомата без полной разборки электрического шкафа горелки.

При установке необходимо обеспечить:

• надежное электрическое подключение;
• правильное подключение нейтрали и фазных цепей;
• исправность защитных контактов;
• корректное подключение датчика пламени;
• отсутствие повреждений монтажного основания;
• правильную прокладку сигнальных и силовых проводов.

Кабель датчика пламени желательно прокладывать отдельно от силовых кабелей и проводов трансформатора розжига.

Высоковольтная система розжига является мощным источником электромагнитных помех и при неправильной прокладке проводов может влиять на цепь контроля пламени.

Можно ли заменить LAL1.25 другим автоматом LAL

Номер после LAL определяет не только название исполнения.

Разные версии могут отличаться:

• временной программой;
• способом контроля воздуха;
• логикой управления заслонкой;
• алгоритмом розжига;
• реакцией на потерю пламени;
• назначением отдельных контактов.

Например, LAL1.25 нельзя автоматически считать полным аналогом LAL2.25 только потому, что часть временных характеристик совпадает.

LAL2 имеет дополнительные функции, связанные с контролем давления воздуха.

Поэтому при подборе замены необходимо сравнивать полную схему подключения и алгоритм работы.

Что проверять при неисправности LAL1.25

Если горелка не запускается, менять топочный автомат первым делом обычно не стоит.

Необходимо проверить всю цепь запуска.

Если автомат вообще не начинает программу

Проверяют:

• напряжение питания;
• рабочий термостат;
• регулятор давления;
• ограничитель температуры;
• аварийные цепи;
• предохранители;
• контакты монтажного цоколя.

Если вентилятор запускается, но программа не продолжается

Проверяют:

• привод воздушной заслонки;
• концевые выключатели;
• управляющие контакты;
• правильность положения заслонки;
• механическую исправность привода.

Если горелка блокируется при розжиге

Проверяют:

• наличие искры;
• трансформатор розжига;
• электроды;
• форсунку;
• давление топлива;
• топливный насос;
• электромагнитный клапан;
• датчик пламени;
• ток датчика;
• качество распыла топлива.

Если горелка запускается, но затем отключается

Причиной могут быть:

• нестабильное пламя;
• слабый сигнал датчика;
• нарушение подачи топлива;
• загрязнение форсунки;
• подсос воздуха;
• нестабильное давление топлива;
• электромагнитные помехи;
• неисправность исполнительных устройств.

На что обратить внимание при покупке LAL1.25

Если автомат приобретается для замены вышедшего из строя устройства, желательно сверить полное обозначение старого блока.

Дополнительно проверяют:

• напряжение питания;
• модель горелки;
• схему подключения;
• используемый датчик пламени;
• тип привода заслонки;
• число ступеней горелки;
• временную программу;
• тип монтажного основания.

Для старого промышленного оборудования особенно важно учитывать возможные изменения схемы, выполненные во время эксплуатации.

Иногда горелка за десятилетия эксплуатации могла получить другой привод, клапан, датчик или систему регулирования, поэтому подбор только по модели котла не всегда дает надежный результат.

Siemens LAL1.25 в современных горелочных установках

LAL1.25 представляет собой классическую электромеханическую систему управления горелкой.

По сравнению с современными цифровыми автоматами он не предоставляет расширенную программную диагностику, историю ошибок или интерфейсы связи.

При этом в оборудовании, для которого LAL1.25 предусмотрен производителем, такой автомат остается надежным и понятным решением.

Его работа основана на четко определенной последовательности:

продувка → позиционирование заслонки → розжиг → контроль пламени → включение ступеней → регулирование мощности → останов.

Для сервисного обслуживания это имеет существенное преимущество: зная положение программного механизма и электрическую схему горелки, специалист может последовательно проверить каждый этап запуска.

Заключение

Siemens LAL1.25 — топочный автомат для многоступенчатых и модулируемых жидкотопливных горелок средней и большой мощности.

Он управляет вентилятором, воздушной заслонкой, системой розжига и топливными клапанами, контролирует наличие пламени и обеспечивает останов оборудования при нарушении безопасной последовательности запуска.

К основным параметрам LAL1.25 относятся питание 230 В, предварительная продувка 22,5 секунды и время безопасности розжига 5 секунд.

При диагностике или замене автомата необходимо учитывать не только его обозначение, но и электрическую схему конкретной горелки, используемый датчик пламени, привод заслонки, количество ступеней и алгоритм работы оборудования.

Для систем, в которых LAL1.25 установлен штатно, правильнее подбирать замену по полному обозначению устройства и технической документации горелки, а не только по серии автомата.