3.4 Автоматизація теплової роботи печі
Камерна піч включає в себе наступний контроль і автоматичне регулювання технологічних параметрів:
1. Регулювання температури в робочому просторі печі;
2. Регулювання співвідношення «газ - повітря»;
3. Регулювання тиску в робочому просторі печі;
4. Контроль тиску газу і повітря в підвідних трубопроводах;
5. Систему аварійної сигналізації.
1) Регулювання температури в робочому просторі печі
Піч по довжині розбита на три теплові зони. Температура в печі контролюється по кожній з цих зон. Вона вимірюється термопарами ТХА з передачею сигналу на що показує потенціометр КСП-2. Імпульсом для регулювання служить температура другої зони печі. Чутливим елементом є термопара ТХА, яка підключена до електронного автоматичного потенціометра КСП-2. Потенціометр має реостатний датчик, який формує електричний сигнал, пропорційний відхиленню температури від заданого значення. Цей сигнал надходить у регулятор пропорційно-інтегрального типу РПНВ-Т. Регулятор впливає на виконавчий механізм типу МЕО 4/100, з'єднаний з регулюючим дроселем подачі газу на піч.
На випадок виходу з ладу автоматичної системи регулювання температури, на щиті управління печі, передбачений універсальний перемикач із кнопкою керування для ручного регулювання. У системі також передбачений покажчик положення заслінки ДУП-М. Крім того, для кожної теплової зони передбачено ручне регулювання подачі газу. Управління дроселями здійснюється на щиті КВП, де встановлюється три універсальних перемикача і три покажчика положення заслінки.
2) Регулювання співвідношення «газ - повітря»
Система автоматичного регулювання співвідношення «газ - повітря» дозволяє забезпечити оптимальне спалювання палива. Для такої системи використовують регулятори співвідношення. Витрата газу і витрата повітря визначається за допомогою витратомірів змінного перепаду тиску. На трубопроводах встановлюються звужуючі пристрої і перепад тиску вимірюється безшкальним диференціальним манометром типу ДКО з передачею показань на вторинний регулюючий прилад типу КСД-3 зі шкалою 0 ... 260 м3 для газу та 0 ... 3200 м3 для повітря. Далі сигнали надходять на регулятор співвідношення типу РПІБ, який реалізує пропорційно-інтегральний закон регулювання. Регулятор керує роботою виконавчого механізму типу МЕО 4/100, зчленованого з регулюючої заслінкою на повітропроводі. У системі передбачено ручне керування заслінкою і є покажчик її положення.
3) Регулювання тиску в робочому просторі печі
Регульованим параметром є величина тиску димових газів. Доцільно на рівні поду печі підтримувати нульовий тиск, тоді під сводом печі тиск буде 10 ... 30 МПа. Контроль тиску здійснюється під сводом печі. Величина тиску
димових газів вимірюється манометром типу ДКО з передачею показань на вторинний прилад КСД-3 зі шкалою 8 ... 80 МПа. Сигнали з диференціального манометра і задатчика подаються на інтегрально-пропорційний регулятор типу РПІБ, який впливає на виконавчий механізм типу МЕО 25/100 зчленований з димовим шибером. В результаті зміни положення шибера, тиск у печі змінюється. У системі також передбачено ручне керування переміщенням шибера і є покажчик положення шибера.
4) Контроль тиску газу і повітря в підвідних трубопроводах.
Тиск газу і повітря вимірюється в трубопроводах, що підводять газ і повітря до кожної теплової зоні, напорометри типу НПМ зі шкалою 0 ... 10 кПа.
5) Система аварійної сигналізації
При падінні тиску газу або повітря в підвідних трубопроводах пальники можуть згаснути. При цьому піч заповниться газом, що може привести до вибуху. Тому передбачена система аварійної сигналізації, в якій використовуються сигналізатори падіння тиску. При падінні тиску газу або повітря сигналізатор падіння тиску подає сигнал встановленому на газопроводі електромагнітному клапану ДКО, який відсікає подачу газу до пальників. Одночасно спрацьовує звукова та світлова сигналізація. Звукова сигналізація може відключатися перемикачем УП.
Контроль і регулювання температури в камерних печах здійснюється за схемою, зображеною на рис.3.1
Рис.3.1 Схема автоматизації контролю температури
Камерні газові печі мають автоматичне регулювання та реєстрацію температури, здійснюване термопарами і приладами теплового контролю, встановленими на щитах управління, для забезпечення безпеки на камерних печах є наступні блокування:
- відключення нагрівачів і вентилятора при підйомі кришки;
- відключення нагрівачів при припиненні подачі води для охолодження або підігріву вентилятора.
Температура в камерних печах вимірюється приладом теплового контролю, розташованого на щиті управління. Також розміщуються пускова апаратура та прилади електричного контролю.
Датчиком температури в печі служить термопара. Тиск вимірюється монометраом. У печі регулюється витрата газу, який вимірюється витратоміром.
Найважливішим параметром, що характеризує процес нагрівання, є температура. Тому від того, наскільки точно виміряна температура, і від точності її підтримування в основному залежить якість нагріву або термообробки. Якщо температура менше заданого значення, то доводиться підігрівати, якщо ж температура залежна від часу витримки і вона більше, ніж задана, то відбувається перегрів, тобто розплавлення.
Робота функціональної схеми автоматизації
Термоелектрична термопара ТХА (1.1), поміщена в робочий простір печі, виробляє термо е.р.с., за значенням відповідну певній температурі сигнал, посланий від термометра (1.2), надходить на вхід потенціометра КСП-4 (1.3).
З потенціометра електричний сигнал, відповідний вимірюваної температури, надходить на позиційний регулятор (1.6). Одночасно на позиційний регулятор надходить сигнал від задатчика (1.7). Від регулятора сигнал надходить в зменшувальний пристрій, посилюється і управляє виконавчим механізмом, який через систему важелів і тяг змінює положення заслінок.
Універсальний перемикач УП має положення А при автоматичному управлінні і при ручному управлінні, здійснюваний кнопками КУ.
Регулятор безперервно змінює подачу палива для термічної обробки, щоб температура в робочому просторі печі залишалася постійною, незважаючи на різні обурення.
Схема працює в такий спосіб: із зміною положення заслінки в газопроводі, в результаті роботи регулятора температури змінюється витрата газу, а отже, і період тиску, який за газовідвідних трубкам впливає на чутливий елемент діфнонометра. В ньому значення перепаду тиску перетворюється відповідним значенням на вимірювальний прилад.
Сигнал від вимірювального приладу через підсилювач надходить в обмотку збудження задатчика, у виході яких зміщується сигнал, пропорційний витраті палива. Підсилювач призначений для посилення сигналу, що надходить від вимірювального приладу до напряму, необхідного для живлення обмотки збудження задатчика.
Після регулятора відповідний сигнал надходить на підсилювальний пристрій і управляє напрямком обертання вала виконавчого механізму, який через систему важелів і тяг змінює положення заслінки, розташований в повітропроводі.
Зі зміною положень заслінки змінюється витрата повітря, що сприймається діфнамометром і перетвориться в електричний сигнал, який передається на вимірювальний прилад, а потім на регулятор співвідношення. Для перемикання автоматичного управління на ручне встановлюється універсальний перемикач ЗУП. При ручному управлінні користуються кнопками управління ЗКУ.