Конспект лекцій з дисципліни: «Автоматизація виробничіх процесів та мікропроцесорна техніка»

Лекция 14 - Система автоматического контроля и регулирования 3-х зонной методической печи

Методические печи используются для нагрева металла перед прокаткой на листовых и сортовых станах. Методические печи относятся к печам непрерывного действия. Металл в своем движении последовательно проходит зоны печи: методическую (не отапливаемая зона предваритель­ного нагрева); сварочную, в которой осуществляется быстрый нагрев металла; и томильную, где происходит выравнивание температур по сечению заготовки.

Достоинствами методических нагревательных печей являются непре­рывный характер работы и относительно стабильный благодаря этому тепловой режим. Непрерывный характер работы методических печей облегчает автоматическое регулирование теплового режима.
На рисунке 2 показана принципиальная схема контроля и регулирования теплового режима трехзонной методической печи.
Автоматический контроль. Методические печи в значительной мере оснащены узлами автоматического контроля с установкой вторичных регистрирующих приборов на тепловом щите, расположенном в специ­альном помещении в районе выдачи заготовок на приемный рольганг стана.
Температура в зонах (узлы 2, 5, 6) контролируется платина платинородиевыми термопарами в защитной арматуре или радиационными пи­рометрами, визированными на дно керамических стаканов. Датчики тем­пературы в томильной и верхней сварочной зонах устанавливают на сво­де, а в нижней сварочной зоне - в боковой стенке.
Измерение температуры дыма в борове после печи, до и после реку­ператора (узел П), нагретого воздуха (уэсд 8) и газа в зависимости от уровня температуры осуществляется хромель-алюмелевыми или хромель-копелевыми термопарами. В качестве вторичных приборов применяют показывающие или регистрирующие милливольтметры с пе­реключателями термопар либо многоточечные.
Расходы топлива (газа) и воздуха на зону (узлы 1, 4, 7) определяют с помощью стандартных комплектов измерительной аппаратуры, вклю­чающих измерительную диафрагму, дифманометр и вторичный регистри­рующий прибор.
Давление газа и воздуха, подаваемых на печь (узлы 13 и 14), изме­ряется датчиками и регистрируется вторичными самопишущими прибо­рами. Разрежение в борове в нескольких точках дымового тракта (узел 16) и перед трубой измеряется мембранными показывающими
тягомерами. Экономичность сжигания топлива может быть оценена поданным анализа продуктов сгорания в борове печи на содержание в них кисло­рода, проводимого с помощью магнитного газоанализатора.



Автоматическое регулирование. Система автоматической) управления тепловым режимом методической печи включает следующие узлы авто­матического регулирования: температуры в зоне (узел 2); соотношения расходов топлива и воздуха на зону (узлы 1, 4, 7), оптимизации горения топлива в зоне, давления в рабочем пространстве (узел 10). Для обес­печения качественной работы системы в условиях изменяющейся произ­водительности печи предусмотрен узел 9 коррекции заданий зональным регулятором температуры.
Регулирование температуры в зоне печи осуществляется типовым комплектом приборов по сигналу термопары или пирометра. Регулятор, изменяя расход топлива на зону, приводит в соответствие действитель­ную температуру в печи с заданной, устанавливаемой сварщиком в зави­симости от производительности печи, марки стали, температуры посада и качества нагрева. При изменении производительности, качества нагре­ва, температуры посада необходимо изменять задания зональными регу­ляторами температуры. Система коррекции вносит поправки в задания в зависимости от температуры нагреваемого металла в методической зо­не, темпа выдачи заготовок из печи (узел 3) и при простоях печи.
Оптимальный режим горения топлива обеспечивается двухконтурной системой регулирования. Типовой комплект аппаратуры обеспечивает поддержание заданного значения коэффициента соотношения по темпера­туре факела: оптимальному соотношению соответствует максимальная температура. Температура измеряется радиационным пирометром, визированным непосредственно на факел.
Узел регулирования давления в печи должен обеспечивать небольшое положительное давление на уровне заготовок, при котором исключают­ся подсосы холодного воздуха и выбивание продуктов сгорания через рабочие окна. Вследствие работы горелочных устройств и профиля рабочего пространства статическое давление в печи распространено неравномерно: наименьшее давление — в томильной зоне, наибольшее - в торце загрузки.
Типовой комплект приборов (см. рис. 61) поддерживает давление в томильной зоне — зоне готового металла, небольшое положительное давление на поду для исключения подстуживания нагретых заготовок. Отбор давления осуществляется через отверстие в своде печи. Регуля­тор управляет шибером перед дымососом или дымовой трубой и изме­няет тягу в печи для поддержания заданного давления.
Для оповещения персонала о нарушениях в работе и автоматического отключения печи при возникновении аварийных ситуаций предусматри­вается система звуковой и световой сигнализации и отключения газа и воздуха на печь. Отсечка подачи газа и воздуха к горелкам осуществляется при падении давления одного из компонентов горелки и отклю­чении питания приборов КИПиА.