I. Kompleksowa specyfikacja projektu instalacji

1. Nazwa projektu: System sterowania pionowym piecem badawczym o objętości 10,8 m³
2. Zakres projektu: ① Podstawowy projekt korpusu głównego pieca badawczego (do wykonania przez Stronę A); ② Produkcja i montaż głównego zespołu instalacji; ③ Instalacja elektrycznego systemu sterowania instalacją i instalacja oprogramowania sterowania przemysłowego; ④ Instalacja systemu spalania instalacji; ⑤ Instalacja systemów doprowadzania powietrza, wyciągu spalin i odprowadzania gazów spalinowych; ⑥ Uruchomienie instalacji; ⑦ Szkolenie operatorów dla personelu Strony A i serwis pogwarancyjny instalacji.

II. Schemat projektowy

1. Parametry techniczne i opis instalacji badawczej ① Próbki badawcze: Elementy budowlane i ich akcesoria itp. ② Objętość wewnętrzna netto instalacji: 10,8 m³ ③ Wymiary wewnętrzne netto: Szerokość × Wysokość × Głębokość = 3 m × 3 m × 1,2 m ④ Wymiary zewnętrzne całkowite: Szerokość × Wysokość × Głębokość ≈ 6 m × 4 m × 2,1 m ⑤ Paliwo używane: Gaz ziemny ⑥ Temperatura pracy: Projektowa temperatura graniczna 1300°C; długoterminowa temperatura pracy 1200°C; wzrost temperatury powinien być zgodny z określoną formułą. ⑦ Wzrost temperatury powierzchni instalacji: ≤ 60°C ⑧ Pomiar temperatury: 12 termopar typu K Ni-Cr/Ni-Si (średnica drutu: 0,75-1,5 mm) wewnątrz komory pieca; 48 termopar na tylnej powierzchni próbek. Termopary powinny być wykonane zgodnie z BS 476-Część 20:1987 / BS EN 1363-1. ⑨ Pomiar ciśnienia: 3 mikromanometry z czujnikami ciśnienia o zakresie ±100 Pa i dokładności ±2 Pa; sondy do pomiaru ciśnienia powinny być wykonane zgodnie z BS 476-Część 20:1987 / BS EN 1363-1. ⑩ Tryb spalania: 12 palników zamontowanych poziomo na tylnej ścianie (8 otworów obserwacyjnych na tylnej ścianie). ⑪ Moc palnika: 150 kW na palnik na tylnej ścianie. ⑫ Tryb sterowania: Pełna automatyka sterowania temperaturą i ciśnieniem w piecu (automatyczne wykonanie standardowej krzywej czas-temperatura i krzywej ciśnienie-piec). ⑬ Inne: Wózek na próbki i obudowa pieca zostały wykonane przez Stronę A. ⑭ Projekt oprogramowania: Powinien spełniać wymagania dotyczące temperatury, ciśnienia i inne rozsądne wymagania określone przez Stronę A. ⑮ Całkowita moc zainstalowana: 65 kW ⑯ Całkowita moc spalania: 1800 kW dla palników na tylnej ścianie.
2. Niniejszy projekt jest ważny dla trójfazowego, czteroprzewodowego systemu zasilania 380 V / 50 Hz.
3. Paliwo dostarczane przez Kupującego: Gaz ziemny (wartość opałowa 8500 Kcal/Nm³).

III. Główna konstrukcja stalowa instalacji

Wykonane przez Stronę A.

IV. Prace związane z wyłożeniem pieca

Wykonane przez Stronę A.

V. System sterowania ciśnieniem w piecu

Gazy spalinowe wewnątrz pieca są mechanicznie usuwane przez wentylator z dna pieca. Po zmieszaniu z powietrzem i obróbce płuczącej, gazy spalinowe są odprowadzane na zewnątrz. Wentylator wyciągowy gazów spalinowych wykorzystuje regulację prędkości za pomocą falownika, aby utrzymać ciśnienie w piecu w standardowym zakresie. Stabilne ciśnienie w piecu jest niezbędne do prawidłowego wykonania krzywej temperatury. Wewnątrz pieca rozmieszczono trzy punkty pomiaru ciśnienia: jeden do sterowania, dwa do wyświetlania. ① 3 czujniki ciśnienia o zakresie ±100 Pa z dokładnością ±2 Pa; sześć króćców pomiaru ciśnienia rozmieszczonych na wysokościach 0,1 m, 0,5 m, 1,0 m, 1,5 m, 2,2 m i 3,0 m od dna pieca. ② Warunek sterowania 1: Sterowanie na wysokości 3,0 m od dna: 15±5 Pa po 5 minutach; 17±2 Pa po 10 minutach; gradient ciśnienia 8,5 Pa na metr; ciśnienie na górze nie powinno przekraczać 20 Pa. ③ Warunek sterowania 2: Sterowanie na wysokości 0,5 m od dna: 0±2 Pa, [8,5H-4,25]. ④ Warunek sterowania 3: Sterowanie na wysokości 1,0 m od dna: 0±2 Pa, [8,5H-8,5]. ⑤ Warunek sterowania 4: Ciśnienie na górze pieca: 20 Pa (tolerancja 0/-2 Pa). ⑥ Warunek sterowania 5: Wartości zadane konfigurowalne przez użytkownika.

VI. System spalania pieca

Gaz ziemny z sieci rurociągowej jest dostarczany do warsztatu. Ciśnienie zasilania gazem powinno być poniżej 0,2 MPa. Gaz przepływa do głównego regulatora ciśnienia instalacji, aby ustabilizować ciśnienie gazu w wymaganym zakresie. Na głównym rurociągu zainstalowano zawór przedmuchowy; gdy ciśnienie gazu przekroczy próg, gaz zostanie automatycznie odpowietrzony na zewnątrz w celu ochrony bezpieczeństwa.

1. System bezpieczeństwa gazu (od rurociągu gazu ziemnego do zespołu sterowania gazem pieca) ① Zawór sterujący: Zawór kulowy kołnierzowy ② Zawory bezpieczeństwa: Zawór przedmuchowy, zawór elektromagnetyczny ③ Regulator ciśnienia: Zawór regulacyjny ciśnienia gazu ziemnego ④ Manometry: 0-0,5 MPa; 0-25 kPa
2. Palniki gazowe ① Siłownik: Siłownik przepustnicy powietrza 3 cale ② Zawór proporcjonalny: Zawór proporcjonalny gazu 1 cal ③ Zawór elektromagnetyczny: Zawór elektromagnetyczny 2 cale ④ Palnik: 150 kW na palnik na tylnej ścianie ⑤ Zawór: Zawór kulowy 2 cale ⑥ Zapalarka: Automatyczna zapalarka z funkcją monitorowania płomienia i zdalnego zapłonu.

VII. System sterowania temperaturą palnika gazowego

1. Instalacja wykorzystuje jeden system spalania na tylnej ścianie. Każdy palnik może pracować niezależnie i spełniać wymagania dotyczące wzrostu temperatury. ① Rozmieszczenie palników na tylnej ścianie: Dwanaście palników płomieniowych o niskim przepływie jest równomiernie rozmieszczonych na tylnej ścianie pieca (3 kolumny w kierunku szerokości pieca, 4 warstwy). Każdy palnik odpowiada jednemu punktowi kontroli temperatury; termopary są zamontowane w odpowiadających pozycjach tylnej ściany. Moc wyjściowa palnika jest automatycznie regulowana zgodnie ze wzrostem temperatury.

VIII. Rozmieszczenie instalacji termopar

1. Dwanaście termopar kontroli temperatury jest zainstalowanych w pozycjach naprzeciwko odpowiednich palników.
2. Zarezerwowano czterdzieści osiem punktów pomiaru temperatury dla nieekspozycyjnej strony próbki (strona tylna), służących jako podstawa oceny testu. Termopary powinny być zgodne z BS 476-Część 20 / BS EN 1363-1.

IX. Sekcja sterowania instalacją

1. Jedna dmuchawa powietrza do spalania (22 kW), jeden wentylator wyciągowy gazów spalinowych (30 kW), oba z rozruchem o zmiennej częstotliwości. Jeden transmiter ciśnienia w piecu i jeden regulator ciśnienia regulują częstotliwość falownika wentylatora wyciągowego, aby osiągnąć automatyczną regulację ciśnienia w piecu.
2. Dziewięć termopar typu K w komorze pieca; łącznie osiem pętli sterowania temperaturą. Trzydzieści zacisków okablowania temperatury dla nieekspozycyjnej strony próbki. Oprogramowanie wyświetla i oblicza temperatury poszczególnych punktów oraz temperatury średnie.
3. Jeden zestaw systemu alarmowego dźwiękowo-wizualnego: alarmy dla wyłączenia wentylatora, wyłączenia falownika, przegrzania, przekroczenia ciśnienia gazu, zaniku płomienia.
4. Logika blokad: Po uruchomieniu wentylatora wyciągowego, dmuchawa powietrza do spalania uruchamia się z 5-minutowym opóźnieniem. Główny zawór elektromagnetyczny gazu może się otworzyć tylko wtedy, gdy ciśnienie w rurociągu gazu mieści się w górnym i dolnym limicie. Zasilanie zapalarki automatycznej jest włączane dopiero po otwarciu głównego zaworu elektromagnetycznego gazu. Po kilku minutach przedmuchu zaworu bezpieczeństwa, zapalarka automatyczna otrzymuje polecenie zapłonu.
5. Główne funkcje oprogramowania sterującego PC ① Uruchamianie oprogramowania: Otwieranie bezpośrednio przez dwukrotne kliknięcie ikony skrótu. ② Interfejs wprowadzania nowego testu: Nr próbki, nazwa próbki, norma testowa, nazwa klienta, nazwa projektu, ID próbki klienta, data otrzymania próbki itp. Automatyczne generowanie numeru seryjnego testu, daty testu i czasu rozpoczęcia testu. ③ Główny interfejs pracy: Start / Stop / Automatyczne uruchamianie; czas trwania testu; standardowa krzywa temperatury pieca z pasmami tolerancji górnej i dolnej; rzeczywista średnia krzywa temperatury pieca; odchylenie temperatury; standardowa temperatura pieca i tolerancja; rzeczywista temperatura pieca w poszczególnych punktach i wartość średnia; temperatura w poszczególnych punktach na nieekspozycyjnej stronie, wartości średnie i maksymalne; odczyty ciśnienia we wszystkich punktach pomiarowych. ④ Interfejs stanu pracy: Wyświetlanie stanu palnika, stanu pracy dmuchawy / wentylatora wyciągowego; alarmy dla przekroczenia / niedociśnienia gazu, utraty płomienia i innych usterek. ⑤ Okno krzywej 1: Krzywa temperatura pieca vs czas. ⑥ Okno krzywej 2: Krzywa temperatura nieekspozycyjnej strony vs czas. ⑦ Okno krzywej 3: Krzywa ciśnienie vs czas. ⑧ Interwał próbkowania danych: Regulowany od 1 s do 30 s (domyślnie 5 s); błąd interwału ≤ 0,1 s. ⑨ Przechowywanie danych testowych: Eksport do formatu Excel, w tym arkusz danych ogólnych, arkusz temperatury pieca, arkusz krzywej temperatury pieca, arkusz odchylenia temperatury pieca, arkusz temperatury nieekspozycyjnej strony, arkusz krzywej temperatury nieekspozycyjnej strony, arkusz krzywej ciśnienia, arkusz logu minutowego (temperatura standardowa, temperatura pieca, średnia temperatura pieca, średnia temperatura nieekspozycyjnej strony, maksymalna temperatura nieekspozycyjnej strony, dane ciśnienia). Dostępna funkcja drukowania. ⑩ Wykrywanie przerwania termopary: Oprogramowanie automatycznie identyfikuje uszkodzoną termoparę; odpowiedni palnik podąża za punktem nastawy krzywej; wartość uszkodzonego punktu jest wykluczana z obliczenia wartości średniej.
6. Komputer przemysłowy: Marka Evoc; 21-calowy kolorowy monitor LCD: Marka Samsung; Drukarka: Marka Canon.
7. Oprogramowanie sterujące jest opracowane wewnętrznie przez naszą firmę, implementując standardowe krzywe czas-temperatura dla ograniczenia palności i inne rozsądne wymagania Strony A.

X. System wyciągu gazów spalinowych

1. Przyjęto system wyciągu gazów spalinowych z góry.
2. Dwa króćce wylotowe na górze pieca. Gazy spalinowe zbiegają się w głównym kanale, przechodzą przez płukanie wodą w obiegu przeciwprądowym, a następnie są odprowadzane przez wentylator wyciągowy.
3. Wentylator wyciągowy i kanały gazów spalinowych wykonane są ze stali nierdzewnej 304. Nad ramą próbki zamontowano jeden zestaw urządzenia do odzysku gazów spalinowych.

XI. System bezpieczeństwa instalacji

1. Automatyczne przedmuchy gazu przy nadmiernym ciśnieniu gazu z sygnałem ostrzegawczym.
2. Alarm przy spadku ciśnienia gazu w linii głównej poniżej 0,05 MPa, aby powiadomić operatora.
3. Główny zawór elektromagnetyczny gazu automatycznie zamyka się przy wyłączeniu wentylatora.
4. Dmuchawa powietrza do spalania może uruchomić się dopiero 5 minut po uruchomieniu wentylatora wyciągowego; główny zawór elektromagnetyczny gazu może otworzyć się dopiero po uruchomieniu dmuchawy powietrza do spalania.
5. Jeśli jakikolwiek palnik zgaśnie podczas testu, system NIE powinien wykonywać automatycznego ponownego zapłonu; wymagany jest zapłon ręczny wraz z alarmem dźwiękowo-wizualnym.
6. Alarm przy przekroczeniu temperatury wentylatora wyciągowego powyżej 250°C.
7. Wentylatory powinny pracować do momentu, gdy temperatura wewnętrzna pieca spadnie poniżej 100°C po zakończeniu testu.
8. Na miejscu powinny być zainstalowane urządzenia gaśnicze i regularnie kontrolowane przez wyznaczony personel.

XII. Procedury operacyjne

1. Włączyć wentylator warsztatowy.
2. Otworzyć zawór sterujący gazem w głównym rurociągu.
3. Włączyć komputer i uruchomić oprogramowanie sterujące.
4. Otworzyć zawory ręczne na głównym rurociągu gazu i rurociągach bocznych.
5. Ustawić zapalarkę na miejscu w tryb zdalnego zapłonu.
6. Zamknąć drzwi próbki; uruchomić wentylator wyciągowy; uruchomić dmuchawę powietrza do spalania po 5 minutach; ustawić ciśnienie w piecu na -10 Pa.
7. Otworzyć główny zawór elektromagnetyczny gazu.
8. Przeprowadzić zapłon: zapalić jeden palnik, a następnie przejść do następnego palnika sekwencyjnie.
9. Po zapaleniu wszystkich palników, całkowicie zamknąć drzwi próbki, kliknąć w oprogramowanie, aby uruchomić odpowiedni test automatyczny z krzywą temperatury.
10. Po zakończeniu testu odciąć dopływ gazu; wysunąć wózek na próbki; szybko uszczelnić otwór pieca tymczasowymi drzwiami, wyznaczyć dedykowanego operatora do monitorowania. Nie wyłączać dwóch wentylatorów, dopóki temperatura pieca nie spadnie poniżej 100°C.