I. Especificación Integral del Diseño de la Planta

1. Nombre del Proyecto: Sistema de Control de Horno de Prueba Vertical de 10.8 m³
2. Alcance del Proyecto: ① Diseño básico del cuerpo principal del horno de prueba (a ser completado por la Parte A); ② Fabricación e instalación del ensamblaje principal de la planta; ③ Instalación del sistema de control eléctrico de la planta e instalación de software de control industrial; ④ Instalación del sistema de combustión de la planta; ⑤ Instalación de los sistemas de suministro de aire, ventilación de escape y evacuación de gases de combustión de la planta; ⑥ Puesta en marcha de la planta; ⑦ Capacitación de operadores para el personal de la Parte A y servicio postventa para la planta.

II. Esquema de Diseño

1. Parámetros Técnicos y Descripción de la Planta de Prueba ① Materiales de Prueba: Componentes de construcción y sus accesorios, etc. ② Volumen interno neto de la planta: 10.8 m³ ③ Dimensiones internas netas: Ancho × Alto × Profundidad = 3 m × 3 m × 1.2 m ④ Dimensiones externas totales: Ancho × Alto × Profundidad ≈ 6 m × 4 m × 2.1 m ⑤ Combustible Utilizado: Gas natural ⑥ Temperatura de Operación: Temperatura límite de diseño 1300 °C; temperatura de operación a largo plazo 1200 °C; el aumento de temperatura seguirá la fórmula especificada. ⑦ Aumento de la temperatura superficial de la planta: ≤ 60 °C ⑧ Medición de Temperatura: 12 termopares tipo K Ni-Cr/Ni-Si (diámetro del cable: 0.75-1.5 mm) dentro de la cámara del horno; 48 termopares en la cara posterior de los materiales de prueba. Los termopares se fabricarán de acuerdo con BS 476-Parte 20:1987 / BS EN 1363-1. ⑨ Medición de Presión: 3 micromanómetros con sensores de presión de rango ±100 Pa y precisión ±2 Pa; las sondas de detección de presión se fabricarán cumpliendo con BS 476-Parte 20:1987 / BS EN 1363-1. ⑩ Modo de Combustión: 12 quemadores montados horizontalmente en la pared trasera (8 puertos de observación en la pared trasera). ⑪ Potencia del Quemador: 150 kW por quemador en la pared trasera. ⑫ Modo de Control: Control totalmente automático de la temperatura y la presión del horno (ejecución automática de la curva estándar de tiempo-temperatura y la curva de presión del horno). ⑬ Otros: El carro de muestras y la carcasa del horno han sido completados por la Parte A. ⑭ Diseño de Software: Deberá satisfacer los requisitos de temperatura, presión y otros requisitos razonables proporcionados por la Parte A. ⑮ Potencia total instalada: 65 kW ⑯ Potencia total de combustión: 1800 kW para los quemadores de la pared trasera.
2. Este diseño es válido para un sistema de suministro de energía trifásico de 4 hilos de 380 V / 50 Hz.
3. Combustible suministrado por el Comprador: Gas natural (poder calorífico 8500 Kcal/Nm³).

III. Estructura Principal de Acero de la Planta

Completado por la Parte A.

IV. Trabajos de Revestimiento del Horno

Completado por la Parte A.

V. Sistema de Control de Presión del Horno

El gas de combustión dentro del horno se extrae mecánicamente por un ventilador desde el fondo del horno. Después del tratamiento de mezcla de aire y lavado, el gas de combustión se descarga al exterior. El ventilador de extracción de gases de combustión adopta regulación de velocidad por convertidor de frecuencia para mantener la presión del horno dentro del rango estándar. Una presión de horno estable es esencial para la correcta ejecución de la curva de temperatura. Se disponen tres puntos de medición de presión dentro del horno: uno para control, dos para visualización. ① 3 sensores de presión de rango ±100 Pa con precisión ±2 Pa; seis puertos de toma de presión ubicados a alturas de 0.1 m, 0.5 m, 1.0 m, 1.5 m, 2.2 m y 3 m desde el fondo del horno. ② Condición de Control 1: Control a una altura de 3.0 m desde el fondo: 15±5 Pa después de 5 min; 17±2 Pa después de 10 min; gradiente de presión 8.5 Pa por metro; la presión en la parte superior no excederá los 20 Pa. ③ Condición de Control 2: Control a una altura de 0.5 m desde el fondo: 0±2 Pa, [8.5H-4.25]. ④ Condición de Control 3: Control a una altura de 1.0 m desde el fondo: 0±2 Pa, [8.5H-8.5]. ⑤ Condición de Control 4: Presión superior del horno: 20 Pa (tolerancia 0/-2 Pa). ⑥ Condición de Control 5: Valores de consigna configurables por el usuario.

VI. Sistema de Combustión del Horno

El gas natural de tubería se suministra al taller. La presión de suministro de gas será inferior a 0.2 MPa. El gas fluye al regulador de presión de la línea principal del horno para estabilizar la presión del gas dentro del rango requerido. Se instala una válvula de purga en la tubería principal; cuando la presión del gas excede el umbral, el gas se ventilará automáticamente al exterior para protección de seguridad.

1. Sistema de Seguridad de Gas (desde la tubería de gas natural hasta el conjunto de control de gas del horno) ① Válvula de Control: Válvula de bola con brida ② Válvulas de Seguridad: Válvula de purga, válvula solenoide ③ Regulador de Presión: Válvula reguladora de presión de gas natural ④ Manómetros: 0~0.5 MPa; 0~25 kPa
2. Quemadores de Gas ① Actuador: Actuador de compuerta de aire de 3 pulgadas ② Válvula Proporcional: Válvula proporcional de gas de 1 pulgada ③ Válvula Solenoide: Válvula solenoide de 2 pulgadas ④ Quemador: 150 kW por quemador de pared trasera ⑤ Válvula: Válvula de bola de 2 pulgadas ⑥ Ignitor: Ignitor automático con funciones de monitoreo de llama e ignición remota.

VII. Sistema de Control de Temperatura del Quemador de Gas

1. Esta planta adopta un sistema de combustión en la pared trasera. Cada quemador puede operar de forma independiente y cumplir con los requisitos de aumento de temperatura. ① Disposición de los quemadores de la pared trasera: Doce quemadores de llama plana de bajo flujo están distribuidos uniformemente en la pared trasera del horno (3 columnas en la dirección del ancho del horno, 4 capas). Cada quemador corresponde a un punto de control de temperatura; los termopares se montan en posiciones correspondientes de la pared trasera. La potencia de salida del quemador se ajusta automáticamente según el aumento de temperatura.

VIII. Disposición de Instalación de Termopares

1. Doce termopares de control de temperatura se instalan en posiciones opuestas a los quemadores respectivos.
2. Se reservan cuarenta y ocho terminales de medición de temperatura para la cara no expuesta del material de prueba (lado de fuego posterior), sirviendo como base para el juicio de la prueba. Los termopares cumplirán con BS 476-Parte 20 / BS EN 1363-1.

IX. Sección de Control de la Planta

1. Un soplador de aire de combustión (22 kW), un ventilador de extracción de gases de combustión (30 kW), ambos con arranque de frecuencia variable. Un transmisor de presión del horno y un controlador de presión ajustan la frecuencia del inversor del ventilador de extracción para lograr la regulación automática de la presión del horno.
2. Nueve termopares tipo K dentro de la cámara del horno; ocho bucles de control de temperatura en total. Treinta terminales de cableado de temperatura para la cara no expuesta del material de prueba. El software muestra y calcula temperaturas de puntos individuales y temperaturas promedio.
3. Un conjunto de sistema de alarma audiovisual: alarmas para parada del ventilador, parada del inversor, sobretemperatura, sobrepresión de gas, fallo de llama.
4. Lógica de enclavamiento: Después de que arranca el ventilador de extracción, el soplador de aire de combustión arranca con un retraso de 5 minutos. La válvula solenoide principal de gas solo puede abrirse cuando la presión de la tubería de gas está entre los límites superior e inferior. La alimentación eléctrica del ignitor automático solo se activa después de que se abre la válvula solenoide principal de gas. Después de que la válvula de seguridad purga durante varios minutos, el ignitor automático recibe el comando de ignición.
5. Funciones Principales del Software de Control de PC ① Lanzamiento del Software: Abrir directamente haciendo doble clic en el icono de acceso directo. ② Interfaz de entrada de nueva prueba: Nº de muestra, nombre de la muestra, norma de prueba, nombre del cliente, nombre del proyecto, ID de muestra del cliente, fecha de llegada de la muestra, etc. Genera automáticamente el número de serie de la prueba, la fecha de la prueba y la hora de inicio de la prueba. ③ Interfaz de ejecución principal: Inicio / Parada / Ejecución automática; duración de la prueba; curva estándar de temperatura del horno con bandas de tolerancia superior-inferior; curva de temperatura real promedio del horno; desviación de temperatura; temperatura estándar del horno y tolerancia; temperatura real del horno de punto individual y valor promedio; temperatura del punto individual de la cara no expuesta, valores promedio y máximos; lecturas de presión en todos los puntos de medición. ④ Interfaz de estado de operación: Muestra el estado del quemador, estado de funcionamiento del soplador / ventilador de extracción; alarmas de sobrepresión / subpresión de gas, pérdida de llama y otras fallas. ⑤ Ventana de Curva 1: Curva de temperatura del horno vs tiempo. ⑥ Ventana de Curva 2: Curva de temperatura de la cara no expuesta vs tiempo. ⑦ Ventana de Curva 3: Curva de presión vs tiempo. ⑧ Intervalo de muestreo de datos: Ajustable de 1 s a 30 s (predeterminado 5 s); error de intervalo ≤ 0.1 s. ⑨ Almacenamiento de datos de prueba: Exportar a formato Excel, incluyendo hoja de datos generales, hoja de temperatura del horno, hoja de curva de temperatura del horno, hoja de desviación de temperatura del horno, hoja de temperatura de la cara no expuesta, hoja de curva de temperatura de la cara no expuesta, hoja de curva de presión, hoja de registro minuto a minuto (temperatura estándar, temperatura del horno, temperatura promedio del horno, temperatura promedio de la cara no expuesta, temperatura máxima de la cara no expuesta, datos de presión). Función de impresión disponible. ⑩ Detección de rotura de termopar: El software identifica automáticamente el termopar roto; el quemador relevante sigue el punto de ajuste de la curva; el valor del punto roto se excluye del cálculo del valor promedio.
6. PC Industrial: Marca Evoc; Monitor LCD a color de 21 pulgadas: Marca Samsung; Impresora: Marca Canon.
7. El software de control es autodesarrollado por nuestra empresa, implementando curvas de tiempo-temperatura estándar de resistencia al fuego y otros requisitos razonables de la Parte A.

X. Sistema de Extracción de Gases de Combustión

1. Se adopta la extracción de gases de combustión por la parte superior.
2. Dos puertos de escape en la parte superior del horno. Los gases de combustión convergen en el conducto principal, pasan por lavado con pulverización de agua a contracorriente, y luego se descargan a través del ventilador de extracción.
3. El ventilador de extracción y los conductos de gases de combustión están hechos de acero inoxidable 304. Se instala un conjunto de dispositivo de recuperación de gases de combustión encima del marco del material de prueba.

XI. Sistema de Seguridad de la Planta

1. Purga automática de gas en caso de presión de gas excesiva con señal de advertencia.
2. Alarma cuando la presión de gas de la línea principal cae por debajo de 0.05 MPa para alertar al operador.
3. La válvula solenoide principal de gas se cierra automáticamente al producirse una parada del ventilador.
4. El soplador de aire de combustión solo puede arrancar 5 minutos después del arranque del ventilador de extracción; la válvula solenoide principal de gas solo puede abrirse después de que el soplador de aire de combustión esté en funcionamiento.
5. Si algún quemador se apaga durante la prueba, el sistema NO realizará un reencendido automático; se requiere ignición manual junto con una alarma audiovisual.
6. Alarma cuando la temperatura del ventilador de extracción excede los 250 °C.
7. Los ventiladores seguirán funcionando hasta que la temperatura interna del horno descienda por debajo de 100 °C después de completar la prueba.
8. Las instalaciones de lucha contra incendios en el sitio deberán estar equipadas y ser inspeccionadas regularmente por personal asignado.

XII. Procedimientos de Operación

1. Encender el ventilador de ventilación del taller.
2. Abrir la válvula de control de gas de la línea principal.
3. Encender el PC y lanzar el software de control.
4. Abrir las válvulas manuales en las tuberías principales y secundarias de gas.
5. Configurar el ignitor en el sitio en modo de ignición remota.
6. Cerrar la puerta del material de prueba; arrancar el ventilador de extracción; arrancar el soplador de aire de combustión después de 5 minutos; ajustar la presión del horno a -10 Pa.
7. Abrir la válvula solenoide principal de gas.
8. Realizar la ignición: encender un quemador y luego proceder secuencialmente al siguiente quemador.
9. Después de que todos los quemadores estén encendidos, cerrar completamente la puerta del material de prueba, hacer clic en el software para lanzar la prueba automática de curva de temperatura correspondiente.
10. Al finalizar la prueba, cortar el suministro de gas; retirar el carro del material de prueba; sellar rápidamente la abertura del horno con una puerta temporal, asignar un operador dedicado para el monitoreo. No apagar los dos ventiladores hasta que la temperatura del horno descienda por debajo de 100 °C.