книги из ГПНТБ / Кашкаев, И. С. Производство глиняного кирпича учеб. пособие

Г л а в а XVI

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ОБЖИГА КИРПИЧА

§ 75. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ АВТОМАТИЗАЦИИ КИРПИЧЕОБЖИГАТЕЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ

Эффективная автоматизация процесса обжига может быть осу­ ществлена только при максимальной стабилизации входных пара­ метров (влажности и качества сырца, количества и состава топли­ ва). Следовательно, основной предпосылкой, определяющей успех автоматизации процесса, высокую производительность и гаранти­ рованное качество готовой продукции, является загрузка в печь

однородного полуфабриката высокого качества. При этом условии отпадает необходи­ мость в сортировке готовой продукции, что позволяет полностью механизировать разгрузку печных вагонеток и погрузку готовой продук­ ции на транспортные сред­ ства.

Цель автоматического ре­ гулирования теплового ре­ жима туннельных печей — поддержание заданной тем­ пературы по длине печи и особенно в зоне обжига. Си­

стема регулирования должна содержать автономные регуляторы, поддерживающие постоянными расход топлива, подачу воздуха в зону охлаждения и обжига, отбор избыточного воздуха из зоны охлаждения, дымовых газов из зоны подготовки, подачу в печь ва­ гонеток с одинаковым интервалом времени.

Структурная схема регулируемой системы приведена на рис. 154. Она включает в себя чувстительный элемент 1, определяющий величину регулируемого параметра. Чувствительным элементом могут быть термопара, измеряющая температуру в печи, или дат­ чик давления, вводимый в ее рабочее пространство.

Импульс от чувствительного элемента поступает на элемент сравнения 2, который сопоставляет измеренное значение регулиру­ емого параметра с заданным. Такими устройствами являются, на­ пример, электронный потенциометр и контактный милливольтметр. Задающее устройство 3 служит для установления заданного зна­ чения регулируемого параметра. Выявленное элементом сравнения отклонение регулируемого параметра передается в управляющее устройство 4. Это устройство воздействует на исполнительное уст­ ройство 6, перемещающее регулирующий орган 7. Последний из­ меняет количество энергии, поступающей в печь 8, так, чтобы

28 0

привести регулируемый параметр к заданному значению. Стабили­ зирующее устройство 5 обеспечивает требуемое качество регулиро­

вания.

Для автоматизации процесса обжига кирпича в туннельных пе­ чах применяют систему многоканального импульсного регулирова­

ния МИР-63 (рис. 155).

Система МИР-63 предназначена для трехпозиционного импуль­ сного регулирования до 25 различных технологических парамет­ ров, таких, как температура, давление, расход топлива и т. п. Ре­ гулирование осуществляется последовательным обеганием точек и трехпозиционным управлением подключенным к системе в данный момент исполнительным механизмом. Эта система применима для инерционных объектов, обладающих свойством самовыравнивания, к которым относятся туннельные печи.

Рис. 155. Структурная система МИР-63:

Система МИР-63 построена по блочному принципу таким обра­ зом, что каждый узел выполняет заданные ему функции.

Датчики / (термопара, термометр сопротивления, дифманометр с индукционным датчиком и другие) измеряют регулируемый пара­ метр и преобразуют его в электрический сигнал. Измерительными блоками II компенсируется сигнал от датчиков так, чтобы при за­ данном значении регулируемого параметра сигнал на выходе изме­ рительного блока был равен нулю.

Электронный усилитель III (ЭМ) усиливает сигнал рассогласо­ вания, поступающий от блоков II, и управляет пусковым устройст­ вом исполнительных механизмов. Обегающее устройство IV (ОУ-25П) осуществляет периодическую связь в любой заданной последовательности электронного усилителя III с соответствующим блоком II и исполнительными механизмами VI по каждому из 25 каналов регулирования. Обегающее устройство устанавливает время связи системы с каждым каналом регулирования, цикл обегания всех каналов определяет время воздействия на исполнитель­ ный механизм, обеспечивает автоматическую коррекцию этого вре­ мени по величине рассогласования (отклонения параметра от за­ данного значения) и сигнализирует о достижении параметром

281

предельного значения. Пульты дистанционного управления V пред­ назначены для выбора способа управления любым из исполнитель­ ных механизмов VI. Указатель положения VII позволяет наблюдать за положением регулирующего органа любого канала регулирова­ ния.

Современные туннельные печи оборудованы узлами автоматики для регулирования температуры, давления в печи и в подвагоне­ точном канале, периодичности загрузки.

§76. АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ОБЖИГА

Втуннельных печах при стабилизации аэродинамического ре­ жима, времени заталкивания вагонеток в печь и качества полуфаб­

риката можно поддерживать заданную температуру в печи по од­ ной точке в зоне обжига. Темпера­ турный режим печи в этом случае регулируют по импульсу от термо­ пары, установленной в зоне макси­ мальной температуры.

Электродвижущая -сила термопа­ ра поступает на вход электронного потенциометра, в который встроено задающее устройство, и с его по­ мощью устанавливается необходи­ мая температура в зоне обжига. От­ клонение температуры от заданного значения воспринимается регулято­ ром, который управляет исполни­ тельным механизмом. Последний воздействует на дроссельную за­ слонку, установленную в газопрово­ де печи. Если температура выше за­

данной, регулятор уменьшает подачу газа к горелкам; если темпе­ ратура ниже заданной, расход газа увеличивается.

Для создания необходимой температуры горения или газовой среды необходимо стабилизировать соотношение «топливо-воздух». При этом, как правило, в зависимости от требуемой температуры в печи регулируется расход подаваемого топлива, поступающего в печь, а по нему дозируется количество воздуха, подаваемого к го­ релкам.

На рис. 156 показана схема регулирования соотношения «мазутвоздух». Расход мазута, поступающего в печь 7, учитывается рас­ ходомером 1. Расход воздуха измеряется диафрагмой 2 и кольце­ вым расходомером 3 с индукционной катушкой для передачи пока­ заний. Величина расхода мазута и воздуха от индукционных дат­ чиков-расходомеров поступает на электронный регулятор соотно­ шения 4 типа ЭРС-67, который воздействует на исполнительный механизм 5, перемещающий дроссель 6 воздухопровода.

282

При отклонении установленного соотношения регулятор изме­ няет расход воздуха так, чтобы обеспечить заданное соотношение «мазут-воздух». Температурный режим по длине зоны обжига в этом случае регулируется вручную при наладке режима работы печи и в дальнейшем поддерживается автоматически.

В качестве первичного чувствительного элемента наиболее целе­ сообразно применять термопару в защитном чехле.

Для поддержания заданной температуры по всей длине зоны обжига туннельной печи применяют раздельные регулируемые под­ воды топлива к форсункам.

Такая система состоит из узлов автоматического позонного регу­ лирования температуры, соотношения расхода топлива и воздуха и поддержания заданного аэродинамического режима. Для регули­ рования соотношения «газ-воздух» в печи установлены двухпровод­ ные горелки с принудительной подачей первичного воздуха. При этом количество вторичного воздуха, поступающего в зону обжига печи через обжигательный канал из зоны охлаждения, поддержи­ вается постоянным, а процесс горения на каждой позиции регули­ руется изменением количества первичного воздуха.

Эта система автоматического регулирования температуры по­ зволяет на всех регулируемых позициях туннельной печи'поддер­ живать температуру с отклонением приблизительно ±10°С от за­ данного значения.

§ 77. АВТОМАТИЗАЦИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО РЕЖИМА ОБЖИГА

Регулирование соотношения «газ-воздух» требует измерения ко­ личества воздуха, поступающего в зону обжига. В печах с частич­ ной или полной подачей воздуха по обжигательному каналу печи непосредственное измерение расхода воздуха общепринятыми спо­ собами невозможно, так как в зону охлаждения подается воздуха в 4—5 раз больше, чем требуется для горения, а избыточное его ко­ личество отбирается в сушилку.

Практически единственно доступным способом является стаби­ лизация перепада давлений на каком-либо участке между зоной обжига и местом отбора горячего воздуха из зоны охлаждения тун­ нельной печи. Этот перепад при неизменной температуре в печи и постоянстве гидравлических характеристик садки пропорционален квадрату расхода воздуха, поступающего на горение по печному каналу. Обычно расход газа меняется в узких пределах (менее 15% от среднего значения), и погрешность при регулировании соотноше­ ния будет невелика, если допустить, что перепад и расход воздуха в этом диапозоне связаны по линейному закону. При этом регулиро­ вание соотношения может быть выполнено путем сопоставления в регуляторе расхода газа и перепада давления на участке печи меж­ ду зоной обжига и местом отбора воздуха из зоны охлаждения.

При обжиге в туннельных печах изделий из легкоплавких глин на выбранном участке зоны охлаждения следует поддерживать

2 8 3

заданное значение перепада давления и, следовательно, расхода воздуха, а температуру в зоне обжига регулировать изменением количества подаваемого к горелкам первичного воздуха.

Кроме соотношения «топливо-воздух», необходимо также регу­ лировать перепад разрежения между обжигательным и подвагонеточным каналами печи. Зона подготовки туннельной печи находит­ ся под разрежением, которое достигает в начале печи 20— 30 мм вод. ст., что приводит к подсосам холодного воздуха из под­ вагонеточного канала в обжигательный.

Зона охлаждения находится под небольшим положительным давлением, что приводит к выбиванию горячего воздуха из обжи­ гательного канала в подвагонеточный канал и перегреву ходовой части вагонеток.

Количество подсасываемого и выбиваемого воздуха не остается постоянным и может изменяться в зависимости от состояния пода вагонеток, песочных затворов и давления в печи. Чтобы предотвра­ тить перетекание воздуха из подвагонеточного канала в обжига­ тельный и наоборот, устанавливается уравновешенный аэродина­ мический режим путем вентиляции подвагонеточного канала. В силу того что разрежение в обжигательном канале печи меняется, необходимо менять и разрежение в подвагонеточном канале, чтобы сохранить уравновешенный аэродинамический режим между этими каналами. Эту задачу можно выполнить с помощью регулятора перепада давлений, который состоит из электронного регулятора количества воздуха типа ЭРК-77 и тягонапоромера с реостатным датчиком. Тягонапоромер устанавливают для замера разрежения в обжигательном канале и в подвагонеточном канале на той же по­ зиции.

При изменении разрежения в обжигательном канале печи пода­ ется сигнал на регулятор количества, который управляет электри­ ческим исполнительным механизмом. Этот механизм жестко свя­ зан с дроссельным клапаном, установленным перед вентилятором отбора воздуха из подвагонеточного пространства печи.

Для стабилизации аэродинамического режима работы туннель­ ной печи необходимо, чтобы двери со стороны выгрузки были все­ гда закрыты и открывались только во время выкатывания очеред­ ной вагонетки. Этим требованиям отвечают самозакрывающиеся выгрузочные двери.

§ 78. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОТАЛКИВАНИЯ ВАГОНЕТОК В ПЕЧЬ

Заталкивание вагонеток в печь с одинаковым интервалом вре­ мени— важный фактор стабилизации режима обжига. Основным прибором, который включает механизм строго по заданному вре­ мени, является моторное реле времени КОП-6/12. Операции выпол­ няются автоматически в такой последовательности. За 10 мин до на­ чала заталкивания проверяется, установлена ли вагонетка перед печью; если вагонетка отсутствует, подаются световой и звуковой

23 4

§2. Требования к керамическим стеновым материалам и их характе­

§4. Методы и аппаратура для определения физико-механических свойств

286

§ 55. Усовершенствование режимов работы и конструкций кольцевых печей 208

287