行業(yè)資訊
除了熱電偶老化的影響,補(bǔ)償導(dǎo)線老化也是造成溫度計(jì)量失真的重要原因。由于長期被置于高溫環(huán)境下,使其出現(xiàn)導(dǎo)體變黑現(xiàn)象,即老化現(xiàn)象,(如電線老化會(huì)導(dǎo)致失火)補(bǔ)償導(dǎo)線老化可以直接導(dǎo)致傳送熱電偶輸出毫伏值衰減,從而加大誤差,增加能耗損失。
圖1-1
1.2 負(fù)載老化
硅碳棒在空氣中被加熱后,與氧氣反應(yīng)生成二氧化硅,隨之電阻逐漸增加導(dǎo)致硅碳棒老化。硅碳棒使用初期氧化和阻值增加速度較快,隨之反應(yīng)進(jìn)行其表面形成致密的氧化硅膜,進(jìn)入電阻溫度區(qū),之后導(dǎo)電層逐漸減少,絕緣層逐漸增加,硅碳棒內(nèi)部產(chǎn)生局部過熱,電阻值快速增加,如圖1-2所示。當(dāng)阻值達(dá)到初始阻值約3倍時(shí),棒發(fā)熱分布不均勻,從而導(dǎo)致爐內(nèi)溫度不均勻,硅碳棒的使用壽命達(dá)到極限。
硅碳棒老化后,由于阻值增加,同樣電壓輸出下,電流減小,功率降低,導(dǎo)致測(cè)量溫度降低。為保證溫度,此時(shí)需要增加電壓提高電流以保證溫度。同一負(fù)載上使用不同接法后,棒的老化致使溫度上不去,溫區(qū)內(nèi)部溫度不均勻,從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。
2、節(jié)能降耗的窯爐溫度控制系統(tǒng)方案
(采用PC上位機(jī)組態(tài)軟件+觸摸屏軟件實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程序及現(xiàn)場(chǎng)人機(jī)界面監(jiān)控);溫度控制系統(tǒng):(采用輝達(dá)KY系列一體化可控硅調(diào)壓溫度控制器);過程控制:(采用西門子PLC系統(tǒng)及國際知名品牌變頻器進(jìn)行速度風(fēng)量等過程控制調(diào)節(jié)),信號(hào)檢測(cè)部分:(采用輝達(dá)HD-M-A4000系統(tǒng)模塊)。
圖2-1窯爐溫度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
3節(jié)能降耗技術(shù)
3.1 負(fù)載監(jiān)控及保護(hù)技術(shù)
3.1.1恒流控制
連續(xù)使用硅碳棒時(shí),希望緩速增加電壓以維持長壽命。當(dāng)碳棒老化后其阻值將變大,使用恒流模式則通過PID計(jì)算的輸出值(同溫度下)可不用調(diào)節(jié)輸出,通過恒流原理直接自動(dòng)調(diào)節(jié)電壓,使碳棒上電流保持該溫度維持電流大小,從而減小由于碳棒老化帶來的調(diào)節(jié)與控制溫度震蕩。
3.1.2限流控制
此工作模式主要針對(duì)負(fù)載為硅鉬棒的情況而開發(fā)。
硅鉬棒電熱體的電阻隨溫度升高急劇增大,開始加熱時(shí),電熱體的電阻較小,所需電壓較低,約為工作電壓的1/4~1/3,根據(jù)硅鉬棒電熱體的工作電壓及其電阻和溫度的正向特性,變壓器輸出電壓采用多抽頭的方式來滿足加熱體在不同溫度時(shí)需要的工作電壓,從而提高電網(wǎng)功率因數(shù)。
由于以上因素,硅鉬棒的特性低溫下其阻值幾乎為零,則限制電流是非常關(guān)鍵的,不但可以保護(hù)硅鉬棒還可以保護(hù)相關(guān)電氣設(shè)備的正常工作。自動(dòng)限制調(diào)節(jié)作用,當(dāng)硅鉬棒進(jìn)入正常使用范圍時(shí),則阻值增大,對(duì)應(yīng)溫度電流自動(dòng)降下來。自動(dòng)限流技術(shù)可以保障在升爐時(shí)操作不當(dāng)帶來對(duì)硅鉬棒的損害。
大型爐子干燥時(shí)間長,最好使用其它發(fā)熱元件烘爐,以免硅鉬棒低溫氧化,爐子烘干后,即可按以下步驟起動(dòng)升溫。
小型爐子(Power<100KW) |
大型爐子(Power 100-500KW) |
||
爐溫(℃) |
電壓(V) |
爐溫(℃) |
電壓(V) |
20-150 |
1/3工作電壓 |
20-300 |
1/3工作電壓 |
150-500 |
2/3工作電壓 |
300-700 |
2/3工作電壓 |
500-工作溫度 |
全工作電壓 |
700-工作溫度 |
全工作電壓 |
限流技術(shù)下,可按照上表升爐,實(shí)現(xiàn)保護(hù)硅鉬棒的目的。
3.1.3負(fù)載檢測(cè)
該窯爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)可實(shí)時(shí)測(cè)量負(fù)載的電壓值及電流值,所測(cè)電壓電流值為真有效值,根據(jù)歐姆定律R=U/I得出負(fù)載阻值,判斷負(fù)載阻值來檢測(cè)負(fù)載使用情況,如圖3-1,具體判斷方法如下表。實(shí)際應(yīng)用中因非線性負(fù)荷的諧波電流引起的電流失真普遍存在,真有效值儀表工作時(shí),先采集輸入電流的瞬時(shí)值平方,按時(shí)間取平均值,最后顯示此平均值的平方根植,采用真有效值測(cè)量對(duì)于很多非線性負(fù)載的裝置有重要意義。
輸出 |
電壓 |
電流 |
可控硅 |
負(fù)載 |
有 |
有 |
有 |
正常 |
正常 |
有 |
無 |
有 |
正常 |
短路 |
有 |
有 |
無 |
正常 |
開路 |
有 |
無 |
無 |
開路或故障 |
—— |
無 |
有 |
有 |
短路或故障 |
—— |
預(yù)先設(shè)置負(fù)載的老化率、監(jiān)測(cè)點(diǎn)等參數(shù),控制器根據(jù)采集負(fù)載電壓、電流,并對(duì)負(fù)載的老化情況進(jìn)行判斷,顯示負(fù)載的性能狀況,并給出負(fù)載監(jiān)測(cè)情況的報(bào)表,供用戶查驗(yàn)。負(fù)載監(jiān)測(cè)界面,主要內(nèi)容包括:1、負(fù)載參數(shù)設(shè)置;2、負(fù)載實(shí)際阻值顯示;3、負(fù)載性能監(jiān)測(cè)報(bào)警指示。
3.2 電量采集與記錄功能
3.2.1 多區(qū)電量監(jiān)控
通過對(duì)電量參數(shù)設(shè)置,按設(shè)定時(shí)段,分區(qū)分時(shí)段記錄電量使用情況,支持使用數(shù)據(jù)導(dǎo)出,提供電量查詢。電量記錄界面如圖3-4所示。
3.2.2 班次電能、費(fèi)用統(tǒng)計(jì)
根據(jù)用戶設(shè)置提供不同班次使用的電量和電價(jià)報(bào)表。
3.3 新窯爐或冷窯烘窯自動(dòng)程序控制技術(shù)
3.3.1 PID控制算法
該窯爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)支持的PID控制算法是公司自主研發(fā),具有超調(diào)小,控制精度高,快速、穩(wěn)定的特點(diǎn)。同時(shí)支持定值控溫和時(shí)間程序控溫,即工藝曲線控溫。其中,時(shí)間程序控溫有升溫速率和時(shí)間-溫度兩種控溫模式可選,用戶可根據(jù)自身設(shè)備特點(diǎn)和使用習(xí)慣等選擇適合的控制模式。程序運(yùn)行初期,可自動(dòng)跟蹤室溫,減少運(yùn)行時(shí)間,提高工作效率等。
3.3.2 多區(qū)工藝曲線同步運(yùn)行
窯爐升溫時(shí)不同溫區(qū)曲線設(shè)置不同,根據(jù)各區(qū)工藝曲線設(shè)置要求,采用公司自主研發(fā)的通訊管理模塊作為管理中繼,通過觸摸屏或管理模塊,一鍵操作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)同步控制升溫動(dòng)作及升溫速率,從而達(dá)到快速穩(wěn)定升溫。極大的減小人為失誤造成不必要的損失,操作簡(jiǎn)便同時(shí)控制精度更高。
3.3.3 自動(dòng)溫區(qū)功率分配
通過通訊管理模塊集中管理控制,根據(jù)監(jiān)測(cè)到的各溫區(qū)加熱運(yùn)行情況,自動(dòng)分配各個(gè)溫區(qū)的加熱功率,實(shí)現(xiàn)最有效的加熱控制,減少不必要的損耗。
3.4 預(yù)熱循環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)控制技術(shù)
利用窯頭預(yù)熱區(qū)的熱氣來對(duì)坯體進(jìn)行加熱,排除坯體中的吸附水的階段,要避免急速升溫,選用智能PID控制模塊直接驅(qū)動(dòng)變頻器、閥門執(zhí)行器等執(zhí)行機(jī)構(gòu),形成獨(dú)立的自控單元,采集溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)道閥門開度調(diào)節(jié)風(fēng)量,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)熱區(qū)溫度控制。
3.5 多溫區(qū)多溫度點(diǎn)監(jiān)測(cè)
爐體內(nèi)預(yù)熱區(qū)、降溫區(qū)雖然不需要進(jìn)行溫度控制,但需要進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè),系統(tǒng)選用HD-A4000系列智能模擬量模塊,測(cè)量采集熱電偶等一次傳感器信號(hào),并通過其自帶的通訊接口,直接將采集數(shù)據(jù)傳給上位機(jī),通過觀察采集到的數(shù)據(jù),分析負(fù)載及真?zhèn)€控制系統(tǒng)工作情況,對(duì)出現(xiàn)的問題及時(shí)處理,以減小能耗發(fā)生。
3.6 故障監(jiān)測(cè)及報(bào)警
在窯爐輥道的輥棒被動(dòng)端一側(cè)安裝傳感器,通過HD-M-D4000系列開關(guān)量模塊采集信號(hào),并通過通訊接口直接傳送到上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)輥棒運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè),保證在傳動(dòng)過程中對(duì)于輥棒斷裂、跑偏等故障的自動(dòng)處理和報(bào)警,以減小窯爐事故及棍棒斷裂等故障帶來的能耗損失。
4結(jié)論
經(jīng)測(cè)試及項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)表明,磁性材料行業(yè)的節(jié)能降耗通過科學(xué)的管理和有效技術(shù)手段,能源消耗大戶節(jié)能降耗的目的是可以有效實(shí)施的。同時(shí)可使用戶的制造成本明顯下降、產(chǎn)品品質(zhì)明細(xì)提高,窯爐使用效率大大增強(qiáng),窯爐事故率大大降低,窯爐自動(dòng)化控制的管理更提升了企業(yè)綜合管理能力。
KZYT-3000系列集散控制系統(tǒng)為窯爐用戶節(jié)能增效
- 上一條產(chǎn)品:基于NZK三相SCR觸發(fā)器的觸發(fā)控制淺析
- 下一條產(chǎn)品:輝達(dá)工控KSY系列電爐溫度控制器符合中華人民共和國...