Методы аппаратного вычисления углеродного потенциала атмосферы печей и /или эндогенераторов 1.На нашем предприятии работают специалитсы ВНИИЭТО и НИИАвтопрома,которые более сорока лет успешно осуществляли свою деятельность в области создания систем контроля и регулирования состава эндогаза в процессе его получения в эндотермических генераторах и печных атмосфер при проведении режимов цементации,нитроцементации и безокислительного нагрева.Наше предприятие имеет большой опыт по внедрению этих систем ,как собственной разработки ,так и импортных ,применяемых на оборудовании зарубежных фирм и нами накоплен большой опыт для оценки эксплуатационных возможностей разных методов и датчиков состава атмосферы печей. 2.В практике химико-термической обработки применяются,в основном,два метода расчета (аппаратного вычисления ) углеродного потенциала ,основанных на измерении термодинамических параметров печной атмосферы. 2.1.Система,основанная на первом методе,использует в качестве датчика инфракрасный оптико-акустические (ИК) газоанализатор для измерения концентрации двуокиси углерода в печной атмосфере. 2.2.Система,основанная на втором методе,использует в качестве датчика - датчик для измерения концентрации кислорода в печной атмосфере,принцип работы которых основан на ионной проводимости твердого электролита из двуокиси циркония. 3.Приведем сравнительные характеристики датчиков ,применяемых для контроля углеродного потенциала атмосферы. 3.1.Погрешность измерения. Необходимая величина концентрации двуокиси углерода для процессов цементации при температуре 930 град. С в печной атмосфере,получаемой из природного газа,находится в диапозоне 0,09 - 0,14 %.Необходимая величина концентрации кислорода при тех же условиях составляет 10-19....10 -20%. Для ИК-газоанализаторов погрешность измерения гарантирована паспортным данными . проверка газоанализаторов производится с помощью поверочных газовых смесей(ПГС), поставляемых с газоанализатором. Т.е. существует метрологическое обеспечение этого типа датчиков. Для поверки кислородных датчиков в области вышеприведенного диапазона концентрации кислорода ПГС, естественно, не существует. Поэтому применяется метод косвенного измерения концентрации кислорода по некоторой теоретической зависимости: E=F(%О2,Т,град.С),где Е -ЭДС датчика в мВ. Таким образом погрешность измерения концентрации кислорода зависит от точности измерения ЭДС,которая ,в свою очередь,определяется,точностью контроля температуры нагрева ячейки датчика,надежностью контакта электродов с его поверхностью,степенью загрязнения его поверхности сажей,структурой и чистотой двуокиси циркония и другими факторами.Методы и средства поверки датчика в его рабочем диапазоне и метрологическое обеспечение отсутствуют. 3.2.Срок службы. Для ИК-газоанализаторов срок службы практически неограничен в следствии его почти 100% ремонтопригодности. Запущенные в эксплуатацию в период с 2000г. системы с отечественными газоанализаторами по настоящее время работают безотказно . Срок службы кислородных датчиков погружного типа (т.е. расположенных непосредственно в печах),в общем случае не превышает одного года. Датчик не ремонтнопригоден (при выходе датчика из строя требуется его замена). 3.3.Быстродействие. Быстродействие ИК-газоанализаторов ,т.е. запаздывание изменений показаний при изменении состава измеряемой газовой среды не превышает одного года ,быстродействие кислородного датчика погружного типа практически мгновенное,но при условии незначительного присутствия сажи в печи.Если поверхность датчика загрязняется сажей, инерционность его значительно возрастает. Однако следует отметить.что этот параметр не является значимым для процесса автоматического регулирования состава эндогаза в печах и генераторах ,поскольку эти объекты достаточно инерционны. Постоянная времени- период с момента воздействия регулятора на объект до момента изменения состава измеряется минутами. 3.4.Особенности аппаратной реализации. Системы,основанные на первом методе,требуют применения средств доставки анализируемого газа к газоанализатору и его подготовки к анализу. Это-газоотборники, устанавливаемые в печи, линии газового анализа,фильтры грубой и тонкой очистки,газовые насосы. Для кислородных датчиков всего этого не требуется поскольку они расположены непосредственно в печи. Однако этот, на первый взгляд,сравнительный недостаток систем первого типа дает им серьезное преимущество, т.к. позволяет создавать многоточечные системы,в которых может обслуживаться несколько объектов регулирования ,что значительно снижает расходы пользователя. 3.5.Диапазон применения. Системы первого типа могут обслуживать как печи,так и эндогенераторы. Системы второго типа с погружным датчиком кислородного потенциала могут применяться только для обслуживания печей. 4. Выводы. По нашему мнению более предпочтительным является применение метода измерения состава атмосферы печей и/ли эндогенераторов ,основанных на использовании ИК-газоанализаторов,о чем,кстати ,говорит мировой опыт.
|
||||||||
|
| |||||||||||||||||||