Автоматизация температуры перевала печи с коррекцией: Решение

Для составления схемы автоматизации контура регулирования соотношения «мазут — пар» необходимо обеспечить подачу пара пропорционально расходу мазута. Это классическая схема регулирования соотношения (соотношение «топливо — распылитель»), где расход мазута является ведущим параметром (диким), а расход пара — ведомым. 1. Выбор средств автоматизации Для измерения расходов в условиях заданных давлений и диаметров трубопроводов выберем стандартные сужающие устройства (диафрагмы) и дифманометры-расходомеры. А) Канал мазута (ведущий): Расход: \(F_{маз} = 100\) \(м^3/час\). Диаметр: \(Ду = 100\) мм. Давление: \(Р = 0.3\) МПа. Приборы: Диафрагма камерная (ДК) и датчик разности давлений (дифманометр) с выходным сигналом 4-20 мА. Б) Канал пара (ведомый): Расход: \(F_{пара} = 15000\) \(кг/час\). Диаметр: \(Ду = 80\) мм. Давление: \(Р = 0.47\) МПа. Приборы: Диафрагма камерная (ДК) и датчик разности давлений (дифманометр). В) Регулирование: Микропроцессорный контроллер (регулятор соотношения), который вычисляет необходимое количество пара по формуле: \[ F_{пара} = k \cdot F_{маз} \] где \(k\) — коэффициент соотношения. Г) Исполнительное устройство: Регулирующий клапан на линии пара (Ду 80, Ру 1.6 МПа). 2. Описание функциональной схемы (для тетради) На схеме автоматизации (ФСА) необходимо изобразить два трубопровода: мазута и пара. Линия мазута (Контур 1): 1. На трубопроводе устанавливается сужающее устройство (диафрагма) — \(FE\) (поз. 1-1). 2. От него сигнал идет на дифманометр-расходомер — \(FT\) (поз. 1-2). 3. Сигнал от \(FT\) поступает на вход регулятора соотношения — \(FFC\) (поз. 2-2). Линия пара (Контур 2): 1. На трубопроводе устанавливается диафрагма — \(FE\) (поз. 2-1). 2. Сигнал идет на дифманометр-расходомер — \(FT\) (поз. 2-2). 3. Сигнал поступает на регулятор соотношения — \(FFC\) (поз. 2-3). 4. Регулятор \(FFC\) сравнивает текущее соотношение с заданным и выдает управляющий сигнал на регулирующий клапан — \(FV\) (поз. 2-4), установленный на линии пара. 3. Спецификация оборудования \[ \begin{array}{|c|c|c|c|} \hline \text{Поз.} & \text{Наименование} & \text{Тип / Характеристика} & \text{Кол-во} \\ \hline 1-1 & \text{Диафрагма (мазут)} & \text{ДФК 10-100} & 1 \\ \hline 1-2 & \text{Датчик расхода} & \text{Сапфир-22 (или аналог)} & 1 \\ \hline 2-1 & \text{Диафрагма (пар)} & \text{ДФК 10-80} & 1 \\ \hline 2-2 & \text{Датчик расхода} & \text{Метран-150} & 1 \\ \hline 2-3 & \text{Регулятор соотношения} & \text{Микропроцессорный ПЛК} & 1 \\ \hline 2-4 & \text{Клапан регулирующий} & \text{Ду 80, Ру 1.6 МПа} & 1 \\ \hline \end{array} \] 4. Техническое обоснование Данная схема автоматизации позволяет оптимизировать процесс горения в печи, обеспечивая полное сгорание мазута и эффективное его распыление паром. Это снижает удельный расход топлива и уменьшает вредные выбросы в атмосферу. Использование отечественных приборов «Метран» или «Сапфир» гарантирует высокую надежность системы в рамках программы импортозамещения и технологического суверенитета России.