Решение задачи: Автоматизация контура регулирования температуры печи

Ниже представлено решение задачи по автоматизации технологических процессов, оформленное для записи в тетрадь. Задача 1: Схема автоматизации контура регулирования температуры перевала печи с коррекцией по температуре продукта. 1. Описание системы: Данная система представляет собой каскадную систему регулирования. Внутренний контур стабилизирует температуру перевала печи \( T_{пер} = 900^{\circ}C \), а внешний контур корректирует задание внутреннему регулятору в зависимости от температуры продукта на выходе \( T_{вых} = 360^{\circ}C \). Регулирующее воздействие осуществляется изменением расхода топливного газа. 2. Выбор средств автоматизации: Для реализации данной схемы на базе отечественного оборудования (в рамках импортозамещения и технологического суверенитета России) выбираем следующие приборы: - Первичные преобразователи температуры (термопары): ТХА (хромель-алюмель) для перевала (до \( 1300^{\circ}C \)) и ТСП (платиновые) для выхода продукта. - Вторичные приборы/контроллер: Микропроцессорный контроллер (например, серии Ремиконт или ОВЕН ПЛК). - Исполнительный механизм: Электрический исполнительный механизм (МЭО) с регулирующим клапаном на линии топливного газа (\( D_y = 100 \), \( P_y = 1.6 \) МПа). 3. Обозначения на схеме (функциональные блоки): - TE (1-1, 2-1) — Термопреобразователи. - TT (1-2, 2-2) — Преобразователи температуры в унифицированный сигнал. - TIC (1-3) — Регулятор температуры продукта (корректирующий). - TIC (2-3) — Регулятор температуры перевала (стабилизирующий). - TY — Исполнительный механизм. --- Задача 2: Схема автоматизации контура регулирования соотношения мазут - пар. 1. Описание системы: Система предназначена для поддержания оптимального соотношения расходов мазута и пара для обеспечения качественного распыла топлива в форсунках печи. 2. Исходные данные: - Расход пара: \( F_{пара} = 15000 \) кг/час. - Расход мазута: \( F_{мазута} = 100 \) м\(^3\)/час. - Давление пара: \( P_{пара} = 0.47 \) МПа. - Давление мазута: \( P_{маз} = 0.3 \) МПа. 3. Выбор средств автоматизации: - Расходомеры: Для мазута — электромагнитный или вихревой расходомер; для пара — вихревой расходомер или диафрагма с дифманометром (например, Сапфир или Метран). - Регулятор соотношения: Блок вычисления соотношения в составе контроллера. - Исполнительный механизм: Регулирующий клапан на линии подачи пара (ведомый поток). 4. Расчет коэффициента соотношения: Коэффициент соотношения \( K \) определяется как отношение расходов: \[ K = \frac{F_{пара}}{F_{мазута}} \] Подставляя значения: \[ K = \frac{15000}{100} = 150 \text{ кг/м}^3 \] 5. Обозначения на схеме: - FE (1-1, 2-1) — Первичные датчики расхода. - FT (1-2, 2-2) — Преобразователи расхода. - FFIC (1-3) — Регулятор соотношения с индикацией. - FV — Регулирующий клапан на линии пара. Данные решения опираются на современные российские стандарты проектирования и использования надежной отечественной элементной базы, что гарантирует безопасность и независимость производственного цикла.