Системы распределения контролируемых атмосфер на промышленном предприятии.

Важное значение имеет рациональный выбор схемы снабжения печей и печных агрегатов контролируемыми атмосферами. При использовании экзотермических атмосфер или атмосфер из аммиака генераторы обычно устанавливаются на специальном участке цеха и все печи снабжаются атмосферой централизованно по общей магистрали. Если производится экзотермическая атмосфера 2-х типов (например очищенный и неочищенный экзогазы) оба типа атмосферы подаются к печам по различным магистралям.

Труднее осуществить выбор схемы снабжения атмосферами эндо-или-экзоэндогаза при цементации и нитроцементации. Это связано с тем, что для различных зон цементационных печей требуется атмосфера различного состава. В настоящее время наиболее целесообразно для крупных цехов серийного или массового производства является централизованная схема снабжения атмосферойэндо или эндоэкзогаза. Пример выполнения такой схемы приведен на рис. 1.

В соответствии с этой схемой генераторы, установленные на генераторном участке цеха, подают в одну общую магистраль атмосферу одного и того же состава, обеспечиваемого системой автоматического регулирования непосредственно на каждом генераторе. Регулирование осуществляется по импульсу (составу газа),

 

взятому на выходе из генератора (обычно по содержанию одного из компонентов CO₂ или H₂O). При низком углеводородном потенциале атмосферы регулирующий прибор на генераторе дает команду на изменение состава исходных компонентов (например, соотношение природный газ-воздух). В результате углеводородный потенциал повышается и поступает обратная команда. Углеродный потенциал при необходимости изменяется непосредственно на печи: повышается путем введения углеводородов или понижается посредством добавки окисляющих компонентов (неочищенного экзогаза, воздуха) непосредственно в печь. Для поддержания углеродного потенциала печи оборудуются собственной системой автоматического регулирования, действующей по анализу пробы газа непосредственно из печи.

Централизованная схема дает возможность применить генераторы высокой производительности это позволяет удешевить производство атмосферы, сэкономить площадь, облегчить условия эксплуатации. Централизованную схему следует применять при закалке, цементации, нитроцементации близких по составу марок сталей, когда режим термообработки мало отличается друг от друга.

При обработке деталей по различным процессам при использовании печей периодического действия, а также когда необходимо обеспечить особо высокие требования к качеству насыщения, применяется автономная схема снабжения атмосферой. По этой схеме генератор ставится непосредственно у каждой печи. При такой схеме состав атмосферы р генераторе регулируется непосредственно по анализу газов из печи по схеме обратной связи. Схема позволяет повысить точность регулирования состава (углеродного потенциала) в печи за счет автоматического учета практически всех возмущений, изменяющих углеродный потенциал (подсосы воздуха через неплотности печи, другие загрязнения) и уменьшить его инерционность. Однако преимущества автономной схемы ограничиваются тем, что при необходимости поддержания высокого углеродного потенциала атмосферы (например, для зоны насыщения) ее приготавливают при повышенной концентрации углеводородов в исходной смеси, что ускоряет засаживание катализатора, т.е. при этом ухудшаются эксплуатационные характеристики. Если же высокий углеродный потенциал обеспечить добавкой углеродов непосредственно в печь, а на генераторе поддерживать умеренный потенциал, многие преимущества автономной схемы теряются. Кроме того необходимость установки у каждой печи или у каждой зоны по отдельному агрегату повышает капитальные и текущие затраты.

Весьма перспективной является комбинированная схема снабжения, сочетающая особенности как централизованной, так и автономной. По этой схеме те зоны, не требует точного регулирования, снабжаются по централизованной схеме, а зоны, в которых осуществляется окончательное формирование диффузного слоя – по автономной. Например, эндогаз со сравнительно невысоким углеродным потенциалом по централизованной схеме поступает в закалочные печи, в зоны нагрева и интенсивного насыщения цементационных печей. В зоне интенсивного насыщения углеродный потенциал повышается до предельного значения добавкой углеводородов непосредственно в печь. В зоне диффузионного выравнивания, в которой окончательно формируется слой, эндогаз подается от отдельного небольшого генератора по автономной схеме с регулированием по импульсу из печи.

   

 

 

Системы производства и распределения искусственного холода.