I. Temat projektu i podstawowe specyfikacje linii produkcyjnej

Badanie przypadku dotyczy linii produkcyjnej galwanizacji ciepłej napędzanej gazem ziemnym, o bezpośrednim ogrzewaniu, przyjaznej dla środowiska, przeznaczonej dla rynku południowoamerykańskiego,z elementami konstrukcyjnymi stalowymi jako głównym celem przetwarzaniaWnętrze kotła z cynkiem ma wymiary 4,7 metra długości, 1,0 metra szerokości i 1,8 metra głębokości.Wymiary te bezpośrednio określają nominalną pojemność cynku 50 ton i ograniczają maksymalną godzinną moc do około 2 tonCała linia produkcyjna jest zaprojektowana modułowo, aby spełniać standardy eksportowe transportu morskiego, o łącznej masie około 159,7 tony,odpowiadający aranżacji przewozowej sześciu 40-stopniowych kontenerów sześciennych plus jeden 20-stopniowy kontener ogólnego użytku.

System elektryczny musi być dostosowany do warunków lokalnej sieci południowoamerykańskiej, ¥ 220V/60Hz moc trójfazowa.napędy o zmiennej częstotliwości, a jednostki sterujące PLC należy ponownie skalibrować na 60 Hz, aby zapewnić zgodność czasu, prędkości obrotowej i protokołów komunikacji z właściwościami lokalnego zasilania.

II. Parametry systemu grzewczego i dostaw gazu

W specyfikacji technicznej określono wyraźne ograniczenia jakości gazu: wartość cieplna musi mieścić się w zakresie od 8400 do 8600 pomnożonym przez 4.18 kJ/m3, ciśnienie wejściowe musi utrzymywać się w zakresie od 100 do 200 kPa, a ciśnienie węzła gazowego jest kontrolowane w zakresie od 90 do 80 kPa. Warunki te bezpośrednio wpływają na wybór palnika.

Sekcja spalania jest wyposażona w cztery szybkie palniki impulsowe, modelu TJ100. Każdy z nich ma zużycie gazu o natychmiastowym natężeniu około 28 m3/h,osiągając całkowite natychmiastowe zużycie gazu do 112 m3/hAby zapewnić ciągłą produkcję bez zakłóceń w wyniku wahań w dostawach gazu, rurociąg gazowy posiada konfigurację z dwoma głównymi wejściami, z jedną jednostką działającą, a drugą w stanie gotowości.umożliwienie przełączania sieciSystem zapłonu obsługuje zarówno automatyczny, jak i ręczny tryb podwójny wysoki-niższy. Podczas uruchamiania dostępne jest ręczne dopasowanie, podczas gdy podczas normalnej produkcji włączone jest automatyczne śledzenie.Piekarnik działa w trybie spalania pod ciśnieniem mikro dodatnim, zaprojektowane w celu zapobiegania odpływowi zimnego powietrza i utrzymania stabilności termicznej w piecu.

III. Materiały zbiorników procesowych i układ całej linii

Wszystkie zbiorniki wstępnego i późniejszego oczyszczania mają jednolite wymiary zewnętrzne o długości 4,7 metra, szerokości 1,0 metra i głębokości 1,8 metra, zgodnie z wymiarami kotła cynkowego.Decyzja projektowa uproszcza planowanie szlaku żurawia, umożliwiające ponowne wykorzystanie punktów podnoszenia i pozycjonowania w ramach jednego układu współrzędnych.pokryte warstwami antykorozyjnymi z tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknem szklanym (FRP) w celu przeciwdziałania chemicznemu atakowi kwasów, zasadowe i soli fluozujące.

Sekcja odkupowania składa się z czterech zamkniętych zbiorników odkupowania, a czas zanurzenia na zbiornik jest regulowany od 6 do 30 minut, w zależności od stanu utleniania powierzchni przedmiotów.Pomieszczenie oczyszczania działa pod ciśnieniem ujemnym, z wózkami naziemnymi wykorzystywanymi do załadunku i rozładunku materiału, zapewniającymi, aby kwas nie rozpraszał się w warsztacie podczas pracy.części robocze przechodzą kolejno do dwóch zbiorników do płukania w celu płukania nadmiernego, a następnie wprowadź do zbiornika, w którym znajduje się jeden zbiornik, przy którym temperatura pracy utrzymywana jest w zakresie od 50 do 70 °C, a pH kontrolowane jest na poziomie około 5.Automatyczne urządzenie do usuwania żelaza ogranicza stężenie jonów żelaznych do 1 mg/l w celu zapewnienia aktywności kąpieli strumieniowejSekcja chłodząca obejmuje jeden zbiornik chłodzący, połączony z plastikową wieżą chłodzącą wzmocnioną włóknem szklanym do chłodzenia wody w obiegu.Ciepło uwalniane podczas chłodzenia jest kierowane do układu podgrzewania kwasowegoSekcja pasywacyjna składa się również z jednego zbiornika, wykorzystującego proces pasywacji bezchromową w celu spełnienia wymogów dotyczących ochrony środowiska eksportowego.

IV. Konfiguracja układu oczyszczania mgły kwasowej i dymów cynku

Zamknięte pomieszczenie do obróbki, w połączeniu z ekstrakcją pod ciśnieniem ujemnym, kieruje kwasową mgłę do układu oczyszczania.Mgła kwaśna najpierw przechodzi przez etap rozcieńczania. Woda rozcieńczania jest również wykorzystywana do przygotowania świeżego kwasu., konstrukcja, która zmniejsza zużycie alkalizmu, a następnie wchodzi w wieżę neutralizacyjną wchłaniania kwasowej mgły.Wieża neutralizacyjna jest wyposażona w urządzenie dozowania automatycznego i jest napędzana przez wentylator o zmiennej częstotliwości 22 kW. sondy do wykrywania pH są instalowane zarówno na wejściu, jak i wyjściu, aby monitorować zmiany pH przed i po neutralizacji w czasie rzeczywistym, zapewniając podstawę do dostosowywania dawkowania.

Oczyszczanie dymem cynku rozpoczyna się nad ketlem cynkowym, przy użyciu dwustronnej kaptury wysysającej, która pokrywa obie boczne strony szerokości ketla.Złapane opary cynku przechodzą kolejno przez filtr workowy do usuwania cząstek stałych, a następnie przez etap dezodoryzacji z zasłoną wodną w celu usunięcia składników zapachowych, wreszcie rozładowywany przez wentylator o napięciu 37 kW o zmiennej częstotliwości. wentylator jest uruchamiany 2-3 minuty przed opuszczeniem części do kotła,w celu ustalenia wystarczającego ciśnienia ujemnego w trakcie początkowej fazy wytwarzania ciężkich oparów z cynku.

V. Kaskadowy system wykorzystywania ciepła odpadowego (podstawowy moduł technologiczny)

Najważniejszą cechą inżynieryjną tej linii produkcyjnej jest jej pięciostopniowe kaskadowe odzyskiwanie ciepła odpadowego z gazu spalania z cynowego kotła,o temperaturze stopniowo spadającej od około 500°C przy wyjściu pieca do warunków w pobliżu otoczeniaNastępujące sekcje opisują każdy poziom wykorzystania w porządku malejącym temperatury.

Etap 1: Podgrzewanie płynów fluxowych: gaz dymny wychodzi z pieca w temperaturze około 500°C i najpierw trafia do wymiennika ciepła ze stali nierdzewnej, gdzie podgrzewa wodę krążącą do temperatury około 90°C.Ta gorąca woda jest następnie wysyłana do cewki wymiany ciepła ze stopu tytanu wewnątrz zbiornika, podnosząc płyn płynny z temperatury otoczenia do punktu ustawienia procesu 50 do 70 °C. W tym przypadku legowane tytany są obowiązkowym materiałem,ponieważ roztwór fluxowy zawiera chlorek cynku i chlorek amonu, które są żrące dla zwykłej stali nierdzewnej.

Etap 2: Suszenie przedmiotu. Po pierwszym etapie wymiany ciepła temperatura spalin spada do około 300°C, a następnie wchodzi do sekcji zbiornika suszenia.Rurka wymiennika ciepła stosowana w tym przypadku jest rurą spiralną o średnicy zewnętrznej 630 mm i grubości ściany 8 mmWiększa powierzchnia powierzchni ułatwia uwalnianie ciepła odpadowego.zmniejszając w ten sposób straty cieplne z kąpieli cynkowej.

Etap 3: Podgrzewanie powietrza spalania (patentowane): gdy gaz spalinowy nadal chłodzi się do temperatury około 200°C, trafia do podgrzewacza powietrza spalania, urządzenia, dla którego uzyskano patent.Gazy dymne podgrzewają powietrze spalinowe wymagane przez palniki z temperatury otoczenia do 50 do 150 °CPo dostarczeniu do pieca to podgrzewane powietrze spalania zwiększa teoretyczną temperaturę spalania.Projekt szacuje oszczędność gazu w wysokości od 2 do 3 m3 na tonę części ocynkowanych Jednakże jakościowy wpływ każdego wzrostu temperatury powietrza podgrzewanego o 100°C na prędkość rozprzestrzeniania się płomienia jest dobrze uznany w nauce spalania jako pozytywny wkład w efektywność cieplną..

Etap 4: Suszenie osadu (patentowane): nad kanałem spalin wymiennika ciepła powietrza spalinowego znajduje się zbiornik suszenia osadu ze stali nierdzewnej o pojemności 316 l o długości 6000 mm, szerokości 750 mm,i 375 mm w wysokości jest zainstalowany, wykorzystując odpady ciepła z gazów spalinowych w temperaturze około 150 do 200°C. Urządzenie to jest również opatentowaną technologią.suszenie do około 10% wilgotności, zmniejszając w ten sposób znacząco masę odpadów pozaszczepialnych.

Etap 5: Wykorzystanie ciepła odpadowego na krawędzi garnka i ogrzewanie w warsztacie.jest odzyskiwany przez dwuskalową cewkę ze stali nierdzewnejOdzyskane ciepło jest wykorzystywane do ogrzewania wody w obiegu w celach takich jak kąpiel, podgrzewanie kwasem lub ogrzewanie pomieszczeń warsztatowych.Ciepło odpadowe niskiej jakości pozostałe przed ostatecznym wyładowaniem do komina może być również bezpośrednio uwalniane do warsztatu przez stalowe rury, chociaż należy wprowadzić środki ochrony przed oparzeniami.

VI. Podnoszenie, logistyka i sterowanie automatyzacją

Podnoszenie obrabiarków wykorzystuje konfigurację podwójnego podnoszenia o masie 3 tony i 3 tony.o szerokości nieprzekraczającej 10 mm,Przedmioty są najpierw ręcznie przymocowane do dużych stojaków za pomocą ramy podnoszącej, podnoszone do ustalonej wysokości, a następnie transportowane wózkiem naziemnym do pomieszczenia piklingu.Wnętrze pomieszczenia jest podnoszone przez dźwigi podnoszące duże stoiska do zbiorników kwasu, sekwencyjnie przetwarzane przez każdą stację zbiornikową.

Rozwiązanie logistyczne oferuje nabywcy dwie opcje automatyzacji: jeden jest elektrycznym dźwigem na bramce z zdalnym sterowaniem; drugi jest elektrycznym dźwigem na szynach z wózkami RGV,który może kontrolować czas zanurzania i temperaturę ocynkowania za pomocą programów PLCProgram sterowania uniemożliwia operatorom przedłużanie czasu zanurzenia w oparciu o indywidualne doświadczenie,w ten sposób unika się nadmiernie grube powłoki cynkowe, które marnują materiał i zwiększają koszty.

VII. Logika rozkładu i sterowania obciążeniem elektrycznym

Całkowita moc elektryczna całej linii produkcyjnej wynosi około 205 kW.i wentylator z cynkiem wywołany dymem jest znamionowy na 37 kW obydwie są wyposażone w napędy o zmiennej częstotliwości, aby uwzględnić różne wymagania ekstrakcji w różnych warunkach pracySilnik dźwigu powietrznego ma moc 15 kW, urządzenie do usuwania żelaza 15 kW, sprężarka powietrza 7,5 kW, trzy pompy rozpylające 5,5 kW każda, a silniki podnoszące łącznie 30 kW.Rezerwa 20 kW jest przeznaczona na przyszłe rozbudowy lub tymczasowe obciążenia.

System regulacji temperatury kąpieli cynkowej wykorzystuje 3-stopniową pętlę regulacyjną PID, z sygnałami temperatury uzyskiwanymi za pomocą termoparów i wyświetlanymi na dużym ekranie.System automatycznie reguluje moc spalania w oparciu o odchylenie pomiędzy temperaturą mierzoną a punktem ustawionym, eliminując konieczność częstej ręcznej interwencji.