PSR review 2012
реклама
ОБЗОР ЖУРНАЛ ФИРМЫ ПАРКИНСОН-СПЕНСЕР РЕФРАКТОРИЗ Лтд 2012/2013 Содержание. Страница 1 Страница 3 Канальные блоки PSR 993 Система для рассредоточения свили – продолжающийся успех процесса перемешивания Страница 6 Новая большая шлифовальная машина для обработки боковых поверхностей. Дополнительные мощности для обжига. Страница 7 Секции набора стекломассы выигрывают от технологии System 500. Страница 8 Измерение температуры стекла в питателях и выработочных каналах. Страница 13 Преобразования в питателе и выработочном канале типа System 500 Страница 17 Партнерство в сфере передачи знаний. Обучение по программе института “City and Guilds” Страница 18 Воспитание талантов в нашем отделе технического обслуживания. Сертификат ИСО 14001:2004. На фото: Установка двух систем мешалок ПСР для рассредоточения свили. Страница 19 Новый фрезерно-шлифовальноПервую можно видеть на первом плане. Вторая сзади справа. сверлильный станок. Новый Интернет-сайт. Страница 20 Агенты и представители фирмы ПСР зарубежом. На фото: Предварительная сборка каналов для красящего питателя из материала PSR 993 PSR-993 – Канальные блоки. С момента внедрения материала PSR-993, где-то 8 лет тому назад, продажи и промышленное производство этого материала было направлено на изготовление боковых блоков, контактирующих со стекломассой, и покрывной плитки для выработочного канала (распределителя). Это нас устраивало, поскольку нам нужен был продукт собственного производства, который можно было бы встраивать в наши системы выработочного канала (распределителей) в качестве альтернативы плавлено-литым изделиям. Кроме того, мы получили ценный опыт массового производства при изготовлении этого нового материала, а также время для решения проблем, которые он ставит для изготовления канальных блоков. В настоящее время применение PSR-993 распространилось на канальные блоки питателя, и он предлагается наряду с нашими традиционными каналами из материала PSR-333. 1 Материал PSR-993 стал результатом научно-исследовательского проекта, проводимого совместно с Лидским университетом 10 лет назад в рамках финансируемой правительством Великобритании программы, ранее известной как Схема обучения компаний (Teaching Company Scheme). Первоначально задавшись целью создать продукт альтернативный PSR-333, но без содержания циркония, мы установили, что если раздвинуть границы рецептуры и технологии изготовления немного жестче, то можно получить продукт, коррозионные параметры которого сравнимы с параметрами плавлено-литого α-β (альфабета) глинозема. Начало использования канальных блоков, не содержащих циркония, ведет к 80 и 90-м годам, когда некоторые производители стекла и поставщики плавлено-литых огнеупоров считали, что использование огнеупоров, содержащих цирконий, для контакта со стеклом ниже протока печи в выработочном канале и питателях, является основным источником появления свили «кошачьи царапины». Связанные огнеупоры для контакта со стеклом, не содержащие циркония, основанные на использовании спеченного муллита, плавленого муллита или слоистого глинозема, уже поставляли, в том числе и ПСР, но их устойчивость к коррозии общепризнано была хуже, чем у материала PSR-333. Такое же мнение относительно происхождения свили «кошачьи царапины» до сих пор бытует в некоторых кругах сегодня, хотя вес убеждения впоследствии определил, что не содержание циркония в огнеупорах отвечает за «кошачьи царапины, а стекловидная фаза, которая присутствует в плавлено-литых огнеупорах, которые широко используются в варочных бассейнах печи и в огнеупорах верхнего строения. Осознание такого заблуждения активизировало в течение последних лет продажи наших канальных блоков из материала PSR-333, и мы продолжаем рекомендовать этот материал, как самое лучшее техническое и коммерческое решение, согласующееся с типичным сроком службы современной стекловаренной печи. Тем не менее, для тех, кто предпочитает материал без циркония, каналы из PSR-993 являются жизнеспособной альтернативой плавленолитому α-β (альфа-бета) глинозему. PSR-993 в некоторой степени является уникальным продуктом, для изготовления которого, в отличие от большинства других огнеупоров на основе глинозема, не используются химические связующие компоненты. Он содержит только глинозем, а связка образуется спеканием однофазных зерен глинозема при высоких температурах. С другой стороны, включение субмикронных глиноземистых порошков, требуемых для ускорения процесса спекания, привнесло проблемы, связанные с сушкой и обжигом; и хотя изготовление обычных фасонных блоков и плитки для блоков выработочного канала, контактирующих со стекломассой, и даже достаточно сложные формы с относительно тонкими участками, например, чаши фидера, достигалось сравнительно легко, изготовление канальных блоков оказалось более трудным из-за формы и большей толщины стенок. Таким образом, за последние несколько лет мы внедрили ряд инициатив, которые дали возможность продвинуть использование материала 993 за границы выработочного канала. В первую очередь сотрудники нашей лаборатории пересмотрели процедуры литья, проводя ряд заводских испытаний, используя различные смешанные гранулометрии, технологии литья и формы, чтобы улучшить характеристики литья и высушивания. Мы также поручили организации CERAM, английскому отделению по исследованию и испытанию керамики, провести некоторые испытательные работы. CERAM помогла нам с рядом вопросов, наиболее примечательным из которых было выполнение анализа методом конечных элементов, чтобы имитировать напряжения и деформации, вводимые во время процесса обжига. Результаты анализа дали возможность отрегулировать наш график обжига из-за определенных критических температур, что позволяет устранить напряжения и дефекты, связанные с более сложными формами. Конечным результатом является продукт с такими основными характеристиками: Содержание Al2O3: 99,7% (только альфа глинозем) Объемная плотность: 3270 кг м-3 Открытая пористость: 14-15% устойчивости к коррозии материала PSR993 и плавлено-литого α-β глинозема. Это был тест на коррозию в статических условиях, проводимых более 72 часов при температуре 1370˚С в натриево-кальциевосиликатном стекле. Результат оказался аналогичным первоначальным тестам, где коррозионные потери PSR-993 были почти точно такими же, как у плавлено-литого α-β глинозема. Результаты теста на содержание пузырьков и камней также сравнили. PSR-993 показал «минимальную эрозию ниже поверхности стекла, никаких знаков восходящих посечек и видимых камней ни в падающей капле, ни в тигле». Производство материала PSR-993, изготавливаемого методом шликерного литья, обходится дешевле, чем производство плавлено-литых огнеупоров, для изготовления которых используется электродуговая варка и литье, и в нем не образуются усадочные раковины и рубцы, характерные для плавлено-литых изделий. Таким образом, цена и параметры каналов из PSR-993 должны быть теоретически сравнимыми с ценами и параметрами каналов из беспустотного плавлено-литого α-β глинозема. Сейчас PSR-993 используется для изготовления каналов питателя и чаш фидера, а также для изготовления боковых стенок выработочного канала, контактирующих со стеклом, и покрывной плитки для него. Мы предполагаем, что этот материал будет особо привлекателен для питателей, работающих при температурах выше стандартных рабочих температур. Чтобы убедиться, что коррозионные характеристики немного измененного продукта остаются сравнимыми с нашими первоначальными результатами, мы поручили Glass Technology Services провести сравнительный анализ На фото: Предварительная сборка выработочного канала из материала PSR-993 2 Система для рассредоточения свили – продолжающийся успех процесса перемешивания Последние пять выпусков обзора ПСР содержали планы развития и реализации наших Систем для рассредоточения свили на десять лет, и в последнем выпуске за 2010 г. мы сообщали о «беспрецедентном интересе к нашим системам». Эта тенденция продолжилась и ускорилась существенно, свидетельством чего является количество уже поставленных и находящихся в производстве заказанных систем. Количество это составило 81 систему на август 2012 г., причем за последние два года было поставлено 31 система. Здесь мы обсудим некоторые вопросы, касающиеся конструкции, нашего опыта и полученных на сегодня результатов. Это было давно, в 2002 году, когда мы впервые ввели нашу концепцию системы мешалок для рассредоточения свили. Она сначала появилась в результате данного заказчику совета использовать наши огнеупорные мешалки для исключения свили «кошачьи царапины», но мы понимали, что имеется также необходимость и возможность для реализации целого комплексного решения. Несмотря на то, что идея использования мешалок в секции выравнивания питателя была не новой, их применение для На фото: Установка двух систем мешалок ПСР для рассредоточения свили. Первую можно видеть на первом плане. Вторая сзади справа. рассредоточения свили до сего времени не было по большому счету широко использовано. Надо сказать, что многие поставщики и стекольные компании сделали вывод, что использование мешалок не совсем подходящее решение для проблемы «кошачьи царапины», полагая, что мешалки не смогут работать достаточно близко у дна канала, и даже если они будут там стоять, то возникнут проблемы с повреждением и чрезмерным износом мешалок и канальных блоков. Поэтому установка дренажной системы быстро становится популярным решением этой проблемы. Но нам было понятно, что дренаж не может быть успешным решением для всех случаев и, кроме того, влечет значительные эксплуатационные расходы, связанные с потерей стекла, вытекающего через дренажное отверстие, даже если загрязненное стекло используется повторно как стеклобой. В первые несколько лет поставок нашей системы мешалок мы отладили как место расположения мешалок, так и конфигурацию мешалок, и вскоре поняли, что если сделать правильные начальные настройки и подогнать систему для каждого конкретного случая, то, бесспорно, можем быть уверены в том, что сможем решить проблему «кошачьи царапины», если не полностью, то в значительной степени. Последующая дача гарантии возврата денег в случае не решения этой проблемы, является мерой нашей уверенности в своей системе, и такая гарантия дается на каждую продаваемую сегодня систему. На фото: Волнистые линии - типичное проявление свили «кошачьи царапины» на поверхности стеклобутылки Комплексная поставка Конечно, будучи одновременно и изготовителем огнеупоров, и инженерной компанией, мы имеем уникальное преимущество, так как сами проектируем, изготавливаем и поставляем всю систему полностью, а также контролируем и отвечаем за установку, работу и эффективность оборудования. Наши инженеры осуществляют шефнадзор и оказывают помощь при установке и запуске системы, а также обучают работающий и обслуживающий персонал, гарантируя надлежащую установку, эксплуатацию системы и последующий уход за ней. Преимущество комплексной поставки было четко проиллюстрировано одним заказчиком, который использовал огнеупорные мешалки ПСР на 3-х механизмах мешалок другой фирмы. Проблема заключалась в том, что мешалки не могли работать достаточный период времени без поломки – часто вопрос нескольких часов. При других обстоятельствах возможной причиной могла быть конструкция или качество огнеупорных мешалок, но в этом конкретном случае заказчик на питателях другой печи уже имел четыре укомплектованные системы мешалок для рассредоточения свили от ПСР с мешалками такой же конструкции, работающих без проблем. Они проработали 2 года при типичном сроке службы 9 месяцев. Было ясно, что причиной поломки были не мешалки. Проблема окончательно решилась, когда заказчик заменил имеющиеся у него механизмы мешалок на 3 механизма ПСР. Однако, хотя проблема с поломкой мешалок была сразу решена, чтобы уменьшить дефект «кошачьи царапины» до приемлемого заказчиком уровня, пришлось переконструировать мешалки, сделать лопасти более широкими, чтобы подогнать под конкретную конструкцию канальных блоков на этих питателях. 3 На фото: Панели управления мешалками для двух систем мешалок ПСР для рассредоточения свили Количественная оценка свили «кошачьи царапины» Поскольку использование плавлено-литых бадделеитокорундовых огнеупоров в варочной части печи до сих пор остается единственно возможным способом получения приемлемого срока службы печи, то, по-видимому, большинство производителей стеклотары в большей или меньшей степени имеют время от времени проблему свили «кошачьи системы. Один из наших крупных заказчиков постоянно оценивает свои изделия на наличие свили «кошачьи царапины» и разработал систему оценок, определяющую степень свили от 5 до 1. Оценка 5 определяет наиболее серьезную ситуацию, когда «кошачьи царапины» имеют ширину более 2-3 мм, легко заметные и могут чувствоваться подушечкой пальца или ногтем. Оценка 2 дается, когда ширина царапин менее 2-3 мм, едва заметная, но пальцем или ногтем не чувствуется. Оценка 1 ставится, когда нет видимой свили «кошачьи царапины». Из 14 систем мешалок, установленных на этом заводе, все, кроме одной, получили оценку 1. Единственная установка, не получившая оценки 1, стояла на производственной линии, выпускающей тару высшего качества класса Премиум . Но даже этого оказалось недостаточно, чтобы поставить оценку 2, поэтому заказчик, чтобы описать очень размазанную, почти невидимую свиль «кошачьи царапины», ввел промежуточную оценку 1,5. примерно 1,5 тоннами в сутки, так как при более высокой интенсивности через дренаж, скорей всего, может быть потянуто стекло с более горячей поверхности, а не материал со свилью. Это может привести к тому, что материал со свилью пройдет мимо сборника, а не будет собран и выведен. На одной установке два тандема «Fобразных» питателей питали два тандема ISмашин, производящих зеленое стекло, и для исключения дефекта «кошачьи царапины» дренаж был сделан на всех четырех питателях. До 1,5 тонн стекла в сутки выливалось из каждого питателя, но убрать свиль не удалось и, кроме того, эти выливаемые 6 тонн в сутки ограничивали максимальную производительность печи. Поэтому в качестве эксперимента, Система мешалок ПСР сначала была установлена на одном из питателей в результате чего свиль «кошачьи царапины» была устранена и дренаж стекла остановлен. Впоследствии еще три системы мешалок ПСР были установлены на остальных трех питателях точно с таким же результатом, при этом все дренажные системы были остановлены, дав возможность печи достичь максимальной производительности. По предварительным расчетам за один год количество стекла, повторно проходимого через эти дренажные системы, может доходить до 2 190 тонн. У нас нет доступа к информации о производственных затратах и марже клиента, но, учитывая расходы на смешение, повторную варку и кондиционирование этого количества стекла, а также добавив потерянную прибыль на продаже бутылок, мы считаем, что годовая экономия, обеспечиваемая четырьмя Системами мешалок для рассредоточения свили, выльется в значительную цифру, а срок окупаемости можно легко измерять в месяцах. При этом не учитывается повышение качества стекла, уменьшение бракованного стекла и удовлетворенность клиента, полученные благодаря устранению свили «кошачьи царапины». Другие преимущества Установив на сегодняшний день много систем мешалок, мы заметили, что они приносят и некоторые попутные полезные эффекты, иногда равные по значимости эффекту рассредоточения свили. На фото: Мешалки лопастного типа во время установки царапины». При наличии обычно в бадделеитокорундовых огнеупорах 20% стекловидной фазы, выделение ее при начальном нагреве печи и растворение во время работы, без всякого сомнения, является главным источником свили «кошачьи царапины». Но по большому счету это косметическая проблема, потому что прочностные и физические свойства стеклотары остаются почти без изменений. Для тары обычного качества это часто допустимо, но в случае избытка свили или для бутылок высшего качества класса Премиум такая ситуация может оказаться неприемлемой. Особой проблемой это может быть для тонкой пористой столовой посуды, так как поверхностная свиль в большей степени распространяется по всей толщине стекла и приводит к сильно видимому дефекту, неприемлемому для посуды хорошего качества. Эти линии можно почувствовать ногтем пальца, как рубчик на поверхности стекла, и они могут усложнить приклеивание этикетки или декорирование поверхности изделия. Количественная оценка свили «кошачьи царапины» - это субъективный вопрос и в большинстве случаях мы полагаемся на пользователя, чтобы он оценил ситуацию до и после и подтвердил, что он удовлетворен результатами, полученными после установки На фото: Выводим деньги через дренаж вниз? Постоянный слив стекла через дно питателя путем дренажа. Мешалки против дренажных систем Часто кажется, что количество стекла, пропадающего при постоянном использовании дренажа, незначительно, и этот дренаж, однажды установленный, должен работать непрерывно, чтобы предотвращать образование свили, переполнение специального блока (сборника) и загрязнение стекломассы текущей к чаше. Многие компании устанавливают эти дренажные блоки в питателе во время реконструкции печи на случай, если неожиданно возникнет проблема свили «кошачьи царапины». Однако поскольку дренажный блок предназначен для сбора материала со свилью, такая мера на самом деле может ускорить появление проблемы во время кампании и тогда использование дренажа становится необходимостью. Установка дренажа не может гарантировать устранение свили «кошачьи царапины», потому что дренажный блок имеет ограниченную емкость. Он также ограничен максимальной интенсивностью потока, Наши системы устанавливаются на питателях для бесцветного, коричневого и большого количества оттенков зеленого стекла, окрашиваемого в стекловаренной печи, а также на окрашивающих питателях, обеспечивающих стандартный цвет, который можно получить при окрашивании в печи, а также специальные цвета. При использовании на окрашивающих питателях, они, кроме того, помогают убрать цветные полоски, которые могут появиться после смены цвета, тем самым сократив время, требуемое для получения соответствующего цвета стекла. Один клиент, изготавливающий стеклотару класса Премиум из черного стекла, после установки Системы для рассредоточения свили от ПСР достиг значительного повышения производительности благодаря устранению дефекта «кошачьи царапины», а также значительного улучшения термической однородности стекла. Значение термической однородности по 9-ти точечной сетке, измеренное с помощью трех трехуровневых термопар, установленных в секции выравнивания у входа в чашу, увеличилось с 88,9% до 96,3%, в то время как усредненное значение девяти температур уменьшилась на 2˚С. Другой клиент установил нашу Систему, чтобы убрать свиль «кошачьи царапины», на одном из четырех питателей на печи, производящей зеленое стекло. Благодаря 4 1140 1163 1152 1140 1147 1142 1138 1130 1160 Показания трехуровневой термопары на входе в чашу для черного стекла без использования мешалок. Однородность нагрева по 9-ти точечной сетке измерения=88,9% Однородность нагрева по 5-ти точечной сетке измерения=96,3% Средняя температура при 9-ти точечной сетке=1146˚ Средняя температура при 5-ти точечной сетке=1138˚ Т при 9-ти точечной сетке = 33˚ Т при 5-ти точечной сетке = 12˚ 1148 1143 1152 1144 1144 1143 1140 1142 1139 Показания трехуровневой термопары на входе в чашу для черного стекла с использованием мешалок. Однородность нагрева по 9-ти точечной сетке измерения=96,2% Однородность нагрева по 5-ти точечной сетке измерения=98,2% Средняя температура при 9-ти точечной сетке=1144˚ Средняя температура при 5-ти точечной сетке=1142˚ Т при 9-ти точечной сетке = 13˚ Т при 5-ти точечной сетке = 5˚ успешным результатам, полученным после установки системы, клиент запланировал на следующий год средства на установку систем на остальных трех питателях. До установки системы мешалок у клиента, кроме того, была проблема с черной полосой, присутствующей в стекле питателя. Это ускорило поставку трех дополнительных систем, которые после их установки убрали и свиль, и черную полосу. Телескопический разъем приводного вала позволяет удобнее производить настройку и замену приводного двигателя/редуктора, а также установку в начальное положение задней пластины мешалки. Муфты сцепления устройства Trantorque для конических шестерен горизонтального приводного вала были также заменены крепящимися на валу регулируемыми коническими шестернями, что позволяет легко и надежно устанавливать положение лопастей мешалок по отношению друг к другу во время их замены. На рис.: Экранная графика системы контроля от клиента из России. На ней видно, что однородность нагрева для зеленого стекла достигнута 99%, причем как для 9-ти точечной, так и 5-ти точечной сетки измерения термопарами. Вращение парных мешалок лопастного типа три поворота в минуту. Усовершенствование механической части Несмотря на успех, который имеет система рассредоточения свили, мы на протяжении ряда лет продолжали разрабатывать и существенно совершенствовать систему. Сейчас последние системы имеют привод вала, а не цепную передачу, которая была вначале. Это исключает наличие некоторых деталей, в том числе вал цепного привода с подшипником, устройство для натяжения цепи, а также не требуется уход за цепью, а именно перенатяжка ее из-за растяжения и смазывание. Механизм вала-привода приводит в действие валы мешалок с помощью крепящихся на валу конических шестеренок, а не с помощью ведомой цепной шестерни на валу мешалки возле двигателя. Это обеспечивает плавную работу, не зависящую от натяжения цепи и не создающую какоголибо бокового удара по валу мешалок вблизи двигателя. Это также уменьшает вероятность износа графитового подшипника. Новая защитная блокировка задней пластины обеспечивает доступ к коническим шестерням во время замены мешалок и настройку через запираемый смотровой люк без необходимости снятия и замены всей защитной блокировки. Для крепящихся на валу опорных подшипников предусмотрены места дистанционной смазки. Возможна модернизация старых систем мешалок с внедрением этих конструкторских новинок. Большинство систем сегодня установлено на питателях, изготовленных не ПСР, хотя каждый питатель, поставляемый ПСР, предварительно сконфигурирован таким образом, чтобы в будущем, если это понадобится, можно было легко «на ходу» установить систему для рассредоточения свили. Более того, каждая система мешалок поставляется с гарантией возврата денег, т.е. оборудование будет снято, а стоимость его возвращена заказчику, если заказчика не удовлетворит качество стекла после использования системы. До сегодняшнего дня не было необходимости это делать. Итак, для заказчиков, которые исчерпали все возможные варианты в поисках решения проблемы «кошачьи царапины», у ПСР есть отличное решение. Самое высокое значение термической однородности 99,0% мы получили на питателях ПСР для зеленого стекла, при монтаже которых были установлены Системы мешалок для рассредоточения свили для защиты от возможного появления «кошачьих царапин». В этой ситуации мы примерно подсчитали, что благодаря мешалкам термическая однородность повысилась с 97,0% до 99,0%. Системы для рассредоточения свили были установлены на питателях различного типа от разных производителей, различных размеров, включая все стандартные ширины каналов секции выравнивания от 16 дюймов (406 мм) до 48 дюймов (1220 мм), как стандартной, так и специальной конструкции. Они также установлены на питателях с электроподогревом в секциях выравнивания. Хотя системы электроподогрева в секциях выравнивания питателей могут улучшить термическую однородность стекла на входе в чашу, они не исключают возможность наличия свили, поскольку системы подогрева могут маскировать недостатки конструкции питателя и/или его работы, обеспечивая соответствующие условия для расположения вязкого материала свили в более холодных зонах питателя выше секции выравнивания. Систему мешалок можно также ставить на питателях, питающих участки набора стекломассы, обслуживаемые автоматическими шариковыми наборщиками. Успех системы мешалок лучше всего иллюстрируется тем, сколько раз установка первой системы мешалок повлекла за собой последующие установки таких систем одним и тем же клиентом. У нас есть три клиента, у которых стоят по 10 и более наших систем. На фото: Крупным планом последняя версия системы по рассредоточению свили с приводом вала, с запираемым смотровым люком на задней панели и места для дистанционной смазки. 5 Заказана новая большая шлифовальная машина для обработки боковых поверхностей Шлифовка поверхности больших огнеупорных форм является существенной составляющей нашей работы, потому что такие части, как канальные и печные блоки должны быть подогнаны друг к другу с минимальными допусками на размер без использования цемента и строительного раствора для заполнения швов. Это дорогостоящий процесс и он отнимает много времени, поэтому мы решили перепоручить его машинам, которые значительную часть времени будут делать свою работу без надзора и вмешательства оператора. У этих машин нет большого количества шлифовальных головок, которые шлифуют одновременно грани одного блока, а они будут непрерывно обрезать или шлифовать одну и ту же поверхность ряда блоков без вмешательства оператора. Такие машины смогут работать до ночи, еще долго после того, как операторы уйдут с работы. Новейшей из них будет шлифовальная машина Введены в эксплуатацию дополнительные мощности для обжига ПСР не изготавливают необожженную или частично обожженную продукцию, за исключением горшков для варки стекла, которые обжигаются на производственных площадках клиента. Все, что мы производим, требует обжига при высоких температурах, чтобы завершить процесс спекания керамики. На рис.: Иллюстрация укладочного стола для новой шлифовальной машины непрерывного действия для боковых поверхностей. Шлифовка блоков выполняется посредством полирующей головки, двигающейся вдоль дальней стороны стола. для обработки боковых поверхностей французской фирмы Thibaut со встроенным по заказу укладочным столом. Эта машина позволит непрерывно обрабатывать боковые грани больших огнеупорных блоков или каналов одной шлифовальной головкой, запрограммированной шлифовать непрерывно форму граней, выставляемых относительно нее. Укладка блоков на столе позволит отшлифованным граням легко и точно повернуться на 180º, так что противоположные стороны смогут точно повернуться к шлифовальной головке, когда завершится обработка с одной стороны. Машина, кроме того, способна обрабатывать очень большие блоки и каналы - проблема, которая все больше и больше возникает при проектировании больших распределителей и питателей, обеспечивающих повышенную производительность. решение провести капитальный ремонт с модернизацией и заменой системы горения и контроля температуры. и обеспечивают более быстрые циклы горения, чем наши большие печи. Восстановление 3-й печи повысит общую производительность, необходимую для производства каплеобразующих деталей фидера. Поскольку эта печь чуть ли не с момента ее установки страдает из-за недостаточной топочной тяги, будет также сделана замена и дымоходной трубы. Несмотря на то, что производительность этих печей относительно невелика, они более гибкие при обслуживании Поставка запланирована на конец 2012 г. Таким образом, печи для обжига занимают центральное место нашего бизнеса. У нас есть ряд печей периодического действия средних размеров, футерованных керамическим волокном или кирпичом. Большинство производственных мощностей не старше 15 лет, но есть 3 небольшие печи с выкатным подом, которые были приобретены в 70-х годах. На протяжении лет преимущественно использовались более новые печи, которые крупнее и эффективнее, чем эти небольшие печи, поэтому их держали в резерве на случай необходимости увеличения выхода продукции обжига. Но недавно, чтобы удовлетворить растущий спрос на керамику, две из них опять ввели в регулярную эксплуатацию. 3-я печь, не получавшая должных инвестиций из-за нерегулярного использования на протяжении многих лет, пришла в негодность в конечном итоге, поэтому было принято На фото: Печь К3, находящаяся на стадии восстановительного ремонта 6 Секции набора стекломассы выигрывают от технологии System 500 Несмотря на то, что на сегодняшний день мы поставили по всему миру достаточное количество своих питателей и распределителей System500, большинство из них предназначались для стеклотарной промышленности или производства стеклянной посуды, где капельные фидеры питают формующие машины. Не так давно появилась возможность разработать и поставить комплексную систему, включающую выработочный канал, питатель и секции набора стекломассы для использования с роботами-наборщиками стекломассы. условиями по отношению к большому одинарному варочному бассейну с обычными секциями набора и с более медленным течением стекла, поэтому персонал ПСР очень тесно работал с клиентом, чтобы определить самые лучшие условия работы новой системы. На фото: Вид сверху вниз на две новые секции набора стекломассы. традиционной выработочной части. Для оптимизации условий формования, требующихся для производства различных изделий, каждая секция набора могла работать при разных значениях производительности и температуры. Взаимодействие между соседними секциями набора стало минимальным, а скорость реагирования на изменения рабочих условий увеличилась. Меньшая глубина стекла и улучшенная изоляция нижнего строения также способствовали повышению однородности нагрева стекла на глубине и по ширине отдельных секций набора стекломассы. На рис.: Система ПСР в комплекте – выработочный канал, питатель и секции набора стекломассы для роботов-наборщиков. 4 года назад к ПСР впервые обратился клиент с предложением рассмотреть возможность применения нашей технологии питателей и выработочного канала к их традиционным выработочным частям, используемым для мелкосерийного производства стеклянных изделий с помощью автоматических роботовнаборщиков стекломассы. Печи клиента имели традиционные прямоугольные выработочные части с рядом отверстий для набора стекломассы, расположенных в наиболее важных, контрольных для роботов положениях. Эти выработочные части были простыми в эксплуатации и относительно недорогими по конструкции. Но точно также как это бывает в общепринятой стеклотарной промышленности, этот тип конструкции страдал от недостатка гибкости и контроля температуры между отдельными местами набора стекломассы. Это была первая возможность поставить полную систему, хотя мы уже поставляли в прошлом огнеупоры для питателя и секций набора, а также системы мешалок и системы горения для производства хрустального стекла. Каждая секция набора, питатель и выработочный канал были сконфигурированы как отдельные зоны контроля температуры и горения, обеспечивая для секций набора более широкую возможность для контроля и саморегулирования температуры, чем это можно было сделать при прежней В объем комплексной поставки входили корпуса, огнеупоры нижнего строения, канальные блоки из материала PSR-333, огнеупоры верхнего строения, специальные фасонные блоки секций набора стекломассы, датчики температуры и программируемый логический контроллер на базе системы контроля температуры 3000S. Но, как это бывает во всех отраслях, а в особенности в стекольной, применение новых технологий требует большой осторожности, потому что то, что кажется простой заменой для одной системы, для другой часто приводит к непредвиденным проблемам, для решения которых требуются различные технические приемы. Нам уже было известно, что небольшие секции выработочного канала, питателя и набора стекломассы будут вырабатывать более однородное, но более быстротекущее стекло с очень разными Возникшие вначале проблемы с пузырьками решали оптимизацией профиля горения (распределения температуры) в секциях набора стекломассы, чтобы избежать потерь тепла в горловине секции набора и уменьшить охлаждение по ходу стекла от места набора, а также видоизменением действий роботанаборщика. Более поздние проблемы со свилью «кошачьи царапины», наблюдаемые при производстве с относительно высоким съемом низкотемпературных изделий, решали с помощью внедрения Системы для рассредоточения свили от ПСР. В этих системах используются парные, вращающиеся в противоположных направлениях, винтообразные мешалки, расположенные в каналах непосредственно в верхней части каждой секции набора. Кроме того, обнаружилось, что некоторые роботы с более короткой захватывающей рукой для набора страдают от перегрева На фото: Графические данные системы управления для выработочного канала, питателей и секций набора стекломассы. электронных компонентов, подвергающихся более близкому излучению и выплескам из горловины секции набора стекломассы. Эту проблему решили с помощью экранирования и усиленной изоляции вокруг горловины секции набора и экранирования отверстий набора между операциями набора. В конечном итоге все технологические осложнения были решены с помощью ПСР, когда она требовалась, а также благодаря длительному использованию и опыту работы со стороны клиента. Позже вторая печь потребовала реконструкции и также была успешно модернизирована с помощью аналогичного оборудования фирмы ПСР - выработочного канала, питателей и секций набора. Кроме того, для мониторинга систем контроля температуры в секциях набора на обеих печах, была установлена современная диспетчерская система управления и сбора данных Control Maestro SCADA. Доступ к системам контроля температуры и управление возможны, при соответствующей авторизации, с любого компьютера, подсоединенного к заводской компьютерной сети через веб-страницы. Впоследствии был получен запрос на преобразование третьей выработочной части с аналогичными секциями набора, и эта На фото: 9-ти зонная система горения для дополнительная система секций набора будет На фото: Печь К3, питателей находящаяся на стадии восстановительного ремонта выработочного канала, и секций также подсоединена к системе управления Control Maestro SCADA. набора стекломассы. 7 Чтобы поддерживать стабильную работу питателя и эффективность производства стеклотары, очень важно иметь точный контроль температуры в питателе и выработочном канале. Для того чтобы контролировать температуру стекломассы, ее требуется измерять с высокой степенью точности. Здесь мы даем описание и сравниваем температурные датчики, рекомендованные и используемые в наших системах питателя и выработочного канала. пор не измеряют ее совсем и полностью полагаются на измерение и контроль температуры в секции выравнивания. Однородность температуры капли можно оценить на количественной основе, наблюдая за ее формованием, желательно при неподвижном бушинге. При этом предполагается, что все огнеупорные части фидера правильно подобраны и установлены, механизм фидера также правильно отрегулирован и работает корректно. Если капля не формируется ровной от очка, а скручивается в одну сторону, значит капля холодная с той стороны, на которой она скручивается. Если капля искривляется в направлении питателя, это означает, что донное стекло слишком холодное и нужно повысить температуру в задних секциях охлаждения. Если капля отклоняется от питателя, значит донная температура слишком высокая и нужно понизить температуру в задних секциях охлаждения. Прежде чем использовать и широко внедрить применение соответствующих постоянных трехуровневых (триплексных) термопар, такие наблюдения были проведены для установки температур в зонах питателя. Использование временных портативных трехуровневых термопар при смене ассортимента наряду с этими наблюдениями привели в конечном итоге к постоянно установленным трехуровневым термопарам. W W/3 W/3 365mm ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ СТЕКЛА В ПИТАТЕЛЯХ И ВЫРАБОТОЧНЫХ КАНАЛАХ (РАСПРЕДЕЛИТЕЛЯХ) Стандартное расположение термопар ПСР ПСР рассчитывает эффективное значение однородности нагрева, используя девятиточечную и пятиточечную сетку: UL UC UR ML MC LL LC MR LR 9-ти точечная сетка Шесть положительных горизонтальных разностей температур « H» вычисляются из значений ( U.C. – U.L. ), Трехуровневые термопары Однородность нагрева стекла, ( U.C. – U.R. ), входящего в чашу, можно использовать в качестве ( M.C. – M.L. ), количественного ориентира для ( M.C. – M.R. ), однородности температуры капли. Она оценивается тремя ( L.C. – L.L. ) трехуровневыми термопарами, установленными на входе в чашу и через верхнее строение секции выравнивания напротив. Эти ( L.C. – L.R. ) термопары имеют три рабочих На фото: Питатель фидера, обеспечивающий подачу капли на спая, расположенные на путем вычитания самого низкого значения из формующую машину. расстоянии 25 мм от дна канала самого высокого значения. Три положительных (нижний спай - Lower), на вертикальных разностей температур « V» середине высоты слоя стекломассы (средний Функция питателя фидера состоит в том, чтобы вычисляются исходя из самых высоких и самых спай - Middle) и на 25 мм под поверхностью обеспечивать подачу капли стекломассы на низких значений (U.L., M.L. и L.L. ), стекла (верхний спай - Upper). стеклоформующую машину, причем капля ( U.C., M.C. и L.C. ) должна иметь постоянную однородную Обычно их располагают в виде девятиточечной температуру, требуемую особенно для формующего процесса, а также постоянный вес сетки, одна из термопар находится в центре, на и осевой линии питателя, и две по бокам (слева и форму при требуемой скорости ( U.R., M.R. и L.R. ) стеклоформующей машины. Наиболее важным и справа) на расстоянии, равном одной трети ширины канала от центральной оси. параметром в процессе формования является вычитанием самого низкого значения из Термопары должны быть установлены как вязкость и, поскольку ее величина находится в самого высокого значения.Эффективное логарифмической зависимости от температуры можно ближе к входу в чашу, но не настолько значение однородности нагрева питателя по 9 близко, чтобы сразу на их показания влияло стекла (небольшие изменения температуры точкамопределяется следующим образом: изменение направления и скорости вращения приводят к большим изменениям вязкости), то бушинга или роторных сегментов. Их нужно очень важен точный контроль температуры в ( % ) = [ 1 – ( Δ H + Δ V ) / M.C. ] × 100. размещать между горелками, чтобы питателе, чтобы поддерживать стабильную предотвратить возможность повреждения работу фидера и эффективность производства оболочек боковых термопар от контакта с стеклотары. пламенем, и чтобы можно было наблюдать за ними в смотровые отверстия. Обычно их Реальная температура капли обычно косвенно размещают на расстоянии 14⅜" (365 мм) назад контролируется через контроль температуры в UC от входа в чашу. секции выравнивания питателя и MC периодическим измерением ее с помощью Разброс температур по девятиточечной сетке LR LL LC портативного инфракрасного пирометра. можно выразить математически как Некоторые компании устанавливают термопары в чаше фидера, но на эти показания эффективное значение однородности нагрева в процентном выражении, принятое температуры сильно влияет местоположение несколькими стекольными компаниями. термопар, а также скорость и направление Сравнивая значения однородности нагрева, 5-ти точечная сетка. вращения бушинга. Несмотря на то, что должно месторасположение Научитываться фото: Печь К3, находящаяся на стадии восстановительного ремонта температура капли имеет первостепенное термопар и метод расчета. значение, многие стекольные компании до сих 8 Треугольный участок, образованный верхним центральным ( U.C. ) спаем термопары, нижним левым (L.L) спаем и нижним правым (L.R.) спаем, содержит стекло, которое, в первую очередь, используется для формования капли. Считается, что эти температуры имеют прямое отношение к распределению температуры в капле и, в конечном счете, к распределению стекла в изготавливаемом изделии. Только по этой причине многие стекольные компании используют при расчетах пять точек внутри этого треугольника. Это позволяет верхней и средней боковым температурам иметь более высокие значения, если нужно повысить нижние боковые температуры без уменьшения эффективного значения однородности нагрева. зонах выработочного канала с целью получения оптимальной однородности нагрева стекла по вертикали и горизонтали на входе в чашу. Две положительные горизонтальные разности температур ΔH вычисляются исходя из значений Если бушинг вращается слишком быстро, это может привести к образованию воронки и, как следствие, накоплению более холодного застойного стекла на стороне, в направлении которой вращается бушинг, в особенности, если не используется полная пропускная способность питателя и чаши. При этом, если изменить вращение бушинга в обратную сторону, более низкие температуры будут на противоположной стороне питателя. Чем быстрее будет вращаться бушинг, тем более высокая разность температур установится между двумя сторонами питателя. Обычно рекомендуется, чтобы вращение бушинга или роторного сегмента было как можно медленнее и не быстрее, чем 3 оборота в минуту. ( L.C. - L.L. ) и ( L.C. - L.R. ) Конструкция термопар вычитанием самого низкого значения из самого высокого значения. Чтобы разработать надежные конструкции трехуровневых термопар, изготовители долгие годы тесно сотрудничали со стекольными компаниями и с поставщиками питателей. ПСР использует конструкцию трехуровневой термопары с широкими техническими возможностями, обеспечивающими большой срок службы, точность и стабильность на протяжении длительного периода. Эту базовую конструкцию более 30 лет производила компания Engelhard (сейчас BASF). Хотя начальная стоимость этих термопар высокая, они способны работать на протяжении всей кампании печи и могут рассматриваться как капиталовложение, поскольку большая часть (обычно 95%) благородного металла может быть извлечена для повторного использования и существенная стоимость лома возвращается или компенсируется при покупке новых термопар. Одна положительная вертикальная разность температур ΔV вычисляется исходя из самого высокого и самого низкого значений ( U.C., M.C. и L.C. ) вычитанием самого низкого значения из самого высокого значения. Эффективное значение однородности нагрева питателя по 5 точкам определяется затем следующим образом: ( % ) = [ 1 – 3 × ( Δ H + ΔV ) / M.C. ] × 100. Так как в расчетах для 5 точек есть только две горизонтальные разности температур и одна вертикальная по сравнению с 6 горизонтальными разностями температур и 3 вертикальными в расчетах для 9 точек, то разности температур умножаются на 3, чтобы привести типичные разности для 5 точек к суммарным разностям для 9 точек и сделать расчеты для 9 и 5 точек математически эквивалентными. Различные компании используют другие методы расчета эффективного значения однородности нагрева питателя, но мы считаем, что варианты расчетов, описанных выше, наилучшим образом представляют однородность нагрева стекла, потому что если все 9 или 5 температур термопар одинаковы, то оба значения однородности нагрева вычисляются исходя из 100%, а значения выше 100% невозможны. В других расчетах, придающих больше значения температурам у боковых стенок, более высоким, чем температуры в центре, эффективные значения однородности нагрева могут быть более 100%. Логика этих расчетов основана на том, что поскольку эти температуры измеряются на расстоянии от чаши, то боковые температуры будут понижаться быстрее, чем температуры в центре из-за более высоких тепловых потерь. Следовательно, если боковые температуры сделать выше центральных температур, то более вероятно, что температуры по ширине стекла при подходе его к чаше будут выше. В некоторых конструкциях центральная трехуровневая термопара сдвинута дальше назад вниз от боковых трехуровневых термопар, чтобы фактически достичь такого же результата, но с намерением получить одинаковые показания температуры и использовать первоначальные расчеты эффективной величины однородности нагрева. Эти девять или пять значений температуры являются единственным количественным базисом для регулировки заданных значений температур в питателе и прилегающих к нему Используются термопары типа Б (сплав платина – родий 30% + проводник с виниловым покрытием и платина – родий 6% проводник с виниловым покрытием) специально изготовленные для класса точности 1 с диапазоном температур от 0 до 1100°C ± 1·0°C и от 1100 до 1600°C ± 1 + 0·003 ( t – 1100 )°C. Обычно термопары типа Б изготавливаются только для класса точности 2 с диапазоном температур от 600 до 1700°C ± 0·0025t. Тип R (сплав платина – родий 13% + проводник с виниловым покрытием и платина – проводник с виниловым покрытием) и тип S (сплав платина – родий 10% + проводник с виниловым покрытием и платина – проводник с виниловым покрытием) обычно изготавливаются для класса точности 1. Термопары типа Б (B) имеют преимущества по сравнению с традиционно используемыми термопарами типа R и S, потому что у них сплав платина-родий используется для обоих проводников, и любая миграция родия, возникающая вследствие испарения и диффузии при высоких температурах, не будет сильно влиять на температурные показания на протяжении всего срока службы термопары, в то время как проводник из чистой платины в термопарах типа R и S может быть загрязнен родием и давать ошибки даже после непродолжительного периода работы. Кроме того, термопары типа Б генерируют намного ниже напряжение э.д.с. с температурой и имеют незначительный выходной сигнал в диапазоне температур от 0 до 50°С, компенсируя холодный спай и делая использование компенсационного кабеля менее критичным. Возможна поставка компенсационного кабеля, который не идет, как дорогостоящий, потому что требуется только высокотемпературный кабель медь- медь. Компенсационный кабель типа R и типа S, требуемый для этих термопар, может также внести ошибку в отличие от кабеля медь-медь, используемого с термопарами типа Б. Например, компенсационный кабель типа R и S вплоть до температур 1000°С и при подсоединении к термопарам между 0 и100°С имеет допустимое отклонение ± 2·5°C. Термопары типа R и S были популярны, когда использовались с более старыми аналоговыми измерительными приборами, благодаря своим более высоким выходным сигналам в милливольтах, которые легче измерить, но сейчас это не имеет значения, когда используются современные цифровые измерительные приборы на базе микропроцессоров. В головке термопары такой конструкции нет соединений с проводами элемента из благородного металла, проходящих через герметически закрытую головку термопары и простирающихся на 2 метра, поэтому подсоединение к временной электропроводке может быть сделано в изолированной и герметичной соединительной коробке, расположенной в более прохладном месте сбоку питателя. Это соединение сделано с разъемными соединениями, которые включены в состав термопары. Такой подход исключает любые ошибки переходов, На фото: Трехуровневые термопары, установленные в секцию выравнивания питателя ПСР возникающие из-за того, что соединения в головке термопары находятся при высокой температуре окружающей среды прямо над питателем. 2-х метровые удлинительные провода из благородного металла (не компенсационный кабель) каждый в отдельности, а затем все три вместе одеты в жаропрочные оплетки из стекловолокна. Чтобы различать спаи, верхний спай одет в черную оплетку и на вилке имеет номер 1, средний спай одет в синюю оплетку и имеет номер 2, нижний спай одет в красную оплетку и имеет на вилке номер 3. Номера на вилке выгравированы. Герметичная и изолированная соединительная коробка входит в нашу поставку вместе с необходимыми изоляторами и крепежными кронштейнами для термопары. На фото: Соединительная коробка термопары, расположенная рядом с питателем. Дверца открыта, чтобы были видны штепсельные соединения. 9 Соединительная коробка предохраняет разъемные соединения от окисления и загрязнения, обусловленные относительно высокой окружающей температурой и содержанием масла вокруг питателя. Крепежные кронштейны удерживают термопары в правильном положении и защищают головки термопар от нагрева от верхнего строения питателя и вытяжных дымоходов. Изоляторы изолируют термопары от металлической конструкции питателя и крепежа во избежание электрических помех от систем электроподогрева Термопара имеет оболочку из рекристаллизированного оксида алюминия с наружным диаметром 15 мм и внутренним диаметром 10 мм, защищенную от стекла платиновым наконечником длиной 203 мм и толщиной 0,38 мм, упрочненным дисперсными окисными частицами, утолщенным на конце до 1,00 мм, который зацементирован и обожжен на оболочке. В отличие от стандартных платиновых и платинородиевых сплавов, которые подвергаются коррозии в коричневом стекле и имеют относительно короткий срок службы, платина, упрочненная дисперсными окисными частицами, подходит для стекла любого цвета и типа. Для трех переходов термопары используется проволока термопары типа Б толщиной 0,5 мм внутри одинарных с двойными канавками изоляторов из рекристаллизированного оксида алюминия. Эти три спая обычно расположены на расстоянии 13 мм, 64 мм и 114 мм от кончика термопары. Термопару обычно устанавливают на расстоянии 13 мм от дна канального блока, предусмотренного для глубины стекла 152 мм. Ее можно опустить на 13 мм, если нужно приспособиться к глубине стекла 140 мм или даже 127 мм, хотя можно также обеспечить и другие местоположения переходов термопары для различных глубин стекла. Если термопара устанавливается на дне канального блока, то ее нужно поддерживать с помощью кронштейна во избежание деформации наконечника со временем. Утолщенный конец наконечника защищает от возможной эрозии, возникающей от вибрации. Общая длина нашей стандартной трехуровневой термопары, устанавливаемой на входе в чашу в секции выравнивания, составляет 915 мм без учета головки термопары, длина которой 203 мм, инконелевой трубки длиной 711 мм с наружным диаметром 22 мм и оболочки из рекристаллизированного оксида алюминия с наружным диаметром 15 мм и внутренним диаметром 10 мм. Для установки термопары в своде питателя требуется отверстие диаметром 40 мм. Более длинные термопары поставляются для размещения в других местах, например, на входе питателя. Для больших глубин стекла используются более длинные платиновые наконечники, упрочненные дисперсными окисными частицами. Передовые методы контроля Верхний спай центральной трехуровневой термопары используется в качестве контрольного датчика для секции выравнивания. Его нельзя размещать ниже, чем на 25 мм от поверхности стекла, особенно в случае цветного стекла, в противном случае будет иметь место периодический контроль температуры, обусловленный запаздыванием процесса. В наших системах контроля температуры средний и нижний центральные спаи используются во вторичных контурах каскадного управления для того, чтобы отрегулировать заданные температуры в секции охлаждения, автоматически оптимизируя температурную однородность нагрева стекла по вертикали на центральной линии питателя на входе в чашу. Нижний левый и нижний правый спаи используются во вторичных контурах точной подстройки для регулировки лево- и правостороннего горения, автоматически оптимизируя температурную однородность стекла по горизонтали. Вторичные контуры каскадного управления и точной подстройки, функционируя вместе, автоматически оптимизируют результирующую термическую однородность нагрева на входе в чашу. Инфракрасные оптоволоконные термометры На фото: Типичные термопары фирмы ПСР. Одноуровневая (симплекс) показана справа. Трехуровневая (триплекс) показана слева. инфракрасных пирометров более 30 лет назад. Максимальной окружающей температурой для оптической головки и световода является 250ºС, а для процессора 70ºС. Блок очистки воздухом защищает линзы оптической головки от пыли и влаги. Он требует подачи сжатого воздуха (сухого и без содержания масла) объемом около 65 – 100 итров в минуту (4-6 куб. метров в час) и создает конусообразный воздушный поток. Оптическая головка соединена с блоком очистки воздухом с помощью быстросъемного штыкового разъема, позволяющего легко вынимать ее для проверки и чистки линз и для нижнего обзора визирной трубки для проверки на соответствие портативного инфракрасного пирометра. Для обеспечения соответствующей подачи очищающего воздуха к каждому оптоволоконному пирометру в объем Для измерения температур в секциях охлаждения и в секциях выработочного канала, включая стояк (порог) протока, ПСР обычно рекомендует и использует инфракрасные оптоволоконные пирометры. Модель Land FibropZc Model FG фирмы Land представляет собой популярный аналоговый прибор, который мы поставляли много лет, но последние 9 лет мы используем термометры Infratherm IS 50-LO/GL - цифровой прибор фирмы Lumasense Technologies (ранее Impac). Термометр состоит из оптической головки, вставленной в блок очистки воздухом, которая через инконелевую смотровую трубку направлена вертикально со свода питателя или выработочного канала на поверхность стекла. Оптическая головка подсоединяется к процессорному модулю с помощью 5-ти метрового оптоволоконного световода в металлической оболочке, который позволяет монтировать процессорный модуль в соединительной коробке, установленной в более прохладном месте сбоку питателя или распределителя, а не сверху питателя. Точность работы процессора достигается без применения водяного или воздушного охлаждения, как это требовалось для На фото: Оптоволоконный пирометр, блок очистки воздухом и инконелевая смотровая трубка, расположенные над питателем. поставки входит панель управления, содержащая регулятор давления, фильтр для воды, маслоочиститель, индивидуальный для каждого оптоволоконного удлинителя расходомер/регулятор-ротамер и датчик низкого давления для дистанционного контроля неисправностей. Инконелевая смотровая трубка длиной 610 мм используется для установки оптической головки на специальном монтажном кронштейне/тепловом экране высоко вверху на металлической конструкции верхнего строения питателя, чтобы защитить ее и световод от нагрева газами, выходящими из дымоходов горения и охлаждения. Малый угол визирования объектива термометра позволяет наблюдать поверхность стекла в инконелевую смотровую трубку с внутренним диаметром 27 мм и в смотровом окне диаметром 40 мм в сводовом блоке питателя. Инконелевая визирная трубка проходит сквозь оптоволоконный визирный блок толщиной 134 мм над сводом питателя, чтобы не повредить изоляцию вокруг сводового бруса, и входит на 25 мм в наружную грань сводового бруса, чтобы обеспечить правильное совмещение визирного блока со смотровым окном в сводовом брусе. Инфракрасное излучение передается по оптоволоконному световоду к 10 процессорному модулю. Передача по многомодовому оптоволоконному световоду основывается на принципе полного внутреннего отражения граничными поверхностями стекловолокна, в котором На фото: Процессорные модули для оптоволоконных пирометров. практически нет потерь. При монтаже световод нужно поддерживать, и радиус изгиба при этом должен быть не меньше 50 мм, чтобы не повредить стекловолокно. Процессорный модуль состоит из инфракрасного детектора и схемы обработки сигнала. Инфракрасный детектор – это кремниевый фотогальванический элемент, который очень стабилен в отношении времени и температуры окружающей среды. Его спектральная чувствительность находится в диапазоне 0,8 – 1,1 микрон, поэтому на него не будут воздействовать изменения на пути визирования в атмосфере горения, потому что водяной пар и углекислый газ, присутствующие в атмосфере горения, излучают при длинах волн, находящихся за пределами спектрального диапазона детектора. Раньше пирометры RadiomaZc, широко используемые в стекольной промышленности более 50 лет назад, были пирометрами полного излучения, в которых использовались термобатареи, чувствительные ко всем длинам На фото: Панель управления блоком для очистки воздухом для 6 оптоволоконных пирометров. волн. Для них требовалась очищаемая воздухом огнеупорная смотровая трубка, выдвигаемая в пределах небольшого расстояния от поверхности стекла, для избежания ложных температурных показаний, обусловленных переходом в среду горения на пути визирования пирометра. Оптоволоконные пирометры имеют диапазон измеряемых температур от 600 до 1800ºС, что подходит для многих применений, однако, для измерения температуры в питателе и выработочном канале устанавливается поддиапазон от 1000 до 1400ºС. Процессорный модуль использует источник питания 24 В пост. и на выходе дает линейный сигнал 4-20 мА, представляющий температурный диапазон 1000 - 1400ºС, который идет на вход системы контроля температуры. У него есть тестовый переключатель, который выдает выходной среднеуровневый сигнал 12 мA для тестирования соединения временной электропроводки с контроллерами и индикаторами системы контроля температуры. Схема обработки сигнала цифровая, что обеспечивает быструю и удобную настройку прибора, используя цифровой интерфейс к ПК с программой конфигурирования системы. В дополнение к прибору имеется калибровочный источник, позволяющий легко и быстро проверять и регулировать термометры. Оптоволоконный термометр имеет модульную конструкцию, что облегчает замену основных компонентов; в некоторых случаях нет необходимости возвращать прибор изготовителю. Оптоволоконный термометр, главным образом, измеряет поверхностную температуру стекла (25 мм для бесцветного стекла, 5 мм для коричневого стекла и 4 мм для зеленого стекла) и стоит в конце каждой контрольной зоны направленным вертикально на поверхность стекла. Чтобы получить с помощью радиационного термометра правильный замер температуры объекта, необходимо настроить излучательную способность объекта. Излучательная способность объекта есть мера испускательной и поглощательной способности объекта при данной длине волны и температуре в сравнении с абсолютно черным телом, излучательная способность которого равна 100%. Поскольку термометр направлен под прямым углом к поверхности стекла, находящегося в полностью закрытой камере питателя,на приборе будет установлена испускательная способность 100%, так как в данной ситуации стекло приближается к абсолютно черному телу. Одноуровневые (одинарные) термопары Некоторые заказчики в секциях охлаждения предпочитают использовать одинарные термопары, а не оптоволоконные термометры. В этом случае возможна поставка одноуровневой (симплексной) термопары эквивалентной по конструкции трехуровневой (триплексной) термопаре с такими же широкими возможностями. У одноуровневых термопар более короткий платиновый ODS (с оксидно-дисперсионным упрочнением) наконечник, поскольку один спай только вставляется в стекло на 1 дюйм (25 мм), но у них больше полная длина, поскольку они крепятся на кронштейнах/защитных экранах высоко на металлической конструкции верхнего строения, в том же месте, где был бы установлен оптоволоконный кабель для защиты головки термопары от нагрева выходящими продуктами горения и охлаждения. Смотровое окно находится напротив месторасположения термопары, чтобы можно было правильно устанавливать термопару в стекле. Термопару опускают, наблюдая в смотровое окно. Когда кончик термопары коснется поверхности стекла, сливаясь с собственным отражением на поверхности стекла, на несущей трубке термопары делается отметка, и термопара затем опускается дальше на расстояние 1½" (38 мм), с тем, чтобы рабочий спай находился на глубине 25 мм. Некоторые заказчики в секциях охлаждения используют также трехуровневые (триплексные) термопары. Но, несмотря на то, что они обеспечивают дополнительную информацию, показывающую градиенты температур по глубине стекла вдоль длины питателя, это дорогостоящий вариант, который фактически не дает какой-то особой информации, которую нельзя было бы узнать по результирующей температуре, даваемой трехуровневой термопарой на входе в чашу. В секциях охлаждения ПСР использует как оптоволоконные термометры, так и одноуровневые термопары, но взвесив все, предпочитает использовать оптоволоконные термометры, поскольку они являются бесконтактными датчиками. Оба датчика обеспечивают хорошие результаты и надежную работу при условии, если правильно установлены. У каждого датчика есть свои преимущества и недостатки, которые проанализированы ниже. Преимущества и недостатки инфракрасных пирометров. Инфракрасные термометры измеряют температуру бесконтактным способом, поэтому не могут быть повреждены стеклом и не могут загрязнить стекло. На их показания не влияет наличие электроподогрева в стекле. Датчики инфракрасных термометров стабильны и не теряют своих качеств со временем. Градуировку при необходимости можно проверять и переустанавливать. При правильной установке и техническом обслуживании они могут служить бесконечно. Для датчиков инфракрасных термометров требуется подача сжатого приборного воздуха для продувки линз, а также источник питания 24 Впост. для процессорного модуля. Инфракрасные термометры дают на выходе линейный сигнал высокого уровня 4-20 мА, который меньше подвергается влиянию электрических помех, чем милливольтный сигнал термопары, и который легче градуировать для получения лучшего разрешения сигнала в системе контроля температуры. Инфракрасные термометры имеют быстрое время отклика на изменения температуры, более быстрое, чем у термопар. Инфракрасные термометры измеряют, главным образом, температуру поверхности стекла и не могут измерять температуру в различных точках в глубине стекла. Но поскольку вся теплопередача имеет место по поверхности стекла, инфракрасные термометры подходят для контроля температуры в зонах питателя и выработочного канала. Инфракрасные термометры можно использовать на участках порога (стояка) протока для измерения температуры на входе выработочного канала со стороны печи, при условии, что участок с порогом протока не будет охлаждаться. Измерение поверхностной температуры стекла очень важно в секциях охлаждения, чтобы не допустить переохлаждения поверхности стекла. Инфракрасные термометры всегда измеряют температуру независимую от изменения уровня стекла в печи. Нарушение поверхности стекла, которое может иметь место вблизи мешалок, может привести к колебаниям измеряемой инфракрасным термометром температуры вследствие поверхностных оптических эффектов. 11 Преимущества и недостатки термопар. Термопары контактируют со стеклом и могут подвергаться коррозии и повреждению потоком стекла и различными посторонними включениями, например, камешками, проходящими со стеклом. Оболочку термопары нужно защищать соответствующим платиновым наконечником, чтобы предотвратить коррозию и продлить срок службы. Термопары могут подвергаться влиянию электрических помех от электроподогрева в стекле, и их нужно изолировать от металлической конструкции питателя и крепежных конструкций. Выходы термопар со временем могут ухудшиться при высокой температуре. Чтобы минимально уменьшить этот недостаток, нужно подбирать тип термопар. Градуировку термопары практически невозможно проверить и переустановить. Неисправные термопары нужно заменять. Хорошая конструкция термопары и правильная ее установка могут обеспечить большой, но ограниченный срок службы. Благородные металлы, содержащиеся в термопаре, можно извлечь для повторного использования, и значительная стоимость скрапа может быть возвращена или компенсирована при покупке новых термопар. Термопары не требуют дополнительного ухода. Спаи термопар, используемые для измерения и контроля зональных температур, нельзя располагать более, чем на 25 мм ниже поверхности стекла, иначе могут иметь место колебания температуры из-за чрезмерного запаздывания процесса между изменениями в нагреве или охлаждении и изменениями измеренной температуры. Температура поверхности стекла может значительно отличаться от температуры стекла ниже 25 мм от поверхности стекла, в особенности при охлаждении цветного стекла. Поскольку рабочие спаи термопар установлены на определенном расстоянии ниже поверхности стекла, то в особых рабочих условиях изменение уровня стекла, возникающее из-за гидростатических головных потерь вдоль питателя при различных объемах выпуска, приведет к изменениям местонахождения точки измерения и измеряемой температуры. Аналогичным образом изменения контролируемого уровня стекла в печи приведут к изменениям местонахождения точки измерения и измеряемой температуры. Чтобы контроль температуры в питателях и выработочных каналах был удовлетворительным, уровень стекла в печи нужно контролировать с точностью до ± 0,010 дюймов (±0,25 мм) или еще точнее. Изменение уровня выше этих величин приведет к искажению температуры, так как точки измерения будут находиться ближе или дальше от поверхности стекла. Термопары, типа трехуровневых термопар, у которых рабочие спаи находятся на различных уровнях, могут измерять температуру стекла по всей его глубине для оценки однородности нагрева и обеспечения базы, на которой нужно проектировать температурные зоны питателя и выработочного канала. Соответствующие термопары с длинными защищенными наконечниками могут быть использованы в сильно охлажденных зонах у порога протока выработочного канала, чтобы измерять температуру стекла, входящего в выработочный канал (распределитель) из печи на глубинах, не подверженных воздействию охлаждения, которые могут составлять где-то на 12 дюймов (305 мм) ниже поверхности стекла. В начале этой статьи мы сказали, что функцией питателя фидера является подача на формующую машину капли стекломассы, имеющую постоянную однородную температуру, предназначенную для конкретного формующего процесса, постоянный вес и форму и при заданной скорости формующей машины, но что однородность и температура капли, как правило, косвенно контролируется регулированием температуры в секции выравнивания и однородности нагрева стекломассы на входе в чашу. Фактическая температура капли зависит не только от температуры стекла и однородности нагрева, измеренных в секции выравнивания на входе в чашу, но и от следующих факторов: Уровня изоляции нижнего и верхнего строения секции выравнивания питателя и чаши. Изоляции очка и размера очка. Атмосферных условий вокруг чаши, так как это определяет тепловые потери. Уровня горения в чаше. Чтобы компенсировать тепловые потери в чаше, горение в ней, как правило, вручную устанавливают на фиксированный уровень, поэтому стекло не нагревается и не сильно охлаждается в зависимости от степени нагрева в секции выравнивания. Глубины стекла в секции выравнивания и в чаше, которая определяет время пребывания стекла и связанные с ним тепловые потери между точкой измерения в секции выравнивания и очком. Съема стекломассы питателя, который определяет время пребывания стекла в питателе и связанные с ним тепловые потери между точкой измерения в секции выравнивания и очком. термометров, а также тепловизионный мониторинг капли были возможны много лет, однако, не были широко взяты на вооружение в промышленности. Для измерения температуры капли обычно используется двухцветный ИК термометр, измеряющий при двух различных длинах волн и сравнивающий отношение, чтобы свести к минимуму воздействие распылителя ножниц, пара и дыма на показания прибора, а также используется выделитель пиков, чтобы держать максимальную температуру и пренебрегать резкой ножницами. Эти ИК термометры обычно направлены на каплю в отверстии и измеряют температуру, аналогичную той, что измеряет портативный ИК термометр. Однако современный параллельный механизм ножниц очень затрудняет процесс отслеживания за каплей возле очка, чтобы точно измерить температуру капли таким способом. ПСР приняла участие в испытаниях по контролю и измерению температуры капли, используя ИК термометр BASF Exactus GT, который имеет широкие технические возможности. Усовершенствованный быстродействующий ИК термометр BASF Exactus GT имеет такое быстрое время отклика (1000 показаний в секунду), что может измерять не только температуру капли в свободном падении ниже очка и обеспечивать точное единичное среднее значение температуры капли, но также может измерять профиль продольной температуры каждой отдельной капли. И эту информацию можно использовать для анализа процесса формования и ее последующее влияние на процесс формования. На фото: Взгляд в будущее? Два инфракрасных пирометра BASF Exactus GT (слева на фото), нацеленные на работу двухкапельного фидера (справа на фото). Размера и веса капли. Скорости и направления вращения бушинга, поскольку он воздействует на поток стекла,входящего в чашу и внутри чаши. Высоты, на которой находится плунжер, его хода и действия, так как он толкает стекло через очко. Работы механизма ножниц при отрезании капли и охлаждения ножниц, которое может локально охлаждать чашу и очко. Очевидно, что имеется много других факторов, которые определяют температуру капли, а поскольку это является решающей возможностью контролировать температуру стекла, и, следовательно, вязкость стекла, входящего в процесс формообразования, мы считаем, что измерение и контроль температуры капли имеет первостепенное значение для этого процесса и им не стоит пренебрегать. Непрерывный контроль и измерение температуры капли Непрерывный контроль и измерение температуры капли с помощью ИК Наряду с тем, что температуры, наблюдаемые на наших питателях с помощью обычной стратегии контроля температуры, в основном стабильны и последовательны для многокапельного применения, внедрение контроля и измерения температуры капли может еще лучше подготовить стекло для формующего процесса и исключить другой неизвестный и неконтролируемый важный параметр. Параллельно с испытаниями, связанными с измерением температуры капли, мы испытали алгоритмы моделируемого прогнозного контроля, разработанные компанией Advanced Control Solutions Inc (ACSI), и при применении к нашей стандартной стратегии контроля температуры было доказано, что они способны улучшить термическую однородность и контроль над температурой капли, а также улучшить реакцию на управление температуры при смене задания. 12 Преобразования в питателе или выработочном канале System 500 В настоящее время большинство проектов нашего технического отдела включает в себя проектирование и поставку совершенно новых систем питателей и выработочных каналов (распределителей) для модернизации и обновления существующих печей или для новых печей стекольных заводов. Однако, при частичной поставке, когда будет повторно использоваться имеющееся оборудование, тоже возможно преобразование питателя и выработочного канала типа System 500. В данной статье говорится о минимальном объеме поставки оборудования, необходимого для преобразования, а также о возможных улучшениях эксплуатационных характеристик, полученных в результате внедрения нашей технологии System 500. Большинство установочных работ, проводимых ПСР в настоящее время, включает полностью укомплектованные системы питателей и выработочных каналов, которые предназначаются либо для новых стекловаренных печей, либо для модернизации имеющихся печей новыми стеклоформующими машинами, либо для замены традиционной выработочной части (зоны осветления) современным выработочным каналом (распределителем). Технология нашей System 500 – это промышленно развитая технология и, поставленные за последние 19 лет по всему миру, более 500 питателей и распределителей доказывают это. Здесь, в Великобритании, два последних построенных новых завода (в 1998 и 2005 году) являются одними из самых крупных и наиболее хорошо оснащенных заводов в мире и у них повсюду работают питатели и выработочные каналы System 500. Преимущества этих систем доказывают их рабочие характеристики, просто трудно получить сравнение с рабочими характеристиками, полученными на ранее установленном оборудовании или других системах, установленных на аналогичных объектах. После первого внедрения питателя System Регулирующие клапаны в подаче охлаждающего воздуха Подача охлаждающего воздуха к задним 2 подзонам охлаждения Мантельные блоки с отверстиями Подача тепла к задним 2 подзонам охлаждения Подача охлаждающего воздуха к передним 2 подзонам охлаждения Продольное охлаждение под центральной частью свода Подача тепла к передним 2 подзонам охлаждения Внешний дымоход горения Внешний дымоход горения Центральный дымоход охлаждения Сводовый брус питателя System 500 Участок нагрева Участок охлаждения Участок нагрева Секция выравнивания и чаша На рис.1: Главные участки питателя системы System 500 (секция выравнивания не показана). 500 мы сделали много частичных поставок для модернизации имеющихся питателей, чтобы испытать эту технологию и добиться ее признания в стекольной промышленности. Такие преобразования могли улучшить рабочие характеристики имеющихся питателей и одновременно удовлетворить финансовые ограничения сметы, предусмотренной на переоборудование, сохраняя и повторно используя некоторое оборудование питателя, имеющееся у клиента. Сегодня, как и раньше, ПСР продолжает предлагать модернизацию питателей, чтобы клиент мог получить выгоду от зарекомендовавшей себя технологии System 500, не меняя полностью свое оборудование, а имея возможность использовать лишь основные преимущества этой системы. Важно отметить, что проводя модернизацию, мы не делаем упор на замену имеющегося оборудования на новое, напротив, мы тщательно оцениваем технические требования и спецификации оборудования, которое будет повторно использоваться, чтобы убедиться, что оно может быть полностью совместимо с новым питателем типа System 500 и обеспечит улучшенные рабочие характеристики и ожидаемый результат для проекта. Питатель типа System 500 использует продольное принудительное конвекционное воздушное охлаждение рабочей зоны и показан на рис.(1). Особенности его конструкции и преимущества следующие: Разделение процессов горения и охлаждения. Это достигается за счет: Особой формы сводового бруса Разделения вытяжных отверстий для продуктов горения газа и охлаждающего воздуха Одновременного автоматического На фото: Современный стекольный завод с выработочным каналом и 7 питателей типа System 500. 13 Рис.2 Питатель системы System 500 в режиме охлаждения в зо га д я о и х н вы ре го Требования для проведения модернизации питателя Для преобразования имеющегося питателя в питатель System 500 минимальный объем поставки будет включать следующее: Изолирующие и огнеупорные материалы верхнего строения. Крепеж верхнего строения и металлоконструкция зоны контроля охлаждения, включая валы этой зоны и шиберные рычажные механизмы. Систему контроля охлаждения, включая воздушные вентиляторы, трубопровод и исполнительные механизмы. Разбивка питателя на подзоны Рис.3 Питатель системы System 500 в режиме только подогрева срабатывания шибера вытяжного отверстия для продуктов горения, шибера вытяжного отверстия для охлаждающего воздуха и дроссельного клапана, контролирующего поток охлаждающего воздуха. Разделение секций охлаждения на подзоны с целью оптимизации использования объемов охлаждающего воздуха и избегания переохлаждения поверхности стекла в месте ввода воздуха. Автоматическое закрытие боковых шиберов горения, чтобы питатель, если нет необходимости в охлаждении, по всей ширине нагревался газами горения, которые могут выходить через минимальный зазор в центральном шибере вытяжного отверстия охлаждающего воздуха. См. рис.(2) и (3). Повышенная эффективность сгорания, приводящая к меньшему расходу топлива. Эффективное использование объемов охлаждающего воздуха, в результате чего уменьшается расход топлива и вероятность возникновения проблем с качеством стекла. Более быстрая реакция на нагрев и охлаждение, что улучшает температурный контроль и сокращает установочное время при смене задания. Улучшенная температурная однородность стекла на входе в чашу благодаря возможности контроля за нагревом и ре од ни га я зо в в зо га д я о х ни вы ре го приведения в действие шиберов горения и охлаждения будет поставлен дополнительный исполнительный механизм охлаждения. Использование вентиляторов воздушного охлаждения с переменной скоростью вращения без в ох ыхо во ла д зд жд ух аю а щ в ег о го ых в зо га д я хо ни вы ре го в ох ыхо во ла д зд жд ух аю а щ ег о охлаждением по ширине питателя. Питатель типа System 500 может иметь стандартную ширину 26 дюймов (660 мм), 36 дюймов (915 мм), 43 дюйма (1092 мм), 48 дюймов (1220 мм), 54 дюйма (1372 мм), 60 дюймов (1524 мм) и 72 дюйма (1829 мм) и поставляться с учетом плана размещения имеющегося питателя, а также использовать имеющиеся системы горения и контроля температуры. Более того, ПСР, основной деятельностью которой является изготовление огнеупоров, может рекомендовать и гарантировать соответствие и качество огнеупорных материалов, используемых в своих системах питателей и выработочных каналах (распределителях). Использование мантельного блока для введения охлаждающего воздуха и разбивка на подзоны являются основными составляющими конструкции питателя System 500, необходимыми для оптимизации использования объемов охлаждающего воздуха и эффективной длины, по которой распространяется охлаждающий воздух. Чтобы сделать такие модификации, нужно изменить схему размещения горелочного трубопровода и зонирование. Для обеспечения совместимости с имеющейся у клиента системой горения предоставляется полная детальная информация этих модификаций. Рис.2 Питатель системы System 500 в режиме охлаждения контроля над открытием шиберов охлаждения не обеспечивает контроль над внутренним давлением в канале питателя и может привести к избыточному или отрицательному давлению, в зависимости от фиксированного положения дымохода и потока охлаждающего воздуха. Выгоды от преобразования Питатель типа System 500 специально сконструирован таким образом, чтобы разделять и оптимизировать функции нагрева и охлаждения питателя. У нас есть информация от наших клиентов, что преобразование питателей с продольным принудительным конвекционным воздушным охлаждением в питатель System 500 Система охлаждения Для каждой секции охлаждения требуется подача управляющего выходного сигнала охлаждения от системы контроля температуры. Если на питателе клиента используется автоматическое охлаждение, то он уже имеется, но если используется ручная система охлаждения, то его нужно обеспечить. Если крутящий момент имеющихся исполнительных механизмов достаточный для приведения в действие шиберов охлаждения System 500, то эти механизмы можно снова использовать. Если потребуются новые исполнительные механизмы охлаждения, мы гарантируем совместимость с управляющими выходными сигналами от имеющейся у клиента системы контроля температуры. Если воздушные вентиляторы охлаждения на заводе достаточно мощные, то их можно использовать повторно. Если это вентиляторы с переменной скоростью вращения, то их можно использовать снова, но для Рис.3 Питатель системы System 500 в режиме только подогрева дает экономию топлива до 20%. Это можно объяснить тем, что в традиционных питателях с продольным охлаждением продукты горения и охлаждающий воздух выходят через общий центральный дымоход и поэтому должны смешиваться. (См. рис. 4). Продукты горения, смешиваясь с охлаждающим воздухом, снижают эффективность охлаждающего воздуха, а охлаждающий воздух, смешиваясь с продуктами горения, свод дымоход ратура темпе свод дымоход ратура темпе свод дымоход свод ратура темпе направление стеклопотока Рис.4 Поперечный профиль традиционного питателя с продольным охлаждением и один дымоход 14 снижает эффективность горения. Кроме того, секции охлаждения в традиционных питателях с продольным охлаждением не разделены на подзоны, поэтому более длинный путь прохождения охлаждающего воздуха дополнительно снижает его эффективность. Аналогичным образом преобразование питателей с направленным радиационным охлаждением дает экономию топлива до 40%. 1232 1230 1210 1211 1230 1230 1223 1230 1215 1221 1238 1233 1219 1232 1210 1220 1238 1231 Температуры на входе в питатель Температуры на входе в питатель Термальная эффективность по 9-ти точкам = 92.0% Термальная эффективность по 5-ти точкам = 91.0% T по 9-ти точкам = 22°C T по 5-ти точкам = 22°C Термальная эффективность по 9-ти точкам = 93.0% Термальная эффективность по 5-ти точкам = 92.0% T по 9-ти точкам = 27°C T по 5-ти точкам = 18°C Это объясняется тем, что в питателях с направленным радиационным охлаждением невозможно поддерживать в канале питателя положительное давление, когда открыты большие дымоходы. Полученное в результате отрицательное давление приводит к проникновению паразитного холодного воздуха через отверстия и трещины в верхнем строении питателя и вокруг форсунок горелок по обеим сторонам питателя. Это охлаждает поток стекла с боков, повышает потребность подогрева по бокам и значительно снижает эффективность горения. Кроме того, питатели с радиационным охлаждением трудно контролировать автоматически из-за внутреннего термоциклирования, вызываемого прохождением потока стекломассы под дымоходом охлаждения в верхнем строении (см. рис. 6), и поэтому они обычно контролируются с помощью шиберов, устанавливаемых вручную в фиксированное положение, модулируя только запальную систему. Следовательно, чтобы сохранять температуру в секции охлаждения, всегда нужно прикладывать большую, чем это требуется, величину охлаждения контролируемым нагревом. Питатель типа System 500 работает с автоматически регулируемым охлаждением для поддержания температуры в секции охлаждения, поэтому степень охлаждения всегда правильная при минимальном уровне нагрева для уменьшения расхода топлива. Анализ примеров из практики Важнее чистой экономии топлива может быть экономия за счет возросшей производительности. В 1996 г. питатель с радиационным охлаждением длиной 26 футов и шириной 43 дюйма, производивший пивные бутылки коричневого цвета, был преобразован в питатель System 500-43. Питатель был остановлен для замены огнеупоров верхнего строения, металлической конструкции верхнего строения и системы контроля охлаждения. Преобразование проводилось с помощью наших инженеров в течение 8 дней от стекла до стекла во время капитального ремонта стеклоформующей машины. Неизменными остались изоляция нижнего строения питателя, каналы, системы горения и контроля температуры. Питатель питал машину, которая делала непрерывно, как правило, одни и те же пивные бутылки с небольшими изменениями ассортимента. До преобразования максимально возможная загрузка питателя составляла 137 тонн в сутки при типичной термической однородности 92,0%. Нарушения температурного режима и производительности были обычными для этого питателя из-за воздействия смены заданий, а также из-за колебаний удельного съема Цвет стекла: белый бесцветный Температура стояка протока 1351°C Производство: стеклотара под безалкогольные напитки Общий коэффициент производительности: 250 тонн в сутки 1173 1170 1173 1170 1170 1171 1172 1170 1172 1173 1170 1171 1171 1171 1170 1172 1171 1170 Температуры на входе в чашу Термальная эффективность по 9-ти точкам = 98.5% Термальная эффективность по 5-ти точкам = 99.5% T по 9-ти точкам = 3°C T по 5-ти точкам = 1°C Температуры трехкапельные 1148°C 1147°C 1148°C Загрузка питателя 120 тонн в сутки Температуры на входе в чашу Термальная эффективность по 9-ти точкам = 99.0% Термальная эффективность по 5-ти точкам = 99.2% T по 9-ти точкам = 3°C T по 5-ти точкам = 2°C Температуры трехкапельные 1151°C 1150°C 1151°C Загрузка питателя 116 тонн в сутки На диаграмме представлена существующая система питателя и выработочного канала типа System 500, установленная на Среднем Востоке. Здесь проиллюстрированы данные по температуре, полученные по 9-ти и 5-ти точечным сеткам, а также термальная производительность, полученная на входах в питатель и чашу. стекломассы на смежном питателе этой же печи. Типичное отношение стекла, упакованного в пленку, к сваренному стеклу составило бы 93%, но упало бы до 80% при производительности питателя выше 130 тонн в сутки, так как невозможно контролировать температуру во время этих колебаний. После преобразования максимальная производительность питателя могла достигать 142 тонны в сутки при термической однородности стекла 97%. Отношение стекла, упакованного в пленку, к сваренному стеклу поддерживалось постоянно 93%. Среднее значение отношения стекла, упакованного в пленку, к сваренному стеклу увеличилось на 1%, но абсолютное значение этого отношения увеличилось где-то на 5% благодаря тому что увеличилась скорость машины. Период окупаемости вложенных заводом средств составил несколько недель и это четко иллюстрирует выгоду от системы охлаждения питателя System 500. Традиционные выработочные части печи Традиционные выработочные части или зоны осветления проектируются как часть печи с использованием технологии производства строительных работ, систем горения, охлаждения и контроля температуры на основе печной технологии. Для них используются опорные стойки по бокам арки, как для варочного бассейна печи, содержащие стяжки для огнеупоров верхнего и нижнего строения. Они имеют высокую конструкцию верхнего строения с арочной крышей, как свод у варочного бассейна печи, высоко над поверхностью стекла и используют несколько больших форсуночных горелок с наружными дымоходами, установленными горизонтально в подпорных боковых стенках верхнего строения высоко над поверхностью стекла. В некоторых используются горелки с плоской формой пламени (горелка «хот спот»), установленные вертикально в крыше. Охлаждение обычно обеспечивается перекрытием подачи газа к горелкам и вдуванием воздуха горения через горелку. Контроль температуры часто производится с помощью двух термопар, установленных в своде выработочной части, аналогично как в варочной части печного бассейна. Основные недостатки традиционной выработочной части печи (зоны осветления): ·Громоздкая конструкция верхнего строения дает высокие тепловые потери. Большие горелки находятся высоко над поверхностью стекла, поэтому их использование для нагрева или охлаждения стекла неэффективно. Большие горелки не могут направить тепло к боковым стенкам выработочной части, где потери тепла самые высокие, а стекло самое холодное. Если горелки установлены не в своде, они не могут направить охлаждение на стекло в центре 15 осветления). Преимущества выработочного канала и в частности типа System 500 следующие: На фото: Выработочная часть традиционной конструкции, где использовалась технология питателя, с арочной крышей и дымоходом, вмонтированным в крышу, с большими форсуночными горелками. Одна из больших форсуночных горелок видна на фото на боковой стенке пламенного пространства между двумя входами в питатель выработочной части, где стекло самое горячее. Если для охлаждения центрального потока стекла охлаждение вводится через горелки, установленные в своде, то нет возможности одновременно нагревать стекло у боковых стенок, где потери тепла самые высокие, а стекло самое холодное. Если контроль температуры производится термопарами, находящимися в своде, то нет прямого контроля температуры стекла. Если контроль температуры проводится термопарами, находящимися в стекле, нет достаточного зонирования, чтобы контролировать все температуры на входе питателя. Отсутствие контроля в выработочной части означает, что температура на входе каждого отдельного питателя в значительной степени определяется величиной удельного съема стекломассы этого питателя. Следовательно, температура на входе питателя будет повышаться с повышением съема стекломассы питателя и понижаться с понижением съема стекломассы питателя, что противоречит тому, что требуется для правильной работы питателя. Выработочные каналы (распределители) проектируются как продолжение питателя с использованием технологий строительства, систем горения, охлаждения и контроля температуры на основе технологии питателей. Применение технологии питателей System 500 для выработочных каналов являлось характерной особенностью наших первых установок и она также предлагалась как преобразование выработочной части печи (зоны осветления). Такие же конструктивные признаки питателя System 500 заложены в выработочном канале типа System 500, что дает преимущества по сравнению с другими конструкциями распределителей, а также с конструкциями традиционных выработочных частей печи (зон В выработочном канале используются горелки такого же типа, как в питателе, которые обеспечивают эффективный подогрев стекла вдоль боковых стенок, где потери тепла самые высокие, а стекло самое холодное. В выработочном канале используется такое же, как у питателя, продольное принудительное конвекционное воздушное охлаждение, позволяющее охлаждать горячий центральный поток стекломассы. Отдельная система горения делает возможным одновременный подогрев стекла у боковых стенок, в то время как система охлаждения охлаждает центральный горячий поток стекла. Возможность контроля входных температур каждого питателя, что обеспечивает более стабильную работу питателя. Контроль температуры может начинаться у стояка протока, повышая производительность питателя. Все преимущества системы охлаждения питателя System 500 относятся к выработочному каналу (распределителю), которые обеспечивают намного лучший контроль температуры и улучшенную температурную однородность стекла на входе в питатель за счет возможности контролировать нагрев и охлаждение по ширине распределителя. Улучшается эффективность использования топлива. Глубина стекла в распределителе, как правило, меньше, чем у выработочной части, что обеспечивает лучший контроль температуры стекла и меньшую вероятность накопления застойного стекла в более холодных зонах. Выработочный канал имеет низкопрофильное верхнее строение, улучшающее доступ к оборудованию и вообще предоставляет удобный доступ к протоку печи для ремонта. На температуру на входе отдельного питателя будут воздействовать изменения величины съема стекломассы смежных питателей. Выработочные каналы (Распределители) Выработочный канал устанавливается в такой же, как у питателя корпус, обеспечивающий улучшенную изоляцию нижнего строения и допускающий неограниченную разбивку на зоны огнеупорного верхнего строения, системы горения и охлаждения. Выработочный канал имеет более простую конструкцию и его легче построить. Выработочный канал типа System 500 может иметь такие же стандартные ширины, как у питателей System 500, и поставляться с учетом плана размещения имеющихся на заводе распределителя и питателя, а также использовать имеющиеся системы горения и контроля температуры. Требования к проведению преобразования выработочного канала (распределителя) Минимальный объем поставки для преобразования имеющегося выработочного канала или традиционной выработочной части в выработочный канал типа System 500 будет таким: Огнеупоры и изоляционный материал верхнего строения. Крепеж верхнего строения и металлоконструкция зоны контроля охлаждения, включая валы и шиберные рычажные механизмы. Система контроля охлаждения, включая воздушные вентиляторы, трубопровод и исполнительные механизмы. Система горения, если в имеющейся выработочной части или зоне осветления не используются такие горелки как в питателе. Датчики температуры, если такие не используются в имеющейся выработочной части или зоне осветления. Переход от старого распределителя, установленного в корпус с такой же системой горения, как у питателя, осуществляется непосредственно, аналогично преобразованию старого существующего питателя. Переход от выработочной части (зоны осветления) с системой горения, в которой используются большие форсуночные горелки, потребует замены системы горения. Преобразование выработочной части (зоны осветления) с сохранением имеющихся опорных стоек по бокам арки потребует установки угловой стойки между или, более предпочтительно, внутри опорных стоек, чтобы обеспечить монтажную платформу для горелочного трубопровода, стяжек верхнего строения и металлической конструкции системы контроля охлаждения. В зависимости от места расположения опорных стоек и верхнего анкерного крепления разбивка выработочного канала на зоны и расположение горелок может быть ограничено. Опорные стойки по бокам арки нельзя убрать или срезать, поскольку они поддерживают изоляцию и огнеупоры нижнего строения, а их анкерные крепления должны оставаться на месте. Следовательно, ввиду этих ограничений нужно рассматривать вопрос о конструкции корпуса так, чтобы можно было убрать опорные стойки по бокам арки и получить возможность неограниченного зонирования огнеупорного верхнего строения, систем горения и охлаждения, а также и лучший доступ к оборудованию. Преобразование традиционных выработочных частей (зон осветления) в распределители типа System 500 обычно проводится для того, чтобы улучшить контроль над температурой стекла, входящего в питатель. При этом достигается экономия топлива выше 50%. Если требуется повышенная интенсивность охлаждения, то распределитель компонуется поперечными радиационными системами охлаждения, работающими при высоком давлении, расположенными над зоной стояка протока вместе с трехструйными продольными системами охлаждения System MF в соседних зонах охлаждения. 16 Партнерство в сфере передачи знаний В начале июля 2012 г. ПСР присоединилась к программе «Партнерство в сфере передачи знаний» (ППЗ). Эта спонсируемая правительством программа, курируемая Стратегическим советом по технологии Великобритании (UK Technology Strategy Board), включающая компании, сотрудничающие с местными академическими институтами, и которая способствует передаче знаний, технологий и мастерства через выпускника университета, нанятого для проведения данного проекта. По этому случаю ПСР объединилась с Лидским университетом, и г-н Зихуа Вэнг (для нас Энди) присоединился к проекту в качестве нашего партнера- выпускника университета. Программа рассчитана на 2 года и исследования направлены на разработку современного огнеупорного материала для использования его в стекольной промышленности. По сути, для ПСР это 3-я программа такого типа. Более ранние программы, работали под первоначальным названием «Схемы обучения компаний». Огнеупорный материал PSR-993 явился результатом выполнения первой из этих программ. На фото: Зихуа Вэнг (Энди) наш партнер по программе ППЗ Обучение по программе института “City & Guilds” За последний год мы провели ряд учебных программ для некоторых наших менеджеров, так что поздравляем их с достигнутыми успехами. Ли Велш, руководитель работ по техническому обслуживанию, и Иван Кроссли, руководитель по внедрению Системы ISO, - оба они получили лицензии на работу в области непрерывного производства, а Крэг Боттомли, начальник литейного участка, и Джон Сивел, начальник участка чистовой обработки, получили дипломы в области руководства производством. Все эти программы проводились под контролем Лидского университета. Даниэль Гринвуд, сотрудник экспортного отдела, также получил сертификаты NVQ 2-го уровня в области обслуживания клиентов и ведения бизнеса. На фото: Джон Сивел, начальник участка чистовой обработки На фото: Ли Велш, руководитель работ по техническому обслуживанию На фото: Крэг Боттомли, начальник литейного участка На фото: Иван Кроссли, руководитель по внедрению Системы ISO На фото: Даниэль Гринвуд, сотрудник экспортного отдела 17 Воспитание талантов в нашем отделе технического обслуживания Проектирование, поставка, монтаж, ввод в эксплуатацию и обслуживание наших питателей и выработочных каналов является комплексной задачей, требующей технических знаний, а также знаний многих взаимосвязанных дисциплин. Не входит подготовка коммерческих предложений и поставка запасных частей нашим заказчикам, оказание помощи в управлении текущими проектами, а также сборка, тестирование и составление инструкций для систем рассредоточения свили. Он также помогал устанавливать и вводить в эксплуатацию четыре системы рассредоточения свили на производствах в Турции, Италии и Германии, а также полную систему, состоящую из выработочного канала и трех питателей, в США. Наступающий год также будет весьма особым для нашего традиционного набора выпускников университетов, так как мы проекты по разработке логики высокого уровня в программном комплексе AutoCAD Inventor drawing для создания чертежей огнеупоров верхнего строения для наших питателей и систем мешалок для рассредоточения свили. С тех пор, как мы начали набирать на работу студентов в 1999 году, всего у нас было 25 студентов, 8 из которых мы взяли на постоянные должности, и в настоящее время еще 4 трудоустроены на ПСР. Кроме того, дипломные проекты этих студентов внесли значительный вклад в развитие наших систем питателей за последние годы. Программа профессионального обучения, в которой мы довольно долго не принимали участия, является программой профессионального обучения без отрыва от производства. В июне 2010 г. к ПСР присоединился Крэг Карри, в качестве ученика-чертежника по программе обучения в области машиностроительной техники. Это 4-х годичный курс для получения государственного сертификата о профессиональном соответствии 3-го уровня в области инженерно-технической поддержки и диплома “BTEC”(Business and Technician EducaGon Counsil) в области технологии машиностроения. Руководство программой осуществляет Кэклизский колледж в Хаддерсфилде. Сертификат ISO 14001:2004 На фото: инженер по проектам Саймон Паркинсон часто можно найти извне специалистов с необходимыми знаниями и квалификацией и мы все больше и больше для заполнения вакансий полагаемся на обучение выпускников университетов внутри нашей фирмы. взяли обязательство на период 2012/2013 год взять 4 студента. Двое из них из университета Шеффилд Халам (Адам Хэйзелвуд и Даниэль Скиннер) и два из Брэдфордского университета (Ласма Смиуксе и Имран Хан). Последним, кто присоединился к инженерной команде, был член семьи Саймон Паркинсон. Саймон имеет степень бакалавра 2.1 в области математики, полученную в Ноттингамском университете, и работает в компании с августа 2011 г. В обязанности Саймона Мы попрощаемся с Брайаном Дуном и Томасом Вулфенденом, которые были с нами в прошлом году после учебы в университете в Хаддерсфилде. Брайан и Томас продолжат сотрудничество с ПСР, поскольку они оба ведут дипломные В прошлом выпуске обзора ПСР мы говорили о том, что находимся в процессе получения сертификата по ISO 14001:2004. Это средства и методы управления, позволяющие компании определять и контролировать влияние своей деятельности на окружающую среду и улучшать экологические параметры на постоянной основе. Сертификация была произведена должным образом в январе 2011 г. Эта система используется для внедрения непрерывных мер по усовершенствованию производства, придавая при этом особое значение переработке отходов в местах расположения фирмы ПСР. На фото: Крэг Карри, ученик-чертежник 18 Новый фрезерношлифовальносверлильный станок В 2004 году мы приобрели универсальный фрезерно-шлифовально-сверлильный станок, который совместно с дополнительно встроенным пенообразователем (см. фото) используется для чистовой шлифовки бушингов. Так как наши потребности в машинной обработке каплеобразующих деталей фидера возросли в 2012 г., для нас оказалось настоящим сюрпризом информация о том, что одна из расположенных рядом с нами компаний, работающая в области обработки мрамора, хочет в целях расширения производственных площадей избавиться от почти такого же как у нас станка. Дополнительным плюсом явилось еще и то, что станок почти не использовался. Теперь этот станок стоит у нас рядом с нашим первым станком и после установления в ближайшие месяцы дополнительного пенообразователя обеспечит нам дополнительную, ценную для нас, производительность по машинной обработке изделий. На фото: Станок для шлифовки бушингов со специально встроенным пенообразователем Новый интернет-сайт Более 5 лет наш старый интернет-сайт демонстрировал свой возраст и крайне нуждался в обновлении и модернизации. К тому же необходимая для просмотра анимации Flash-технология была недоступна для пользователей iPhone и iPad. Новый сайт был запущен в июне 2012 г. и отличается более четким поиском, более удобным доступом к информации и большим объемом информации, как для случайных пользователей, так и для разбирающихся отраслевых пользователей. В новом сайте совсем не использована анимация, поэтому пользователи iPhone и iPad теперь имеют доступ без всяких проблем. Кроме того, сайт содержит раздел новости. Он соединяет пользователя с блогом в Google и, таким образом, позволяет нам легко обновлять его текущими новостями ПСР. Готовятся разделы на китайском и русском языках, которые должны быть запущены во второй половине 2012 года. Наш интернет-сайт можно найти на www.parkinson-spencer.co.uk 19 Агенты и представители фирмы ПСР зарубежом Российская Федерация и республика Беларусь Московский офис: тел.: +7 495/6959172, факс: +7 495/6959289, моб. т.: 8-916-6782463 эл.почта: mfcon@yarmac.ru Контактное лицо: Ущекина Ирина Владимировна Адрес для письменной корреспонденции: Москва, 125009, Бол.Кисловский пер., 1/12 стр.2, офис 120-121 ЗАО Фирма ДОМ-МФ Консалтинг Украина Тел./факс: +380 44 4029825 Моб.тел.: 8-10-380-679054183 Эл.почта: VTumenok@gmail.com Контактное лицо: Туменок Валентина Петровна Parkinson-Spencer Refractories Ltd Holmfield, Halifax, West Yorkshire UK HX3 6SX Tel: 44-1422-254472 Fax: 44-1422-254473 Email: admin@parkinson-spencer.co.uk www.parkinson-spencer.co.uk 20
