Газовые горелки находят самое широкое применение в современной промышленности. Они используются при сварке и резке материалов, в работе печей и т.д. Все эти задачи требуют эффективного контроля пламени. И важную роль здесь играет правильно подобранный режим подачи газа.
Одна из характерных особенностей данного применения состоит в том, что регуляторы расхода газа работают при малых значениях входного давления. Падение давления на регуляторе должно быть минимально возможным. Востребованы системы подачи газов, поддерживающие расход даже при сбоях в подаче электрического питания (позволяют избегать дорогостоящих простоев оборудования, печей). Важно не только контролировать расход горючей смеси, но и поддерживать стабильным давление. Колебания давления могут приводить к изменению геометрии пламени, а в ряде ситуаций пламя может даже погаснуть.
Для работы горелки необходима подача двух газов: горючего газа (метан, пропан или ацетилен) и окислителя (воздух или кислород). Для создания и поддержания постоянной конфигурации пламени горелки крайне важно точно контролировать соотношение между расходами этих газов и общий расход смеси. При подборе режима работы горелки следует учитывать, что снижение расхода газа-окислителя до минимально возможного уровня, позволяет уменьшить как расход горючего газа, так и выброс оксидов азота, загрязняющих атмосферу. Кроме того, поддержание стехиометрии горючей смеси также является вопросом безопасности персонала.
Специалисты компании Bronkhorst® предлагают несколько решений для этой задачи. Схема на рисунке ниже успешно обеспечивает стабильный расход газов с заданной пропорциональностью. Электронные регуляторы давления EL-PRESS компенсируют колебания давления, которые могут возникать в линии подачи исходных газов. В итоге регулятор расхода газа работает при стабилизированном входном давлении, что повышает его долговременную стабильность.
Как отмечалось ранее, стабилизированное давление на входе регулятора расхода зачастую бывает низким. В связи с этим в схеме используются расходомеры EL-FLOW Low-∆P, предназначенные как раз для таких условий работы. Регуляторы расхода электронные и оснащаются цифровыми интерфейсами. Приборы имеют настройки, позволяющие при подключении к промышленной шине реализовывать режим работы «ведущий-ведомый», когда расход одного регулятора задается в требуемой пропорции относительно расхода другого прибора. И все это реализуется на уровне настроек расходомеров без необходимости дополнительного программирования контроллера промышленной шины. Расходомеры имеют малое время отклика, что наряду со стабильностью регулирования гарантирует долговременное постоянство пламени.
Другая схема намного проще и используется в задачах, где не столь важна точность задания расхода горючей смеси, но важна отказоустойчивость. Здесь отсутствуют регуляторы давления, и применяются регуляторы расхода серии MASS-STREAM с регулирующими клапанами с электрическим активатором. Расходомеры MASS-STREAM также успешно работают в системах с малыми допустимыми перепадами давления, а кроме того они менее чувствительны к загрязнениям в газовом потоке. Предлагаемые регулирующие клапаны остаются открытыми в промежуточном состоянии в случае отключения электроэнергии. Прибор не будет измерять и регулировать расход, но клапан будет иметь ту же пропускную способность, что и до отключения питания. Таким образом, работа оборудования (печи) не остановится.
По материалам:
