يعد نظام الإشعال والتحكم في درجة الحرارة للأفران الصناعية (تسخين الغاز) مكونًا أساسيًا يضمن التشغيل الآمن ويحسن كفاءة الإنتاج ويعزز جودة المنتج. ويمكن تحليل مزاياها من خلال خمسة أبعاد: السلامة والكفاءة والتكلفة ومراقبة الجودة والذكاء. خاصة:
1. ضمان السلامة:
- حماية شاملة من "الإشعال" إلى "التشغيل" لتجنب مخاطر الغاز.
- تتضمن مخاطر السلامة الأساسية لتسخين الغاز "فشل الإشعال الذي يؤدي إلى تسرب الغاز" و"ارتفاع درجة الحرارة-أو الانطفاء أثناء التشغيل." يعمل نظام التحكم المخصص على حل هذه المشكلات من خلال تصميمات متعددة:
1. الإشعال الدقيق ومنع التسرب:
- يستخدم وضع "النفخ المسبق + الإشعال بالطاقة العالية-": قبل الإشعال، تقوم المروحة بنفخ الغاز المتبقي في الفرن (تجنب وصول تركيز الغاز إلى حدود الانفجار)، ثم يتم إشعال جهاز إشعال عالي الطاقة - (مثل القطب الكهربائي أو نوع الشرارة) بدقة، مما يزيل خطر "الانفجار".
- قطع صمام الغاز تلقائيًا عند فشل الإشعال: إذا فشلت محاولة الإشعال الأولى (على سبيل المثال، لم يكتشف كاشف اللهب لهبًا)، يقوم النظام على الفور بإغلاق صمام الغاز وإعادة المحاولة أو إطلاق الإنذارات، مما يمنع التسرب المستمر للغاز.
2. مراقبة السلامة في الوقت الفعلي-أثناء التشغيل:
- المراقبة المستمرة للهب: باستخدام أجهزة كشف اللهب بالأشعة فوق البنفسجية والمزدوجات الحرارية، تتم مراقبة حالة الاحتراق بشكل مستمر. في حالة حدوث "انطفاء غير متوقع"، يتم قطع صمام الغاز بسرعة خلال 0.5-2 ثانية، مما يمنع الغاز من دخول غرفة الفرن عديمة اللهب.
- الحماية من -درجة الحرارة الزائدة/الضغط الزائد-: يعمل نظام التحكم في درجة الحرارة مع صمامات الأمان وصمامات العادم. إذا تجاوزت درجة حرارة الفرن الحد المحدد (على سبيل المثال، متطلبات العملية 300 درجة، ارتفاع درجة الحرارة إلى 320 درجة)، فإنه يقلل تلقائيًا من إمداد الغاز أو يتوقف عن التسخين، مما يؤدي إلى إطلاق إنذار لحماية جسم الفرن وقطعة العمل.
2. تحسين الكفاءة:
- استخدام أكثر كفاءة للغاز ودورات تسخين أقصر مقارنة بالتحكم اليدوي التقليدي أو التحكم البسيط في درجة الحرارة. المزايا الأساسية هي:
1. تعديل الاحتراق الديناميكي لتقليل هدر الغاز:
- استنادًا إلى مبدأ "مطابقة الحمل": وفقًا لفرق درجة الحرارة الفعلي بين الفرن ودرجة الحرارة المستهدفة، يتم ضبط فتحة صمام الغاز (على سبيل المثال، فتحة صمام أكبر أثناء مرحلة التسخين، وفتحة صمام أصغر أثناء مرحلة العزل) ونسبة الهواء (نسبة الهواء المحسنة -إلى-الغاز) تلقائيًا، مما يضمن الاحتراق الكامل للغاز (تجنب الاحتراق غير الكامل الذي يؤدي إلى نفايات الغاز وتوليد أول أكسيد الكربون).
- مثال: بالنسبة لفرن المعالجة الحرارية المعدنية (درجة الحرارة المستهدفة 500 درجة)، فإن التحكم اليدوي لديه معدل استخدام للغاز يبلغ حوالي 70%، بينما يؤدي استخدام النظام الآلي إلى زيادته إلى 85%-90%، مما يقلل وقت التسخين بنسبة 15%-20%.
2. التسخين السريع والتحكم الموحد في درجة الحرارة لتقصير دورات الإنتاج:
- مرحلة الإشعال:-يمكن لأجهزة الإشعال ذات الطاقة العالية إشعال الغاز على الفور، مما يلغي الحاجة إلى "انتظار التسخين المسبق".
- مرحلة التسخين: يقوم النظام بتعيين "منحنى تسخين متدرج" استنادًا إلى الخواص الحرارية لمادة الشغل (على سبيل المثال، الفولاذ والألمنيوم) (على سبيل المثال، الارتفاع بسرعة إلى 300 درجة، ثم الارتفاع ببطء إلى 500 درجة)، وتجنب التشوه بسبب الاختلافات الكبيرة في درجات الحرارة، مع ضمان درجة حرارة موحدة عبر الفرن (يتم التحكم في فرق درجة الحرارة ضمن ±5 درجة)، مما يقلل من تكلفة الوقت "لإعادة العمل أو التسخين الثانوي".
3. تحسين التكلفة:
- تقليل استهلاك الغاز وتكاليف العمالة من منظور تشغيلي طويل المدى-. يقلل النظام بشكل كبير من تكلفتين أساسيتين:
1. تكلفة الغاز: التخفيض المباشر في الاستهلاك.
- كما ذكرنا، يمكن أن يؤدي تحسين نسبة الهواء-إلى-الغاز وضبط الحمل الديناميكي إلى تقليل استخدام الغاز بنسبة 10%-25%. على سبيل المثال، فرن صناعي متوسط الحجم (يعمل 8 ساعات يوميا، سعر الغاز 4 يوان/م3، الاستهلاك اليومي الأصلي 100 م3)، بعد اعتماد النظام، ينخفض استهلاك الغاز اليومي إلى 75 م3.
