ЭКОНОМИМ ВАШИ ДЕНЬГИ!

Управление термовлажностной обработкой железобетонных изделий

СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ

Статья: "Управление процессом термовлажностной обработки железобетонных изделий продуктами сгорания природного газа"

А.П.Веревкин, Х.Г.Нагуманов – УГНТУ, А.Х.Нагуманов – ООО «ИЦЭТ»

Процесс термовлажностной обработки железобетонных изделий (ЖБИ) продуктами сгорания природного газа регламентирован нормативными документами [1, 2] и нашел достаточно широкое применение в Российской Федерации и Казахстане. Только с оборудованием, разработанным ООО «Инженерный центр Энергосберегающие технологии» для термообработки ЖБИ работают более 50 заводов по производству ЖБИ.

Существенным преимуществом перевода технологии пропарки ЖБИ с водяного пара на продукты сгорания природного газа является 6-8 кратное сокращение денежных затрат на теплоноситель.

Управление процессом термовлажностной обработки ЖБИ ведется по старой идеологии [2] с применением инжекционных горелок, сложно поддающимся программным воздействиям. Современные методы и модели управления опять же созданы для паровой термовлажностной обработки ЖБИ [3, 4, 5]. Современные разработки имеют ряд недостатков [6]. Важным в управлении является и то, что для прогрева используются воздухонагреватели с более, чем ранее возможностями.

С 2003 г. ООО «Инженерный центр Энергосберегающие технологии» начал применять в процессе, собственно разработанный воздухонагреватель типа ВСУ, теплопроизводительностью 100-500 Квт/час с системой управления, разработанной совместно с кафедрой АТПП УГНТУ. Практика применения этих разработок рассмотрена ниже.

Технологические особенности процесса термовлажностной обработки ЖБИ.

Нагрев бетона в пропарочных камерах сопровождается расширением ее составляющих компонентов, что вызывает нарушение структуры неокрепшего бетона. В результате увеличивается пористость и снижается прочность неправильно прогретого бетона, которая оказывается ниже прочности бетона нормального твердения в возрасте 28 суток. Теорией и практикой искусственного твердения сборного бетона рекомендованы определенные правила ведения процесса, которые заключаются в следующем:

— процесс нужно начинать с предварительной выдержки ЖБИ изделий с предварительной их выдержки в формах в течение 2-3 часов при температуре 20-30 °С;

— на втором этапе необходимо поднять температуру ступенчато или постепенно с определенной скоростью до температуры изотермической выдержки.

— провести изотермическую выдержку 80-90 °С в течение 6-8 часов;

— постепенно остудить изделия до температуры окружающей среды.

Весь процесс по продолжительности занимает 10-14 часов. Продолжительность, характер протекания и температура прогрева ЖБИ зависят от типа, формы и назначения изделий.

Для обеспечения протекания такого достаточно сложного ступенчатого процесса были разработаны воздухонагреватели прямого сжигания газа двух типов:

— с программным временно-температурным ведением процесса термообработки ЖБИ. Соотношение газ- воздух гладко регулируется ПИД регулятором по заданной температуре процесса термообработки;

—аппараты с двумя или тремя горелками, одна из которых выступает в качестве контрольной, другие подключается по мере изменения температуры в пропарочной камере. Регулирование температуры ведется релейно с отклонением ее от заданной на +-5-7 °С.

Вид такого процесса, реализованного на ЖБИ-500 г. Магнитогорск, показан на рисунке 1.

Рисунок 1. Характер изменения температуры в процессе термообработки ЖБИ

Результаты применения аппаратов, реализующих процесс программного управления термообработкой по разным законам регулирования показан в таблице 2, где приведены качественные характеристики готовых изделий.

Прочность изделий после проведения процесса термообработки

 

№ пропарочной камеры Наимено-вание изделия Отпускная прочность изделий, норма кгс/см2 Передаточная прочность, кгс/см2 Кубическая прочность,кгс/см2 Отпускная прочность,кгс/см2
ПИД реле ПИД реле ПИД реле
1.1 ПДН 2хб 252 247 256 252 263 190 200
3.1 сваи Нр 327 304 357 264 302
3.2 сваи 300 327 310 332 154 170
3.4 опоры 304 240 316 305 324 233 257
4.1. сваи 327 262 327 207 290
5.2 опоры 304 248 308 304 312 256 265
балконы 140 155
марши 198 211
6.3 сваи 327 206 228 330 354 270 290
6.4 опоры 304 305 314 215 240
7.1 колонны 327 342в 342в
9.1 сваи 327 330в 355в
9.2 ПДН2х6 252 262 268 252 260 244 252
10.1 ПДН2х6 252 224 226 252 258 230 244
10.2 сваи 327 327 329
11 ПДН 252 220 250 252 259 261в
Примечание: Режим термовлажностной обработки протекал по следующему  температурно-временному режиму:

Предварительная выдержка изделий - 2 часа

Программный подъём температуры

— первый час  15 °С/час

— второй час  25 °С/час

— третий час  35 °С/час

— изотермическая выдержка при 60 °С - 4 часа

— выдержка (режим термоса) - 3 часа

— естественное остывание - 1 час

Из таблицы следует, что

  1. прочностные свойства изделий после их термообработки, проведенной по разным режимам воздействия, соответствуют нормативной прочности.
  2. Изделия, прогретые в импульсном режиме, с применением релейного регулятора, имеют стабильно более высокую прочность, чем прогретые по ПИД закону.

В этом случае в пропарочной камере происходит термо-барическое воздействие на структуру железо-бетонных изделий, которое, видимо, существенно упрочняет её. Данное предположение может явиться предметом дальнейших исследований импульсного воздействия режимных параметров (амплитуда, период воздействия, форма) на результаты упрочнения структуры ЖБИ в процессе термовлажностной обработки.

На рисунке 2 показано изменение температуры и давления в пропарочной камере.

Изменение температуры и давления в пропарочной камере

Рисунок 2. Изменение температуры (верхняя кривая) и давления (нижняя)  в процессе термообработки.

Для управления процессом термовлажностной обработки ЖБИ разработана АСУ ТП – термообработка.

Система состоит из операторского места (промышленный компьютер с двумя n-портовыми платами интерфейса RS-485 и 20-ти дюймовым LCD монитором), к которому по сети ModBUS RTU подключены контроллеры SMH C2010C фирмы Segnetics. Контроллеры, в свою очередь, управляют теплогенераторами ВСУ. Для обеспечения доступа к системе с верхнего уровня и передачи данных во внешнюю базу данных АРМ подключено к Ethernet сети предприятия.

Понятие распределенная система, в данном случае, означает, что часть функций передается на управление в контроллер. При этом увеличивается отказоустойчивость всей системы, так как контроллер работает независимо от SCADA, а так же освобождаются ресурсы ЭВМ.

В процессе работы выполняются два режима:

1) ожидание,

2) работа.

В режиме ожидания оператор на АРМ вводит параметры процесса – продолжительность и температуру термообработки, скорость подьема температуры . Эти данные обрабатываются, упаковываются и передаются в память контроллера. С контроллера поступает информация о возможных авариях, а также текущая температура и давление в пропарочной камере.

В режиме работы SCADA-система выполняет следующие функции:

— отображение заданной и текущей температуры и давления на графиках

— отработка аварий

— архивирование данных

Схема работы системы приведена на рисунке 3, а структура системы на рисунке 4.

Рисунок 3. Схема работы системы АСУ-ТП — термообработка.

Рисунок 4. Структурная схема АСУ ТП — термообработка.

На рисунках 5-7 показаны основные окна системы АСУ ТП – термообработка.

Рисунки 5-6. Мнемосхема расположения пропарочных камер с отображением основной информации

Рисунок 7. Окно контроля установки заданий и протекания процесса в пропарочной камере

Литература:

1.СНиП 3.09.01-85 Железобетонные конструкции и изделия. Введен 01 января 1986 г.

2.Пособие по тепловой обработке железобетонных изделий продуктами сгорания природного газа. (к СНиП 3.09.01-85), М:1988, 21с.

3. Буваггу Адиль. Идентификация и автоматизация процесса тепловлажностной обработки железобетонных плит. Диссертация на соискание кандидата технических наук. Самарский государственный технический университет. Самара – 2002 г.

4. Патент Российской Федерации. Способ управления процессом термообработки железобетонных изделий. 1991 г. Бубело Виль Власович [KZ]/

5. Деркач А и др. Опыт автоматизации термовлажностной обработки бетона, «Современные технологии автоматизации» М.: №4, 2009 (стр.48)

6. П.Иванов Железобетон. Какой должна быть автоматизация? Автоматизация технологических процессов, М.: №2(22), 2003 г.

ИЦЭТ
ООО «Энергосберегающие технологии»
ИНН 0277079642 КПП 027701001
Офис
г. Уфа, ул. Мира 14, оф. 605

Производство
Россия, Республика Башкортостан, с. Иглино, ул. Заводская 14/1 
Телефон: 8-347-200-92-10E-mail: info@icetufa.ru
ИЦЭТ © 2015 - 2022 Все права защищены
Веб-сайт создан alexwebagency.ru
chevron-downcross-circle