Поиск наилучшего решения для измерения температуры в инсинераторах

  • 153
  • Поделиться
  • Пожаловаться

Компания «Эко-Спектрум», производитель высокотехнологичного термического оборудования для утилизации отходов, применяет в своих разработках датчики температуры компании ОВЕН. При эксплуатации инсинераторных установок собственного производства предприятие гарантирует соблюдение экологических норм и стандартов: камеры дожига газа и системы фильтрации обеспечивают экологически чистые выбросы. Долгое время компания не могла найти для себя идеальный вариант датчика, поскольку температура в зоне горения достигает 1000 °C при крайней агрессивности образующихся дымовых газов. Теперь в инсинераторных установках для ее измерения и контроля используются высокотемпературные датчики ОВЕН ДТПК145МЭ.

На сегодняшний день одной из самых масштабных проблем в мире является загрязнение окружающей среды. Отходы, которые заполняют нашу планету, весьма разнообразны. Человек, не задумываясь, выбрасывает все, что угодно: от окурка до автомобильной шины. Мусоросжигательные заводы могут сократить количество отходов на 95 %, но они так же наносят вред окружающей среде: при сжигании мусора выделяется дым, содержащий в себе канцерогены, углекислый газ, диоксиды, пыль и др. Многие из этих веществ могут быть ядовиты для окружающей среды и человека.

Инсинератор «пассивного» сжигания
Инсинератор «пассивного» сжигания

Тем не менее технологии горения и газоочистки постоянно совершенствуются. В 2011 году компания «Эко-Спектрум» начала выпускать экологически чистое оборудование для сжигания различных отходов, что подтверждено Государственной экологической экспертизой. Инсинераторы — это оборудование, которое помогает сжечь почти любые виды отходов (бытовые, медицинские, биологические, токсические и др.), которые не подвергаются обычной утилизации и загрязняют атмосферу. Такое устройство предназначено для уничтожения мусора термическим методом. Двухкамерная конструкция инсинератора позволяет не только сжигать непригодные материалы, но и дожигать образующиеся в процессе газы.

Инсинераторы условно можно разделить на два вида: «пассивного» и «активного» сжигания. К пассивному типу сжигания можно отнести инсинераторы, представляющие из себя емкость со специальной футеровкой из огнеупорного бетона, включающую в себя горелочные устройства, крышки для загрузки отходов и люки для выгрузки золы, а также камеру дожигания газов, где газ в условиях более высоких температур проходит необходимые процедуры для термического распада. В основную камеру инсинератора загружают отходы, которые без ворошения сгорают при высоких температурах. Камера «активного» сжигания представляет из себя барабан, который, вращаясь, перемешивает мусор в процессе его сжигания. Это оборудование называют роторным инсинератором. В таком оборудовании утилизация отходов происходит намного быстрее, что значительно увеличивает производительность.

Температура в зоне горения достигает 1000 °C. Для ее измерения и контроля служат термопары. Компания «Эко-Спектрум» долгое время проводила тесты датчиков, чтобы подобрать идеальный вариант для своих инсинераторов и крематоров, который мог бы соответствовать всем требованиям — быть коррозионностойким, иметь небольшую тепловую инерцию и, конечно же, достаточно долгое время работать на высоких температурах в условиях агрессивных дымовых газов, поскольку оборудование проектируется для работы в режиме 24/7 без перерыва.

Инсинератор «активного» сжигания
Инсинератор «активного» сжигания

Первый вариант специалисты «Эко-Спектрум» сразу решили заказать у компании ОВЕН — это был высокотемпературный датчик ДТПК145 (ТХА) в чехле из муллитокремнеземистой керамики (МКРц). Однако монтажная часть датчика не выдержала долгого контакта с агрессивной высокотемпературной средой и треснула. Тогда заказчик попросил изменить конструкцию датчика — изготовить чехол из другой керамики и доработать корпус, добавив упорную шайбу.

Компания ОВЕН как раз провела модернизацию таких термопар и, удовлетворив требование об упорной шайбе, поставила «Эко-Спектруму» термопары в чехлах из корунда. Корунд — более качественная, газоплотная и прочная керамика по сравнению со «старой» МКРц. Такие датчики проработали дольше, но результат все же не был идеальным. Заказчик решил попробовать применить другие варианты конструктивов.

Вторым вариантом был наш опытный образец — датчик в бетонно-керамическом чехле, наше «ноу-хау». Такой вариант тоже не подошел под задачу клиента. Причина — большая тепловая инерция, около двух минут. Т. е. датчик очень медленно реагировал на изменения температуры. В принципе, это было ожидаемо: данный датчик с очень толстым чехлом — около 40 мм — изначально разрабатывался для измерения температуры расплава алюминия. Температура там меняется медленно и плавно, а толщина чехла позволяет датчику долго работать с агрессивным алюминием.

Высокотемпературная термопара ОВЕН ДТПК145
Высокотемпературная термопара ОВЕН ДТПК145 в чехле из муллитокремнеземистой керамики
Термоэлектрический преобразователь ОВЕН в бетонно-керамическом чехле
Термоэлектрический преобразователь ОВЕН в бетонно-керамическом чехле
Высокотемпературная термопара ОВЕН ДТПК145МЭ
Высокотемпературная термопара ОВЕН ДТПК145МЭ

Но в инсинераторе среда газовая, имеющая и отличные от расплавов теплофизические свойства, и характер изменения температуры: она меняется резче, возможны скачки. По датчику с большой тепловой инерцией невозможно корректно управлять подачей топлива и отслеживать работу агрегата в реальном времени.

Экспериментировал «Эко-Спектрум» и с другими компаниями по изготовлению датчиков. Но все-таки остановил свой выбор на компании ОВЕН.

Инсинератор компании «Эко-Спектрум» с датчиком ОВЕН
Инсинератор компании «Эко-Спектрум» с датчиком ОВЕН

В конце концов мы согласовали такой вариант конструкции, который подошел нашему заказчику и пользуется популярностью на сегодняшний день, — это высокотемпературный датчик ДТПК145МЭ с нормирующим преобразователем НПТ-3 внутри головки для преобразования сигнала от сенсора в унифицированный токовый сигнал 4...20 мА. Конструктив этой термопары соответствует конструктиву ранее описанного модернизированного датчика ДТПК145 (ТХА) с некоторыми изменениями.

За счет постоянной высокой температуры в основной камере и камере дожига газов термопара постоянно находится под высокой температурой, поэтому головка становится горячей, а вся электроника внутри головки подвергается плавлению и выходит из строя. Шайба помогает «отодвинуть» головку датчика от аппарата на 3–5 сантиметров, арматура между шайбой и головкой рассеивает тепло, а сама головка остается холодной.

Нормирующий преобразователь НПТ-3
Нормирующий преобразователь НПТ-3

Так как вследствие горения отходов внутри камеры выделяются химически активные вещества, в том числе соединения серы, то материал арматуры датчика должен быть коррозионностойким и газоплотным, поэтому мы выбрали корунд (CER795) и не прогадали. Уже в течение года на инсинераторы компании «Эко-Спектрум» ставят наши датчики ОВЕН ДТПК145МЭ-0919.250, которые являются одним из лучших решений для оборудования такого типа.

Источник: Компания ОВЕН, опубликовано в журнале «Электротехнический рынок» № 2 (98) 2021

Бренды: ОВЕН

Информация о компании

Компания ОВЕН разрабатывает и производит контрольно-измерительные приборы и свободно-программируемые логические контроллеры, разрабатывает программные средства, осуществляет технический консалтинг, сервисное обслуживание и информационную поддержку региональных торговых представителей компании.
Читайте также
Новости по теме

Видео по теме

Лента публикаций