Centralina di controllo fiamma per forni industriali
Caso di studio: ottimizzazione della combustione del bruciatore industriale tramite controllo della pressione dell’aria in un impianto di cottura per ceramiche.
Le applicazioni delle centraline di controllo fiamma nei forni industriali a gas, sono divenute sempre più importanti; non solo nella gestione della sicurezza, ma anche nell’ottimizzazione della combustione che si traduce nel risparmio di decine di migliaia di metri cubi di gas all’anno. In questo caso, l’impianto disponeva di bruciatori con centralina per il controllo fiamma standard, che accendevano e spegnevano i bruciatori a seconda delle esigenze di cottura lungo il forno per il mantenimento della linea di temperatura; è essenziale, per evitare di avere prodotti di seconda scelta, avere una perfetta curva di cottura. Un forno a gas non brucia gas puro ma una miscela di aria-gas che arriva al bruciatore in due condotti separati; per una combustione ottimale viene impostato il giusto valore di miscelazione fra aria e gas (per bruciare perfettamente un metrocubo di metano servono 9.5 metri cubi di aria) questo rapporto però può cambiare in quanto l’aria è soggetta a variazioni (pressione atmosferica ecc.) che possono variare l’effettiva quantità dell’aria , nello stesso volume. Per ovviare a questo problema abbiamo creato, derivandola dalla famiglia delle GT05 una apparecchiatura che oltre alla normale operatività di controllo fiamma è in grado di leggere la pressione atmosferica, di visualizzarla per un intervento manuale, ma anche di creare un segnale di retroazione da inviare al controllo di processo in modo che automaticamente possa agire sulla valvola dell’aria del bruciatore in questione in modo da ripristinare il giusto apporto di aria per una combustione ottimale. Vediamo più da vicino la logica di funzionamento dell’apparecchiatura; la famiglia GT05 è un controllo fiamma a microprocessore dotato di uscite ed ingressi par la gestione e la sorveglianza di bruciatori a funzionamento permanente, idonea per le applicazioni in cui i bruciatori restano accesi per periodi superiori alle 24 ore. L’apparecchiatura gestisce bruciatori ad uno stadio gas, rilevando la presenza di fiamma dall’elettrodo usato per l’accensione del bruciatore (applicazione monoelettrodo), grazie all’effetto di ionizzazione generato dalla fiamma. L’amplificatore fiamma interno viene invece verificato ogni ora garantendo così la funzionalità e sicurezza del bruciatore per prolungati periodi di funzionamento.
L’apparecchiatura presenta un interruttore locale per l’esclusione del bruciatore, un pulsante di reset manuale e dei led per le segnalazioni e la diagnostica. Il sistema segnala al controllo della gestione del forno il blocco del bruciatore chiudendo un contatto pulito, oppure segnalando lo stato del bruciatore senza anomalie tramite un’uscita con resistenza calibrata da collegare ad un sistema conta bruciatori. Il dispositivo presenta inoltre un ’ingresso per poter accettare degli sblocchi da remoto.
La GT05 quando alimentata, esegue l’accensione del bruciatore attivando l’accenditore GT25XX e aprendo l’elettrovalvola gas. Terminata la fase di accensione il dispositivo mantiene attiva solo la valvola gas per tutto il tempo in cui la fiamma è presente.
Nel caso le fiamma non si formi o si spenga durante il funzionamento del bruciatore, l’apparecchiatura intercetta la valvola gas e segnala la condizione di blocco. Qualora il ricircolo sia attivo, alla perdita del segnale fiamma lo strumento eseguirà automaticamente un nuovo tentativo di accensione. Nell’eventualità che non sia attivato il riciclo lo strumento si posiziona in modalità sicura (stato di blocco) chiudendo l’EV del gas e segnalando il suo stato.
Per far ripartire la centralina è sufficiente premere il pulsante di reset sull’ apparecchiatura, oppure far inviare in segnale di reset remoto dal programma di supervisione del forno.
A questa funzionalità standard è stata aggiunto un circuito elettronico un pressostato, un microprocessore e un visualizzatore 2Digit a 7 segmenti.
Il sistema legge la pressione atmosferica, la mostra sul visualizzatore, mentre il microprocessore realizza un segnale di feed-back (4-20mA, 0-10V) da inviare al sistema di supervisione e controllo tramite un’uscita ausiliaria. Il controllo automatico dell’impianto a questo punto agisce sulla valvola dell’aria del bruciatore in questione (su un forno possono esserci anche qualche centinaio di bruciatori) in modo da riportare i parametri nel range ottimale sempre leggendo il segnale di feed-back che gli restituisce la centralina.
Ove non esistesse un sistema avanzato di supervisione e controllo sarà il personale addetto al forno che passando per il controllo periodico leggerà sul visualizzatore Digit un valore non nei parametri, agirà manualmente sulla valvola fino a riportare il valore nei parametri.
Esempio di utilizzo su impianto con supervisione e controllo
