меню
Бесплатные звонки по россии8 800 250-72-35

Module twofingers.location not installed

En
Ру
Каталог
Личный кабинет
Избранное
0
Сравнение
0

ОВЕН в космических технологиях

Овен в космических технологиях


И.И. Сидельников, к.т.н., доцент, Московский Государственный университет инженерной экологии

Университет инженерной экологии давно сотрудничает с компанией ОВЕН. Научный потенциал преподавателей позволяет не только создавать новые учебные установки, но и решать сложнейшие производственные задачи. Таким решением в области космических технологий стало управление процессом производства катализатора для ракетного двигателя с помощью блока управления тиристорами и симисторами – ОВЕН БУСТ2.


Сотрудники университета инженерной экологии разработали схему регулирования параметров технологической установки производства катализатора Ж30СО, который используется в турбонасосных агрегатах двигательных установок ракетоносителей. Такие агрегаты применяются в жидкостных реактивных двигателях для стартового энергообеспечения подачи горючего в двигатель ракеты. 


Для начала проведем небольшой экскурс в технологию подготовки старта. Компоненты топлива – горючее (керосин) и окислитель (жидкий кислород) поступают из баков на центробежные насосы, приводимые в движение газовой турбиной. Рабочим телом газовой турбины является водокислородная газовая смесь, образующаяся при разложении высококонцентрированной перекиси водорода Н2О2 на окисном катализаторе Ж30СО. Под высоким давлением компоненты топлива поступают через форсунки в камеру сгорания, перемешиваются и сгорают, образуя нагретое до высокой температуры газообразное рабочее тело, которое, расширяясь в сопле, совершает работу и преобразует внутреннюю энергию газа в кинетическую энергию направленного движения. Через сопло газ истекает с большой скоростью, сообщая двигателю реактивную тягу. 


Так вот, нас интересует окисный катализатор Ж30СО, а точнее технология его производства. Технология производства катализатора – многостадийная. Первые две стадии – окисление исходного сырья кислородом воздуха и нанесение солей на высокопористую поверхность катализатора – являются основными и протекают при температурах 500 °С и 350 °С соответственно. От точности соблюдения температурных режимов в большой степени зависит качество катализатора Ж30СО. Эксплуатировавшаяся в течение нескольких десятков лет система позиционного регулирования хотя и оставалась в рабочем состоянии, но не обеспечивала ни требуемой точности параметров процесса, ни надежности. Необходима была полная реконструкция системы регулирования с использованием современных микропроцессорных аппаратных средств с соответствующими характеристиками регулирования и возможностями информирования обслуживающего персонала.


72c7d9a090a61b5750c649df322ded10.jpg


Конструкция печи для нанесения солей на пористую поверхность катализатора для безопасности персонала оборудована низкоомным нагревателем на 12 В мощностью 6 кВт, который включен в сеть 220 В через разделительный трансформатор (рис. 1). Аппарат для окисления сырья имеет встроенный активный электронагреватель, включенный по схеме «треугольник» и питается линейным напряжением 380 В (рис. 2). Для обеспечения необходимой производительности в технологической цепочке задействованы два аппарата для окисления сырья и четыре печи для нанесения солей на катализатор. Все печи снабжены ваннами для приготовления раствора солей, которые нагреваются с помощью промежуточного теплоносителя общим индукционным нагревателем до 80 °С.

Такое многообразие вариантов нагрева электрическим током с применением различных схем включения нагревателей бесконтактным регулированием (без использования электромеханических контакторов) оказалось под силу только новому блоку управления ОВЕН БУСТ2, который и был использован для этих целей. Для улучшения характеристик регулирования на всех стадиях процесса используются ПИД-регуляторы ОВЕН ТРМ210-ИР. Точность регулирования температуры в процессе нанесения солей составляет ±1 °С (±10 °С при прежней схеме регулирования). Такая точность стала возможна благодаря наличию функции автонастройки, с помощью которой были выбраны коэффициенты, обеспечивающие качество регулирования.

7e87c24fca38fb20edc4849d6993f7a2.jpg a012317ee81d7148b44372d80efec444.jpg

Рис. 1. Схема управления печью для нанесения солей        Рис. 2. Схема управления аппаратом окисления сырья


Регулирование окислителя исходного сырья не хуже ±0,5 °С (±5 °С при прежней схеме регулирования). Для измерения расхода воздуха при окислении сырья и температуры на стадии приготовления раствора солей используются измерители ОВЕН ТРМ200 с соответствующими датчиками перепада давления и термометрами сопротивления.

Технологический регламент требует обязательного протоколирования параметров основных стадий производства с последующим предъявлением результатов заказчику при сдаче продукции. Для этих целей используется SCADA-система, позволяющая отображать отчетные документы в табличной и графической формах, а также информацию о состоянии системы.

Начиная с 2009 года, под управлением новой системы регулирования параметров производства катализатора производится продукция надлежащего качества, что и подтверждается соответствующими стендовыми испытаниями. Начиная с 2010 года, все запуски космических аппаратов в России осуществляются с использованием продукции, изготовленной под контролем приборов ОВЕН.