فرستنده های سطح رادار دید را در تولید سیمان بهبود می بخشد
فرستنده های سطح رادار دید را در تولید سیمان بهبود می بخشد
خروجی سیگنال هر فرستنده سطح رادار در مورد درصد مواد داخل هر سیلو و همچنین حجم کلی مواد ، اطلاعات را به یک پنل متر در اتاق کنترل می رساند.
هرمان کوئلو
9 ژوئن 2016
بخشی از پروژه تکمیل شده برای شرکت سیمان کیستون. Shutterstock/با احترام از صنعت زیمنس
تجهیزات اتوماسیون صنعتی تعداد کمی از محصولات به اندازه بتن در ساخت و ساز اساسی هستند. ساختمانها ، پلها ، سدها ، بزرگراهها و باند فرودگاه در سراسر جهان از آن ساخته شده است. رومیان دو هزار سال پیش از آن برای ساختن کولوسئوم استفاده کردند که امروزه نیز پابرجا است.
عنصر اصلی بتن ، سیمان ، در درجه اول از سنگ آهک با آثار دیگر ترکیبات ساخته می شود تا ویژگی های سخت شدن و خشک شدن آن را نشان دهد. سیمان پرتلند ، رایج ترین نوع ، هنگامی ایجاد می شود که سنگ آهک خرد شده و مقادیر کمتری از مواد اولیه دیگر وارد کوره های دوار بزرگ شوند که آنها را تا حدود 2700 درجه فارنهایت گرم می کند.
هنگامی که مخلوط در مراحل آتشین کوره حرکت می کند ، برخی از عناصر موجود در آن به عنوان گاز خارج می شوند. آنچه باقی می ماند ، ماده جدیدی به نام کلینکر را تشکیل می دهد که از کوره داغ خارج می شود و به شکل توپ های خاکستری به اندازه تیله ها سرد می شود. کلینکر به نوبه خود به اندازه ای پودر می شود که یک پوند حاوی 150 میلیارد دانه است. سپس آماده حمل است ، عمدتا برای شرکت های بتن آماده برای پروژه های ساختمانی.
در ایالات متحده ، دره Lehigh پنسیلوانیا شرقی ، محل تولد و قلب صنعت سیمان پورتلند کشور است ، خدمات اتوماسیون صنعتی
زیرا در آن سنگ آهک وجود دارد. این منطقه به مساحت 42 مایل مربع در 60 مایلی شمال فیلادلفیا دارای پنج کارخانه بزرگ صنعت از جمله سیمان کیستون است.
چالش نظارت بر کلینکر
کیستون که در سال 1928 تأسیس شد ، تعمیر اساسی 230 میلیون دلاری را در سال 2010 به پایان رساند ، و آن را به یکی از پیشرفته ترین تاسیسات تولید کشور از نظر تکنولوژی و کارآمد تبدیل کرد. 150 کارمند و دو کوره سیمان آن سالانه میلیون ها تن سیمان تولید می کنند.
پس از سرد شدن ، کلینکر کیستون از کوره ها به دو سیلوی بزرگ ، یکی برای خروجی هر کوره حرکت می کند. برج سیلوها 195 فوت ، تقریبا 20 طبقه ، و 78 فوت عرض دارد. هر کدام می توانند 20000 تن کلینکر را در خود جای دهند. وقتی کلینکر تازه تولید شده به بالای سیلو می ریزد ، هنوز بین 280 درجه فارنهایت و 300 درجه فارنهایت است و گرد و غبار زیادی تولید می کند.
به گفته پل دلونگ ، مدیر تعمیر و نگهداری برق کیستون ، مشاهده سطوح کلینکر سیلوها برای ارزیابی عملکرد کلی کارخانه بسیار مهم است.
اگر سطوح سیلوهای کلینکر آن چیزی نباشد که ما با محاسبه میزان مواد اولیه وارد پیش گرم کننده ، ترکیباتی که در پیش گرم کننده ایجاد می شود و زمان و دما در کوره ها پیش بینی می شود ، در این صورت کارخانه به اندازه کافی کلینکر تولید نمی کند. مقدار مواد وارد شده ، "او گفت. "این بدان معناست که پول ، انرژی و مواد در حال هدر رفتن است."
دلونگ همچنین گفت که سطح سیلو کلینکر می تواند نشان دهد که سرعت آسیاب کارخانه با خروجی از یک آسیاب توپ 5000 اسب بخاری که کلینکر را پودر می کند ، چقدر باید باشد. وی گفت: "فرآیند فرز آخرین مرحله تولید ما است که کلینکر را خرد می کند و محصول نهایی ما ، سیمان پرتلند را ایجاد می کند."
حفظ اقدامات دقیق و به موقع سطح سیلو کلینکر دشوار بود و می تواند خطرناک باشد زیرا این شرکت از روش دستی استفاده کرده است. دلونگ می گوید: "ما روزانه یکبار مردان را به بالای سیلوها می فرستادیم تا یک طناب سنگین را برای اندازه گیری سطح آنها بیندازند."
وی گفت: "این کار در دو نقطه انجام شد تا زاویه آرامش کلینکر به طور متوسط مشخص شود. به دلیل از دست دادن ساعات کار راحت و کارآمد نبود و اندازه گیری ها همیشه دقیق نبود." "این به هیچ وجه نگران نگرانی های ایمنی نیست هر زمان که شخصی را در ارتفاع 200 فوت ، گاهی اوقات در هوای نامناسب ،خدمات اتوماسیون صنعتی
بفرستید و در معرض شرایط گرم و غبار آلود معمول داخل سیلوها قرار دهید."
راه حل
برای حل مسائل اندازه گیری سیلو کلینکر ، کیستون روشی را برای اندازه گیری مداوم سطوح ترجیح داد تا بهتر بتواند این فرایند را پیش بینی کند. این کارخانه همچنین می خواهد بتواند کیفیت کلینکر حاصل از کوره و خنک کننده قسمت تولید را ارزیابی کند.
اولین توزیع کننده ابزار کیستون با فناوری توصیه شده برای تسطیح صوت اولتراسوند تماس گرفت ، اما پس از تلاش برای نصب واحدهای بزرگ و زنگ شکل ، آنها متوجه شدند که اتصال فرایند موجود اندازه و شکل آنها را برآورده نمی کند.
دلونگ با یک منبع ابزار محلی دیگر ، توزیع کننده زیمنس ، Ives Equipment Corporation تماس گرفت تا به ارزیابی وضعیت و پیشنهاد راه حل جایگزین کمک کند. مدیر حساب Rory Kump از Keystone دیدن کرد و ارزیابی انجام داد که شامل بازدید از بالای سیلوها و نگاهی به داخل آنها بود.
علاوه بر مسئله اندازه فیزیکی ، کامپ متوجه شد که حداکثر محدوده عملکرد فرستنده های اولتراسونیک تقریباً در ارتفاع سیلوها است. این بدان معناست که با افزایش سطح کلینکر ، خواندن ممکن است به خطر بیفتد
پایین در سیلوهای 195 فوت. وی همچنین نتیجه گرفت که انتهای بالای 300 درجه فارنهایت درجه حرارت کلینکر ورودی با حداکثر دمای کارکرد واحدها یکسان است ، که می تواند به واحدها فشار وارد کند و طول عمر آنها را کوتاه کند.
کامپ گفت: "این مورد یک برنامه کاربردی راه حل تقریباً کار می کرد ،" و در مورد کیستون ، [تقریبا] به اندازه کافی خوب نبود. این نشان می دهد که یادگیری و در نظر گرفتن همه عوامل مختلف چقدر مهم است [ قبل از توصیه راه حل فناوری ، محیط عملکرد برنامه را فعال کنید. "
به عنوان یک راه حل جایگزین ، کامپ پیشنهاد کرد که کیستون در بالای هر سوله یک فرستنده سطح چهار سیمه زیمنس SITRANS LR460 زیمنس با پرتو جهت دار 24 گیگاهرتز و درپوش گرد و غبار نصب کند.
Thinkstock Photos 509253102bw وب
Thinkstock/با احترام از صنعت زیمنس
نسبت سیگنال به نویز بالا
این فرستنده های سطح از رادار موج پیوسته مدوله شده با فرکانس با نسبت سیگنال به نویز بالا برای نظارت مداوم جامدات در محیط های بسیار غبار آلود مانند سیلوهای کلینکر کیستون استفاده می کنند. محدوده مانیتورینگ واحدها 329 پا و محدوده دمای متوسط بین -40 تا 392 درجه فارنهایت است. هر دو پارامتر از دسترس و محدوده محلولهای تراز صوتی اولتراسوند قبلی فراتر می روند.
فرستنده همچنین شامل پردازش سیگنال پیشرفته و هوش فرایند پردازنده است. این واحدها از الگوریتم های تشخیص اکو بر اساس دانش ، تجربه و ورودی های بیش از 1 میلیون برنامه سطح بندی بدون تماس از سراسر جهان استفاده می کنند.
فناوری پویای تغییر زمان آستانه (TVT) قدرت خود را در سیلوهای کیستون حس می کند. اصلاح اکو در مدل مورد استفاده در این گیاه همچنین پژواک های شکسته را تشخیص می دهد ، که معمولاً برای جامداتی مانند کلینکر که با شیب های مختلف و سطوح متعدد در انبار هستند ذخیره می شود. این فناوری پژواک را به هم پیوند می دهد و رانش را حذف می کند تا سیگنال دقیق تر و قابل اطمینان تری ارائه دهد.
گسترش
فرستنده سطح رادار دارای یک محفظه ناهموار با اجزای فلنج و شاخ است. کیستون از درپوش گرد و غبار اختیاری برای جلوگیری از تجمع بیش از حد گرد و غبار در داخل آنتن شاخ به دلیل گرد و غبار شدید داخل سیلوها استفاده می کند. دمای گرم داخل سیلوها بر واحدها تأثیر نمی گذارد زیرا برای محیط های سخت طراحی شده اند و حتی در گرمای بیشتر کار می کنند.
نصب فیزیکی واحدها بدون مشکل انجام شد ، اما خدمات اتوماسیون صنعتی
هنگامی که آنها کار می کردند ، پروفایل اکو استخراج شده از واحد نشان داد که تنظیم برای نادیده گرفتن موانع ناخواسته مورد نیاز است. Kump از یک مدیر دستگاه SIMATIC Process Device برای برنامه ریزی ناهنجاری ها در دستگاه ها از طریق پروتکل های ارتباطی HART یا PROFIBUS PA استفاده کرد و از آن زمان ، کارخانه گزارش می دهد که فرستنده های سطح به خوبی کار می کنند.
نتایج
Keystone پس از نصب فرستنده های سطح رادار ، اکنون اندازه گیری مداوم و دقیقی از حجم کلینکر خود در هر دو سیلو دارد.
دلونگ گفت: "اکنون تکنسین های ما در اتاق کنترل می توانند تناژ کلینکر را به طور دقیق و در زمان واقعی محاسبه کنند." "این کمک بزرگی بود زیرا آنها همیشه می دانند که در کل ما چقدر خوب است
فرآیند تولید سیمان در حال انجام است و می تواند هرگونه تنظیمات لازم را برای مواد اولیه که در روند پیش گرمایش قرار دارند انجام دهد تا بهینه نگه داشته شود.
DeLong هیچ معیار سختی در مورد میزان صرفه جویی در هزینه ها به دلیل کارایی بیشتر عملیاتی ندارد ، اما او فکر می کند که آنها بسیار مهم می دانند که کوره های بزرگ کیستون در تولید سیمان خود این فرآیند را صرف انرژی می کند.
در حقیقت ، کوره ها سالانه حدود 17 میلیون گالن سوخت مشتق شده از زباله برای جایگزینی نیمی از زغال سنگ مورد استفاده خود استفاده می کنند ، بنابراین حتی درصد کمی از بهبود کارایی فرآیند می تواند صدها هزار دلار صرفه جویی سالانه در هزینه ها به همراه داشته باشد. ، بدون ذکر مزایای زیست محیطی انتشار کمتر کربن.
بهره وری تکنسین از دیگر مزایای آن است. اندازه گیری دستی خدمات اتوماسیون صنعتی
هر سیلو در حدود یک ساعت در روز از زمان تکنسین معادل 520 ساعت در سال صرفه جویی شده یا حدود یک چهارم سال زمان تکنسین است. دلونگ می گوید: "ما می توانیم صرفه جویی در هزینه های عدم نیاز به فرستادن کسی به آنجا را محاسبه کنیم ، اما منفعت واقعی این است که آنها کارهای ارزشمندتری را در زمین انجام دهند." "البته ، نگه داشتن آنها روی زمین همچنین خطرات ارسال آنها را به ارتفاع 200 فوت برای مطالعه در محیط گرم ، گرد و غبار و سوزان کاملاً از بین می برد."
هرمان کوئلو مدیر بازاریابی برای صنعت زیمنس است که در آرلینگتون ، تگزاس مستقر است ، کوئلو مسئول توسعه تجارت و بازاریابی رادار ، رادار موج هدایت شده و ابزارهای سطح اولتراسونیک است. تجربه او در زمینه ساز دقیق بیش از 25 سال است. او به شدت درگیر فناوری های راداری و فراصوت برای آموزش مشتریان و نمایندگان فروش بوده است. او همچنین فرستنده های راداری زیمنس و سونوگرافی و فرستنده و کنترل کننده هایی را که به نفت و گاز ، غذا و نوشیدنی ، آب و فاضلاب ، مواد شیمیایی ، نیرو ، سیمان ، سنگدانه و معدن خدمات می دهند ، به بازار عرضه می کند.
برچسب: ،
