Caso Delta Cement: Medición de Nivel de Silo con Radar de Pulso de 26 GHz y Purga de Aire

Los silos de polvo son donde se prueban las tecnologías de medición de nivel.Silos de carbón pulverizado y de piedra calizaLos medios son polvos finos con bajas constantes dieléctricas (cemento aproximadamente 3-5); durante el llenado, el espacio del cabezal del silo se llena de polvo y la superficie del material forma un cono irregular.La medición del nivel es difícil porque el polvo pesado atenúa las señales de microondas - más aún a frecuencias más altas - y la acumulación de polvo cubre las antenasLa anterior bobina de plomo electromecánica se atascaba con frecuencia en el material y requería recuperación manual; las sondas de capacitancia se desplazaban a medida que el material se agrupaba sobre ellas.El reemplazo fue un radar de pulso de 26 GHz con una conexión de purga de aire., elegido específicamente porque la frecuencia más baja penetra mejor en atmósferas polvorientas que en 80 GHz.las entradas de puesta en marcha y lo que mostraron los primeros llenos.

Perfil del cliente: Delta Cement Industries Ltd. (Bangladesh)

Delta Cement Industries Ltd. es un productor de cemento en Bangladesh que opera silos de almacenamiento de clínker, cemento y carbón pulverizado.La sala de control de la planta necesita niveles de silo continuos para la gestión de inventario y para evitar el desbordamiento, pero el polvo pesado durante el llenado y la superficie del material en forma de cono habían derrotado a los instrumentos anteriores de plomo-bob y capacitancia.

2Antecedentes del sitio: Tres silos, una sala de control

La planta almacena el cemento, el carbón pulverizado y la piedra caliza triturada en silos cilíndricos altos con fondos cónicos.y durante cada llenado el espacio de la cabeza se convierte en una densa nube de polvoLa superficie del material no es plana, sino que forma un cono cuyo ángulo depende del ángulo de reposo del material y de dónde aterriza el flujo de llenado.,En el caso de los silos, el sistema de control de los flujos de agua, la prevención de los desbordamientos y la alerta temprana de los silos bloqueados o vacíos, ninguno de los tres servicios se prestaba de manera fiable, ya que los instrumentos existentes no podían proporcionar una señal continua y fiable.

3¿ Por qué este silo derrota a la mayoría de los sensores?

Los silos de polvo combinan tres problemas de medición que pocos sensores resuelven juntos: la nube de polvo: durante el llenado, el espacio de la cabeza está tan lleno de polvo que atenúa y dispersa las señales de microondas,y la atenuación crece con frecuenciaLa superficie: una superficie de polvo en forma de cono devuelve un eco más débil y disperso que una superficie líquida plana, y el cono cambia con cada llenado.el polvo se asienta en la antena y se produce un enroscamiento en algunos mediosLa prueba práctica para cualquier instrumento candidato era de tres preguntas: ¿puede ver a través del polvo, puede encontrar la verdadera superficie en una pila inclinada, y puede mantener su antena limpia?

4La última medida de Plumb-Bob

El tubo de plomo electromecánico bajaba el peso de un cable hasta que tocaba el material, y luego medía la longitud del cable.El peso se hundió en material blando o gaseosoLa planta lo ejecutaba según un horario, por lo que entre mediciones el nivel era simplemente desconocido.La sonda de capacidad en otro silo midió el cambio en la capacidad a medida que el material cubría la sondaEl error recurrente que puso fin a la discusión:Los cables atascados en el silo de carbón significaron intervenciones en el techo para recuperar el pesoEl sitio quería una medición sin nada mecánico dentro del silo.

5La decisión de la frecuencia: el argumento del polvo

La elección de la frecuencia es el corazón de este proyecto, y el razonamiento pertenece al registro.Un radar de 80 GHz - excelente para líquidos en tanques limpios - puede perder su eco en una nube de polvo pesadaPor lo tanto, el radar de pulso de 26 GHz es la opción establecida para los silos de polvo y sólidos a granel.El polvo dispersa las microondas más fuertemente cuando el tamaño de las partículas se acerca a la longitud de onda, por lo que la onda de 26 GHz más larga viaja a través de la nube de polvo con menos pérdida que una onda de 80 GHz más corta.y la precisión (aproximadamente +/-0La antena es un cuerno con una conexión de purga de aire - un pequeño flujo de aire del instrumento mantiene el polvo fuera de la cara,Responder directamente al problema de la acumulaciónEl silo de carbón requería una clasificación a prueba de explosión para la zona peligrosa de polvo; la clasificación del silo de cemento dependía de las condiciones del sitio y se confirmó antes de ordenar.

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7La configuración de 26 GHz

La configuración siguió la misma lógica que la elección de la frecuencia: nivel en metros con referencia al fondo del silo; altura del silo y desplazamiento de montaje ingresados; 4-20 mA escalados en el rango de trabajo;HART habilitado para el diagnóstico remoto de la curva de ecoEl umbral de eco se fijó para superficies de polvo dieléctrico bajo,y el filtrado fue configurado para rastrear la verdadera superficie del material en lugar de nubes de polvo o ecos acumulados - que es para lo que sirven la grabación de espectro vacío y el mapeo de falso ecoLa conversión de nivel a volumen, donde la planta quería volumen o masa, se realizó en el PLC contra la mesa de correas del silo, porque una conversión lineal es incorrecta para un silo de fondo cónico.

8Instalación: tubo de pie o nueva boquilla?

El registro de instalación registra una decisión genuina: el silo de cemento tenía una tubería existente de la vieja bobina de plomo; una antena de caída podría reutilizarla,pero el interior del tubo de soporte tenía que ser comprobado para la acumulación primero - un tubo de soporte parcialmente bloqueado crea un falso eco o atrapa la señal por completoEn los silos de carbón y de piedra caliza, se utilizaron nuevas boquillas de techo. En los tres, la antena se colocó lejos de la entrada de la corriente de llenado para que el material que cae no pudiera impactar directamente.y la línea de depuración de aire estaba conectada con su flujo establecido durante la puesta en marchaLos soportes eran rígidos: un techo de silo se flexionaba y un soporte flexible movía el punto de referencia.

9. Comisionamiento de las entradas de registro

Las entradas de puesta en marcha, condensadas del registro del sitio:

1. Silos vacíos o de bajo nivel: se registra el espectro vacío; se mapean y suprimen los ecos fijos de la estructura del techo, la tubería de llenado y la entrada del colector de polvo.
2. Alturas del silo, desplazamiento, escala de salida y umbrales de alarma.
3. Se estableció una dirección segura para que un eco perdido se dirija hacia un nivel más alto - el sistema de llenado se detiene en lugar de sobrecargarse - después de confirmar que esto coincidía con la filosofía de control del sitio.
4. La purga de aire ajustada al flujo mínimo que mantiene la antena limpia - el exceso de purga desperdicia el aire del instrumento y puede enfriar la antena, promoviendo la condensación de polvo húmedo en la cara.
5. Las lecturas del radar comparadas con una comprobación con plomada o con una celda de pesaje en uno o dos niveles; se registran desviaciones.
6. Nota para el seguimiento: revisar la curva de eco después de los primeros llenos, cuando la carga de polvo es mayor, para confirmar que el instrumento todavía ve la superficie verdadera.

10Lo que mostró la curva de eco

Cuando comenzó el llenado, la nube de polvo se acumuló exactamente como se esperaba, y la señal de 26 GHz siguió siguiendo el material en ascenso.La revisión de la curva de eco después de los primeros rellenos confirmó que el eco de superficie verdadero estaba presente y estableLa purga de aire mantuvo la antena limpia; la lectura no se desplazó con la acumulación.Las intervenciones de cableado se detuvieron porque no había cableLa sala de control obtuvo una visibilidad continua del nivel en silos que anteriormente se medían según un calendario.la conclusión de la puesta en marcha fue que la medición era continua y los modos de falla anteriores se eliminaron por diseño.

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Xi'an Qinwei Instrument Factory (marca QINWEIYB) es un fabricante establecido en 2010 que se especializa en instrumentos de automatización industrial,con 500-800 empleados y el 50%-60% de la producción exportada en todo el mundoPara los silos de polvo, Qinwei proporciona radares de pulso de 26 GHz con conexiones de purificación de aire y carcasas de calificación Ex para áreas peligrosas de polvo, como el almacenamiento de carbón.Todos los instrumentos están calibrados en fábrica con certificados rastreables.; MOQ comienza desde 1 juego, la entrega es de 5-8 días laborables, y la personalización OEM / ODM es compatible.

12Valor: Disponibilidad, no exactitud

El valor del radar en los silos de pólvora es la disponibilidad más que la precisión.limpieza requerida - y el funcionamiento de un silo vacío o bloqueadoLa eliminación de la plomada eliminó la tarea de mantenimiento de mayor riesgo en el silo: escalada y recuperación manual.Cada elemento de la solución se remonta a un modo de fallo de la instalación anterior: 26 GHz porque 80 GHz perdería el eco en el polvo, purga de aire porque una antena no limpia recrearía el problema de acumulación de la sonda de capacitancia,sin contacto porque el cable del plumb-bob fue el fallo originalEsa trazabilidad es lo que hace el diseño defendible.

13Aplicaciones que siguen la misma lógica

La misma configuración se aplica al cemento, harina en bruto, carbón pulverizado, ceniza volante, yeso, piedra caliza, arena y pellets de plástico en silos y contenedores.5) o silos muy altosPara el carbón y otros polvos explosivos, la clasificación Ex debe corresponder a la clasificación de zona.y la purga de aire debe estar interconectada con el sistema de llenado cuando el procedimiento del emplazamiento lo requieraCuando se solicite una cotización para el nivel del silo, indique la altura y el diámetro del silo, la densidad del producto y el volumen, los detalles de la boquilla o del tubo de apoyo, si el área está clasificada como explosión de polvo,y la interfaz de salida requerida.