docSystem IPS BP do ciągłego pomiaru uziarnienia w rurze transportowej
download 
Reklamacja Transkrypt
System IPS BP do ciągłego pomiaru uziarnienia w rurze transportowej
TECHNIKA I TECHNOLOGIA Pomiary uziarnienia www.kamika.pl System IPS BP do ciągłego pomiaru uziarnienia w rurze transportowej System IPS BP do ciągłego pomiaru uziarnienia w rurze Opisany w niniejszym artykule system umożliwia ciągły pomiar uziarnienia na skalę przemysłową od 0,5μm do 2000 μm węgla, transportowej. popiołu, cementu i innych sproszkowanych substancji, bez ograniczeń wydatku w punkcie pomiarowym. WSTĘP O Opisany poniżej system umożliwia ciągły pomiarprzez uziarnienia na skalę przemysłową Elektroniczny układ pomiarowy IPS BP składa się pracowany firmę KAMIKA Instruments od 0,5 µm do 2000 µm węgla, popiołu, cementu i innych sproszkowanych substancji, bez z zespołu czujników [1] umiejscowionych na rurach pomiar dla jednego punktu można zwieloograniczeń wydatku w punkcie pomiarowym. Opracowany pomiar dla jednego punktu pyłowych połączonych dowolnie długimi wielożystosując badanie uziarnienia każdej rurze można zwielokrotnić, stosująckrotnić, badanie uziarnienia na każdej na rurze wychodzącej z łowymi kablami ze skrzynką rozdzielczą, tzw. blowychodzącej z młyna. Cel transportu może być różny, młyna. Cel transportu może być różny, to jest kocioł energetyczny, silosy na różne rodzaje popiołów lub cementu,tj.maszyny w dalszym procesie kiem [3]. Blok [3] zasila każdy czujnik pomiarowy [1] kocioł energetyczny, silosy na produkcyjnym. rożne rodzaje popioi odbiera informacje o wynikach pomiarów granulałów lub cementu czy maszyny w dalszym procesie OSIS SYSTEMU cji, np. węgla czy popiołu, które przez sieć ethernetoprodukcyjnym. Ogólny schemat Systemu IPS BP przedstawiony na Rys.1 wą są przesyłane do komputera [9]. Program pomiaOgólny schematjest systemu IPS BP przedstawiono na rowy w komputerze może wyliczyć rozkłady granuRys.1. lacji cząstek według kalibracji sferycznej lub inaczej, zgodnie ze sposobem symulującym analizę sitową. Oprogramowanie uwzględnia również porównanie metod granulacji. Celem przedsięwzięcia jest pomiar dowolnie szerokich rozkładów wielkości ziaren, szczególnie największych ziaren w próbce, bez penetrowania przekroju pomiarowego rury sondą. Dla uśrednienia wyniku kolejnych pomiarów wykorzystano zjawisko fizyczne, które umożliwia wyłapywanie największych cząstek Elektroniczny układ pomiarowy IPS BP przedstawiony na Rys. 1. składa się z zespołu w zbiorze, a pomiar wielkości reprezentatywnych cząstek odbywa się w sposób automatyczny przy pomoczujników [1] umiejscowionych na rurach pyłowych połączonych dowolnie długimi cy optycznego czujnika. Wykorzystano tu opis przewielożyłowymi kablami ze skrzynką rozdzielczą, tzw. blokiem [3]. Blok [3] zasila każdy pływu przedstawiony w publikacji I. E. Idelczyk Spraczujnik pomiarowy [1] i odbiera informacje o wynikach pomiarów granulacji na przykład węgla czy popiołu, które przez sieć ethernetową są przesyłane do komputera [9]. wocznik po gidrawliczewskim soprotiwlieniu. Na Rys. Program pomiarowy w komputerze może wyliczyć rozkłady granulacji cząstek według 2, 3, 4 przedstawiono rozkłady prędkości w rurach za kalibracji Gdzie: sferycznej lub inaczej zgodnie ze sposobem symulującym analizę sitową. kolanem. rys. 1 Oprogramowanie również uwzględnia metod granulacji. Do poboru uziarnienia wykorzystuje się siłę 1. Zespół czujników do pomiaru granulacjiporównanie popiołu zawieszona na każdym pyłoprzewodzie Schemat systemu IPS BP 2. Sieć ethernetowa pomiędzy czujnikiem cząstek o skrzynką rozdzielacza [3] odśrodkową powstałą w rurze przy przepływie mateczujników do pomiaru granulacji popiołu zawieszony na każdym pyłoprzewodzie Skrzynka rozdzielacza umożliwiająca sprawny wielopunktowy pomiar Celem3.1. Zespół przedsięwzięcia jest pomiar dowolnie szerokich rozkładów wielkości ziaren, riału sypkiego przez kolano rury. Podczas przepływu pomiędzy czujnikiem a skrzynką rozdzielacza [3] czujników 4.2. Sieć Siećethernetowa ethernetowa umożliwiająca wielonapięciowe zasilanie elektroniki pomiarowych szczególnie największych ziaren wcząstek próbce, bez penetrowania przekroju pomiarowego rozdzielacza sprawny wielopunktowy pomiar 5.3. Skrzynka Sieć ethernetowa doumożliwiająca przesłania danych pomiarowych do komputera na zewnętrznej części zagiętej rury zachodzi prawie rury sondą. Dla uśrednienia wyniku kolejnych pomiarów wykorzystano zjawisko fizyczne, 6.4. Sieć Siećethernetowa ethernetowa do przesłania odczytu z automatyki [10] do układu sterującego umożliwiająca wielonapięciowe zasilanieelektrofiltra elektroniki czujników pomiarowych całkowita koncentracja cząstek przez działanie siły które 7.umożliwia wyłapywanie największych cząstek w zbiorze, a pomiar wielkości Układ sterujący do ustawia według określonego algorytmu wprowadzonego do komputera [9] pracę młynów 5. Sieć ethernetowa przesłania danych pomiarowych do komputera reprezentatywnych cząstek odbywa się w sposób automatyczny przy pomocy optycznego odśrodkowej. Bardzo mała część najmniejszych czą8.6. Sieć Siećethernetowa ethernetowa do przesłania odczytu z automatyki elektrofiltra [10] do układu sterującego czujnika. Wykorzystano tu opis przepływu przedstawiony w publikacji I. E. Idelczyk 9.7. Układ Komputer stek zostaje w strefie środkowej przekroju, a w strefie sterujący ustawia pracę młynów według określonego algorytmu wprowadzonego do komputera [9] 10. Automatyka kotła Sprawocznik po gidrawliczewskim soprotiwlieniu. Na rys.młyna 2, 3, 4 przedstawione są 8. Sieć ethernetowa 9. Komputer 10. Automatyka kotła 11. Automatyka wewnętrznej przepływa czyste powietrze, i to w kie11. Automatyka rozkłady prędkościmłyna w rurach za kolanem. runku powrotnym. Na zewnętrznej części końca kolaRys.1. Ogólny schemat Systemu IPS BP na wystarczy wykonać upust uziarnienia na zewnątrz rury, aby otrzymać wypływający reprezentatywny Jakość potwierdzona certyfikatem ISO 9001 K A M I K A Instruments zbiór ziaren do pomiarów ich wielkości. Strona: System IPS BP do ciągłego pomiaru uziarnienia w rurze transportowej Na 2podstawie pomiarów wielkości cząstek można wyprowadzić niezależne sygnały [8] elektronicznego bloku pomiarowego [7], które będą sterować automatyką młyna. Czujnik układu pomiarowego pracującego w systemie on-line musi być zamocowany na konstrukcji „by-pass” przedstawionej na Rys. 5, która podłączona będzie do rury pyłowej transportującej cząstki. Przepływające przez kolano (1) uziarnienie wpada do Rys. 2 Profil prędkości w okrągłym kolanie 90º otworu (2) z dużą koncentracją cząstek. Za otworem rys. 2 (2) znajduje się zawór odcinający (3) sterowany autoProfil prędkości w okrągłym kolanie 90° 44 P & B n r 1 s t y c z e ń – l u t y 2 0 16 Pomiary uziarnienia TECHNIKA I TECHNOLOGIA Rys. 3 Profil prędkości w prostokątnym kolanie 45º rys. 3 Rys. 3 Profil prędkości w prostokątnym kolanie 45º Profil prędkości w prostokątnym kolanie 45° rys.Rys. 3 4 Kierunki prędkości Rys. Kierunki 5 Schemat konstrukcyjny IPS w BPprzekrojach poprzecznych kolana 30º R/D = 1 prędkości w przekrojach poprzecznych kolana 45° R/D = 1 Na Rys. 6. przedstawione jest zdjęcie IPS BP ze stosunkowo cienką rurą transportową Φ 80 i małym kolanem o promieniu 300 mm. Do poboru uziarnienia wykorzystuje się siłę odśrodkową powstałą w rurze prz przepływie materiału sypkiego przez kolano rury. Podczas przepływu na zewnętrzne części zagiętej rury zachodzi prawie całkowita koncentracja cząstek przez działanie sił Bardzo mała część najmniejszych cząstek zostaje w strefie środkowe SPOSÓB POMIARU odśrodkowej. przekroju, a w strefie wewnętrznej przepływa czyste powietrze i to w kierunk powrotnym. Na zewnętrznej części końca kolana wystarczy wykonać upust uziarnienia n zewnątrz rury, abynależy otrzymać wypływający „by-pass” reprezentatywny zbiór ziarenzawory do pomiarów Dla wykonania pomiaru „on-line” uruchomić otwierając (3 ich wielkości. 17) , aby cząstki przepływały wraz z powietrzem przez optyczno-elektroniczny cz podstawie pomiarów wielkości cząstek można wyprowadzić niezależne sygnały [8 [9] i elektronicznyNa system pomiarowy. Wszystkie zawory (3, 16, 17) są sterow elektronicznego bloku pomiarowego [7], które będą sterować automatyką młyna elektrycznie. Rys. 4 Kierunki prędkości w przekrojach poprzecznych kolana 30º R/D = 1 Czujnik optyczno-elektroniczny przedstawiono na Rys. 7., który zbudowany jes źródła energii świetlnej- fotodiody emitującej światło w zakresie bliskiej podczerw Do poboru uziarnienia wykorzystuje się siłę odśrodkową powstałą w rurze przy potwierdzona certyfikatem ISO 90 I K A Instruments (1), układu soczewekK Ai M przesłon (A) i (B) wyznaczających Jakość powierzchnię pomiarow przepływie materiału sypkiego przez kolano rury. Podczas przepływu na zewnętrznej Strona Systemsiły IPS BP do ciągłego uziarnienia welektronicznym rurze transportowej oraz detektora fotodiodowego (3) pomiaru z zespołem (4) wstęp części zagiętej rury zachodzi prawie całkowita koncentracja cząstek przez działanie odśrodkowej. Bardzo mała część najmniejszych przetwarzania cząstek zostaje w sygnału. strefie środkowej 5 Schemat konstrukcyjny IPS BP rys. 5a w strefie Rys. Rys. 6. Widok IPS BP przekroju, wewnętrznej przepływa czyste powietrze i1 to w kierunku Na Rys. 6. przedstawione jest zdjęcie IPS BP ze stosunkowo cienką rurą transportową Φ fot. Przestrzeń pomiarowa ukształtowana jest przez zespół optyczny w taki sposób, ż Schemat IPS BP powrotnym. Nakonstrukcyjny zewnętrznej 80 i małym kolanem o promieniuczęści 300 mm.końca kolana wystarczy wykonać upust uziarnienia na Widok IPS BP zewnątrz rury, aby otrzymać wypływający reprezentatywny ziaren pomiarów powierzchnia jestdo znaczna w stosunku wielkości mierzonych cząstek. T Jakość do potwierdzona certyfikatem ISO 9001 K A M I Kzbiór A Instruments ich wielkości. ukształtowanie oraz równomierna czułość w obszarze całej powierzchni zape Strona: 6 SystemmieIPS BP doSposób ciągłego pomiaru pomiaru uziarnienia w rurze transportowej matycznie. Przepływające rurkę (5) cząstki Na podstawie pomiarów wielkości przez cząstek można wyprowadzić niezależne sygnały [8] krawędziowych i jednakowe wykrywanie każdej cząstki całkowitą eliminację błędów elektronicznego pomiarowego [7], które będą sterować automatyką młyna Dla wykonania pomiaru on-line należy uruchomić szane są bloku z powietrzem atmosferycznym wpływającym „by-pass”, otwierając zawory (3, 16, 17), aby cząstprzez kanały (4) i następnie wpadającym do dyfuzora Uwzględniając charakterystykę przetworzenia strumienia świetlnego na sy ki przepływały wraz z powietrzem przez optycz(6). W dyfuzorze (6) następuje dekoncentracja cząstek, elektryczny w zespole elektronicznym uzyskuje się charakterystykę pomiarow no-elektroniczny czujnik [9] i elektroniczny system żeby przez dyszę wlotową (8) pobrać taką koncentrację fizycznych (mikrometrach) Jakość potwierdzona certyfikatemWszystkie ISO 9001 pomiarowy. zawory (3, 16, 17) są sterowaktóra umożliwia bez nadmiernejjednostkach koincydencji K A M Icząstek, K A Instruments ne elektrycznie. (poniżej 1%) pomierzyć pojedynczo cząstki przez czujStrona: 4 System IPS BP do ciągłego pomiaru uziarnienia w rurze transportowej Rys. 6. Widok IPS BP Czujnik optyczno-elektroniczny (Rys. 6) zbudowanik optyczno-elektroniczny (9). Dyfuzor (6) połączony Przy opracowaniu nowych metod pomiarowych, które mogą być dokładniejsze, szyb certyfikatem ISO 9001 ny jest ze źródła energii świetlnej – fotodiody emiK A Mprzez I K A Instruments jest kolano (7) ze zwężką (10),Jakość dopotwierdzona której połączomierzące w szerszym zakresie musi być zwrócona uwaga na kompatybilność wyn Strona: 6 System IPS BP do ciągłego pomiaru uziarnienia w rurze transportowej ny jest z kolei wylot z czujnika (9) w strefie największetującej światło w zakresie bliskiej podczerwieni (1), pomiędzy starymi metodami i nowymi. Nowa metoda pomiaru musi być za go podciśnienia. Wylot ze zwężki (10) połączony jest ze układu soczewek i przesłon (A) i (B) wyznaczających porównywalna ze starą jeśli pomiar wykonywany starą metodą jest poprawny. W strumienicą (11), która indukuje przepływpomiarów przez zawór zbioru powierzchnię pomiarową (2) oraz detektora fotodio- optyczno-elektronicznych m cząstek otrzymywane przy pomocy (16) podłączony do rurociągu (1). Dla osłony optyki dowego (3) z zespołem elektronicznym (4) 6 mechanicznych, zgodn powinny symulować obecnie stosowane pomiarywstępwedługrys.sit w czujniku (9) stosuje się filtr (14), przez Patentem który dopro-KAMIKI nego nr przetwarzania 205738 sygnału. Przestrzeń pomiaro- Sposób pomiaru cząstek wadza się ‘czyste’ powietrze do czujnika (9). Czujniki (9) wysyłają wyniki pomiarów siecią ethernetową [5] do komputera, gdzie są rejestrowane. Układ pomiarowy jest typowym podwójnym „by-passem”, gdzie pobieranie cząstek przez otwór (2) jest w pewnym stopniu izokinetyczne, dekoncentracja cząstek w dyfuzorze (6) automatyczna, zaś pomiar w przekroju pomiarowym dyfuzora, gdzie jest wlot dyszy (8) pobierającej cząstki, w pełni regulowany dla rożnych średnic rurociągów i koncentracji sproszkowanych substancji sypkich. Przy przypadkowych depozycjach cząstek w miejscu otworu (2) można, odpowiednio ustawiając zawór (3), zamknąć przepływ pomiarowy i otworzyć przepływ sprężonego powietrza, które przedmucha otwór (2). Na fot. 1. przedstawiono zdjęcie IPS BP ze stosunkowo cienką rurą transportową Ø 80 i małym kolanem o promieniu 300 mm. Rys 7. Sposób pomiaru cząstek. 45 IS K A M I K A Instruments P & B n r 1 s t y c z e ń – l u t y 2 0 16Jakość potwierdzona certyfikatem 2008-11-07 11:40:44 Data badania Pomiary uziarnienia zr2500 Nazwa TECHNIKA pomiaru I TECHNOLOGIA 6,7 5,9 1,7 wa ukształtowana jest przez zespół optyczny w taki 2206 Sm [cm2/g] sposób, że jej powierzchnia jest znaczna w stosunSv [cm2/cm3] ku do wielkości 5603 mierzonych cząstek. Takie ukształ- 2,540 Gamma towanie oraz równomierna czułość w obszarze całej powierzchni zapewnia całkowitą eliminację błędów krawędziowych i jednakowe wykrywanie każ- Udział objętościowy 100 dej cząstki. Uwzględniając charakterystykę przetworzenia strumienia 90świetlnego na sygnał elektryczny w zespole elektronicznym ,uzyskuje się charakterystykę pomiarową 80w jednostkach fizycznych (mikrometrach). 70 Przy opracowaniu nowych metod pomiarowych, 2764045 Ilość 60 które mogą być dokładniejsze, szybsze, mierzące 852,0 Czas [s] w szerszym zakresie musi być zwrócona uwaga na 50 7,3 Dn [µm] kompatybilność wyników pomiędzy starymi metoda8,1 Ds [µm] 40 mi i nowymi. Nowa metoda pomiaru musi być zawsze 8,9 Dv [µm] 30 porównywalna ze starą, jeśli pomiar wykonywany sta10,7 Da [µm] rą metodą jest poprawny. Wyniki pomiarów zbioru 6,5 Dgeo [µm] 20 2764045 Ilość cząstek otrzymywane przy pomocy optyczno-elek6,7 Dmed (Ni) 852,0 Czas [µm] [s] 10powinny symulować obecnie stotronicznych metod 5,9 Dmod (Ni) [µm] 7,3 Dn [µm] sowane pomiary według sit mechanicznych, zgodnie Percentyl 0% [µm] 1,7 0 8,1 Ds [µm] 41 55 69 82 96 110 123 137 z patentem KAMIKI nr 205738. Di[µm] 10 9 8 AMIKA Instruments - Warszawa ww.kamika.pl [email protected] 7 6 Bv[%] Bv[%] NALIZA GRANULOMETRYCZNA IPS L nr 3011 5 4 3 KAMIKA Instruments - Warszawa D:\IPSU1101\bbteskal\bb003.MD1 zwa pliku www.kamika.pl [email protected] 2 zx4 rametry ANALIZA GRANULOMETRYCZNA 1 2008-11-07 11:40:44 IPS L nr 3011 ta badania zwa pomiaru 0 zr2500 14 rys. 8 27 8,9 2206 10,7 D:\IPSU1101\bbteskal\bb003.MD1 Nazwa pliku 2,540 5603 6,5 Sv [cm2/cm3] Dgeo [µm] Rozkład frakcji zx4 - Rozkład 1-całkowy udziału objętościowego Parametry 6,7rury.9 (Ni) [µm] Na Rys. 9. przedstawione są12typowe gabaryty11 IPS Dmed BP niezależnie Numer 10od średnicy Data badania Sita [µm]2008-11-07 11:40:44 Denko 5,00 Dmod (Ni) [µm] 10,00 15,00 5,9 - Udział objętościowy Bv [%] 100 97,37 19,45 Percentyl 0%64,49 [µm] 1,7 zr2500 Nazwa pomiaru Gabaryty urządzenia Dv [µm] Rys. 9 Gabaryty urządzenia Sm [cm2/g] Da [µm] 10 100 9 Gamma Numer Sita [µm]8 Bv [%] 2,540 7 90 6 30,00 2,49 5 4 45,00 Sm [cm2/g] 50,00 80 2,25 Sv [cm2/cm3] 2,2070 3 2206 60,00 2,10 5603 8 20,00 4,68 7 25,00 2,82 2 75,00 1,49 1 85,00 0,93 60 5 Bv[%] Bv[%] 6 Rozkład frakcji - Rozkład 1-całkowy udziału50objętościowego - Udział objętościowy 100 KAMIKA Instruments - Warszawa www.kamika.pl [email protected] 90 10 4 100 40 Ilość Czas [s] ANALIZA GRANULOMETRYCZNA 70 Dn [µm] IPS L nr 3011 60 Ds [µm] Dv [µm] 50 Rozkład frakcji - Rozkład 1-całkowy udziału objętościowego Da [µm] 40 pliku Numer 12 11 10 9 8 7 D:\IPSU1101\bbteskal\bb003.MD1 Nazwa Sita [µm] Denko 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 Dgeo [µm] Bv [%] 100 64,49 19,45 4,68 2,82 30 97,37 zx4 Parametry Numer 6 4 3 2 20 5 Jakość potwierdzona certyfikatem1 Dmed ISO 9001(Ni) [µm] K A M I K A 30,00 Instruments Sita [µm] 45,00 50,00 60,00 75,00 85,00 2008-11-07 11:40:442,10 Data badania Bv [%] 2,49 2,25 2,20 1,49 0,93 Dmod (Ni) [µm] 10 pomiaru uziarnienia w rurze transportowej Strona: 10 System IPS BP do ciągłego Percentyl 0% [µm] zr2500 Nazwa 0 pomiaru 9 3 8 90 30 80 80 2 7 20 70 1 10 6 Bv[%] 60 27 5 41 55 69 82 Di[µm] Bv [%] 14 96 110 40 3 30 2 20 1 10 14 27 41 55 69 82 Di[µm] 96 110 Rozkład frakcji - Rozkład 1-całkowy udziału objętościowego Rozkład frakcji - Rozkład 1-całkowy udziału objętościowego 5 15 25 10 12 Denko 100 Gamma 6 30,00 2,49 20 11 5,00 97,37 5 45,00 2,25 2,540 0 137 123 45 10 30 10,00 64,49 9 15,00 Di [µm] 19,45 4 50,00 2,20 3 60,00 2,10 50 60 8 20,00 4,68 2 75,00 1,49 75 7 25,00 2,82 85 Sm [cm2/g] Sv [cm2/cm3] 1 85,00 0,93 2764045 852,0 7,3 8,1 8,9 10,7 6,5 6,7 5,9 1,7 2206 5603 50 40 9 60 10 15 50 20 25 45 30 50 Di [µm] 40 20 10 60 7 75 85 70 6 60 5 50 4 40 3 5 10 15 20 25 30 30 45 2 50 P & B n r 1 s t y c z e ń – lDiu [µm] t y 2 0 16 1 60 75 85 20 10 Bv[%] 30 0 80 Wyniki badania Bv[%] Bv [%] 5 rys. 9 8 70 100 90 80 10 0 10 90 20 - Udział objętościowy Rozkład frakcji - Rozkład 1-całkowy udziału objętościowego 100 30 46 50 4 0 100 Numer Sita [µm] 90 Bv [%] 80 Numer Sita [µm] 70 Bv [%] 60 0 137 123 Bv[%] 0 Bv [%] mma Dmed (Ni) [µm] Dmod (Ni) [µm] Percentyl 0% [µm]
