Главная » Статьи » Готовые решения

Измерение температуры сырья во вращающейся трубной печи

На обогатительных фабриках, металлургических и цементных заводах для сушки или обжига сырья (глинозема, ферросплавов и т.п.) используются вращающиеся трубчатые печи – агрегаты непрерывного действия с рабочим пространством в виде пустотелого цилиндра. Из-за небольшого наклона печи (цилиндра) и ее вращения вокруг продольной оси со скоростью 1 об/мин и более сыпучие материалы перемещаются вдоль печи, нагреваясь за счет теплоты сгорания топлива.

Тепловая обработка сырья в таких печах должна производиться в строгом соответствии с заданным температурным графиком. Нарушение температурного режима приводит к изменению производительности печи и снижению качества продукции. Таким образом, температура – это наиболее важный параметр данного технологического процесса. Контроль температуры осуществляется термопарами в так называемой зоне спекания (или кальцинирования в зависимости от назначения печи). Термопара устанавливается в специальный футерованный карман. Конусообразной формы карман для термопары устанавливается на корпус печи, и при вращении печи он засыпается материалом в нижнем положении, а в верхнем положении опустошается. Термопара в этом случае не омывается движущимися газами, поэтому измеряемая температура будет близка к температуре материала.

Так как во время работы вращающейся печи установленная термопара также вращается вместе с печью, то для отвода импульса от термопары к потенциометру применяют токосъемные устройства, состоящие из двух токосъемных колец. Токосъемные кольца, изготовленные из медного троллейного провода, крепятся с помощью изоляторов с держателями к корпусу печи. Для защиты колец от нагрева устанавливают экранные листы. Штанга токосъемника имеет мед-но-графитовую щетку. Прижатие щеток к кольцу достигается устройством стойки с пружиной. Термопара присоединяется к троллейным проводам при помощи компенсационных проводов, которые также используются в соединительной линии от щеток токосъемного устройства до регистрирующего прибора.

Токосъемники для термопары

Данное решение не обеспечивает надежного постоянного измерения температуры сырья в печи по нескольким причинам:

  1. Осевые перемещения и биения печи вызывают необходимость периодической корректировки токосъемников для обеспечения надежного контакта;
  2. Пыль и грязь на токосъемниках требует их периодической очистки;
  3. "зависание" токосъемников из-за загустевания смазки в подшипниках в условиях высокой температуры (температура корпуса печи до 240...280°С);
  4. Периодически требуется замена щеток токосъемников и токосъемных колец из-за их механического износа.

Для решения проблемы получения данных о температуре во вращающейся печи можно воспользоваться устройствами беспроводной передачи данных с автономным питанием. Например, беспроводным преобразователем температуры с автономным питанием Rosemount 648 в комплекте с беспроводным шлюзом Rosemount 1420.

Беспроводной преобразователь Rosemount 648 монтируется на стенке вращающейся печи вблизи места установки термопары. Для предотвращения перегрева электроники преобразователя его следует монтировать на некотором отдалении от стенки печи, на неметаллической термостойкой пластине-прокладке или стойке. Между прокладкой и преобразователем дополнительно устанавливается металлический отражающий экран. Локальный шлюз Rosemount 1420 или аналогичный передает данные о температуре в систему управления или на вторичный прибор в цифровом виде.

Rosemount 648 на печи

Единственная возможная сложность при беспроводной передаче данных заключается в том, что при вращении печи беспроводной преобразователь температуры периодически попадает в «мертвую зону», где отсутствует прямая видимость между преобразователем и шлюзом из-за того, что их разделяет корпус (труба) печи. Но опыт практических применений показал, что комплект беспроводного оборудования обеспечивает надежную и устойчивую передачу данных даже в том случае, если датчик постоянно находится в «мертвой» зоне (печь не вращается).

Беспроводная связь

С помощью беспроводных решений для контроля температуры во вращающихся печах можно получить достоверную информацию о состоянии технологического процесса, а также существенно сократить количество остановок в работе для обслуживания КИП печей и связанные с этим простои оборудования, эксплуатационные простои и недовыпуск продукции.

Rosemount1420Rosemount 1420 - беспроводной шлюз самоорганизующейся беспроводной сети Smart Wireless. Прием    и передача данных в беспроводной сети осуществляется по радиосигналу на рабочей частоте 2,4-2,5 ГГц по WirelessHART-протоколу. Modbus RTU и Ethernet выходы. Степень защиты IP65. Периодичность обновления данных от 1 до 8 секунд в зависимости от количества подключенных датчиков.Питание 24В (номинальный режим) постоянного тока, 500 мА (10,5…30В). Средняя потребляемая мощность 3Вт. Эффективная излучаемая мощность максимум 10мВт/10дБм (для антенны WN2 40мВт/16дБм).
Rosemount648Rosemount 648 - интеллектуальный беспроводной прибор для измерения температуры. Поддерживаются сигналы от термопреобразователей сопротивления и термопар, выходной беспроводный сигнал HART, линейный по температуре. Встроенный пятиразрядный ЖКИ обеспечивает индикацию в °F, °C и др. Дисплей обновляет данные один раз в минуту. Периодичность беспроводной передачи данных выбирается пользователем, в пределах от 15 сек до 60 мин. Сменная, искробезопасная литиевая-тионилхлоридная батарея с корпусом PBT. Продолжительность работы от батареи - до 8 лет при нормальных условиях и периодичности передачи данных 1 раз в 1 мин. Степень защиты корпуса IP66.