Wie kann man überprüfen, ob der Hochofen voll ist?

10

Ich arbeite am Hochofen. Ich muss überprüfen, ob er mit Materialien der Stufen eins, zwei und drei gefüllt ist, wie gezeigt: -

Darstellung eines Ofenofens

Die Hauptprobleme:

Es ist sehr heiß, wie Sie auf dem Bild sehen (200 ° C bis 900 ° C), daher muss ich meine Sensoren vor dieser Hitze schützen und sie müssen auch nicht von den Emissionen betroffen sein.

Kann ich IR-Sensoren, eine Kamera oder Ultraschall verwenden, um dieses Problem zu lösen?

Update 1: -

Mit dem Ofen werden Kalksteine ​​eingeschmolzen. Ich befürchte, dass die Hitze die Sensoren beschädigen könnte oder dass heruntergefallene Steine ​​sie treffen könnten.

xsari3x
quelle
Was ist mit welcher Art von Material, das Sie erkennen müssen? Das würde bei der Auswahl des Sensors helfen. Ultraschall funktioniert wahrscheinlich, aber ich denke, es würde mehr kosten, als Sie bereit sind zu zahlen. Vielleicht ist das Material leitfähig und einige Metallsonden können funktionieren ... Ich weiß nicht, versuchen Sie, so viele Details wie möglich hinzuzufügen.
Vladimir Cravero
1
Wie groß ist diese Versicherung? Der Wagen oben im Bild lässt es sehr groß aussehen.
Matt Young
@VladimirCravero Es hat früher Kalkstein eingeschmolzen, der sicher den Sensor treffen kann, während er aus dem Loch fällt. Ich befürchte, dass Ultraschall durch die Hitze beeinflusst wird
xsari3x
Was Matt gesagt hat, und ich möchte auch wissen, in welchem ​​Status Kalkstein in den Zonen 1, 2 und 3 ist. Ist er bereits flüssig?
Vladimir Cravero
Es ist 10 Meter lang, der
Kalksteinstatus

Antworten:

7

Ein Radarsensor könnte für Sie arbeiten. Dies ist ein kommerzieller 10-GHz-Sensor.

http://www2.emersonprocess.com/siteadmincenter/PM%20Rosemount%20Documents/00813-0100-4024.pdf

Da die Temperatur oben für viele Dielektrika nicht schlecht ist, können Sie ein Radom mit Spülluft entwerfen und konstruieren , das die schlimmsten Dämpfe vom Sensor fernhält.

Spehro Pefhany
quelle
Kann ich einen Link für dieses Modul haben?
Xsari3x
In der Bildbeschreibung.
Spehro Pefhany
2
So scheint es schon einmal gemacht worden zu sein: instrumentation.co.za/news.aspx?pklnewsid=34490
Scott Seidman
1
$ 4k sind sicherlich ein sehr kleiner Teil der Kosten eines Hochofens?
pjc50
3
Ich bin Kesselingenieur und Radarfüllstandssensoren werden ständig in Dampftrommeln eingesetzt, zugegebenermaßen nur bis zu etwa 300 ° C. Spülluft wird verwendet, um bestimmte Sensortypen im Rauchgasweg zu kühlen, daher stimme ich auch dem zu. Ich sehe, dass das OP ein Student ist, daher kann dies eine akademische Frage sein. Die Lösung in der Industrie besteht darin, mit Ihrem Instrumentenlieferanten, beispielsweise Emerson, oder dem Unternehmen unter @ ScottSeidmans Link zu sprechen.
Level River St
15

Dies ist nicht so sehr eine Antwort, sondern Vorschläge, wie das Problem angegangen werden kann.

Ich würde ein SEHR weites Netz auf dieses Problem werfen. Beginnen Sie mit dem Brainstorming, aber zuerst müssen wir das Problem wirklich verstehen.

Was ist das Problem, das Sie lösen möchten? Setzen Sie es in einer anderen Sprache. Ich weiß, dass Sie gesagt haben "Ich muss überprüfen, ob es mit Materialien in Level 1 voll ist, ...", aber das ist nicht das Problem, das Sie tatsächlich lösen wollen. Es ist eher ein Versuch, das REAL-Problem zu lösen. Eine nützliche Übung, die einige Six Sigma-Leute gerne verwenden, ist "Five Why's". Warum brauchen Sie dazu? Ist das Ziel, einen Prozess ohne Intervention am Laufen zu halten? Ist die Idee, dass Ihre gesamte Struktur zu schmelzen beginnt, wenn Ihnen das Material ausgeht? Fragen Sie immer wieder nach dem "Warum" für alle Antworten, die Sie entwickeln, und wenn Sie fünf Jahre alt sind, haben Sie ein viel besseres Verständnis für die Probleme.

Nun einige Einzelheiten. Werden Ebenen separat geladen und werden Materialien in verschiedenen Ebenen unterschiedlich verbraucht? Sind die Materialien Brennstoff oder zu schmelzendes Material?

Ist das ein neues Problem oder ist es etwas, mit dem sich Prozessingenieure als Brot und Butter befassen? Wie gehen Menschen mit ähnlichen Problemen damit um? Hochöfen gibt es schon lange - warum sind Sie plötzlich auf ein ungelöstes Problem gestoßen? Was ist anders an Ihrer Situation, die all diese Leute noch nie erlebt haben? Diese Art der Forschung ist notwendig und nicht optional.

Warum haben Sie sich auf die Temperatur konzentriert? Geht die Temperatur runter oder rauf, wenn dir auf verschiedenen Ebenen die Sachen ausgehen?

Mit einem besseren Verständnis des Problems, das Sie lösen möchten, kann Brainstorming hilfreich sein. Interessenten sammeln und dabei haben. An diesem Punkt generieren Sie Lösungen - ALLE Lösungen, KEINE guten Lösungen! Werde kreativ. Später ist die Zeit für die Auswahl der guten Lösungen. Versuchen Sie zu diesem Zeitpunkt nicht, die Ideen zu stark zu entwickeln.

Ein paar Brainstorming-Ideen für den Einstieg:

  • Gibt es eine Möglichkeit, die benötigten Informationen aus der Überwachung des Prozessabgases zu erhalten? Können Sie dem verdampfenden Kalkstein etwas hinzufügen und es auf dem Weg nach draußen untersuchen?
  • Gibt es irgendwelche Informationen, die durch Abwiegen der Struktur gewonnen werden können?
  • Können Sie die Hauttemperaturen der Struktur messen und einige thermische Modellierungstechniken verwenden, um diese wieder nach innen abzubilden?
  • ...
Scott Seidman
quelle
5
+1 für "das muss ein gelöstes Problem sein"
pjc50
3

Ein optisches Pyrometer misst die Oberflächentemperatur eines "Objekts" und das "Objekt" in Ihrer Anwendung ist die ansteigende (oder abfallende) Oberfläche im Hochofen. In Anbetracht Ihres Diagramms ist es sinnvoll anzunehmen, dass die Oberfläche umso heißer ist, je niedriger die Oberfläche ist.

Verwenden Sie daher ein berührungsloses Industriepyrometer, das oben am Ofen angebracht ist, um die Oberflächentemperatur der geschmolzenen Substanz zu messen und anhand dieser Temperatur die Höhe der Oberfläche zu bestimmen.

Sie verwenden optische Pyrometer in Strahltriebwerken, um nach Hot Spots auf Triebwerksturbinenschaufeln zu suchen, sodass die Idee bereits robust ist.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die robuste Sonde befindet sich links auf dem Bildschirm. Vielleicht würde es funktionieren?

Optisches Pyro-System

Pyrometer

Eine andere Möglichkeit besteht darin, die elektrische Leitfähigkeit der Metallschmelze zu nutzen, um die Induktivität einer Spule zu verringern, die an den erforderlichen Stellen in die Seite des Ofens eingebaut ist. Grundsätzlich handelt es sich um einen Metalldetektor, der in der Lage sein sollte, die Oberfläche des geschmolzenen Metalls auf einige Zentimeter genau zu bestimmen. Die Schlacke, die auf der Metallschmelze sitzt, ist wahrscheinlich nicht nachweisbar - leichter Sturz.

Eine andere Idee könnte darin bestehen, die Temperatur der Gase zu messen, die aus der geschmolzenen Flüssigkeit austreten. Wenn ich mich richtig erinnere, sind diese Gase hauptsächlich Kohlenmonoxid und Dioxid in ungefähr gleichen Mengen (für die Stahlproduktion) - vielleicht ist die Temperatur umso niedriger, je höher die Oberfläche ist.

2

Andy aka
quelle
2
Dieser Bildschirm würde in einer Sekunde schmelzen;)
Scott Seidman
Es ist eine sehr
gute
Ja, ich renne auch direkt auf Prozessabgase zu. Ich weiß nicht genug über den Prozess, um zu wissen, ob dies die richtige Richtung ist, aber es würde meine Forschungszeit in Anspruch nehmen.
Scott Seidman
@ScottSeidman Ja, der Bildschirm würde Schutz LOL benötigen. Britischer Stahl betreibt in seinem Werk in Scunthorpe Gasmassenspektrometer, um die Stahlausbeute zu optimieren, sodass es keine unerhörte Technologie ist, sie anzuwenden, dh die Probenahme der Abgase ist machbar.
Andy aka
3

Wie ich schon sagte, nur ein Glas - Ofens wie kaufen diese und es in der Wand des - Ofens setzen und die Ebenen erkennen , dass Sie wollen. Das sind nur 60 US-Dollar und bis zu 1260 ° C (2300 ° F) garantiert.

Hab viel Spaß!

Abbildung 1

Edit-1:

Meiner Meinung nach ist der Staub nicht sehr wichtig, aber um dies zu vermeiden, können Sie mehrere Äste höher als das Niveau des Kalksteins machen und Ihre Arbeit erledigen! sieht aus wie das:

Figur 2

Es gibt verschiedene Ansätze, die Sie einfacher als oben beschrieben ausführen können.

Edit-2:

Im geschmolzenen Teil kannst du meinen Trick anwenden und im nicht geschmolzenen Teil kannst du die Wanddiagonale einsetzen.

Roh
quelle
Der Kalksteinstaub wird bald im Inneren des Glases krank.
Ian Ringrose
@ IanRingrose Vertrau mir. Ich habe es bearbeitet.
Roh
1

Ich bohrte Löcher in die Seite des Ofens und löste dieses Problem mechanisch, indem ich versuchte, eine Stange einzuführen. Auf diese Weise können Sie sogar Proben aus verschiedenen Höhen ziehen.

Aber ich denke, das ist kein Problem. Ein Ofen sollte, so wie Öfen funktionieren, immer bis zum Rand gefüllt sein, nicht wahr?

user50906
quelle
2
Wenn man sagt "der Ofen ... sollte immer bis zum Rand gefüllt sein", stellt sich einfach die Frage "wie man überprüft, ob der Ofen voll ist"
Pete Kirkham
Übrigens überprüfe ich, ob es voll ist, damit ich es nicht mit mehr Steinen überlade
xsari3x
1

Können Sie den unteren Ladekegel so hitzebeständig machen, dass er kurz auf die Oberseite der Ladung abgesenkt werden kann? Wenn ja, messen Sie einfach die Kettenlänge, bis sie locker ist, wie bei der Aufnahme von Seesondierungen durch Schwingen der Leine.

Richard
quelle
1

Ich mag naiv sein, aber ich würde dies auf eine der beiden Arten tun:

a) Verwenden Sie Ultraschall oder eine ähnliche Messung vertikal, um den Flüssigkeitsstand zu bestimmen. Dies wird / könnte unscharf sein, wenn kaltes Zeug von oben hinzugefügt wird.

b) Verwenden Sie eine (möglicherweise IR) Kamera von oben. Wenn die Neigung der Innenwand steil genug ist, sollten Sie in der Lage sein, eine einfache Formel zur Bestimmung des Flüssigkeitsstands bei fester Kameraposition abzuleiten [Bearbeiten: natürlich aus den Bildpixeln]. Dies geschieht durch Erkennen der visuellen / thermischen Kante zwischen der Wand und dem Inhalt. Bei einer vollständigen Aufzeichnung des Ofenbetriebs bestimmen Sie die Beziehung und den Fehler (zwischen dem Abstand vom Festpunktpixel direkt unter der Kamera und dem Flüssigkeitsrand).

Günstigstes IMHO.

loa_in_
quelle
-3

Wenn Sie den Unterschied im Gewicht des Ofens im Vergleich zum leeren Ofen berücksichtigen, erhalten Sie eine gute Vorstellung davon, wie voll er ist. Es ist möglicherweise nicht so präzise wie andere Optionen, aber Sie müssen sich wahrscheinlich keine Sorgen um die Hitze machen.

Dies ist offensichtlich nicht sehr praktisch, wenn der Ofen bereits gebaut ist, könnte aber eine nützliche Alternative zu komplexeren Erfassungsmethoden sein, wenn er in den anfänglichen Aufbau des Ofens selbst eingebaut werden kann.

Kadreal
quelle
1
Und wie schlagen Sie vor, eine 10 m hohe Ziegelkonstruktion zu wiegen?
Matt Young
Genauso wie Sie alles wiegen, mit einer Waage.
Mike