Aktuální vydání

celé číslo

07

2020

Řízení distribučních soustav a chytrá města

Měření a monitorování prostředí v budovách a venkovním prostředí

celé číslo

Měřicí technika při výrobě cementu a vápna

Cement a vápno se vyrábějí pálením při vysoké teplotě. Jejich nepříjemnou vlastností je také velká prašnost a možnost tvorby nánosů. To klade na použitou měřicí techniku značné požadavky. Tento článek se věnuje měření polohy hladiny a tlaku při výrobě cementu a vápna a uvádí několik příkladů uplatnění snímačů ze sortimentu společnosti Level Instruments CZ – Level Expert v těchto náročných úlohách.
 

Výroba cementu

Výroba cementu začíná rozemletím vstupních surovin – vápence, slínů a slinitého vápence, hlinitých břidlic, křemičitého písku, kazivce nebo železné rudy – a jejich důkladným promícháním stlačeným vzduchem v homogenizačních silech. Vzniklá surovinová moučka musí mít přesné složení, které se ovlivňuje přidáváním dalších korigujících přísad. Surovinová moučka se vypaluje v dlouhých rotačních pecích při teplotě minimálně 1 450 °C. Při této teplotě nastávají fyzikálněchemické reakce a vzniká slínek.
 

Chlazení slínku

Slínek musí být po opuštění rotační pece rychle ochlazen na teplotu okolo 200 °C, při níž látky vzniklé vypálením vykrystalizují. Slínek je ochlazován v chladiči proudem stlačeného vzduchu. Pro to, aby chlazení bylo co nejefektivnější, je nezbytné zjistit sílu slínkové vrstvy v chladiči. Velká teplota média vytváří velmi obtížné měřicí podmínky.
 
Vhodnou volbou k měření tloušťky vrstvy slínku je radarový hladinoměr Vegapuls 68 (obr. 1). Měření pomocí mikrovln není z principu ovlivňováno teplotou a nepříznivý vliv teploty na vlastní sondu lze účinně omezit kontinuálním chlazením vzduchem ofukovým systémem, a proto není problém tento hladinoměr použít při provozní teplotě přesahující 1 000 °C.
 
Při chlazení slínku je třeba měřit také tlak chladicího vzduchu. I zde najde uplatnění technika od společnosti Level Instruments CZ – Level Expert. Převodník tlaku Vegabar 52 je pro monitorování tlaku vzduchu v slínkovém chladiči ideální. Jeho robustní keramická membrána má dlouhodobou stabilitu a snímač odpovídá, stejně jako ostatní snímače od firmy Vega, konceptu plics, díky němuž jsou jeho uvedení do provozu i vlastní provoz velmi jednoduché.
 

Uskladnění slínku ve slínkovém sile

Po vychlazení v chladiči se slínek uskladňuje ve slínkových silech. Z nich je dopravován do válcových nebo kulových mlýnů, kde se mele spolu se sádrovcem a dalšími přísadami, jejichž obsah se řídí podle požadovaných vlastností hotového produktu. Výsledkem je jemný prášek – cement.
 
Vzhledem k vysoce abrazivním vlastnostem slínku a provozní teplotě ve slínkovém sile až 200 °C je kontaktní měření ve slínkovém sile absolutně vyloučeno. Opět se zde uplatní hladinoměr Vegapuls 68, určený pro měření hladiny sypkých materiálů, který pracuje na bezkontaktním radarovém principu. Vyznačuje se snadnou instalací a uvedením do provozu. Parabolická anténa umožňuje velmi dobře zaměřit mikovlnný signál – vyzařovací úhel 4° zajišťuje, že falešné odrazy od vzpěr a příček v sile jsou téměř vyloučeny.
 
Pro limitní spínače zaplnění ve slínkovém sile jsou velmi důležitými vlastnostmi odolnost a spolehlivost. Proto patří v současné době mezi nejpoužívanější limitní spínače pro detekci maximální, střední nebo minimální hladiny rotační spínače Rotonivo RN3000 (obr. 2). Z principu rotačních spínačů plyne, že na nich nevznikají téměř žádné nánosy. Limitní spínače Rotonivo se vyznačují odolnou mechanickou konstrukcí, díky níž vykazují minimální opotřebení, a jednoduchým uvedením do provozu. Sondy jsou k dispozici pro montáž shora nebo z boku. Jsou vybaveny těsněním a ložiskem na konci ochranné trubky a je možné je použít do provozního tlaku až 1 MPa. Díky jedinečné konstrukci a adaptérům, které zvyšují jejich odolnost proti vysoké teplotě, je možné sondy instalovat do zásobníku s provozní teplotou až 600 °C.
 

Měření zaplnění v cementovém sile

Hotový cement se skladuje v cementových silech. Extrémní prašnost během plnění a vyprazdňování sil, kde se cement skladuje, vylučuje použití bezkontaktních ultrazvukových hladinoměrů. Radarový hladinoměr Vegapuls 68 vyhovuje těmto náročným podmínkám, protože mikrovlnný signál není ovlivňován prašností. Vzhledem k měřicímu rozsahu do 70 m je hladinoměr Vegapuls 68 pro tato sila ideální volbou. K odstranění usazeného prachu a nánosů se používá ofukový systém, který čistí povrch sondy a především antény proudem stlačeného vzduchu. Lze volit mezi závitovým a přírubovým provedením s přírubami různých průměrů podle norem DIN a ANSI. Pouzdro může být plastové, hliníkové, dvoukomorové hliníkové nebo z korozivzdorné oceli. Zobrazovací a nastavovací modul Plicscom je standardní součástí sond. Do vzdálenosti 25 m od sondy je možné umístit zobrazovací a nastavovací jednotku Vegadis 61(obr. 3). Dodává se i v provedení do prostředí s nebezpečím výbuchu (ATEX II 1G, 2G, EEx ia IIC T6).
 
Jinou variantou měřicího přístroje zaplnění v cementovém sile je reflektometrický radarový hladinoměr Vegaflex 62 s měřicím rozsahem do 40 m. Vzhledem k tomu, že je snímač kalibrován na danou měřenou výšku zásobníku, není v podstatě nutné nastavení na místě. Snímač Vegaflex je necitlivý na nánosy a nálepy na vodicí anténě (lano nebo tyč).
 

Výroba vápna

Zatímco při výrobě cementu se používají dlouhé rotační pece, vápno se pálí ve vertikálních pecích. Pec je plněna shora a pálené vápno je odebíráno ze spodní části pece. Důležitým předpokladem pro optimální provoz pecí je správné plnění. Vzhledem k vysokým teplotám během provozu jsou na instalované hladinoměry kladeny extrémní požadavky. V minulosti byly často používány radiometrické systémy a elektromechanické hladinoměry, ale dnes, vzhledem k technickému pokroku a příznivému vývoji cen, stále častěji najdou v těchto úlohách uplatnění mikrovlnné hladinoměry. Robustní mikrovlnné hladinoměry Vegapuls 68 poskytují navzdory extrémním podmínkám spolehlivé výsledky měření. Ačkoliv teploty v místě, kde je hladinoměr namontován, mohou dosahovat až 200 °C, Vegapuls 68 nevyžaduje dodatečné chlazení. Bezkontaktní měřicí přístroje jsou navíc naprosto bezúdržbové.
 

Závěr

Všechny zde uvedené snímače a široký sortiment dalších snímačů polohy hladiny a tlaku dodává na český i slovenský trh společnost Level Instruments CZ – Level Expert, s. r. o., výhradní zástupce německé splečnosti Vega Grieshaber. Všechny dodávané přístroje vyhovují příslušným českým i evropským normám a jejich spolehlivost je ověřena dlouholetým provozem. Zkušení pracovníci společnosti Level Instruments CZ – Level Expert rozumějí specifickým požadavkům různých odvětví. Společnost dodává měřicí a regulační techniku včetně bezplatného technického poradenství, vypracování návrhu řešení, zapůjčení snímačů a jejich vyzkoušení u zákazníka.
 
Obr. 1. Radarový hladinoměr Vegapuls 68
Obr. 2. Rotační limitní spínač Rotonivo RN3000
Obr. 3. Zobrazovací a nastavovací jednotka Vegadis 61