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Etude de cas

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(Figure: FlowJam – Surveillance du flux de matières)
Mesures de matériaux en vrac dans les cimenteries
Étude de cas
Dans le développement permanent des procédés de fabrication du ciment, les technologies de mesure occupent désormais une place importante aux côtés des nouveaux procédés chimiques et de l’optimisation mécanique. Différentes procédures de mesure améliorent la manipulation des matériaux en vrac de manière durable, qu’il s’agisse de déterminer si des niveaux définis sont atteints ou si le matériau en ligne circule toujours ; quelle teneur en humidité est présente ou quel volume est traversé.

Surveillance du flux de matières

Pour surveiller le flux de matériaux, le détecteur de mouvement à micro-ondes sans contact FlowJam peut être utilisé pour tous les matériaux en vrac ; la valeur DK du matériau ne joue aucun rôle à cet égard. Même avec de petits volumes d’acide silicique, FlowJam peut toujours détecter le flux de matériaux. Le capteur envea™-SWR permet la surveillance du flux de matière, à partir d’un débit de 10 cm/s. La détection s’effectue indépendamment de la direction du mouvement, grâce à l’analyse de l’effet Doppler. Le mouvement des matériaux dans les conduites métalliques, les arbres, les sections en chute libre ou les points de transfert est représenté par deux états de commutation sur le relais de sortie. Des zones de fonctionnement supplémentaires peuvent être trouvées sur les bandes transporteuses, les alimentations en matériaux ou les systèmes de dosage volumétrique.
Le FlowJam Plus offre la détection rapide de mouvement du matériau (Flow/No Flow), ainsi que la fonction supplémentaire « Détection de blocage » ou « Interruption du flux de matériau ». En cas d’interruption du flux de matière, il est désormais possible de détecter rapidement s’il y a un problème, car la vis inférieure n’enlève plus de matière ou la vis d’alimentation n’alimente plus de matière.
Tous les membres de la famille FlowJam peuvent être équipés de l’adaptateur de processus disponible en option, qui permet un fonctionnement à des températures allant jusqu’à 200°C et des pressions jusqu’à 20 bars. En même temps, l’adaptateur de processus effectue des opérations avec FlowJam S en zone Ex 20/22 possible. Les pièces de montage en céramique permettent un découplage des zones très chaudes, telles que les cyclones.
L’avantage décisif du FlowJam par rapport aux autres méthodes de surveillance du flux de matériaux est son absence totale de sensibilité aux éventuelles salissures. Le FlowJam peut détecter sans effort les matériaux agglomérés, ce qui se produit toujours dans les processus de matériaux en vrac.
La surveillance du flux de matériaux à travers des matériaux non métalliques, tels que le verre, le PVC, la céramique et des matériaux similaires, élargit le champ des possibilités.

Niveau de remplissage en process brut ?

Maximum ou minimum ? – Obtenir une réponse fiable à cette question simple s’avère souvent en réalité étonnamment difficile. L’utilisation du radar s’est également révélée utile dans ce domaine. Presque tous les types de matériaux en vrac peuvent être détectés en fonction de leur niveau avec le ProGap. Le risque de rassemblement de granulats dû à un débordement du conteneur ou de fluctuations de qualité dues au ralenti peut être évité grâce à une alarme opportune. En standard, les mesures peuvent être effectuées dans tous les conteneurs jusqu’à un diamètre de 18 mètres. Même des modèles capables d’afficher des niveaux sur des distances nettement plus grandes sont disponibles auprès d’envea™-SWR sur demande.
Les avantages du système ProGap par rapport aux autres technologies sont évidents, notamment dans les domaines du traitement des matières premières, tels que le dosage des peluches, les broyeurs de pierres ou les goulottes à déchets. Les dommages causés par le matériau sont exclus, car l’installation s’effectue au ras du mur. L’installation des deux parties de construction identique, émetteur et récepteur, s’effectue généralement à l’aide d’un connecteur fileté 1/2″. Mais il est également possible d’effectuer l’installation avec tout autre type de raccord garantissant que l’émetteur et le récepteur sont correctement alignés l’un par rapport à l’autre.
Tout comme pour la surveillance du flux de matériaux via FlowJam, le ProGap peut également être équipé de l’adaptateur de processus pour des températures jusqu’à 200 °C, des pressions jusqu’à 20 bar et une séparation des zones Ex 20/22, ainsi que du montage à bride pour des températures élevées. -zones de température. Le ProGap peut détecter à travers tous les matériaux non métalliques (par exemple le PVC, le verre de quartz, le plexiglas et l’argile réfractaire). Les processus de surveillance peuvent ainsi être complètement découplés de l’intérieur du conteneur.
(Figure: ProGap – Détection de niveau)

Enregistrement en ligne des volumes de matières en vrac

Pour effectuer un enregistrement en ligne des volumes de matériaux en vrac, il n’est plus possible d’utiliser uniquement des peseuses à bande et des plaques d’impact. Le nombre d’applications dans lesquelles les mesures de matériaux en vrac sont effectuées électroniquement augmente continuellement. Les avantages pour l’utilisateur sont évidents : mise à niveau simple des systèmes ; des hauteurs d’installation supplémentaires ne sont pas nécessaires ; le chemin de flux de livraison n’a aucune restriction de flux de processus ; les mesures de test sont possibles à court terme sans beaucoup de temps et d’efforts ; Zones Ex et températures jusqu’à env. 400 °C ne sont pas un obstacle.
En combinaison avec une analyse brevetée des signaux de mesure, le Le capteur micro-ondes SolidFlow 2.0 d’envea™-SWR, par exemple, fournit une mesure directe pour un débit massique allant jusqu’à env. 20 t/h. Avec ce système, toutes les poudres, poussières et granulés, jusqu’au volume précédemment indiqué, peuvent être mesurés en chute libre et dans les conduites pneumatiques. Dans l’industrie du ciment, le SolidFlow 2.0 a fait ses preuves dans la collecte d’agrégats, tels que le sulfate de fer (II) et d’autres additifs, ainsi que dans la mesure des poussières de carbone au four.
(Figure: SolidFlow 2.0 – Mesure du débit massique)
Le fonctionnement par menu de l’électronique d’analyse SolidFlow 2.0 permet à l’utilisateur une mise en service simple qui peut être effectuée en quelques étapes seulement. Le guidage de l’opérateur s’effectue au choix en 3 langues (allemand/anglais/français) et peut être effectué soit via un écran tactile, soit avec un ordinateur portable. De plus, l’électronique d’évaluation est équipée d’un compteur d’unités ; une sortie 4 – 20 mA et 2 sorties relais sont également disponibles comme signaux de sortie.

Aujourd’hui, le dosage des matières solides s’effectue souvent de manière volumétrique. La seule indication pour le réglage d’un volume souhaité est la vitesse de rotation des éléments de distribution mécaniques, généralement des alimentateurs rotatifs ou des convoyeurs à vis. Cependant, étant donné que la compressibilité du matériau et le niveau de remplissage du convoyeur ne sont pas toujours constants, il existe souvent de forts écarts entre les volumes de déchargement souhaités et réels. Cela entraîne des fluctuations de qualité et des déchets de matériaux inutiles, et donc une augmentation des coûts.
Grâce à la technologie radar, le dosage contrôlé par la vitesse de rotation peut être amélioré en dosage régulé, et sans intégrer une installation de pesée qui nécessite plus d’efforts et de dépenses.
Le SolidFlow 2.0 dispose d’une compensation active de cordage. Basé sur la dernière technologie de microprocesseur, le signal de mesure est démantelé dans son spectre de fréquences, ce qui permet au capteur de compenser les influences du cordage.

Mélange brut, ciment, plâtre, sel, gravier… – peu importe le matériau qui doit être mesuré dans de grands débits massiques (>20 t/h). Les procédures mécaniques et la création de hauteurs d’installation plus coûteuses peuvent être évitées avec le MaxxFlow HTC.

Le MaxxFlow HTC est utilisé dans les zones où de grands volumes de matériaux en vrac doivent être mesurés après des organes de transport mécaniques, tels que des convoyeurs en spirale, des systèmes de transport pneumatiques, des convoyeurs rotatifs ou des éléments de déchargement mécaniques similaires. Le fait qu’ici aussi aucun équipement d’aucune sorte ne doive être installé sur le trajet du flux de refoulement, les avantages de cette technologie sont clairement reconnaissables. Il n’existe pas de limite supérieure pour le débit ; n’importe quel volume de matériau peut être mesuré – quelle que soit la performance horaire (50, 180, 290 t/h ou plus) ; la hauteur d’installation de l’élément capteur s’élève à 300 mm, ce qui facilite l’installation ultérieure dans des systèmes existants. Cela est également dû au fait que la position d’installation est totalement arbitraire. MaxxFlow HTC a un intérieur en céramique extrêmement résistant à l’abrasion ; le système peut être utilisé jusqu’à une température du matériau de 120 °C. En cas d’utilisation dans de nouvelles installations, ses petites dimensions peuvent souvent entraîner une réduction de la hauteur d’installation, ce qui devait auparavant être prévu pour les appareils de mesure mécaniques. En cas d’extraction continue, le transmetteur peut être installé immédiatement après le déversement de l’organe convoyeur, même si des sections de déversement ne sont généralement pas nécessaires. La mesure est tout aussi indépendante du débit que de la configuration du flux du matériau transporté dans la ligne.

Le MaxxFlow HTC est utilisé, entre autres, dans plusieurs cimenteries dans lesquelles la mesure du volume de ciment est utilisée comme variable d’entrée de référence pour l’ajout de sulfate de fer (II). Dans d’autres applications, notamment dans le domaine du ciment, le volume du mélange brut est enregistré. Cela permet de garantir le respect des ratios de mélange requis et d’assurer ainsi un rendement de qualité constante.

Détermination de l’humidité du matériau

La détermination de l’humidité du matériau peut avoir lieu par extraction d’échantillons et analyse en laboratoire. Cela demande beaucoup de temps et d’efforts, mais il faut souvent beaucoup de temps avant que le processus de production puisse être ajusté sur la base des valeurs obtenues. La qualité et la fiabilité des processus sont réduites, ce qui entraîne une augmentation des coûts et du temps nécessaire. Le micro-ondes offre également la possibilité d’enregistrer en ligne l’humidité du matériau pendant le processus en cours. La mesure de l’humidité par micro-ondes fournie par envea™-SWR est basée sur le principe d’un résonateur ouvert. Il est mesuré dans la gamme d’ondes haute fréquence et est utilisé pour enregistrer l’humidité de surface et capillaire. La valeur d’humidité actuelle est affectée à l’amortissement, le micro-onde est couplé à l’objet à mesurer ; les modifications de l’amortissement sont proportionnelles à la teneur en humidité. La fenêtre de mesure de la sonde située dans un boîtier à bride en acier inoxydable est protégée par un disque en céramique inusable. La mesure peut également être effectuée sans problème à travers du plastique.

La condition la plus importante pour une mesure correcte de l’humidité résiduelle dans les matériaux en vrac est le choix correct du lieu d’installation du capteur. Pour les glissières de produits en vrac ou les bandes transporteuses, il faut veiller à ce que le matériau soit guidé au-dessus de la sonde avec une épaisseur de couche aussi régulière que possible. L’installation du M-Sens 2 dans des convoyeurs en spirale s’est avérée particulièrement avantageuse. En sortie, l’utilisateur reçoit un signal 4 – 20 mA, ainsi que 2 contacts d’alarme. Le capteur peut être installé dans toutes les zones Ex (gaz et poussières) et jusqu’à une température de 120 °C.

(Figure: M-Sens – Mesure d’humidité en ligne)

Surveillance de la poussière

Le Dusty a été spécialement développé pour surveiller de manière fiable et sans délai les côtés propres après les filtres afin de détecter d’éventuelles ruptures de filtre. Les étapes du processus telles que le broyage, le concassage ou le stockage du ciment entraînent un développement accru de poussière. C’est pourquoi ces processus sont des applications typiques du Dusty.
Le Dusty est un moniteur de filtre qui fonctionne sur une base triboélectrique. Cela signifie que dès qu’il y a un mouvement, des particules de poussière chargées électriquement heurtent le capteur ou le dépassent, puis une charge électrique des particules est transférée à la tige du capteur. Ces très petits signaux sont renforcés par l’électronique et ainsi rendus visibles. Le Dusty peut être utilisé dans des canaux métalliques dans lesquels des particules de poussière doivent être détectées dans un flux de gaz. Sa plage opérationnelle commence à des volumes de poussière de 0,1 mg/m3. Dans les systèmes avec zone de risque d’explosion 22, le type « Dusty DustEx 22 » peut être appliqué. Grâce à sa rapidité et sa fiabilité, le Dusty peut également être utilisé de manière optimale comme alternative et/ou extension du « filtre de police » ainsi que comme alternative à la mesure de pression différentielle.

enveaTM – SWR engineering Messtechnik GmbH · www.swr-engineering.com · a.schmedt@swr-engineering.com
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