Thursday, October 21 2021

总则

玻璃液位控制是玻璃窑炉技术中最重要的参数之一。 玻璃液位波动对最终生产质量和窑炉能耗有着很大的影响。

Glass Service 研发了一种新型玻璃液位干涉仪雷达技术,精确度高于传统系统。

新型雷达技术:

  • 降低加料机的波动

  • 减少窑炉废物中的粉尘污染

  • 稳定燃气/燃料流量

  • 稳定窑炉温度模式

  • 降低能耗

  • 提高玻璃质量

  • 提高生产效率

Glass Service 雷达液位控制设备借助超高精度的机器以及非常简单的原理和机械机构改进了玻璃液位测量。

Glass Service 雷达液位控制器采用极为可靠的机器设计,可全天 24 小时用于高温环境下。 雷达机器无需维护。

玻璃液位对比

您的生产车间如何测量玻璃液位? 对于窑炉运行而言,稳定的玻璃液位有多重要? 非常稳定的玻璃液位可让整体性能提升多少?

在本技术论文中,我们将讨论 3 种测量技术,并就其功能和特点进行了对比:

  • 精确度

  • 维护

  • 性能可重复性以及旨在定义和评估其对窑炉运行“影响”的任何其他方面

为测试选择的三种型号是:

  • 标准液位计(接触式),带铂金探头、编码器和模拟输出

  • 光学(非接触式)测量系统,带采用光学或激光技术的发射器/接收器

  • Glass Service 干涉仪雷达技术(非接触式)

您的生产车间如何测量玻璃液位?

您会选择哪种系统进行以下测量? 您需要验证哪些主要特征以便正确进行测量?

仪器的测量精确度/可重复性必须高于您要检测的值。 仪器精确度和可重复性源自于:

  1. 测量传感器的精确度和相关的测量过程

  2. 传感器支持的精确度/稳定性

为了正确进行测量,支持的精确度必须至少比要求的测量精确度/可重复性高 10 倍。 在玻璃工业中,要求的玻璃液位精度为 0.1 mm。 这意味着传感器支持的精确度/稳定性必须至少为 0.01 mm。 哪些参数会影响玻璃窑炉的正确测量精确度呢? 它们主要包括:

  • 环境温度和窑炉辐射

  • 水冷液位计的水温和水压

光学测量系统中的环境温度和窑炉辐射

基于光发射器和光接收器的光学测量系统安装在金属支架上。

因为发射器和接收器之间的距离较远,支架的略微变形会导致光束接收器位置出现较大的误差。

例如,如果与水平面呈 15 度角倾斜的发射器和接收器相距 3000 mm,那么 0.01 度的支撑变形将导致 0.5mm 的变化。

仪器读数错误
仪器读数错误
仪器读数错误
仪器读数错误

带铂金探头的标准液位计中的环境温度和窑炉辐射

在此型号中,安装可以采用水冷液位计或陶瓷液位计。

在两种情况下,机器及其支架的热变形主要发生在两个方向上:

  • 图中线性变形 1

  • 图中弯曲变形 2

该值不可忽略。

例如,碳钢支撑柱 + 总长度为 1500 mm 的机器主体当温度变化达到 10°C 时会出现 0.18 mm 的热延伸,超出了要测量的仪器精确度。

包括支撑液位计的弯曲度(图中 2),该值远大于所要求的测量精确度。

对于水冷机器,液位计的热变形(图中 2)也会随水冷温度和水压而变化。

控制器由什么控制?

始终要记住,实际的玻璃液位是由窑炉液位控制来控制的,所以要是控制自身出现错误,就无法再连续检测液位,因为加料机将完全遵循其信号,从而意味着正在读取的连续信号只是一个连续错误的信号,玻璃液位正在不断变化。

雷达技术有什么优势?

在雷达玻璃液位器中,液位计的变形会由雷达软件控制并加以补偿。 软件知道液位计在环境温度下的长度和形状。 如果尺寸发生变化,它会计算出液位计的变形,然后补偿得出正确的读数。

对于窑炉运行而言,稳定的玻璃液位有多重要?

毫无疑问,只有对玻璃液位加以非常精确的控制才能实现非常稳定的窑炉液位 并且 要与尺寸合适的速度控制加料机相连:无法满足这个前提条件,后面的一切事项都无法实现。 但在该情况下,熔炼过程中稳定的玻璃液位将决定:

  • 稳定的加料过程 = 窑炉中加入的冷材料数量保持稳定 = 稳定的熔化条件 = 节省燃气

  • 稳定的玻璃流量并且分配料道和加料机中更均匀(通过时间)的温度 = 节省燃气

  • 稳定的调节条件 = 更小的料滴重量变化 = 更高的生产效率

  • 窑炉导热方法越科学和精确,就意味着越不需要更换或调节窑炉控制(比如在白班和夜班设置之间)。

非常稳定的玻璃液位可让整体性能提升多少?

要确定非常稳定的玻璃液位能对生产效率带来多大的提升并非易事,但在如今竞争激烈的环境中,即使所采取的措施只能将标准日产量为 100 吨的窑炉效率提高 0.001%,那么每年也能比竞争对手多生产 36 吨。

假设临时(最短)设备使用寿命为 6 年,投资带来的超过 215 吨玻璃的价值又是多少? (…对于日产量为 200 吨的熔炼窑炉,这一数值将提高到 430 …)。 在本页面中,我们将借助一个恢复表来为您介绍对 3 种不同液位控制技术的深入分析和对比。

3 种不同玻璃液位控制技术的对比

非常差 标准 出色

控制技术
评估领域

液位计类型

光学

干涉仪雷达

读数准确度

读数可重复性

温度对精确度的影响

时间对精确度的影响

底架导致的“机械”错误

环境“气候”变化的容差

读数精确度

维护需求

维护间隔

维护成本

所需维护技能

预期寿命

冷却需求

连接正确的加料机时的熔炼炉液位稳定性

成本

情况评价

GLASS SERVICE 雷达玻璃液位控制

我们的新型玻璃液位控制系统采用了玻璃行业前所未有的技术:干涉仪雷达。

该技术的主要优势包括:

  • 非接触式测量

  • 无运动部件

  • 零维护需求

  • 读数精确度 0.05 mm(通过软件限制为 0.1 mm)

机器包括安装在窑炉、料道或分配装置内部的非接触式液位计。 该液位计采用水冷方式并通过空气连续进行内部清洁。

在液位计背面、测量点的另一侧安装了一个带有发射器的小盒子。 这个小盒子使用和液位计相同的水管来进行冷却。

该系统安装于高度可调节且支撑稳固的结构上:这样有助于调节液位计和玻璃之间的读取距离,从而避免振动传递和/或由于支架移动而产生的读数错误。

液位计顶部与玻璃的距离可设为 10 至 20 厘米之间(最好是 15 厘米)。 只用进行一次该设置,然后雷达液位控制即可使用。

随后将液位计组连接到控制柜,以便分析和处理输入和输出信号,从而传递报警和数值等。

控制柜的通信功能包括:

  • 数字输出

  • 模拟输出 (4-20 mA)

  • 以太网(modbus TCP/IP 协议)

技术特性

读数错误

+/- 0.1 mm

液位计与玻璃的距离

10 至 20 cm(最好是 15 cm)

输出

2 个模拟输出 4-20 mA(1 个玻璃液位 + 1 个次级参数) 2 个可配置的数字输出 1 个以太网连接(Modbus TCP/IP 协议)

冷却水管

最低流量 20 升/分钟 压力 2-4 bar 最高 Tin 35 °C 最大硬度: 4 °F = 40 ppm CaCO3/p>

吹扫空气供应

1-7 bar,100 Nl/分钟

液位计组长度

约 160 cm

液位计材料

AISI 304 或 Sandvik® 4C54 (SS446, Ni 0.2%)

组高度

可设定

重量

约 150 千克

电源

220 VAC, 50 Hz

一切尽在掌握!

该机器以超乎想象的精确方式控制窑炉或分配装置中的玻璃液位:读数精确度高达 0.1 mm。

一旦完成液位计校准(这一过程将在工厂完成),这项技术将对通常由如下原因造成的变形进行补偿:

  • 窑炉或分配装置内部的热条件

  • 冷却水温的昼夜变化

系统还负责控制其他重要参数,例如:

  • 冷却水输入压力

  • 冷却水输入温度

  • 冷却水输出温度

  • 环境温度

这组值让您能够对系统进行全面控制。 然后,液位控制的输出信号可用于直接控制加料机,或者通过 4-20 mA 或 Modbus TCP/IP 输出信号与任何控制系统连接。

图库

原型测试
原型测试
已安装雷达玻璃液位
已安装雷达玻璃液位
隔热前的液位计位置
隔热前的液位计位置
浮法玻璃窑炉分配装置内部的液位计图片
浮法玻璃窑炉分配装置内部的液位计图片

控制柜和软件

我们供应的产品包括一个具有以下特性的控制柜:

  • 主开关

  • 柜门上安装有触摸屏的控制 PLC

  • 通过 PLC 和视听信号的冗余报警管理

  • 机器状态 LED 指示灯

  • 易于使用但功能齐备的控制逻辑和用户界面。

图库

控制软件设置页面
控制软件设置页面
控制软件截图
控制软件截图