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Oct 30, 2023

Relever les défis de la mesure de niveau dans les usines de traitement de la chaux

Kurt Gieselman, spécialiste principal des ventes sur le terrain, produits de mesure Rosemount chez Emerson | 20 mai 2021 Pour les producteurs de produits à base de chaux, de calcaire et d'argile, l'automatisation est la clé d'une production continue.

Kurt Gieselman, spécialiste principal des ventes sur le terrain, produits de mesure Rosemount chez Emerson | 20 mai 2021

Pour les producteurs de produits à base de chaux, de calcaire et d’argile, l’automatisation est la clé d’une production continue. Une gamme d'instruments est utilisée pour aider à fabriquer différents produits en toute sécurité et fournir des mesures précises des stocks à chaque étape du processus, depuis l'entrée des matériaux dans l'installation jusqu'à l'expédition des produits finaux. Dans la plupart des usines, diverses techniques de production sont utilisées, les produits étant broyés, réduits en poudre et chauffés dans un four pour créer de la chaux hydratée. En raison des processus impliqués et de la nature des produits, les conditions dans l’usine sont difficiles. Cela crée un environnement difficile pour la technologie d’automatisation.

En général, le plus grand défi auquel sont confrontés les producteurs d’instruments est d’obtenir des mesures de niveau fiables et précises des matériaux solides. Cela comprend la mesure du calcaire broyé et en poudre, du charbon dans les silos qui alimentent les fours et de la chaux hydratée au fur et à mesure de sa production. Toutes ces applications sont soumises à des conditions de fonctionnement difficiles en raison du poids du matériau, de la poussière et de la faible réflectivité de la surface.

Dans une grande usine de traitement de chaux aux États-Unis, l'équipe de production avait essayé plusieurs technologies de mesure de niveau pour mesurer les solides avec plus ou moins de succès. Si un appareil était capable d'effectuer une mesure, le prochain problème serait de savoir comment maintenir l'appareil dans des conditions de fonctionnement où la poussière, les matériaux lourds et les vibrations sont courants. Une installation correcte était un élément clé d’une solution de mesure réussie.

La première application à l'usine impliquait un silo tampon de chaux hydratée, dans lequel le produit fini passe à travers le silo avant d'être transporté vers de grands silos de stockage. Ils souhaitaient utiliser un convoyeur à vis pour transporter les matériaux hors du bac tampon à un rythme constant. Pour ce faire, une hauteur de niveau optimale était nécessaire, mais obtenir une lecture stable était un défi. Dans le petit bac de surtension, le matériau avait tendance à se comprimer dans certaines zones et à créer des espaces et des ponts dans d'autres zones. Pour éviter cela, des vibrateurs pneumatiques sont utilisés pour secouer et redistribuer le matériau. Auparavant, une sonde capacitive était utilisée pour effectuer la mesure de niveau, mais ses mesures étaient erratiques et lentes à réagir aux changements de niveau. De plus, les vibrations élevées ont réduit la durée de vie de l'unité capacitive à quelques mois seulement. Comme le bac de surtension ne mesure que quatre pieds de haut, le radar à ondes guidées était le choix idéal (voir Figure 1).

Un radar à ondes guidées (GWR) Rosemount 5303 d'Emerson a été sélectionné pour remplacer les sondes capacitives. Adapté à la mesure de liquides ou de solides, il était facile de configurer l'appareil pour une application sur solides à l'aide de son logiciel. Par exemple, puisque la sonde était installée parallèlement à la pente du bac, la mesure du niveau horizontal devait être corrigée en fonction de l'inclinaison en saisissant l'angle de la sonde dans le logiciel. De plus, l'appareil est disponible avec une extension de boîtier déportée pour monter la tête du transmetteur à l'écart de la sonde. Cela protégeait l’électronique des vibrations, contribuant ainsi à prolonger la durée de vie de l’appareil. Un avantage essentiel du GWR est sa capacité à fournir des mesures précises dans de petits réservoirs avec des niveaux changeant rapidement, ce qui est essentiel pour cette application et permet de maintenir un niveau stable. L'appareil s'avère fiable et sans entretien. L’amélioration de la précision des mesures a permis au processus de devenir plus stable.

Le charbon utilisé pour chauffer les fours est stocké dans des silos de 112 pieds nécessitant une mesure de niveau pour surveiller l'inventaire afin de garantir que les fours sont toujours approvisionnés en combustible (voir Figure 2). Le charbon est extrait simultanément des deux silos et les mesures sont utilisées pour déterminer quand commander davantage de charbon. En l’absence d’endroit où stocker les surplus de carburant, une bonne gestion des stocks est essentielle. Le silo doit être prêt à recevoir la totalité du charbon de la barge à son arrivée. Recevoir seulement un chargement partiel est coûteux et inefficace.