Come funziona la diagnostica laser dell'involucro del forno per i forni rotanti: una guida pratica

Un forno rotante raramente si guasta senza preavviso. Il guscio di solito ti dice che qualcosa sta cambiando molto prima che appaia una crepa: un ovale leggermente più stretto mentre ogni sezione trasversale rotola su un pneumatico, una piccola gobba nell'asse, un punto caldo che ritorna nello stesso posto dopo ogni lavoro di muratura. La diagnostica laser del guscio del forno esiste per catturare tempestivamente questi segnali e trasformarli in numeri su cui è possibile agire durante un arresto pianificato anziché forzato.

Di seguito, illustriamo cosa misura effettivamente un rilevamento laser, come viene eseguita la misurazione su un forno attivo e come leggere i risultati insieme a ciò che accade sul lato combustione del processo.

Cosa misura effettivamente la diagnostica laser del guscio del forno

Un sistema laser a guscio di forno è uno strumento di misurazione senza contatto. Invece di fissare i comparatori al guscio o tendere i cavi tra le colonne, un laser tracker o uno strumento di scansione laser viene installato accanto al forno e utilizzato per determinare la deformazione del guscio, dei pneumatici e dell'asse del forno. Poiché nulla tocca il guscio, il rilievo può essere effettuato mentre il forno è in funzione e caldo, ed è qui che emerge la vera geometria.

Normalmente da un sondaggio emergono quattro gruppi di risultati:

• Ovalità. Lo strumento raccoglie in ogni stazione centinaia di punti attorno alla circonferenza; su di essi è adattato un cerchio e la differenza tra il raggio più grande e quello più piccolo durante un giro è l'ovalizzazione di quella sezione. L'ovalizzazione determina l'affaticamento del guscio e comprime il rivestimento refrattario.
• Asse e manovella del forno. I centri dei cerchi adattati costruiscono la linea centrale effettiva. Rispetto all'asse di progettazione, la differenza è la manovella, espressa nei piani verticale e orizzontale.
• Eccentricità del guscio e profilo longitudinale. L'eccentricità radiale per stazione, più un profilo lungo la lunghezza del forno, rivela rigonfiamenti o appiattimenti locali causati dalla dilatazione termica, dalla perdita di rivestimento o dal contatto con la fiamma.
• Geometria di pneumatici, rulli e piste. La posizione del pneumatico, il gioco (scorrimento), l'allineamento dei rulli e l'effettiva pendenza del guscio possono essere tutti ricavati dallo stesso set di dati.

Come si effettua un rilievo laser

La procedura è più semplice dell’analisi che la segue, ma ogni passaggio conta. Un sondaggio tipico funziona in questo modo:

1. Definire l'ambito: quale forno, quali stazioni, misurazione del caldo o del freddo e con quale riferimento verranno confrontati i risultati.
2. Installare lo strumento su una stazione stabile accanto al forno, con una linea di vista libera e punti di riferimento che consentano di riprodurre successivamente lo stesso sistema di coordinate.
3. Ruota il forno lentamente e in modo costante, solitamente sull'azionamento ausiliario o sull'impostazione dell'azionamento principale più bassa, mentre il laser esegue la scansione del guscio.
4. Registrare la temperatura superficiale del guscio in ciascuna stazione contemporaneamente; la geometria senza temperatura è difficile da interpretare.
5. Ripetere l'acquisizione su ciascun piano di misurazione: vicino a entrambi i pneumatici, al centro e in qualsiasi area con una storia di crepe, ovalizzazione o punti caldi.
6. Elabora le nuvole di punti: adatta i cerchi, calcola i centri di rotazione, costruisci l'asse e confronta il tutto con il rilievo precedente e le tolleranze di progetto.

Due dettagli separano un sondaggio utile da uno confuso. Il primo è lo stato stazionario. Misurare il guscio mentre il forno è ancora in fase di riscaldamento produce numeri che non si ripetono, il che li rende inutili come riferimento. La seconda è la linea di base. Un sondaggio ti dice come appare oggi il forno; due sondaggi a distanza di qualche mese ti dicono dove sta andando.

Leggere i numeri: una breve tabella di interpretazione

Una volta elaborati i dati, la maggior parte delle discussioni si riduce a una manciata di parametri. La tabella seguente è la versione che utilizziamo quando parliamo con gli operatori del forno in merito a un nuovo rapporto di indagine.

Perché la geometria del guscio e la combustione appartengono alla stessa conversazione

La deformazione del guscio non è solo un problema meccanico. Gran parte dell’ovalità, della curvatura e dei punti caldi che vediamo nei rapporti dei sondaggi risalgono al modo in cui il calore viene consegnato al forno.

Una fiamma troppo lunga e troppo morbida diffonde il calore molto più in basso nel guscio, dove il rivestimento è più sottile e c'è meno rivestimento per proteggere l'acciaio. Una fiamma troppo corta concentra il calore vicino alla zona di combustione e può staccare il rivestimento. Entrambi i casi creano una temperatura circonferenziale irregolare, e la temperatura irregolare crea un'espansione irregolare, che poi si manifesta nel rilievo laser come un rigonfiamento, una piega o un aumento dell'ovalità che nessuna quantità di spessore potrà correggere.

Ecco perché di solito vale la pena eseguire la regolazione del bruciatore e la diagnostica laser nella stessa finestra. Se una fascia calda si muove quando si cambia l'aria primaria o si sposta la divisione assiale-vortice, la causa è termica, non strutturale. Se una stazione mantiene la stessa ovalità indipendentemente da come è impostata la fiamma, probabilmente si tratta di un problema di pneumatico, rullo o guscio. Testarlo funziona solo quando la forma della fiamma può essere regolata e ripetuta su richiesta, che è l'intenzione progettuale alla base del nostro Bruciatore per forno rotante regolabile GeneralFlame con controllo preciso della fiamma L'ugello Laval regolabile e il generatore di vortice di questo bruciatore consentono un controllo preciso della fiamma, supportando la regolazione ripetibile necessaria per la diagnostica laser. Visualizza il prodotto → .

Cosa puoi fare con i risultati

La diagnostica laser vale il costo solo se il rapporto si conclude con una decisione. In pratica, i risultati confluiscono in alcune azioni familiari:

• Regolazione pneumatici e rulli. Il creep troppo stretto aumenta l'ovalità al molo; uno scorrimento troppo lento fa sì che il pneumatico scivoli e si usuri. L'allineamento del rullo guida viene corretto e lo spessore dello spessore rivisto dove necessario.
• Riparazione mirata del guscio. Le crepe vengono tagliate e risaldate nelle aree identificate dall'indagine, invece che per congetture.
• Pianificazione refrattaria. Le zone ad alta ovalità sono i primi luoghi in cui i mattoni si staccano o si allentano, quindi la pianta dei mattoni segue la mappa di rilievo.
• Impostazioni del bruciatore e della combustione. La lunghezza della fiamma, l'aria in eccesso e la distribuzione del carburante sono regolati per appiattire il profilo della temperatura lungo il guscio.

I cambiamenti nel carburante meritano una menzione a parte. Quando un impianto passa a combustibili alternativi o misti, la fiamma si irradia in modo diverso e la mappa della temperatura dell’involucro cambia con essa, quindi un secondo sondaggio dopo il cambiamento è un modo economico per confermare che l’involucro sta reagendo. La cottura multicombustibile è ormai normale piuttosto che esotica, e l’attrezzatura deve essere adattata al forno, non solo alla lista dei combustibili, che è il modo in cui affrontiamo il nostro Bruciatore a cocombustione multipla GeneralFlame per forni rotativi Questo bruciatore a co-combustione multicombustibile utilizza un ugello Laval regolabile e un generatore di vortice a passo variabile per garantire l'adattabilità del combustibile quando gli impianti passano a combustibili alternativi o misti. Visualizza il prodotto → .

Dove i dati laser possono fuorviarvi

Vale la pena essere onesti riguardo ai limiti. Un rilievo laser misura la geometria, non le cause.

• Ambiente. Polvere, calore luccicante e forte vento tra lo strumento e il fusto aggiungono rumore. Il sole da un lato di una grande fornace e il vento freddo dall'altro possono spostare un rilievo caldo di una quantità misurabile.
• Condizioni non stazionarie. I cambiamenti di velocità, le fluttuazioni dell'alimentazione e una fermata recente lasciano un'impronta digitale nei dati, quindi annota le condizioni operative ad ogni misurazione.
• Nessuna linea di base. I numeri assoluti possono sembrare allarmanti e rappresentare comunque lo stato normale di quel forno; la tendenza è ciò che conta.
• Solo geometria. I dati laser vengono letti meglio insieme alla scansione della temperatura del guscio, alla misurazione dello scorrimento viscoso e, quando il forno è spento, all'ispezione interna dei mattoni e del guscio.

Utilizzato in questo modo, un rilievo laser diventa uno strumento di pianificazione della manutenzione piuttosto che un rapporto una tantum.

Una pratica nota di chiusura

La diagnostica laser del guscio del forno risponde a una domanda specifica: come si comporta il guscio mentre gira? Questa risposta è ancora più preziosa quando viene rimessa in funzione, nel modo in cui viene accesa la fornace, in come viene progettato il rivestimento e come vengono regolati i componenti meccanici.

Costruiamo bruciatori per forni rotanti e sistemi di combustione per linee di trattamento di cemento, calce, nichel, litio, ossido di zinco, pellet e rifiuti e passiamo molto tempo sul posto ad ascoltare problemi di guscio. Se il tuo ultimo sondaggio ha mostrato una fascia calda, un valore di ovalizzazione che si è insinuato verso l'alto o un asse che non rimane dove lo hai posizionato, vale la pena rivedere allo stesso tempo il lato combustione del forno. Il nostro progetti di sistemi di gestione della combustione del forno e il più ampio forni industriali e tecnologia di combustione il lavoro che consegniamo inizia entrambi dallo stesso punto: prima misurare, poi cambiare qualcosa.