Tecnologia de radar guiado para medição de nível contínuo em processos de maceração

TDR inteligente com capacidades de diagnóstico úteis

 

Para a produção de celulose de um fabricante de madeira na América do Sul, foi implementado um radar guiado em vários projetos de tanques de água dentro dos processos de maceração. A moderna tecnologia TDR de alta qualidade garante um fluxo de produção contínuo da planta. Não afetados pela mudança das condições de processo, os sensores TDR medem o nível de forma confiável e precisa, fornecendo o suporte ideal para um fluxo de processamento suave.

 

Precisão de medição +/-2 mm e compensação de vapor

Um produtor de madeira que opera nos setores florestal, de papel e celulose há 100 anos estava procurando uma solução inovadora e durável para modernizar a medição de nível dentro de seus processos de fábrica como parte de seu crescente foco estratégico na sustentabilidade. A empresa opera no Chile, Argentina, Brasil, Peru, Colômbia, México, Equador e Uruguai e é considerada a quinta maior produtora de celulose do mundo. As principais regiões de exportação são a Ásia, os EUA e a Europa. Ao equipar a planta principal perto de Santiago do Chile, os sistemas de secagem, incluindo a maceração, colocaram exigências especiais sobre a robustez da tecnologia de medição a ser instalada. Durante a maceração, a madeira em seu estado bruto é exposta durante algum tempo à água, que serve como solvente para certas substâncias. Este processo é apoiado pela adição de calor. Temperaturas de até 80°C (176°F) e uma pressão de processo de aproximadamente 0,8bar (11,6psi) prevalecem no recipiente de processo. As condições atmosféricas, especialmente com o alto teor de vapor e umidade, impõem fortes exigências ao sensor a ser instalado.

Na medição contínua, as soluções da UWT GmbH foram expandidas há algum tempo para incluir uma linha de produtos TDR, além do sistema de bobinas de prumo e da tecnologia de radar sem contato. Além do NivoGuide® NG 8000 que é uma solução clássica de radar em meios líquidos e para medição de interface,uma segunda série foi implementada com o NivoGuide® NG 3000 para aplicações sólidas.

As versões dos dispositivos são cada uma equipada com cantilevers que podem ser adaptados individualmente à aplicação por meio de extensões de haste e cabo. Desta forma, o fabricante da tecnologia de medição de nível da Alemanha pode configurar a tecnologia de sensores apropriada para plantas de um amplo repertório, dependendo das condições do processo e do meio a ser medido. O que conta é a funcionalidade, fácil manuseio e longa vida útil dos dispositivos, de acordo com as altas exigências e padrões desta indústria. Tecnologias inovadoras combinadas com anos de conhecimento da indústria permitiram à UWT GmbH, juntamente com a empresa parceira local VESET y Cia. Ltda. fornecer uma solução personalizada com a tecnologia de sensor de radar guiado do NivoGuide® NG 8000. Com esta tecnologia, os pulsos de microondas são acoplados a um cabo ou haste e guiados ao longo da sonda. O pulso emitido é refletido pela superfície do produto. A diferença de tempo entre o pulso transmitido e refletido é convertida em um nível. As microondas de baixa freqüência são pouco atenuadas, mesmo com um alto teor de umidade, o que significa que a maior quantidade possível de energia está disponível para a determinação do nível real. A determinação confiável do nível para um fluxo de processo sem problemas é assim garantida a todo momento. Para a determinação confiável do nível de água do aquecimento das toras no sistema de secagem durante a maceração, o nível é controlado através de um tubo com diâmetro de 100 mm e altura de 600 mm. O pequeno diâmetro do tubo garante que o sinal seja amplificado, o que aumenta ainda mais a confiabilidade da medição. Mesmo sob estas exigentes condições de processo, o NivoGuide® com sua eletrônica 4...20 mA/HART de dois fios mede precisamente +/-2 mm. Devido ao curto tempo de resposta, mesmo níveis em rápida mudança podem ser detectados de forma confiável. A pressão do processo ou as flutuações do valor DK não têm influência na precisão do resultado da medição, pois nem um ajuste às condições do processo nem uma calibração para o meio a ser medido tem que ser realizada.

 

TDR inteligente com opções de diagnóstico úteis

Além da alta precisão, uma das razões decisivas para a compra do fabricante foi a operação simples e intuitiva desses dispositivos. A insensibilidade a uma ampla gama de condições de processo torna a tecnologia um multi-talento e, portanto, facilita o comissionamento. Em apenas cinco etapas, o sensor é calibrado e fornece um sinal de nível confiável, independentemente de ser usado em meios à base de água/óleo, pastas, espumas ou polpas abrasivas.

O software inteligente do sistema de sensor de radar guiado permite uma alta disponibilidade da planta. Algoritmos inteligentes de software podem distinguir entre sinais dinâmicos e estáticos. Desta forma, as instalações dentro dos recipientes podem ser identificadas como tal e excluídas durante a análise de eco. Assim, as medições de nível defeituosas acionadas por tais instalações são excluídas, minimizando a utilização de técnicos de serviço e maximizando a disponibilidade do sistema.

Entretanto, como as falhas não podem ser descartadas cem por cento, as curvas de eco são automaticamente registradas e armazenadas. Com a ajuda destes dados, a análise de falhas é acelerada e o tempo de inatividade é mantido a um mínimo. O elemento de programação com visor plug-on e módulo de operação, bem como uma tampa com janela de visualização, torna o NivoGuide® muito fácil de operar. Funções extensivas de diagnóstico garantem um manuseio rápido e seguro. Por exemplo, os valores medidos atuais e os parâmetros de comissionamento são exibidos. Os dados podem ser armazenados e transferidos para outras unidades de radar guiado, o que resulta em considerável economia de tempo no processo de instalação.

Durante o processo de maceração, ocorrem movimentos de superfície que exercem fortes forças sobre a sonda do sensor. Por esta razão, foi decidido instalar o sensor em um tubo fora do tanque, no qual os movimentos de superfície são significativamente reduzidos. Este tipo de instalação em combinação com a construção robusta da versão de haste do NivoGuide® 8000 foi a solução ideal e duradoura para o cliente. O projeto da haste feita de aço inoxidável com um diâmetro de 8 mm é construído de tal forma que não ocorre nenhum dano mesmo quando são aplicadas forças fortes. No caso de instrumentos líquidos, o braço da haste é rodeado por um elemento de vedação cônico, o chamado cone de condensado. Isto evita medições defeituosas devido à formação de condensado no acoplamento e facilita o gotejamento devido à sua forma especial. O material utilizado é extremamente durável.

 

Transparência e confiabilidade de planejamento através da visualização

Os usuários com vários silos de armazenamento espalhados e contêineres tanques também consideram cada vez mais necessário que suas instalações estejam equipadas com visualização e monitoramento automatizados dos dados, além da medição contínua dos níveis de preenchimento. Os resultados de medição detectados pelos sensores são rápida e facilmente exibidos com software e podem ser acessados convenientemente da tela a qualquer momento. A logística eficaz do silo também aumenta a transparência e a confiabilidade do planejamento para o operador da planta. A série TDR do NivoGuide® foi, portanto, dotada do equipamento apropriado, que inclui um sinal analógico 4-20mA, bem como uma interface Modbus RTU ou Profibus DP para os sistemas de avaliação.

A visualização dos dados NivoTec® proporciona ao operador da fábrica níveis de preenchimento em altura, porcentagem, peso ou volume para um processo de fabricação transparente. As tendências são armazenadas, e-mails sobre níveis de preenchimento ou mensagens completas de silo podem ser ativados, até mesmo os sensores individuais de nível de preenchimento podem ser parametrizados. Assim, é possível facilitar o planejamento de rotas limpas e a estocagem direcionada para otimização de custos na entrega do material.