Sklářská tavicí pec

Spotřeba energií představuje značnou část celkové výroby skla. Sklářská tavicí nádrž je místo, kde proces začíná. Písek, vápenec, kalcinovaná (bezvodá) soda a skleněné střepy se přivádí do pece, kde se taví. Pece mohou k ohřevu využívat fosilní paliva nebo elektřinu. Ohřev představuje okolo 80 % celkové spotřeby energií. I když fosilní paliva stále ještě zůstávají relativně hospodárnou alternativou, často se používají elektrody elektrického příhřevu vanové pece, které zvyšují kapacitu a lépe rozloží teplotu.

Lepší sledování teploty skla může napomoci jednotnosti produktu a zvýšit efektivitu. Díky regulaci procesu tavení totiž dochází ke zkrácení doby cyklu.

K dalším významným faktorům patří účinná izolace tavicí pece, protože ta je vystavena nadměrnému opotřebení a pnutí, což jsou důsledky neustálého plnění a vypouštění roztaveného skla.

Výzva

Obtíže s teplotou

Při výrobě skla patří viskozita k nejdůležitějším parametrům. Přímo souvisí s teplotou skla. Střední teplotu skla lze měřit radiačními pyrometry přesněji a hospodárněji než pomocí tradičních termočlánků. Díky výběru správné vlnové délky pyrometru lze proniknout hluboko do skla a přesně změřit střední teplotu materiálu. Lepší sledování teploty skla může napomoci jednotnosti produktu a zkrátit dobu cyklu. Vyšší výkonnosti tak dosahujeme regulací tavicího procesu.

Ochrana důležitého vybavení

Žáruvzdorná hmota v tavicí nádrži je kvůli vysoké teplotě ve sklářských procesech vystavena náročným podmínkám a je potřeba ji pečlivě kontrolovat.  Roztavené sklo je velmi agresivní. Proto má žáruvzdorná hmota dna tavicí nádrže speciální třídu a její cena je celkem vysoká. Žáruvzdorná hmota používaná pro oblast vrcholu klenby pece je vždy vystavována nejvyšší teplotě v tavicí nádrži. Její životnost se může zkrátit, pokud se teplota dobře nesleduje a nereguluje. Teplota hořákové klenby podává kvalitní informace o stavu pece. Je důležitá též pro kontrolu spalování. Sledování teploty dělicí příčky hořákové šachty může odhalit teplotní profil pece, a zabránit tak přehřátí.

Všechny tyto aplikace mohou řešit radiační pyrometry, popřípadě termokamery. Používají-li se elektrické příhřevy, skýtají radiační pyrometry tu výhodu, že měření je odolné vůči elektrickému proudu.

Naše řešení

LumaSense Technologies vyvinula komplexní řešení pro sledování sklářské tavicí pece. Tato robustní průmyslová konstrukce obsahuje ve skutečných poměrech osvědčené součásti a snadno se implementuje do stávajících termočlánkových systémů, např. na žáruvzdorném materiálu klenby pece. Tento systém může optimalizovat provoz pece. Měří totiž střední teplotu skla, sleduje nebo reguluje výkon hořáku a kontroluje stav žáruvzdorných součástí. Tak bude uživatel moci maximalizovat efektivitu výroby. Systém sestává z těchto komponentů a funkcí:

  • Pyrometry IS 50-LO plus & IS 50-LO/GL Krátkovlnné infračervené pyrometry, které lze namontovat do stávajících termočlánkových systémů nebo přes průhledy. Slouží k vnitřnímu sledování žáruvzdorné hmoty. Pyrometr IS 50-LO/GL je zvlášť nastaven pro měření středové teploty skla. Oba pyrometry jsou dodávány v krytu vhodném do průmyslových prostředí s flexibilními optickými vlákny a čočkami, které odolávají až 250 °C a snadno se montují.
  • IS 8 pro a IGA 8 pro: Přenosné pyrometry pro mobilní sledování žáruvzdorné hmoty a pro kontrolu s vestavěnou pamětí naměřených dat.
    • Velmi robustní kryt z hliníku litého pod tlakem pro použití v náročných prostředích.
    • Zaostřitelná přesná optika pro optimální nastavení, dokonce i s velmi malými velikostmi bodu (průměry paprsku)
    • Velká úložná kapacita dat pro následnou analýzu naměřených údajů
    • Zabudované úložiště maximálních hodnot pro stanovení píkové (špičkové) hodnoty v řadě měření
    • Díky plně digitálnímu zpracování signálů lze dosáhnout širších teplotních rozsahů a vyšší přesnosti

Díky rozhraní USB lze používat volitelný software PortaWin pro analýzu. Tento software zobrazuje údaje o naměřené teplotě a zpracovává je v reálném čase v počítači, popř. je používá pro následnou analýzu.

  • LumaSpection pro pecní termokamery: Převratná konstrukce navržená pro kontinuální sledování vnitřní žáruvzdorné hmoty pece a teploty skla přes plameny zemního plynu. Širokoúhlá, vodou chlazená a vzduchem čištěná boroskopická čočka proniká přes kanál do strany pece a dává přesný termografický obraz vnitřního prostoru s vysokým rozlišením. Tento nástroj obsahuje automatický systém retrakce (stažení) pro případ poruchy.
  • LumaSpection pro temokamery žáruvzdorných materiálů: Důležité nádoby vykládané žáruvzdornou hmotou ve sklářské výrobě fungují při vysokých teplotách a jsou vystaveny nebezpečí porušení spojů a narušení žáruvzdornosti.  LumaSpection pro žáruvzdorný systém se montuje zvnějšku na tavicí nádrž. Slouží pro získávání termografického obrazu v reálném čase a bezkontaktně. Díky tomu lze automaticky detekovat poruchy a sledovat důležitější vybavení, jako jsou pece a plovákové nádrže. Kryt je vybaven volitelným příslušenstvím pro pánev a naklánění.
  • Software LumaSpec: Termografický software pracující s operačním systémem Windows rychle shromažďuje data v reálném čase a analyzuje obraz. Uživatelé si mohou ihned ověřovat teoretická zjištění, vybírat oblasti, o které se zvlášť zajímají, popřípadě vyhradit použití pro sledování a vydávání výstrah.
    • U uživatelem stanovených zájmových oblastí lze provádět kontinuální sledování trendů na důležitých místech a hlídat tato místa alarmy.
    • Komplexní analýza dat z obrazu včetně profilů, histogramů, 3-D vykreslování a překrytí obrazů.
    • Integrace do řídicího systému zařízení přes OPC nebo analogové výstupy.
    • Komplexní možnosti archivace snímků.
    • Umožňuje bezpečné sledování na dálku přes více koncovek.
    • Integrace několika termokamer, pyrometrů a dat z ostatních snímačů zařízení.

Výhody pro vás

  • Přímé a přesné měření středové teploty skla pro lepší regulaci tavicího procesu.
  • Komplexní termografické profily sklářské pece slouží pro sledování a regulaci spalovacích profilů a vizualizaci totožných podmínek v peci.
  • Lepší sledování hlavních žáruvzdorných komponentů klenby, dna a stran.
  • Flexibilní sledování hlavních oblastí, kterým se předchází nestabilitě stropu a nebezpečným průrazům, např. u pecních stěn.
  • Prevence nákladné ztrátové výroby prostřednictvím optimálního sledování teploty na důležitých místech pece.
  • Delší životnost, minimální nároky na montáž a údržbu.