Modelo AutoRetract 36/45
CONTENIDO 1. Descripción general 2. Tipos de acoples de la cámara a la pared del hogar 2.1 Caldera de combustión tangencial 2.2 Caldera tipo Stoker 2.3 Caldera Horno Clinker 2.4 Observación combustión quemando bagazo. 3. Descripción de cámara con sistema retráctil Valvexport 3.1 Descripción general cámara con sistema retráctil. 3.2 Descripción sonda óptica Bass. 3.3 Refrigeración de la sonda óptica. 3.4 Protección de la sonda óptica y cámara. 3.5 Retracción automática por calentamiento de sonda. 4. Visualización del hogar variando posición de la cámara. 4.1 Visualización del hogar basculando la cámara. 5. Visualización en un monitor para varias cámaras 6. Especificación técnica. 6.1 Modulo electrónico 6.2 Conjunto para soporte y retracción del modulo electrónico. 6.3 Tablero de control para refrigeración y retracción 6.4 Acople para caldera 6.5 Monitor y grabadora en cuarto de control
1. Descripción general Cámara de video refrigerada por aire para monitoreo de hornos y hogares de caldera con temperaturas hasta 2500 F. Incluye los siguientes elementos: Soporte para acople de la cámara a la pared de la caldera. Cámara video CCD encapsulada en recipiente de acero inoxidable. Sonda óptica refrigerada por aire con lente final a 45 ó 90 de su eje. Termocupla instalada sobre el lente final. Sistema retráctil por resorte. Tablero de control para alimentar aire limpio y seco que refrigera la cámara y la sonda óptica así como retrae la sonda en caso de incrementarse la temperatura del lente frontal por encima de 110 C. Pantalla VGA de 18 para observación de la imagen en cuarto de control. Controlador de temperatura en tablero de control para sensar la temperatura del lente final y retraer la sonda evitando su exposición a la temperatura de gases del hogar.
2. Tipos de Acoples de la cámara a la pared del hogar Cada aplicación requiere un diseño de su instalación sobre alguna de las paredes del hogar, teniendo en cuenta cuales son las zonas de observación que se busca monitorear. En las próximas paginas presentamos varios ejemplos de instalaciones típicas: 2.1 Caldera de combustión tangencial, quemando carbón pulverizado, cámara monitorea la localización de la bola de fuego. 2.2 Caldera tipo Stoker, con parrilla viajera quemando carbón triturado, cámara monitorea la distribución del carbón sobre parrilla. 2.3 Horno de Clinker, en cementera, quemando carbón pulverizado, cámara monitorea los grumos de Clinker 2.4 Caldera para combustión de bagazo en Ingenio Azucarero
2.1.1 Vista global instalación cámara en caldera tipo tangencial Este tipo de cámara se instala en la pared opuesta a la nariz del hogar a una altura que permite la observación de la bola de fuego.
2.1.2 Detalle instalación cámara caldera tipo tangencial Estas calderas normalmente incorporan una cavidad formada por los tubos de la pared (Ver esquema), para poder visualizar la bola dirigiendo el lente al centro de la bola de fuego. La foto presenta un diseño de cámara antiguo, donde se utilizaban lentes y espejo para rotar la imagen 90 hacia la cámara. Hoy en día las cámaras visualizan en forma directa. Aislamiento existente Tubo pared nariz Cámara instalada a escala
2.1.2.1 Instalación típica cámara BASS en nariz del hogar
2.1.2.2 Comparación instalaciones BASS versus ITACHI Camera control panel Sistema BASS Only one hose and one cable conduit to the camera Wall box adapter includes self closing check valve Sistema HITACHI Multiple hoses and cables Existing system very large and very complicated, with corrosion exposed parts such as the all important shutter valve One pipe for wall box cooling Shutter
2.1.3 Descripción cámara utilizada en calderas tipo tangencial Carcasa cilíndrica Valvexport Inc. representa la empresa Bass Inc., fabricante de cámaras y sondas ópticas para múltiples aplicaciones. Según la aplicación se escogen diferentes carcasas y sistemas de retracción. El diseño ofertado se compone de una carcasa cilíndrica dentro de la cual se desplaza linealmente la cámara digital dentro de un pistón. El aire se inyecta en el extremo superior, empujando el pistón para insertar la cámara a través del acople basculante Cámara digital digital BASS Sonda óptica Acople basculante
2.2.1 Instalación típica cámara en caldera tipo Stoker
2.2.2 Instalación típica cámara en caldera tipo Stoker La foto adjunta es parte de un video grabado con la cámara Valvexport, ingresando a través del puerto presentado en la diapositiva anterior. Los videos pueden ser editados indicando fecha, hora, ubicación cámara y las condiciones de operación correspondientes.
2.2.3 Instalación típica cámara en caldera tipo Stoker Para las calderas con parrilla fija o viajera quemando biomasa o carbón, recomendamos la siguiente instalación. Se separan dos tubos de la pared para dejar un espacio donde se aplique refractario formando una ventana de 110 mm x 400 mm, con reducción a 200 mm x 110 mm. Un acople basculante se fija a la tapa externa de la caja de pared. De esta forma la cámara podrá bascular libremente, permitiendo escoger la zona monitoreada.
2.3.1 Instalación típica en horno de Clinker En esta foto aparece el personal de Valvexport reemplazando una cámara dañada por una cámara con sistema retráctil, acoplada a una base diseñada y fabricada por Valvexport.
2.3.2 Instalación y puesta en marcha de cámara en horno de Clinker Adicionalmente al diseño del acople, Valvexport incorporó el tablero de control entregando la imagen al personal de la planta.
2.4 Observación hogar quemando bagazo Ingenio el Ángel El Salvador Esta cámara fue instalada 8 metros por encima de la parrilla. Se logra observar toda la parrilla con bagazo acumulado en la zona posterior. También se observan las ventanas de alimentación en la pared frontal.
3. Descripción cámara con sistema retráctil Valvexport
3.1 Descripción general cámara con sistema retráctil Valvexport. Tablero de control para alimentación de aire. Controlador de temperatura Cámara de video CCD Sistema retráctil por resorte Sonda óptica Termocupla Acople basculante
3.2 Descripción sonda óptica Bass Este elemento es el corazón de un sistema de video para hornos y calderas. Consiste de un conjunto de lentes que deben transmitir la imagen dentro del hogar, a 1800 C, hasta llevarla a la cámara que esta afuera de la caldera. La calidad de la imagen la definen los lentes que son fabricados especialmente para esta aplicación, minimizando la distorsión y la perdida de luz.
3.3 Refrigeración de la sonda óptica Para lograr una imagen continuamente nítida es indispensable mantener el lente frontal limpio. La Sonda óptica Bass incorpora una carcasa para enfriamiento y limpieza del lente frontal. Carcasa enfriamiento y limpieza lente frontal Sonda óptica Lente frontal
3.4 Protección de la sonda óptica y cámara Cuando el aire de refrigeración y extensión de la sonda falle por cualquier razón, un resorte devolverá la sonda escondiéndola de los gases de combustión al cerrarse la compuerta protectora. Esta seguridad adicional protege la sonda óptica cuando la presión del hogar es positiva. SONDA RETRAIDA SONDA EXTENDIDA Compuerta protectora cerrada Sonda óptica retráctil Compuerta protectora abierta
3.5 Retracción automática por calentamiento de sonda Como seguridad adicional, para proteger el lente frontal de daño por radiación del calor en el hogar, aun cuando este circulando aire de refrigeración, incorporamos una termocupla que sensa la temperatura del lente. Cuando la temperatura sensada excede 110 C, automáticamente el controlador cierra el paso de aire de actuación, retrayendo la sonda para evitar su deterioro.
4. Visualización del hogar variando posición de la cámara Con la instalación de una cámara de video sobre domo basculante, la figura abajo muestra diferentes grados de observación dentro del hogar. Utilizando un lente de visión de 45 la posición de la cámara se ubicaría totalmente horizontal. (fig. izq.) pudiéndose observar gran parte de la parrilla. La altura de ubicación de la cámara es fundamental para la observación de la parrilla.
4.1 Visualización del hogar basculando la cámara A mayor altura de ubicación de la cámara, se amplia el espectro visual, pudiéndose observar diferentes áreas en el interior del hogar.
5. Visualización en un monitor para varias cámaras The QCS4XL-BB & QCS9XL-B is a durable, 4 & 8 input Quad/Eight sequential switcher & splitter de- signed to switch 8 cameras manually or automatically to one monitor. Operator can select any camera for full-screen viewing. Views can be single, quad group 1-4 or Quad group 5-8 or all 8 cameras in a 3x3 matrix fashion (one blank).
6. Especificación técnica Sistema para video registro de las imágenes dentro del hogar de caldera acuotubular consistiendo de los siguientes sub-ensambles: 1. Modulo electrónico según hoja de especificaciones adjunta. 2. Conjunto para soporte y retracción del modulo electrónico. 3. Tablero de control para refrigeración y retracción. 4. Acople pared caldera. 5. Monitor y grabadora en cuarto de control Las paginas siguientes describen cada uno de los sub-ensambles que configuran el sistema para video registro.
6.1 Modulo electrónico
6.2 Conjunto para soporte y retracción del modulo electrónico. El conjunto para soporte y retracción del modulo electrónico, debe cumplir los siguientes requisitos: 1. Deberá asegurar que el Modulo electrónico quede retraído, es decir, protegido de la presencia de los gases del hogar, cuando falle el suministro de aire para actuación y refrigeración. (Falla segura) 2. Solo se aceptaran diseños que utilicen una sola conexión de aire para actuación y refrigeración. El aire será de instrumentación a mas de 30 PSI con un consumo no superior a 10 Pies3/min. 3. Deberá incluir un Sensor de temperatura, que fijado al extremo de la sonda óptica, sense la temperatura del lente frontal, el cual queda posicionado entre los tubos de pared del hogar. 4. Deberá incluir refrigeración de la sonda óptica con un flujo de aire que permita mantener el lente frontal por debajo de 110 C aunque la temperatura de los gases del hogar llegue a 2500 F 5. Deberá incluir una coraza de acero inoxidable que cubra la sonda óptica protegiéndola y enfriándola con el aire suministrado para refrigeración. 6. Deberá incorporar una carcasa externa, de fácil montaje al Acople pared caldera, que permita la instalación sin detener la caldera cuando esta sea de presión negativa.
6.3 Tablero de control para refrigeración y retracción. El sistema para registro de video, deberá cumplir con los siguientes requisitos: 1. Sera fabricado en acero con pintura epoxica y sellado clase IP65. 2. Deberá incorporar conexiones para el ingreso de aire y energía. 3. Deberá incorporar conexiones para entregar aire regulado y energía al Conjunto soporte y retracción del modulo electrónico. 4. Deberá incorporar conexiones para recibir la señal de video de la cámara y entregarla a una línea que llevara esta señal al Monitor en cuarto de control. (El cable al cuarto de control no estará incluido). 5. Deberá incorporar regulador de presión y filtro para impedir el ingreso de partículas al Conjunto soporte y retracción del modulo electrónico. 6. Deberá incorporar un controlador de temperatura que reciba la señal del sensor acoplado al extremo de la sonda óptica, para retraer el Modulo electrónico con la sonda óptica en caso de incrementarse la temperatura por encima de 110 C. Una solenoide cerrara el suministro de aire y un resorte retraerá el modulo electrónico. 7. Deberá incorporar un medidor de flujo que indique la cantidad de aire suministrado al Conjunto soporte y retracción del modulo electrónico.
Anexo 1-1. Video Caldera Tangencial Ver video en CD: Power Boiler, Web vid#1, Tangential Fired Oil& Gas, with audio description
Anexo 1-2. Video en horno de Clinker Ver video en CD: Rotary Kiln, Web vid#2 conversion with audio description 10 30 07
Anexo 1-3. Video Horno para quema madera Ver video en CD: Rotary Wood Web vid#3 with audio description 10 30 07
Anexo 1-4. Video combustión madera sobre parrilla Ver video en CD: Wood Waste BoilerWeb vid#4 with audio description 10 30 07
Anexo 2. Carta Representación Bass Electrónics, Inc.