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Monitoreo continuo de hogar - caldera con
cámara de video refrigerada por aire
www.valvexport.com
Modelo
AutoRetract – 36/45°
Monitoreo continuo de hogar - caldera con
cámara de video refrigerada por aire
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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
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cámara de video refrigerada por aire
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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.
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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
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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.
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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
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2.1.2.1 Instalación típica cámara BASS en nariz del hogar
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Only one hose and one cable
conduit to the camera Multiple hoses
and cables
One pipe for
wall box cooling
Wall box adapter
includes self closing
check valve Camera
control
panel
Shutter
Existing system very
large and very
complicated, with
corrosion exposed parts
such as the all important
shutter valve
2.1.2.2 Comparación instalaciones BASS versus ITACHI
Sistema BASS Sistema HITACHI
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2.1.3 Descripción cámara utilizada en calderas tipo tangencial
Sonda óptica
Cámara digital BASS
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
Carcasa
cilíndrica
Acople basculante
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2.2.1 Instalación típica cámara en caldera tipo “Stoker”
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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3. Descripción cámara con sistema retráctil Valvexport
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3.1 Descripción general cámara con sistema retráctil Valvexport.
Cámara de
video CCD
Sonda óptica
Termocupla
Sistema retráctil
por resorte
Tablero de control
para alimentación
de aire.
Controlador de
temperatura
Acople
basculante
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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.
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Carcasa
enfriamiento y
limpieza lente
frontal
3.3 Refrigeración de la sonda óptica
Sonda
óptica
Lente frontal
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.
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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 óptica
retráctil
Compuerta
protectora
abierta
SONDA EXTENDIDA SONDA RETRAIDA
Compuerta
protectora
cerrada
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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.
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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.
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A mayor altura de ubicación de la cámara, se amplia el espectro visual,
pudiéndose observar diferentes áreas en el interior del hogar.
4.1 Visualización del hogar basculando la cámara
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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).
5. Visualización en un monitor para varias cámaras
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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.
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6.1 Modulo electrónico
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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.
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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”.
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Anexo 1-1 . Video Caldera Tangencial
Ver video en CD: Power Boiler, Web vid#1, Tangential Fired Oil& Gas, with audio description
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Anexo 1-2 . Video en horno de Clinker
Ver video en CD: Rotary Kiln, Web vid#2 conversion with audio description 10 30 07
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Anexo 1-3 . Video Horno para quema madera
Ver video en CD: Rotary Wood Web vid#3 with audio description 10 30 07
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Anexo 1-4 . Video combustión madera sobre parrilla
Ver video en CD: Wood Waste BoilerWeb vid#4 with audio description 10 30 07
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Anexo 2. Carta Representación Bass Electrónics, Inc.