¡El papel y la selección de interruptores y medidores de nivel en las plantas de cemento!

Las materias primas, los productos semielaborados y los productos terminados utilizados en el proceso de producción de cemento suelen ser materiales sólidos granulares o en polvo. La medición de nivel abarca diversas situaciones en las plantas cementeras, como el almacenamiento de materias primas, carbón pulverizado, cemento y mezclas, así como etapas del proceso como la descarga del enfriador de parrilla y la descarga del horno vertical. El interruptor de nivel de material es de uso común en las plantas cementeras, pero debido a una selección de diseño imprecisa, su uso no es óptimo. En particular, en las empresas cementeras con un bajo grado de automatización, los propietarios pueden creer erróneamente que el interruptor de nivel es inútil e incluso optar por no instalarlo para ahorrar costes de inversión, recurriendo finalmente al método manual más primitivo de inspección posterior a la producción, que requiere inspecciones frecuentes para evitar el llenado excesivo de los silos y consume mucha mano de obra. Entonces, ¿cuál es la función del interruptor de nivel de material en una planta cementera? ¿Cómo seleccionar correctamente el tipo para optimizar su aplicación?

I. El papel del interruptor de nivel de material

En el almacenamiento de materiales de una planta de cemento moderna, el medidor de nivel se utiliza para medir la altura real del material en el depósito (silo), mientras que el interruptor de nivel se utiliza para detectar niveles altos de material en el depósito (silo). En este sentido, el interruptor de nivel es un instrumento de campo esencial que evita que el material aparezca como lleno cuando el medidor de nivel fluctúa de forma imprecisa o falla. Sin embargo, en el proceso moderno de fabricación de cemento, que requiere un control de automatización cada vez mayor, solo una selección y aplicación adecuadas del interruptor de nivel pueden garantizar la seguridad y confiabilidad del almacenamiento de materiales y asegurar una producción continua y estable.

Segundo, la selección del interruptor de nivel de material

Según los requisitos del proceso de producción, existen diversos dispositivos de medición de nivel de material. Uno de ellos es el interruptor de nivel de material, que generalmente cuenta con dos puntos de detección: límite superior e inferior. Una vez que la superficie del material alcanza el nivel preestablecido, se envía una señal de control para que el equipo de alimentación o descarga realice la acción correspondiente. El segundo método es la medición continua del nivel de material, que incluye mediciones programadas y mediciones según sea necesario, para una medición más precisa de la altura de la superficie del material. Existen varios tipos de interruptores de nivel de material, como los de diapasón, de conductividad RF, de resistencia rotativa y de capacitancia, que se describen a continuación:

1. Interruptor de nivel de diapasón

El interruptor de nivel de diapasón se utiliza ampliamente en entornos industriales, gracias a su alta resistencia a la acumulación de material, su gran sensibilidad y su robustez ante impactos. Este interruptor consta de un cristal piezoeléctrico (oscilador), un circuito electrónico y un diapasón detector. El diapasón tiene una placa polar con dos grupos de cristales piezoeléctricos en sus extremos: un grupo actúa como elemento impulsor, generando vibraciones, y el otro como elemento detector, transformando dichas vibraciones en voltaje. Ambos elementos están conectados a la entrada y salida de un amplificador, formando un circuito oscilatorio. Cuando el diapasón entra en contacto con el material sólido, el oscilador deja de vibrar y el relé emite una señal de conmutación para la medición del nivel. La acumulación de partículas grandes entre las placas afecta la precisión de la medición, por lo que el interruptor es más adecuado para la medición de polvo y partículas pequeñas. Por ello, resulta muy apropiado para la producción de materiales sólidos en plantas cementeras.

2. Interruptor de nivel de conductividad por radiofrecuencia

El interruptor de nivel de conductor RF utiliza tecnología de alta frecuencia para generar una señal de RF de baja potencia en la sonda mediante un circuito electrónico. Cuando el medio medido cubre el polo de medición de la sonda, se produce un cambio en la reactancia entre el polo de medición y el tanque, lo que provoca un desequilibrio en el circuito puente y la interrupción de la generación de la señal de oscilación. El circuito de control detecta este cambio y emite una señal de alarma. La señal de oscilación se aplica al polo de medición de la sonda como señal de RF y, simultáneamente, se envía al polo de protección de la sonda tras un seguidor de voltaje 1:1. La señal de RF del polo de medición y del polo de protección tienen el mismo potencial, la misma fase, la misma frecuencia y están aisladas entre sí. El interruptor de nivel RF se basa en la medición capacitiva, lo que le confiere ventajas como una mayor resistencia a la interferencia, un funcionamiento más fiable y una medición más precisa. Generalmente, los interruptores de nivel de conductor RF se utilizan en diversos depósitos de almacenamiento, tolvas de enfriadores de parrilla, fondos de cubos y otros equipos en plantas de cemento.

3. Interruptor de nivel giratorio

Está compuesto por un motor síncrono, un seccionador, una cuchilla y un mecanismo de detección de sobrecarga. Cuando el nivel del material a medir sube y obstruye la rotación de la cuchilla, el mecanismo de detección genera un desplazamiento rotacional alrededor del eje principal. Este desplazamiento activa un microinterruptor para indicar la presencia de material y encender el motor para que gire; posteriormente, otro microinterruptor indica la ausencia de material, y este estado se mantiene mientras no haya material que bloquee la rotación de la cuchilla detectora. El interruptor de nivel rotativo se caracteriza por su estructura simple, funcionamiento fiable y fácil instalación y uso. La estructura simple, el bajo precio, el funcionamiento fiable y el fácil mantenimiento del interruptor de nivel resistivo se utilizan generalmente en plantas de cemento para aplicaciones como tolvas de cenizas de colectores de polvo y el fondo de elevadores de cangilones, y también se utilizan comúnmente para la detección de altos niveles de material en silos de material en polvo.

4. Interruptor de nivel de material de tipo capacitivo

El principio del interruptor de nivel capacitivo se basa en que el electrodo insertado en el silo y la pared del mismo forman un condensador. Cuando el nivel de material en el silo varía, se produce un cambio en la capacitancia eléctrica, obteniéndose así la señal de control correspondiente a través del circuito de conversión. Dado que la capacitancia cambia continuamente, el interruptor de nivel puede utilizarse para la medición continua del nivel o como alarma o señal de entrada para equipos de alimentación y descarga. El interruptor de nivel presenta características como bajo costo, ausencia de desgaste mecánico, fácil instalación y mantenimiento. Se utiliza para el monitoreo de niveles altos de material en el almacenamiento de materia prima, clínker y cemento en plantas cementeras, lo que permite prevenir eficazmente el llenado excesivo de los silos debido a un mal funcionamiento. Los materiales viscosos tienden a adherirse a la sonda y provocar un funcionamiento erróneo, por lo que el interruptor de nivel capacitivo no es adecuado para este tipo de materiales.