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Wie sorgt Raythink mit einem Überwachungs- und Frühwarnsystem für Drehöfen für Arbeitssicherheit und eine effiziente Produktion?

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In zahlreichen Produktionsbranchen wie der Baustoffindustrie, der Metallurgie, der chemischen Verfahrenstechnik und dem Umweltschutz finden Drehrohröfen breite Anwendung bei der Aufbereitung fester Stoffe. Durch die Drehbewegung des Ofenkörpers wird die Vermischung gefördert.

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1. Hintergrund der Anwendung
In zahlreichen Produktionsbranchen wie der Baustoffindustrie, der Metallurgie, der chemischen Industrie und dem Umweltschutz werden Drehrohröfen in großem Umfang zur Aufbereitung fester Materialien eingesetzt. Durch die Drehbewegung des Ofenkörpers werden die Durchmischung des Materials, die Kalzinierung und Kontaktreaktionen gefördert. Drehrohröfen werden hauptsächlich zum Kalzinieren von Zementklinker (Zementöfen), zum Pelletieren von Mineralpulver und Sand (chemische Öfen), zur Schlammaufbereitung (Öfen für gefährliche Abfälle) und zum Kalzinieren von aktivem Kalk (Kalköfen) eingesetzt.

2. Betriebsprobleme bei Drehrohröfen
Als zentrale thermische Anlage in der Baustoffproduktion und im Umweltschutz – beispielsweise in der Zement-, Metall- und Kalkindustrie – gilt der Drehrohrofen als das „Herz“ der gesamten Anlage. Tritt während des Betriebs aufgrund von Ablösungen oder Ausdünnungen der feuerfesten Steine ein „roter Ofen“ auf, muss der Ofen zur Wartung abgeschaltet werden. Daher ist die tägliche Temperaturüberwachung besonders wichtig.

1) Ringbildung im Inneren des Ofens
Temperaturschwankungen sowie Veränderungen in der Zusammensetzung von Rohstoffen und Brennstoffen können leicht zu einer Ringbildung im Inneren des Ofens führen. Wird der Prozess nicht rechtzeitig angepasst, führt dies zu einer schlechten Belüftung im Ofeninneren, was sich auf die Produktqualität und den Durchsatz auswirkt.

Ringbildung im Inneren des Ofens
2) Ausdünnung und Ablösung von feuerfesten Steinen
Mit zunehmender Betriebsdauer des Drehrohrofens wird die Innenauskleidung durch die anhaltende Erosion bei hohen Temperaturen und die Reibung durch den Klinker dünner oder löst sich sogar ab, was zu einer teilweisen Freilegung des Ofenmantels und zur Bildung eines „roten Ofens“ führt. Dies führt häufig zu ungeplanten Ofenstillständen für Wartungsarbeiten, was ein entscheidender Faktor ist, der die hohe Qualität, den hohen Durchsatz, den geringen Verbrauch und die jährliche Betriebsrate von Zementöfen beeinträchtigt.

Einsturz feuerfester Steine
3) Erosion und Ablösung feuerfester Steine
Eine allmähliche Erosion und Ablösung der inneren feuerfesten Materialien führt, wenn sie nicht rechtzeitig erkannt wird, dazu, dass die Stahlplatte direkt hohen Temperaturen ausgesetzt wird, was zu einer Erweichung oder sogar zu einer Abtragung führt. In schweren Fällen gefährdet dies die Produktionssicherheit und kann zu ungeplanten Ofenstillständen oder Sicherheitsunfällen führen.

Glasurbrandspuren auf der Ziegeloberfläche
3. Anwendungsnutzen der Wärmebildüberwachungslösung für Drehöfen
Die Temperaturmessung am Drehrohrofenmantel hat sich von der manuellen Messung mit Temperaturmesspistolen hin zur automatischen Messung mit Infrarot-Mantelscannern weiterentwickelt. Mit der zunehmenden Reife der Infrarot-Wärmebildtechnologie setzen derzeit immer mehr Anwender auf Wärmebild-Überwachungssysteme für den Drehrohrofenmantel, die auf dieser Technologie basieren und eine intuitivere und klarere Echtzeitüberwachung der Ofenoberfläche ermöglichen.

1) Gewährleistung der Produktionssicherheit
Rechtzeitige Erkennung von abnorm hohen Temperaturpunkten, um Schäden am Ofenmantel, Brände und andere durch lokale Überhitzung verursachte Sicherheitsvorfälle zu vermeiden.

Produktion im Drehrohrofen
2) Verlängerung der Lebensdauer der Anlagen
Sinnvolle Planung von Wartungsmaßnahmen, um übermäßigen Verschleiß und unnötige Schäden an den Anlagen zu vermeiden und dadurch deren Lebensdauer zu verlängern.

Überwachung von Drehrohröfen
3) Verbesserung der Managementeffizienz
Die Echtzeitübertragung von Temperaturdaten mithilfe intuitiver Wärmebilder und Temperaturverlaufskurven unterstützt das Prozesspersonal bei der Fernüberwachung und der zentralen Verwaltung und verbessert so die wissenschaftliche Fundiertheit der Entscheidungsfindung.

Überwachung von Drehrohröfen
4) Senkung der Wartungskosten
Potenzielle Probleme werden frühzeitig erkannt und gezielte Wartungsmaßnahmen durchgeführt, wodurch groß angelegte Wartungsarbeiten und der Austausch von Bauteilen aufgrund plötzlicher Anlagenausfälle vermieden und unnötige Wartungszeiten und -kosten reduziert werden.

Wartung von Drehrohröfen
5) Steigerung der Produktionseffizienz
Vermeidung von Produktionsunterbrechungen durch Anlagenausfälle und Gewährleistung einer kontinuierlichen und stabilen Produktion.

4. Online-Wärmebild-Überwachungssystem – Drehrohrofenmantel
Das Wärmebild-System zur Überwachung der Manteltemperatur und zur Frühwarnung kann die tatsächlichen dynamischen Betriebsbedingungen des Ofens darstellen. Das Bild setzt sich aus Temperaturdaten zusammen, wobei jedes Pixel einem Temperaturwert entspricht und den Temperaturzustand des Ofenmantels in Echtzeit anzeigt. Das System kann intuitiv die Dicke der Ofenauskleidung im Inneren des Ofens, den Entwicklungstrend der Ringbildung sowie eventuelle Ablösungen oder Ausdünnungen der feuerfesten Steine darstellen. Mithilfe der Hochtemperatur-Alarmfunktion lassen sich ungewöhnlich hohe Temperaturpunkte rechtzeitig erkennen, das Prozesspersonal bei der Anpassung der Parameter unterstützen und der sichere und stabile Betrieb des Ofensystems gewährleisten.

1) Installationsplan
Die Länge des Ofenkörpers beträgt ca. 18–90 m und der Durchmesser 4,5–5,5 m. Der Installationsort befindet sich in einer Entfernung von ca. 35–40 m vom Drehrohrofen. Es wird eine Infrarot-Wärmebildkamera von Raythink eingesetzt, um Infrarot-Videobilder mit einer Auflösung von 1200 × 600 Pixeln zu erzeugen.

2) Vorteile der Lösung
① Klare Bilder und hohe Genauigkeit bei der Temperaturmessung.
② Unterbrechungsfreie Überwachung rund um die Uhr, Datenvisualisierung und Unterstützung bei der Nachverfolgung historischer Daten.
③ Berührungslose Temperaturmessung, gute Stabilität und lange Lebensdauer.
④ Einfache Installation und geringe Kosten.

Drehrohrofenmantel
Wärmebildaufnahme des Drehrohrofenmantels
5. Funktionen der professionellen Analysesoftware
1) Wiedergabe historischer Daten
Unterstützt die Bildaufnahme in Intervallen von mindestens 30 Sekunden mit einer Aufzeichnungsdauer von mindestens 12 Monaten; die Daten können im Videoformat wiedergegeben werden.

2) Verwaltung von Alarminformationen
Unterstützt Hochtemperaturalarm; alle Alarmaufzeichnungen sind abrufbar, und Abfragen können nach Zeit, Alarmtyp, Alarmstufe und anderen Feldern erfolgen.

3) Verwaltung der Lebensdauer der Feuerfestauskleidung
Unterstützt die visuelle Darstellung der Feuerfestmaterialien, erleichtert so den Überblick über die Feuerfestkonfiguration und den Betriebszyklus des Drehrohrofens und unterstützt das Prozessmanagement.

4) Dateiverwaltung
Unterstützt Alarmstatistiken nach Teams und erstellt tägliche, monatliche und jährliche Produktionsberichte; unterstützt die Dateiverwaltung zur Lebensdauer der Feuerfestauskleidung sowie die Abfrage historischer Daten, was die Prozessoptimierung sowie den Betrieb und die Wartung der Anlagen erleichtert.

5) Markierung der Ofenlänge
Stellt eine Eins-zu-Eins-Entsprechung zwischen der Meterposition der Ofenlänge und der Meterposition der Temperaturkurve in der oberen und unteren Darstellung her.

6) Visuelles Informationsmanagement
Erzeugt automatisch Temperaturkurven zur übersichtlichen Darstellung von Defektstellen; unterstützt die Überwachung der Temperaturmessung in einzelnen Zonen sowie die Einstellung von Alarmen.

Visuelles Informationsmanagement mittels Wärmebildtechnik für Drehrohröfen
6. System-Hardwarekonfiguration
Nummer Bezeichnung
1 Infrarot-Wärmebild-Frontend-Gerät zur Temperaturmessung des Drehrohrofens
2 Umfassende Analyse-Software zur Frühwarnung bei der Temperatur des Drehrohrofens
3 Empfangsstation (Computer)
4 Hilfsmaterialien
Anzahl Anmerkungen
1 Satz Auflösung des Wärmebilddetektors: 1200×600 [Super-Pixel-Algorithmus bis zu 2400×1200], eine Glasfaserschnittstelle, zwei wasserdichte Gigabit-Netzwerkschnittstellen, wasserdichte Luftfahrt-Stromversorgungsschnittstelle und selbststartender Lüfter.
1 Satz Echtzeit-Temperaturmessung, Analysekurve (Eins-zu-Eins-Entsprechung mit der Messposition des Ofens im oberen und unteren Layout), automatische Nachführung bei hohen Temperaturen, Feuerfest-Datei, Wiedergabe des Verlaufs usw.
1 Einheit mit mindestens 16 GB Arbeitsspeicher, 1 TB SSD-Festplatte, Intel Core i5-Prozessor oder höher, dedizierte Grafikkarte mit mindestens 1 GB Speicher, Standard-HDMI-Schnittstelle, Ultra-Wide-Monitor mit 27 Zoll oder mehr, Betriebssystem Windows 10 Professional.
1 Satz Edelstahl-Schaltkasten [einschließlich eingebautem Schaltnetzteil, Wartungsschienenbuchse, Klemmenblock], Glasfaserkabel, Halterung, Netzwerkkabel (Standardkonfiguration).
7. Systemparameter – Überwachung des Drehrohrofens
Systemname: Infrarot-Wärmebild-Überwachungs- und Frühwarnsystem für die Temperatur des Drehrohrofens
Detektortyp: Ungekühlter VOx-Infrarot-Fokalebenen-Detektor
Auflösung des Infrarotdetektors: 1200 × 600 (Superpixel 2400 × 1200)
Thermische Empfindlichkeit: <40 mK
Bildfrequenz: 25 Hz (Synchronisation von Bild- und Temperaturdaten-Bildrate)
Wellenlängenbereich: 7,5–14 μm
Pixelabstand: 12 μm
Temperaturmessbereich: -20 °C bis 650 °C
Temperaturmessgenauigkeit: ±2 °C oder ±2 % des Messwerts
Netzwerkschnittstelle: Ausgestattet mit Glasfaser- und Gigabit-Ethernet-Schnittstellen
8. Anwendungsbranchen
Zementindustrie: Zementöfen (Kalzinierung von Zementklinker)
Stahlindustrie: Pelletöfen (Pelletierung von Mineralpulver und Sand)
Sondermüllindustrie: Sondermüllöfen (Schlammaufbereitung)
Baustoffindustrie: Kalköfen (Kalzinierung von aktivem Kalk)