Füllstandmessung im Einlauftrichter eines Kegelbrechers

Applikations-Beschreibung | Bergbau & Minerale

  • Füllstandregelung des Einfülltrichters für gleichmäßige Zerkleinerung, maximalen Durchsatz und geringeren Energieverbrauch
  • Kostengünstiges 80 GHz-Radar mit sehr schmalem Abstrahlwinkel für beengte Einbauverhältnisse in Brechern
  • Zuverlässige, hochdynamische Füllstandmessung bei Staubbildung und Vibration
Füllstandmessung im Einlauftrichter eines Kegelbrechers: Titelbild von KROHNE APplikations-Beschreibung App 740

Hintergrund

Ein familiengeführtes französisches Unternehmen ist auf den Betrieb von Steinbrüchen, öffentliche Bauprojekte und Materialrecycling spezialisiert. Zu seinem Tätigkeitsfeld zählen der Betrieb mehrerer Abbaustätten für Fluss- und Hartgestein, mobile Brechservices, Rohrleitungsnetze, Erdarbeiten, Abbrucharbeiten sowie der Transport von Zuschlagstoffen. Eine der größten Abbaustätten des Unternehmens befindet sich an der Rhône in der Region Auvergne-Rhône-Alpes.

Konkrete Messaufgabe

Der Betreiber gewinnt hier alluviale Sedimente – Gesteinsablagerungen wie Sand und  Kies aus der Schwemmebene – zur Herstellung von Baustoffkörnungen. Das aus dem Steinbruch gewonnene Material wird über Förderbänder zur angrenzenden Aufbereitungsanlage transportiert, dort gebrochen, gewaschen und zu Rollsand, Straßenkies, Kieseln oder Betonkörnungen verarbeitet. Um das gewonnene Material effizient auf die erforderlichen gleichmäßigen Korngrößen zu reduzieren, setzt der Betreiber einen Kegelbrecher ein. Diese Brechertyp kann hartes, unterschiedlich großes Material effektiv zerkleinern und produziert in der Regel feinere Korngrößen, da das Material länger in der Brechkammer verbleibt und schrittweise auf kleinere Größen reduziert wird.

Eine Überlastung des Brechers oder eine unzureichende Zerkleinerung infolge ungeeigneter Füllstände kann unmittelbar zu erheblichen Leistungsspitzen beim Energieverbrauch führen. Die Aufrechterhaltung eines konstanten Füllstands in der Brechkammer ist daher nicht nur entscheidend, um Leistungsprobleme, inkonsistente Produktkörnungen und unwirtschaftlich niedrigen Durchsatz zu vermeiden, sondern stellt auch einen wesentlichen Hebel zur Verbesserung der Gesamtenergieeffizienz der Anlage dar. Eine präzise Füllstandmessung ist wichtig, um den Energieverbrauch im Zerkleinerungsprozess so gering wie möglich zu halten, die Betriebskosten (OPEX) der Anlage zu minimieren und gleichzeitig den CO₂-Ausstoß langfristig zu reduzieren.

Vor diesem Hintergrund entschied sich der Steinbruchbetreiber für eine Modernisierung der Anlage, um zusätzliche Informationen über den Füllstand im Einfülltrichter des Brechers zu erhalten und den Zerkleinerungsprozess im täglichen Betrieb zu optimieren. Das Unternehmen suchte daher nach einem kostengünstigen, modernen Füllstandmessgerät zur Kegelbrecher-Überwachung. Die neue Instrumentierung musste starken Vibrationen und staubiger Atmosphäre  standhalten und zugleich schnell auf wechselnden Füllstand im Kegelbrecher reagieren.

Realisierung der Messung

KROHNE empfahl das Radar-Füllstandmessgerät OPTIWAVE 1530. Das kompakte 80 GHz-Radar ist speziell für die Füllstandmessung in vielen Bergbau-Anwendungen ausgelegt – von Brechern und Förderbändern bis zu Halden und Silos. Das kostengünstige Gerät verfügt über ein robustes PVDF-Gehäuse mit einer frontbündigen DN70-Antenne. Der schmale Abstrahlwinkel von nur 4° ermöglicht es, dass das Radarsignal gezielt in den begrenzten Einbauraum des Kegelbrechers eindringt, ohne dass Fehlreflexionen die Messleistung beeinträchtigen. Der schmale Abstrahlwinkel macht zusätzliche Einstellungen, beispielsweise über die „Leerspektrum-Funktion“ – die üblicherweise zur Kompensation potenzieller Störeinflüsse durch Einbauten oder die Trichterwand eingesetzt wird – überflüssig.

Dank seiner hohen Signaldynamik misst das Radar zuverlässig bei Vibration und Staubbildung. Der OPTIWAVE 1530 wurde in kurzer Entfernung zum Einfülltrichter direkt über dem Kegelbrecher installiert, unter Verwendung einer von KROHNE bereitgestellten Montagevorrichtung. Die Inbetriebnahme erfolgte über ein mobiles Endgerät per Bluetooth® und der OPTICHECK Level Mobile App. Die in zahlreichen Sprachen verfügbare App enthält einen Konfigurationsassistenten mit vorkonfigurierten Templates für eine Vielzahl von Anwendungen, einschließlich Brechern. Dadurch konnte der Betreiber das Gerät eigenständig einrichten, ohne Expertenwissen, indem lediglich wenige Parameter wie Messdistanz und Messbereich eingegeben wurden. Das 80 GHz-Radar verfügt außerdem über OPTICHECK technology built-in Diagnosen, die eine drahtlose Geräteüberprüfung und Zustandsüberwachung über eine Bluetooth®-Verbindung aus der Ferne ermöglicht. Bei Bedarf lässt sich ein Verifikationsbericht per Knopfdruck erstellen.

Nutzenbetrachtung

Der Kunde profitiert von einer optimalen Brecherregelung und einer gleichmäßigen Zerkleinerung bei maximalem Durchsatz. Das Füllstandradar ermöglicht es dem Betreiber, Zustand und Leistung des Brechers kontinuierlich zu überwachen, wodurch die Anlageneffizienz sichergestellt und langfristig der Energieverbrauch des Brechers reduziert wird. Der OPTIWAVE 1530 gewährleistet zudem schnelle Reaktionszeiten bei Überfüllung oder Unterbeschickung.

Das Radar-Füllstandmessgerät liefert langzeitstabile Messungen in der anspruchsvollen Einsatzumgebung des Brechers und hat sich als kostengünstige, genaue und zuverlässige Alternative zu Ultraschall-Füllstandmessgeräten bewährt. Im Gegensatz zu Ultraschallsensoren ist das KROHNE Radar unempfindlich gegenüber Staubablagerungen und arbeitet driftfrei, wodurch eine Nachkalibrierung entfällt. Darüber hinaus ist die Elektronik des OPTIWAVE 1530 vollständig vergossen und damit vor Vibration und Staub geschützt.

Verwendete Produkte

OPTIWAVE 1530 IP68 NPT-Gewinde

Radar-Füllstandmessgerät für einfache Anwendungen mit Mineralien und anderen Feststoffen

  • Kostengünstige berührungslose Füllstandmessung für Lagersilos, Halden, Brecher, Förderbänder; auch geeignet für schmale Tanks, schlecht reflektierende, oder stark bewegte Flüssigkeiten
  • Kompaktes und robustes 80 GHz-Radar mit frontbündiger, konkaver PVDF-Linsenantenne und vollständig vergossener Elektronik für den Einsatz in staubigen und vibrierenden Umgebungen
  • Messbereich: 0...15 m
  • 2-Leiter, 4...20 mA HART®7; benutzerfreundliche Inbetriebnahme per Bluetooth® und der OPTICHECK Level Mobile App
OPTICHECK Level Mobile

Mobile App für Füllstandmessgeräte

  • Funktioniert per Bluetooth® mit den Radar-Füllstandmessgeräten OPTIWAVE 1520, OPTIWAVE 1530, OPTIWAVE 1540 und OPTIWAVE 1560
  • Ermöglicht die drahtlose Einrichtung und Inbetriebnahme sowie eine sichere Geräteprüfung und Feld-Verifikation vor Ort, ohne Prozessunterbrechung oder Geräteausbau
  • Während der Inbetriebnahme direkter Zugriff auf das Product Information Center von KROHNE (PICK) mit allen gerätespezifischen Datensätzen und Dokumenten
  • Kostenloser Download für iOS und Android