ES2262702T3 - Procedimiento para la supervision de instalacion de filtraje. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para supervisar instalaciones de filtraje que sirven para filtrar gases cargados de polvo (1) en el cual se mide el contenido en polvo del gas puro (3) y se emite una señal de aviso en función del transcurso temporal del valor de medición (S), caracterizado por el hecho de que la medición del contenido en polvo se realiza continuamente como función de tiempo, para lo cual se forma un valor medio temporal de la señal de medición (S1) y se emite la señal de aviso cuando se registra un cambio repentino de la señal de medición (S) en el punto en que el valor de medición momentáneo (S) diverge significativamente del valor medio temporal (S1).

Description

Procedimiento para la supervisión de instalaciones de filtraje.

La invención consiste en un procedimiento para supervisar instalaciones de filtraje que sirven para filtrar gases cargados de polvo; en este procedimiento se mide el contenido en polvo del gas puro y se emite una señal de aviso en función del transcurso temporal del valor de medición.

Como es sabido, para controlar el funcionamiento de las instalaciones de filtraje se ha de supervisar el contenido en polvo del gas puro. En esta operación se emite normalmente una señal de aviso cuando el contenido en polvo calculado supera un valor límite prefijado. Este valor límite está generalmente orientado a las correspondientes prescripciones vigentes sobre emisiones, en especial cuando la instalación de filtraje está destinada a filtrar gases de escape cargados de polvo. Normalmente, el valor límite se encuentra claramente por encima del contenido en polvo que presenta el gas puro durante el servicio normal de la instalación de filtraje.

En este procedimiento existe la desventaja de que no se detectan los defectos y fugas de menor importancia que pueden producirse durante el servicio de la instalación de filtraje. Este tipo de defectos pueden surgir, por ejemplo, cuando se producen fugas en la construcción de la instalación de filtraje debido a la diferencia de presión entre el lado de gas bruto y el lado de gas puro. También cabe la posibilidad de que, de un gran número de elementos de filtraje, se dañen algunos de ellos, por ejemplo, al limpiarlos. Estos defectos llevan a que el contenido en polvo en el lado de gas puro aumente muy poco, de modo que el valor límite antes mencionado no se sobrepasa.

Un procedimiento como el mencionado al principio viene descrito, por ejemplo, en el documento DE 42 26 145 A1. Se trata de un procedimiento para supervisar elementos de filtraje para filtrar gases calientes cargados de polvo. En el procedimiento ya conocido se aprovecha el hecho de que al limpiar los elementos de filtraje se producen cambios momentáneos en las relaciones de presión de la instalación de filtraje y en el contenido en polvo del gas puro. Estos valores se miden en cada proceso de limpieza, en el que se relacionan entre sí los datos de medición de ciclos de limpieza consecutivos para la detección de averías.

También mediante el documento DE 44 00 963 A1 se conoce un procedimiento en el que se supervisa el estado de una instalación de filtraje midiendo el contenido en polvo de la corriente de gas puro. Según este procedimiento, se supervisan y se comparan entre sí las puntas de contenido en polvo de la corriente de gas puro que se producen al limpiar algunos de los diversos elementos de filtraje, de modo que pueden atribuirse directamente a los elementos de filtraje correspondientes las concentraciones de polvo elevadas que señalan la existencia de una avería.

Los procedimientos ya conocidos presentan una serie de desventajas. Por una parte, el contenido en polvo del gas bruto puede estar sometido a importantes oscilaciones. De ello se deriva que las oscilaciones existentes en el contenido de polvo durante la limpieza representen un criterio poco fiable para la detección de fallos. Además de ello, en el procedimiento ya conocido sólo se puede emitir un aviso tras la limpieza de los elementos de filtraje. A partir del tiempo transcurrido entre cada uno de los ciclos de limpieza resulta, en determinadas circunstancias, un prolongado intervalo de tiempo no deseado durante el cual no se puede detectar ninguna avería en la instalación de filtraje.

Por consiguiente, la presente invención tiene como tarea constituir un procedimiento de supervisión de instalaciones de filtraje evitando las desventajas antes mencionadas; este procedimiento garantiza un control continuo del estado de funcionamiento y posibilita la detección fiable también de las averías y fugas de menor importancia.

En un procedimiento como el mencionado al principio, esta tarea se cumple mediante la medición continua del contenido en polvo, de modo que la señal de aviso se emite cuando se registra un cambio repentino de la señal de medición.

La invención se basa en el conocimiento de que las averías y fugas de menor importancia que se producen durante el servicio de la instalación de filtraje en los propios elementos de filtraje o también en toda la construcción restante provocan cambios abruptos y repentinos en la concentración de polvo del gas puro. En el servicio normal de la instalación de filtraje, el contenido en polvo del gas puro oscila alrededor de un valor medio prácticamente constante. El transcurso temporal del valor de medición correspondiente sólo muestra divergencias mínimas con respecto a este valor medio que se deben a oscilaciones estadísticas. En caso de que se produzca un fallo en la instalación de filtraje, se genera una fuga que permite la unión entre el lado de gas bruto y el de gas puro.

El valor de medición proporcional al contenido en polvo del gas puro aumentará entonces repentinamente a un valor que viene determinado por la dimensión de la fuga. A continuación, la señal de medición oscila estadísticamente alrededor de un nuevo valor medio ahora más elevado. Este nuevo valor medio puede encontrarse aún claramente por debajo de un valor límite superior mediante el cual se define el margen de tolerancia de la instalación de filtraje. Frente al estado de la técnica descrito anteriormente, el procedimiento asociado a la invención tiene la ventaja de que también se pueden detectar los fallos en la instalación de filtraje incluso cuando ésta trabaja dentro de su margen de tolerancia. El cambio repentino descrito de la señal de medición se puede registrar en cualquier momento durante el servicio de la instalación de filtraje, de modo que se da una supervisión continua.

En el procedimiento conforme a la invención resulta útil la formación de un valor medio temporal de la señal de medición, de forma que se emite la señal de aviso cuando el valor de medición momentáneo difiere significativamente del valor medio temporal. De este modo es posible registrar, conforme a la invención, un cambio repentino de la señal de medición, ya que mediante la comunicación temporal de la señal de medición se eliminan las influencias del ruido. Si el valor de medición momentáneo diverge significativamente del valor medio temporal, se indicará en consecuencia un cambio del contenido en polvo que señala un fallo en la instalación de filtraje y que no se puede deber a oscilaciones estadísticas de la señal. Mediante la comunicación se establece simultáneamente una constante de tiempo que determina la velocidad con la que debe realizarse un cambio de la señal de medición para que se active la señal conforme a la invención. Con este procedimiento se emite la señal de aviso de forma más apropiada cuando el valor de medición momentáneo diverge del valor medio temporal más allá del ruido de señal medio. De este modo, los cambios del contenido en polvo debidos a fallos en la instalación de filtraje se pueden diferenciar de forma fiable de las oscilaciones estadísticas de la señal de medición.

Como alternativa, en el procedimiento asociado a la invención también es posible diferenciar la señal de medición para detectar un cambio repentino de forma que la señal de aviso se emita en cuanto el aumento de la señal de medición sobrepase un valor límite prefijable. Una fuga producida por una avería en la instalación de filtraje causa un aumento repentino de la señal de medición. Este aumento se puede determinar mediante una diferenciación temporal. Un valor de aumento mayor indica correspondientemente una avería y puede utilizarse para la emisión de la señal de aviso. En este proceso hay que tener en cuenta que la posible señal de medición con ruido se debe preprocesar antes de la diferenciación, ya que incluso las oscilaciones de señal rápidas y de poca amplitud pueden generar a grandes valores de aumento a causa de los ruidos, con lo cual se emitiría una falsa alarma no deseada.

Además de esto, es también útil en el procedimiento asociado a la invención que se emita otra señal de aviso cuando la señal de medición sobrepasa un valor límite prefijable. Este valor límite se corresponde con el valor indicado anteriormente, mediante el cual se establece el margen de tolerancia de las instalaciones de filtraje. De este modo se dispone de dos señales de aviso independientes entre sí: una de ellas sólo indica una avería mínima en comparación y la otra señala una avería de servicio importante. La última señal de aviso se puede utilizar, por ejemplo, para detener automáticamente toda la instalación cuando se sobrepasa el valor límite de emisiones.

Resulta ventajoso para el procedimiento asociado a la invención poder utilizar un transformador de medida electro-óptico dispuesto en la corriente de gas puro para medir el contenido en polvo. Los transformadores de medida de este tipo para la detección de partículas de polvo son habituales y funcionan según el principio de absorción o según el principio de luz difusa.

Cuando en el procedimiento asociado a la invención, tal como se describe anteriormente, se forma un valor medio temporal de la señal de medición, este proceso de formación se puede realizar convenientemente mediante el filtrado de paso bajo de la señal de medición. Como señal de medición resulta ventajoso utilizar la tensión de salida de un transformador de medida electro-óptico, cuyo valor es proporcional a la concentración de polvo del volumen de gas analizado.

Para llevar a cabo el procedimiento asociado a la invención es idóneo el uso de un dispositivo de supervisión de instalaciones de filtraje que disponga de un transformador de medida electro-óptico que realice una medición continua del contenido en polvo, así como de una unidad de evaluación que evalúe el transcurso temporal de la señal de medición y que emita una señal de aviso cuando se produzca un cambio repentino de la señal de medición. Como transformador de medida resulta ventajoso utilizar un detector de partículas habitual en el comercio. La unidad de evaluación que procesa la señal de salida del transformador de medida se puede construir con componentes electrónicos habituales de técnica analógica o digital.

A continuación se explican ejemplos de ejecuciones de la invención mediante las figuras, a saber:

Fig. 1.- Representación esquemática de una instalación de filtraje con un dispositivo de supervisión conforme a la invención.

Fig. 2.- Transcurso temporal de la señal de medición en una medición del contenido en polvo en la corriente de gas puro conforme a la invención.

Fig. 3.- Esquema de conexiones por bloques de un dispositivo de supervisión conforme a la invención.

La figura 1 muestra una instalación de filtraje 1 en la que el lado de gas bruto 2 está separado del lado de gas puro 3 mediante un elemento de filtraje 4. El elemento de filtraje 4 puede ser, por ejemplo, una membrana de filtraje que no deje pasar las partículas de polvo que se encuentran en el gas bruto. En el lado de gas puro 3 del elemento de filtraje 4 hay instalado un soplador 5 mediante el cual se transporta el gas cargado de polvo por la unidad de filtraje 1. El gas entra por una tubería de entrada 6 en la unidad de filtraje 1; el gas puro libre de polvo sale de la unidad de filtraje 1 por una tubería de escape de aire 7. En la tubería de escape de aire 7 hay instalado, como dispositivo medidor de polvo, un detector de partículas 8 que está conectado con una unidad de evaluación 9. La unidad de evaluación 9 puede indicar el estado de la instalación de filtraje 1 mediante tres indicadores luminosos 10, 11 y 12. Mediante el primer indicador luminoso 10, por ejemplo, se emite una señal luminosa verde cuando la instalación se encuentra en estado normal de funcionamiento. Mediante el indicador luminoso 11, que dispone de una luz roja, se indica, por ejemplo, que el contenido en polvo del gas puro es tan alto que se ha sobrepasado el valor de emisiones máximo admisible. En tal caso, se deberá desconectar toda la instalación si es necesario. El último indicador luminoso 12 muestra una luz amarilla cuando, conforme a la invención, un cambio repentino del contenido en polvo del gas puro señala que hay una avería en la instalación y que es necesario realizar una inspección.

La figura 2 muestra la señal de medición de un dispositivo medidor de polvo electro-óptico como función del tiempo. La señal de medición S es proporcional al contenido en polvo del gas puro. Al comienzo del intervalo de tiempo representado, la señal de medición oscila alrededor de un valor medio S_{1}. Las oscilaciones de la señal que se pueden observar en el diagrama se basan en ruidos estadísticos. La amplitud del ruido es igual a \sigma. El margen de ruido se representa mediante el rayado diagonal del diagrama de la figura 2. En un momento t_{1} aumenta de repente la señal de medición y mantiene después un nuevo valor medio S_{2} constante en el que el ruido de la señal permanece igual. Este aumento repentino del contenido en polvo del gas puro se debe, tal como se describe anteriormente, a una pequeña fuga en la instalación de filtraje por la cual llega polvo del lado de gas bruto al lado de gas puro. De acuerdo con la invención, este aumento repentino puede aprovecharse para registrar un efecto de este tipo con el fin de indicar la necesidad de una reparación. En el diagrama se observa claramente que el valor de medición momentáneo posterior al momento t_{1} se desvía significativamente hacia arriba del valor de medición S_{1} anterior. Esta divergencia es claramente mayor que el ruido de señal medio \sigma. De acuerdo con la invención, este criterio puede aprovecharse para emitir la señal de aviso. Además de esto, en el diagrama se marca un valor límite superior S_{max} que indica el valor de emisiones máximo admisible. En caso de que la señal de medición sobrepase este límite, deberá emitirse siempre otra señal de aviso que señale un fallo que requiera medidas inmediatas.

La figura 3 muestra un ejemplo de realización de un dispositivo de supervisión conforme a la invención. Este dispositivo consta de un diodo luminoso 13 que es controlado por un circuito de excitación 14. La luz emitida por el diodo luminoso 13 es dispersada por las partículas de polvo 15 que se encuentran en la corriente de gas puro y llega a un detector de luz 16. La señal de salida de éste es intensificada por un amplificador 17 postconectado. El factor de amplificación se puede ajustar mediante un potenciómetro 18 para que la sensibilidad del dispositivo de supervisión sea variable. La señal de salida del amplificador 17 es una tensión eléctrica proporcional al contenido en polvo del gas puro. Esta señal se transmite a las entradas de un amplificador diferencial 19. Una de las entradas de éste se encuentra conectada previamente con un filtro de paso bajo que consta de una resistencia 20 y un condensador 21. De acuerdo con la invención, el filtro de paso bajo transmite una comunicación temporal del valor de medición en la cual la constante de tiempo se determina mediante los parámetros de los dos componentes 20 y 21. A la salida del amplificador diferencial 19 hay una señal de medición que es proporcional a la diferencia entre el valor de medición momentáneo y el valor medio temporal. Esta señal de diferencia se transmite a la entrada de un comparador 22 que la compara con una tensión variable 23. En caso de que la señal de diferencia sobrepase un valor límite prefijado mediante la tensión variable 23, se activará una salida 24 que, de acuerdo con la invención, indica un cambio repentino del contenido en polvo. En la disposición representada en la figura 3 resultaría práctico postconectar un elemento biestable mediante el cual se indique permanentemente la aparición de un cambio repentino de la señal.

Claims (6)

1. Procedimiento para supervisar instalaciones de filtraje que sirven para filtrar gases cargados de polvo (1) en el cual se mide el contenido en polvo del gas puro (3) y se emite una señal de aviso en función del transcurso temporal del valor de medición (S), caracterizado por el hecho de que la medición del contenido en polvo se realiza continuamente como función de tiempo, para lo cual se forma un valor medio temporal de la señal de medición (S_{1}) y se emite la señal de aviso cuando se registra un cambio repentino de la señal de medición (S) en el punto en que el valor de medición momentáneo (S) diverge significativamente del valor medio temporal (S_{1}).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la señal de aviso se emite cuando el valor de medición momentáneo (S) diverge del valor medio temporal (S_{1}) más allá del ruido de señal medio (\sigma).

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que se emite otra señal de aviso cuando la señal de medición (S) sobrepasa un valor límite prefijable (S_{max}).

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que se utiliza un transformador de medida electro-óptico (8) dispuesto en la corriente de gas puro para medir el contenido en polvo.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la comunicación temporal se realiza mediante el filtrado de paso bajo de la señal de medición.

6. Dispositivo para supervisar instalaciones de filtraje de conformidad con el procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por un transformador de medida electro-óptico (8) para medir el contenido en polvo del gas puro (3) y una unidad de evaluación (9) que evalúa continuamente el transcurso temporal de la señal de medición (S) y forma un valor medio temporal de la señal de medición (S_{1}); la unidad de evaluación (9) emite una señal de aviso cuando registra un cambio repentino de la señal de medición (S) en el punto en que el valor de medición momentáneo (S) diverge significativamente del valor medio temporal (S_{1}).