石炭化学産業におけるマイクロ波強力透過技術の画期的な進歩-石炭化学産業における SLDL5400 シリーズの詳細な応用分析-

1、業界の問題点: 石炭化学物質レベル測定における 4 つの致命的な問題

石炭化学物質の製造条件は、高温、高圧、強い腐食性、可燃性と爆発性、高い粉塵レベル、目詰まりしやすい粘性物質がすべて集まる「極限環境の組み合わせ」と表現されることがよくあります。これらの特性はレベル測定に複数の課題をもたらし、従来の機器がこれらの制限を克服することを困難にしています。

(1)極限環境における「耐性の試練」

1.高い温度制限: ガス化炉や転換炉などのコア機器の内部温度は 800-1100 度に達することがありますが、周囲の周囲温度は 300 ～ 500 度に留まることがよくあります。従来の容量式レベルゲージや超音波レベルゲージの耐熱限界は、ほとんどが 200 度未満です。高温環境に長時間さらされると、コンポーネントの劣化、信号のドリフト、さらには直接的な焼損につながる可能性があります。

2.腐食: 製造プロセスには、コールタール、酸性洗浄液、硫黄/塩素-を含む媒体などの腐食性の高い物質が含まれます。さらに、合成ガス中の硫化水素や一酸化炭素などのガスは、機器の腐食を引き起こす可能性があります。従来の機器のシール構造と材料は、これらの条件に耐えるには不十分であることが多く、シェルの損傷やセンサーの故障につながることがよくあります。

3.防爆要件は-交渉の余地がありません。-: 石炭サイロ、ガス化炉の上部、貯蔵タンクゾーンなどのエリアには、メタン、水素、一酸化炭素などの可燃性爆発性ガスが含まれており、危険な爆発環境を作り出します。防爆評価が不十分（IICT5/T6 規格を満たしていないなど）の従来の機器は、安全上の問題が発生する可能性が非常に高くなります。{4}一部の輸入機器は防爆仕様に準拠していますが、多くの場合、対応の遅れや法外なメンテナンス費用が発生します。{10}

(2)材料特性の測定障害

1.付着と凝集: コールタールや石炭スラリーなどの高粘度物質は、機器の表面やセンサーに厚さ 5～10cm の堆積物を形成する傾向があります。-これらの堆積物は従来のデバイスからの信号を妨げ、測定エラーや誤警報を引き起こす可能性があります。石炭粉塵や触媒などの粉末材料は吸湿して凝集しやすく、プロセス制御を損なう誤解を招く「誤った液体レベル」の測定値を生成します。

2.多形態媒体適応の課題: 同じ生産プロセスに、粉末（石炭粉塵）、液体（コールタール）、気-液体-固体三相混合物（ガス化炉の反応物）-などの複数の材料形態が含まれる場合があります。単一の測定原理を備えた従来の装置は、多様な材料形状に同時に対応するのが難しく、頻繁に装置の交換やパラメータ調整が必要となり、操作が煩雑になります。

(3)電界干渉による信号の中断

1.粉塵と蒸気の干渉が多い：微粉炭の搬送やガス化反応の過程で多量の浮遊粉塵が発生し、合成ガスの冷却過程で多量の高温の水蒸気が発生します。従来の超音波レベル計は音波信号が塵や蒸気により減衰しやすく、静電容量式機器では塵埃の付着により静電容量値が変化し、データジャンプが頻繁に発生し、測定精度が大幅に低下します。

2.振動と電磁干渉：ガス化装置やコンプレッサーなどの機器は動作中に激しい振動を発生し、従来の機器が緩んだりセンサーがずれたりして、測定の安定性に影響を与える可能性があります。同時に、作業場内の多数の電気機器によって発生する電磁干渉 (EMI) が信号伝送を妨害し、データ損失や誤警報につながる可能性があります。

(4)運用保守と適応の「効率のボトルネック」

1.高いメンテナンス頻度と高いコスト: 従来の装置では、センサー表面の堆積物を定期的に手動で洗浄する必要があり、シナリオによっては週に 2-} 3 回の洗浄が必要になります。高温で危険な環境での手動メンテナンスには安全上のリスクが伴います。さらに、頻繁に発生する機器の故障により高額な部品交換コストが発生する一方、輸入機器のスペアパーツの調達サイクルは 1 ～ 3 か月に及び、生産の継続に重大な影響を及ぼします。

2.複数デバイスの同期モニタリングの課題: 大規模な石炭化学企業は通常、数十の貯蔵タンクと反応器を運用しており、複数のポイントにわたる物質レベルのデータをリアルタイムでモニタリングする必要があります。-従来の単一チャネル機器はこれらの要件を満たしておらず、信号出力オプションが限られているため、DCS/SCADA 制御システムへのシームレスな統合が妨げられ、データの相互運用性が低下します。

3.これらの問題点は、装置の過圧を引き起こす過剰な材料投入、反応効率の低下を引き起こす材料不足、安全事故を引き起こす貯蔵タンクのオーバーフロー、および持続的に高額なメンテナンスコストに直接つながり、これらは石炭化学産業における効率的で安全で環境に優しい生産を制約する主要なボトルネックとなっています。

2、ブレークスルー コア: SLDL5400 シリーズを対象とした技術的適応とシナリオの最適化

石炭化学業界の 4 つの主要な問題点に対処するために、SDLD5400 シリーズは「高透過マイクロ波技術と極限環境に特化した設計」を活用して、技術、構成、設置の 3 つの側面にわたる包括的な互換性を実現し、測定の課題を正確に解決します。

(1)コアテクノロジー：課題を解決する5つの技術革新

1.マイクロ波強力浸透技術-吊り下げ素材と媒体形態の問題を解決

このシステムは 24 GHz 高周波マイクロ波技術を採用しています。その透過能力により、塵、蒸気、粉末を含む材料層 (最大 15cm) をシームレスに透過し、実際の材料界面に到達します。この技術は媒体の状態（粉末、液体、粘性、または気-液体-固体混合物）の影響を受けません。センサー表面がコールタールや石炭粉塵の堆積物で覆われている場合でも、信号の完全性は維持されます。これにより、従来の装置での材料の蓄積や凝集によって引き起こされる測定の不正確さが根本的に解決され、頻繁に手動で洗浄する必要がなくなりました。

2.極限環境耐性設計-高温、腐食、爆発の限界を突破

高温耐性: - 高温耐性: 特殊な断熱コンポーネントを備えた高温対応構造を備えており、-40 度から +1200 度の温度範囲で確実に動作し、石炭化学ガス化装置や転換炉 (800 ～ 1100 度) などの高温用途を完全にカバーします。 500℃を超える環境に長時間さらされても安定した性能を維持します。

耐食性: トランスデューサは、ハステロイや PTFE などの耐食性素材で作られており、IP68 保護規格を満たす 316L ステンレス鋼の密​​閉ケースが付いています。{0}コールタール、酸性媒体、硫化水素などの腐食性物質やガスに効果的に耐性があり、機器の損傷や故障を防ぎます。

高度な防爆: Exdia (IA Ga) IICT5/T6Gb 本質安全防爆認証を取得したこの機器は、石炭化学プラントにおける可燃性および爆発性の危険な環境要件に完全に準拠しており、-準拠していない防爆規格-によって引き起こされる安全上のリスクを排除します。

3.信号の安定性を確保するための-妨害防止アルゴリズムと構造-

構造的な耐干渉性: 円錐形のマイクロ波エネルギー分布設計により、送信機と受信機間の正確な位置合わせの必要がなくなり、機器の振動や材料の積層構成に関係なく測定の安定性が確保されます。ガス化装置やコンプレッサーによって発生する激しい振動下でも、システムは信頼性の高いパフォーマンスを維持します。

アルゴリズムによる干渉防止: 統合された高精度信号フィルタリング アルゴリズムを備えており、高温の蒸気、浮遊粉塵、電磁放射などのフィールド干渉を効果的に抑制します。-これにより、データの安定性が 90% 向上し、従来の機器で発生していたデータの変動や信号損失などの一般的な問題が防止されます。

4. 操作とメンテナンスが容易な設計-人件費と時間コストを削減

直感的なデバッグ: リアルタイムの受信電力と感度設定を表示する 15 個の LED 信号強度インジケーターを備えたこのシステムにより、現場担当者は特殊な機器を使用せずにデバッグを完了でき、シンプルで効率的な操作が保証されます。{1}

簡単な設置: G1 ネジ式取り付けと互換性があり、既存の反応器、貯蔵タンク、またはその他の機器を変更する必要はありません。設置作業は1台あたりわずか30分で完了し、施工時間を大幅に短縮できます。

-メンテナンスの手間がかからない この装置は信頼性の高い密閉構造を備えており、材料の負荷が測定に干渉することはありません。メンテナンスの頻度は、従来の機器の週 2{3}}3 回から四半期に 1 回に減り、手動によるメンテナンスの強度と、高温でリスクの高い環境における安全性のリスクが大幅に軽減されます。-

5.マルチ-さまざまな信号出力-インテリジェントな管理および制御要件に適応

このシステムは、DPDT リレー、警報灯出力、トランジスタ出力、8mA/20mA 2 線式 NAMUR 出力をサポートしており、石炭化学プラントの DCS/SCADA 制御システムとのシームレスな統合が可能になります。{2}}これにより、リアルタイムの材料レベルのデータのアップロード、リモート監視、協調制御が容易になり、インテリジェントで自動化された生産に対する業界の需要を完全に満たします。-

(2)石炭化学産業の特別な構成: 産業シナリオの要件の正確なマッチング

1. このシステムは最大 120 メートルの検出範囲を備えており、大規模な石炭貯蔵サイロ（高さ 50 ～ 80 メートル）、貯蔵タンク（直径 20 ～ 30 メートル）、廃棄物残留物プールなどの多様なシナリオをカバーします。-これにより、測定の制限により機器を交換する必要がなく、運用の柔軟性が確保されます。

2.調整可能な応答時間: 遅延は0.1-10秒の間で自由に設定できます。石炭スラリーやコールタールなど、流動特性が遅い粘性物質の場合、誤警報を防ぐために応答時間を長く調整できます。ガス化装置の材料が急速に変化する場合、応答時間を短く設定してリアルタイム監視を可能にすることができます。

3.マルチ-チャネル同期モニタリング: SLDL5430 モデルは、同種の双方向設計を備えた 16 チャネルを備えており、チャネル間の干渉がありません。大規模な石炭化学企業における複数の貯蔵タンク、反応器、測定ポイントの同期監視ニーズを同時に満たすことができ、冗長な機器の導入を排除し、投資コストを削減できます。-

4.カスタマイズされた材料ソリューション: 強酸性媒体用のハステロイ トランスデューサやコール タールなどの粘性材料用の PTFE- コーティング-付着防止設計など、さまざまな腐食環境に合わせて調整されており、機器の互換性と耐用年数が大幅に向上します。

3、実践検証: 大規模石炭化学企業の適用事例と効果-

(1)申請の背景

国内の大手石炭化学企業 (年間石炭処理能力 1,000 万トン) は、以下に詳述するように、ガス化ワークショップ、貯蔵タンクエリア、および廃棄物残留物処理ゾーンでクリティカルレベル測定の課題に直面しています。

応用シナリオ: ガス化装置の物質レベル監視 (850 度を超える温度で動作)、コールタール貯蔵タンクの液位制御 (粘性媒体が物質に付着しやすいため)、合成ガス洗浄塔の液位制御 (高酸性の腐食環境下)、石炭粉末貯蔵サイロの物質レベル監視 (粉塵濃度が高く、激しい振動の条件下)。

以前の課題: 3 つの従来のレベル測定デバイス-容量式、超音波、レーダー-）をテストしましたが、それぞれに顕著な制限がありました。容量性デバイスは、高温での経年劣化と物質のぶら下がり-による誤警報が発生し、平均すると月に 3 回の故障が発生しました。超音波装置は塵や蒸気の影響を受け、測定誤差が 20% を超えました。輸入されたレーダー装置は防爆基準を満たしていましたが、メンテナンス費用が高く（サービスあたり 50,000 元以上）、応答遅延が 15 秒あるため、プロセス制御要件には適していませんでした。{8}

ソリューション提案: さまざまなシナリオに合わせてカスタマイズされた SLDL5400 シリーズ ソリューション。ガス化装置には高温仕様の SLDL5420 が使用されており、貯蔵タンク領域とスクラバー タワーには耐食性 SLDL5420 が使用されています。{{4}石炭粉サイロには、マルチチャンネル SLDL5430 モデル（6 つのコンパートメントを同時に監視）が採用されています。{6}

(2)主なアプリケーションの成果

1.測定精度と安定性が質的飛躍を実現

SDLD5400 シリーズは、850 度、高粉塵濃度、強い腐食性、および材料の蓄積という極端な条件下で動作し、測定の盲点なしで材料の界面を正確に捕捉します。誤報率を従来の装置の 35% からゼロに低減し、測定誤差は ±0.5% 以内に制御されます。 -ガス化装置の材料レベルのリアルタイム フィードバックにより、原料供給精度が 18% 向上し、過剰な材料による装置の過圧と材料不足による反応効率の低下の両方を防ぎます。

2.耐久性が大幅に向上し、厳しい環境適応要件を完全に満たします

この装置は、故障によるダウンタイムがなく、6 か月間連続して安定した動作を維持し、従来の装置（通常、月に 2-3 回故障が発生する）と比較して耐久性が 95% 向上しました。特に、高温カスタマイズモデルは、センサーの経年劣化や信号のドリフトもなく、850 度のガス化装置付近で継続的に動作しています。耐食性-のバリアントでは、酸性の高い洗浄塔環境でもケーシングとトランスデューサに腐食跡は見られませんでした。マルチチャンネル モデルは、石炭粉サイロ内の激しい振動や高い粉塵レベルの下でも、ジッターや損失のない安定したデータ伝送を実証しました。

3.生産継続性の向上により、運用コストを大幅に削減

メンテナンスコスト: マイクロ波強力透過技術により材料洗浄の必要がなくなるため、メンテナンス頻度が週 2 回から四半期に 1 回に減り、人件費のメンテナンスコストが 90% 削減されます。機器のスペアパーツのコストは輸入機器のわずか 3 分の 1 であり、調達サイクルも短い（7 ～ 10 日）ため、運用とメンテナンスの支出がさらに削減されます。-

導入コスト: 設置には既存の機器やタンクを変更する必要がなく、従来の方法と比較して建設時間を 60% 短縮し、導入コストを 45% 削減します。

生産の継続性: 装置の障害のない動作により、中断のない安定した生産プロセスが保証されます。{0}以前は設備の故障による月間平均ダウンタイムが 4 時間であったのに比べ、生産継続性は 98% 向上し、間接的に 100 万元以上の経済損失が削減されました。

4.安全性と利益を獲得し、インテリジェントなアップグレードを支援します-

正確な材料レベルのデータにより、コールタール貯蔵タンクのオーバーフローやガス化装置の過圧などの安全リスクが排除され、企業の無事故率は 100% に達しました。-このシステムは、材料の供給と搬送のリズムを最適化することで、ガス化効率を 10% 向上させながら石炭消費量を 6% 削減し、年間 60 万トンの石炭を節約し、炭素排出量を 150 万トン削減します。複数の信号出力が企業の DCS システムとシームレスに統合され、リモート監視、履歴追跡、材料レベルの調整された制御が可能になります。これにより、石炭化学産業のインテリジェントでグリーンな変革のための信頼できるデータ サポートが提供されます。

4、コアバリュー：石炭化学産業を強化するSLDL5400シリーズの3つのコアの重要性

1. 技術的なボトルネックを克服し、業界のギャップを埋める: SDLD5400 シリーズは、石炭の極端な化学的条件向けに設計されており、高度なマイクロ波透過技術、1200 度の耐熱設計、IP68 の腐食保護、および IICT5/T6 防爆評価を利用しています。-この製品は、高温、腐食性、材料の詰まり、干渉などのシナリオにおける従来の装置の限界を克服し、石炭化学産業における高精度、高安定性レベルの測定に対する市場のニーズに応えます。-

2.コスト削減と効率向上により企業の競争力を高める：メンテナンスコストを90%削減、展開コストを45%削減、石炭消費量を6%削減すると同時に、生産効率を10%向上させ、98%の生産継続性を維持することで、この取り組みは企業に直接的に大きな経済価値を生み出します。これにより、エネルギー価格の変動や環境規制がますます厳しくなる中、石炭化学会社が中核となる競争力を強化できるようになります。

3.業界の変革を推進しながら安全性と環境保護を確保: 防爆に準拠した設計と正確なレベル制御により、安全上の危険と汚染のリスクを発生源から排除し、石炭化学業界の「安全第一、グリーン開発」の方針に沿っています。一方、データ駆動型のインテリジェントな監視システムにより、企業は洗練された生産管理を実現でき、業界をより高い効率、よりクリーンな運用、スマートな変革に向けて推進できます。-

エピローグ

石炭化学産業の非常に要求の厳しい生産環境において、SDLD5400 シリーズ RadioDetect マイクロ波レベル スイッチは、「精度、安定性、耐久性、費用対効果」という主な利点により、レベル測定における長年の課題にうまく対処してきました。{{1}このシリーズは、対象を絞った技術革新とシナリオ固有の適応を通じて、個々の企業向けにカスタマイズされたソリューションを提供するだけでなく、石炭化学業界全体のレベル測定技術をアップグレードするための複製可能でスケーラブルなモデルとしても機能します。{4}今後も、SDLD5400 シリーズは業界のニーズに重点を置き、技術と構成を継続的に最適化し、この分野の安全、効率的、環境に優しい開発に強力な技術的推進力を注入していきます。

-石炭化学産業における現場での応用ビデオ、詳細な技術パラメータ、条件適合ソリューション、または技術交流については、いつでもお気軽にお問い合わせください。当社は、企業が測定のボトルネックを克服し、高品質の開発を達成できるよう、エンドツーエンドのカスタマイズされたサービスを提供しています。--