Ultraschallsensoren regeln Holznachschub im Blockheizkraftwerk

Nicht nur im heimischen Kaminofen sorgt Holz für wohlige Wärme. Blockheizkraftwerke wandeln Holzabfälle in Strom und Wärme für umliegende Industriebetriebe um. Ultraschallsensoren stellen sicher, dass das Brennmaterial immer am richtigen Ort ist.

LKW liefern die Holzabfälle an, welche über ein Förderband von oben ins Silo gelangen. Von unten wird das Brennmaterial mit Förderschnecken in die benachbarte Brennkammer transportiert und dort verbrannt. Um einen kontinuierlichen Betrieb sicherzustellen, wird der Füllstand des Silos überwacht und seine Befüllung automatisch gesteuert. Ultraschall ist dort das optimale Messprinzip, weil die widrigen Bedingungen die Funktion der Sensoren nicht beeinflussen.

Das 6,5 m hohe Holzsilo hat einen rechteckigen Grundriss. Um es gleichmäßig zu befüllen, wird das Ende des Förderbandes zwischen drei Positionen geschwenkt. Beim Befüllen kommt es zu erheblicher Staubentwicklung. Zugleich wird das Silo von der unmittelbar benachbarten Brennkammer erwärmt. Im Holz enthaltenes Wasser verdunstet und schafft eine Atmosphäre mit sehr hoher Luftfeuchtigkeit. Die meisten Oberflächen im Silo sind von klebrigem, feuchtem Holzstaub überzogen. Drei Ultraschallsensoren der Baureihe F260 mit einer Reichweite von 10 m erfassen die gesamte Oberfläche des Füllgutes und liefern die Signale für die Steuerung des Förderbandes.

Um den durchgängigen Betrieb des Kraftwerks sicherzustellen, muss sich immer genug Holz im Silo befinden. Der Brennstoff sollte zudem weitgehend gleichmäßig verteilt sein, damit die Förderschnecken nicht ins Leere greifen. Die Steuerung muss sowohl den rechtzeitigen Nachschub als auch die gleichmäßige Verteilung des Brennstoffs auslösen.

Drei Ultraschallsensoren sind miteinander synchronisiert und sorgen für eine flächige Überwachung des Füllstandes im gesamten Silo. Die Messparameter werden so eingestellt, dass die massiven Anhaftungen an der Silowand keinen Einfluss auf die Messergebnisse haben. Die richtige Parametrierung minimiert auch weitere Störeinflüsse, etwa von den rotierenden Förderschnecken oder umherfliegenden Holzteilen. Eine Mittelung über zehn Messwerte sorgt für verlässliche Ergebnisse.

1. LKW
Das Brennmaterial wird auf einem LKW angeliefert.

2. Förderband
Ein Förderband befüllt das Silo von oben und schwenkt ziwschen drei Positionen.

3. Sensoren/Silo
Drei Ultraschallsensoren erfassen die gesamte Oberfläche des Füllgutes und liefern die Signale für die Steuerung des Förderbandes.

4. Förderschnecke
Die Förderschnecke transportiert den Brennstoff in die benachbarte Brennkammer. 

5. Brennkammer
Verbrennung des Materials.

Die Funktion der Ultraschallsensoren wird weder vom aufgewirbelten Staub noch durch die hohe Luftfeuchtigkeit beeinträchtigt. Da sie den Füllstand von oben erfassen, können sich keine größeren Ablagerungen auf dem Ultraschallwandler bilden. Die in dieser Applikation unabdingbaren Anhaftungen von Holzstaub beeinflussen die Messung nicht. Temperatur und Farbe des Materials spielen ebenfalls keine Rolle. Die Sensoren benötigen dank berührungsloser Funktion und Unempfindlichkeit gegen die äußeren Bedingungen keine Wartung.

• Zuverlässige Steuerung des Füllstandes 
• Gleichmäßige Befüllung
• Einfache Einstellung mit Parametriersoftware SONPROG
• Große Funktionsreserve (10 m Reichweite)
• Wartungsfreier Betrieb