Método y sistema para supervisar la capacidad operativa de una planta.

Un sistema para supervisar y determinar la actividad de producción de una planta, que comprende:

un subsistema

(100, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 600) de obtención de imágenes, capaz de obtener imágenes de penachos de efluentes por lo que respecta a la entrega térmica, con o sin datos sobre la composición de los efluentes, procedentes de una o una pluralidad de chimeneas (114a-d, 164a-d, 214a-d), en una instalación industrial, y de captar datos de imagen asociados con ellas, de tal manera que dicho sistema de obtención de imágenes comprende:

una o una pluralidad de unidades (110, 160a-d, 210, 260a-d) de obtención de imágenes, que tienen una o una pluralidad de cámaras detectoras de infrarrojos (404, 506a-d, 606a-d, 704) que constituyen un detector térmico configurado para captar datos térmicos, con o sin uno o una pluralidad de detectores de composición de efluentes, configurados para captar datos correspondientes a la producción de una especie atómica dada, de una especie molecular dada y/o de una clase de especies moleculares dada, a partir de los penachos de efluentes, y con un detector capaz de convertir la luz incidente en una señal electrónica para su análisis;

un subsistema de análisis (802), para el tratamiento (900, 1000, 1100) de los datos de imagen térmica hasta obtener datos del volumen de producción de la planta que comprenden la actividad de producción y la utilización de la capacidad de la planta, con o sin datos sobre la composición de los efluentes de la instalación industrial;

caracterizado por que dicha una o una pluralidad de unidades de obtención de imágenes son capaces de obtener imágenes a una distancia de entre 25 metros y 10 kilómetros en una línea de mira despejada hasta las una o una pluralidad de chimeneas de la instalación industrial,

de tal manera que dicho sistema comprende, adicionalmente, un subsistema (1200) de tratamiento de datos capaz de llevar a cabo las etapas de i) extraer píxeles asociados con una zona activa de la imagen captada, ii) determinar cuáles de los píxeles extraídos están activos y tienen una intensidad mayor que un fondo o intensidad de umbral establecida, y iii) aplicar factores de corrección para las condiciones climatológicas a los píxeles activos de la zona activa, tras su extracción, de tal modo que dichos factores de corrección se determinan a partir de las imágenes de los penachos de efluentes captadas de forma acumulada a lo largo del tiempo, o captadas bajo diferentes condiciones climatológicas para un volumen de producción constante de la planta; de forma que los píxeles activos, corregidos, son tratados para obtener los datos del volumen de producción de la planta, antes de su análisis.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2006/032411.

Solicitante: NUVO VENTURES, LLC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 7503 MOONDANCE LANE HOUSTON, TX 77071 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: NUSZEN,JACK, VO,THOMAS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION... > Investigación o análisis de los materiales por... > G01N21/35 (utilizando la luz infrarroja (G01N 21/39 tiene prioridad))
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION... > Investigación o análisis de los materiales por... > G01N21/85 (Análisis de fluidos o sólidos granulados en movimiento)

PDF original: ES-2546457_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Método y sistema para supervisar la capacidad operativa de una planta.

Solicitudes relacionadas Antecedentes de la invención

1. Campo de la invención 5

La presente invención se refiere a un sistema y a un método para supervisar la actividad de una planta industrial, así como a un sistema y a un método para utilizar los datos de supervisión para estabilizar la productividad de la planta e industrial, para maximizar la productividad de la planta e industrial en su conjunto, para efectuar un seguimiento y una evaluación de la productividad de la planta e industrial, y/o para desarrollar metodologías de difusión de datos globales y/o desarrollar respuestas industriales globales a las interrupciones de la industria naturales o provocadas 10 por el hombre.

Más particularmente, la presente invención se refiere a un sistema y a un método para supervisar la actividad industrial de una planta, de tal manera que el método incluye obtener imágenes de apilamientos de planta y/o penachos de efluentes y relacionar datos obtenidos de las imágenes con un índice de la actividad de la planta. Esta invención también se refiere a un sistema y a un método para utilizar los datos de supervisión para estabilizar la 15 productividad de la planta e industrial, para maximizar la productividad de la planta e industrial en su conjunto, para efectuar un seguimiento y una evaluación de la productividad de la planta e industrial, y/o para desarrollar metodologías de difusión de datos globales y/o desarrollar respuestas industriales globales a las interrupciones de la industria naturales o provocadas por el hombre, de tal modo que el método incluye empaquetar los datos de actividad de la planta de un modo tal, que los partícipes industriales y los agentes regulatorios gubernamentales 20 puedan modificar el volumen de producción y la productividad de la planta y/o industrial para ajustar, estabilizar y/o maximizar el volumen de producción de las industrias que se deseen.

2. Descripción de la técnica relacionada

Se han venido utilizando durante muchos años cámaras y otros sistemas de detección diseñados para obtener imágenes de emisiones de efluentes y térmicas, a fin de analizar la entrega térmica y las composiciones de los 25 efluentes para el control medioambiental, operativo y de emisiones. Muchos de estos sistemas se han diseñado para determinar la composición de los penachos de efluentes y la liberación de penachos efluentes. Sin embargo, tales sistemas no se han utilizado para supervisar el volumen de producción de la planta, el tiempo de parada, el tiempo de trabajo, las interrupciones, etc. en tiempo real o casi en tiempo real, a fin de que la industria y el gobierno puedan gestionar mejor el volumen de producción global y mantener niveles adecuados de bienes y servicios, y, así, los 30 agentes intermediarios y los analistas puedan ordenar la demanda y la economía de los suministros.

La Patente de los EE.UU. Nº 5.794.549 describe un método para supervisar las condiciones de una caldera para generación eléctrica alimentada con combustible fósil, en particular, las condiciones de los óxidos de nitrógeno, mediante la supervisión de la temperatura de la bola de fuego producida por los quemadores de la caldera. Una cámara de obtención de imágenes se encuentra situada para ver la bola de fuego a través de una lumbrera situada 35 en la pared lateral de la caldera, de manera que envía información visual y de temperatura a un procesador de imágenes. Un operador correlaciona esta información con la producción de óxidos de nitrógeno por parte de la bola de fuego, y regula el quemador en correspondencia.

La Patente de los EE.UU. Nº 4.622.922 describe un método para controlar la combustión en una caldera, de tal manera que las cantidades de óxido de nitrógeno y de carbón no quemado contenido en las cenizas de la salida de 40 un quemador satisfagan las normas regulatorias y los requisitos de funcionamiento de la planta, al tiempo que se maximiza la eficiencia térmica. Existen cámaras situadas en una pluralidad de emplazamientos del quemador para obtener imágenes de las llamas. La forma de la imagen de la llama producida en la salida de un quemador guarda una correlación con la cantidad de óxidos de nitrógeno producidos, con la cantidad de combustible no quemado que permanece en las cenizas, con la eficiencia de la combustión y con la estabilidad de la combustión en el horno de 45 una caldera.

La Patente de los EE.UU. Nº 4.568.288 describe un sistema de simulación que simula una planta de generación de energía con combustible fósil, tal como para simular visualmente un hogar. El sistema presenta visualmente imágenes grabadas en vídeo desde las posiciones de la chimenea de humos y la interfaz de agua / vapor. El simulador resulta útil como medio de adiestramiento para los operarios de la planta de producción de energía. 50

Existe, por lo tanto, en la técnica la necesidad de un sistema y un método para supervisar la chimenea y/o los penachos de efluentes, así como datos relacionados obtenidos de los mismos, a fin de obtener una medida de la productividad de una planta y la productividad de la industria, así como para empaquetar los datos de la productividad de la planta y de la industria en un formato destinado a su distribución instantánea, periódica o intermitente a agentes intermediarios, analistas y organizaciones industriales y gubernamentales. 55

Compendio de la invención Sistemas La presente invención proporciona un sistema para supervisar y determinar la actividad de producción de una planta, que comprende:

un subsistema de obtención de imágenes, capaz de obtener imágenes de penachos de efluentes relacionadas con 5 la entrega térmica, con o sin datos de la composición de los efluentes, de una o una pluralidad de chimeneas de una instalación industrial, y captar datos de imagen asociados con ellas, de tal manera que dicho subsistema de obtención de imágenes comprende:

una o una pluralidad de unidades de obtención de imágenes, que tienen una o una pluralidad de cámaras detectoras de infrarrojos que constituyen un detector térmico configurado para captar datos térmicos, con o sin uno o una 10 pluralidad de detectores de la composición de los efluentes, configurados para captar datos correspondientes a la producción de una especie atómica dada, de una especie molecular dada y/o de una clase de especies moleculares dada, a partir de los penachos de efluentes, y provistas de un detector capaz de convertir la luz incidente en una señal electrónica para su análisis;

un subsistema de análisis, destinado a tratar los datos de imagen térmica para obtener datos del volumen de 15 producción de la planta que comprenden la actividad de producción y la utilización de la capacidad de la planta, con o sin datos sobre la composición de los efluentes de la instalación industrial;

caracterizado por que dicha una o una pluralidad de unidades de obtención de imágenes son capaces de obtener imágenes a una distancia de entre 25 metros y 10 kilómetros en una línea de mira despejada hasta las una o una pluralidad de chimeneas de la instalación industrial, 20

de tal manera que dicho sistema comprende, adicionalmente, un subsistema de tratamiento de datos capaz de llevar a cabo las etapas de i) extraer píxeles asociados con una zona activa de la imagen captada, ii) determinar cuáles de los píxeles extraídos están activos y tienen una intensidad mayor que un fondo o intensidad de umbral establecida, y iii) aplicar factores de corrección para las condiciones climatológicas a los píxeles activos de la zona activa, tras su extracción, de tal modo que dichos factores de corrección se determinan a partir de las imágenes de los penachos... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un sistema para supervisar y determinar la actividad de producción de una planta, que comprende:

un subsistema (100, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 600) de obtención de imágenes, capaz de obtener imágenes de penachos de efluentes por lo que respecta a la entrega térmica, con o sin datos sobre la composición de los efluentes, procedentes de una o una pluralidad de chimeneas (114a-d, 164a-d, 214a-d) , en una instalación industrial, 5 y de captar datos de imagen asociados con ellas, de tal manera que dicho sistema de obtención de imágenes comprende:

una o una pluralidad de unidades (110, 160a-d, 210, 260a-d) de obtención de imágenes, que tienen una o una pluralidad de cámaras detectoras de infrarrojos (404, 506a-d, 606a-d, 704) que constituyen un detector térmico configurado para captar datos térmicos, con o sin uno o una pluralidad de detectores de composición de efluentes, 10 configurados para captar datos correspondientes a la producción de una especie atómica dada, de una especie molecular dada y/o de una clase de especies moleculares dada, a partir de los penachos de efluentes, y con un detector capaz de convertir la luz incidente en una señal electrónica para su análisis;

un subsistema de análisis (802) , para el tratamiento (900, 1000, 1100) de los datos de imagen térmica hasta obtener datos del volumen de producción de la planta que comprenden la actividad de producción y la utilización de la 15 capacidad de la planta, con o sin datos sobre la composición de los efluentes de la instalación industrial;

caracterizado por que dicha una o una pluralidad de unidades de obtención de imágenes son capaces de obtener imágenes a una distancia de entre 25 metros y 10 kilómetros en una línea de mira despejada hasta las una o una pluralidad de chimeneas de la instalación industrial, de tal manera que dicho sistema comprende, adicionalmente, un subsistema (1200) de tratamiento de datos capaz 20 de llevar a cabo las etapas de i) extraer píxeles asociados con una zona activa de la imagen captada, ii) determinar cuáles de los píxeles extraídos están activos y tienen una intensidad mayor que un fondo o intensidad de umbral establecida, y iii) aplicar factores de corrección para las condiciones climatológicas a los píxeles activos de la zona activa, tras su extracción, de tal modo que dichos factores de corrección se determinan a partir de las imágenes de los penachos de efluentes captadas de forma acumulada a lo largo del tiempo, o captadas bajo diferentes 25 condiciones climatológicas para un volumen de producción constante de la planta; de forma que los píxeles activos, corregidos, son tratados para obtener los datos del volumen de producción de la planta, antes de su análisis.

2. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el subsistema de análisis comprende un subsistema de acumulación (1110) , configurado para acumular los datos de imagen con el fin de determinar tendencias en los datos del volumen de producción de la planta. 30

3. El sistema de acuerdo con la reivindicación 2, en el cual el subsistema de análisis comprende, adicionalmente, un subsistema de informe (1118) configurado para producir informes derivados de los datos acumulados.

4. El sistema de acuerdo con las reivindicaciones 1, 2 o 3, en el cual los detectores del subsistema de obtención de imágenes comprenden una pluralidad de filtros (410a-d, 504a-d, 604a-b, 714a-d) que constituyen un filtro térmico configurado para captar datos térmicos, con o sin una pluralidad de filtros de composición de efluentes, configurados 35 para captar datos correspondientes a la producción de una especie atómica dada, de una especie molecular dada y/o de una clase de especies moleculares dada.

5. Un método para supervisar y determinar la actividad de producción de una planta en tiempo real con el sistema de supervisión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende:

colocar el subsistema de obtención de imágenes en una línea de mira despejada con la instalación industrial, a una 40 distancia de entre 25 metros y 10 kilómetros;

captar una o una pluralidad de imágenes térmicas, con o sin imágenes de la composición de uno o una pluralidad de penachos de efluentes, procedentes de una o una pluralidad de chimeneas de la instalación industrial, con el subsistema de obtención de imágenes;

producir datos de salida de imagen térmica, con o sin datos de salida de la composición de los penachos de 45 efluentes, a partir de la una o una pluralidad de imágenes captadas;

extraer píxeles asociados con una zona activa de la (s) imagen (imágenes) captada (s) ;

determinar cuáles de los píxeles extraídos están activos y tienen una intensidad mayor que un fondo o intensidad de umbral establecida, y aplicar factores de corrección para las condiciones climatológicas a los píxeles activos de la zona activa, tras su extracción, con lo que se produce una imagen corregida; de tal modo que dichos factores de 50 corrección son determinados a partir de imágenes de penachos de efluentes captadas y acumuladas a lo largo del tiempo, o de imágenes captadas bajo diferentes condiciones climatológicas para un volumen de producción constante de la planta; y tratar los datos de salida de imagen corregida en tiempo real para obtener datos del volumen de producción de la planta, que comprenden la actividad de producción de la planta y la utilización de su capacidad, con o sin datos de la composición de efluentes de la instalación industrial.

6. Un método de acuerdo con la reivindicación 5, que comprende, adicionalmente, acumular los datos del volumen de producción de la planta, ya tratados, y determinar tendencias en los datos del volumen de producción de la 5 planta.

7. Un método de acuerdo con la reivindicación 6, que comprende, adicionalmente, llevar a cabo una vigilancia industrial de la capacidad, del volumen de producción máximo y de las tendencias del volumen de producción de la industria.

8. Un método de acuerdo con la reivindicación 7, que comprende, adicionalmente, ajustar el volumen de 10 producción de la instalación individual con el fin de ajustar y/o maximizar el volumen de producción global de toda la industria.

9. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, en el cual los datos sobre la composición comprenden SxOy, NxOy, CO2, hidrocarburos, agua, o mezclas o combinaciones de los mismos.