Calcia forbedrer klinkerforbrenningsprosessen med ovnsinngangssystem

Hovedoppgavene til prosessgassanalysatorer ved ovnsinngangen i sementfabrikker er som følger:

• Måling av sammensetningen av prosessgassen i den roterende delen av ovnen

• Kontroll av forholdet mellom overskuddsluft (O₂) ved ovnsinngangen

• Kontroll av konsentrasjonen av karbonmonoksid (CO) og forbrenningskvaliteten

• Overvåking av NO- og NO₂-konsentrasjonene for utslipp og temperaturkontroll

• Overvåking av flyktige svovelforbindelser (SO₂)

• Overføring av informasjon om konsentrasjonene av de ovennevnte gassene for brennerstyring, justering av drivstoff- og råstoffblandingen og prosessgasskontroll.

I tillegg til disse funksjonene har andre kunder hatt nytte av analysesystemets evne til å gi innsikt i den interne klorsyklusen ved å måle konsentrasjonen av hydrogenklorid (HCl) i ovnen, noe som hjelper anleggsoperatører med å redusere blokkeringsproblemer forårsaket av høy klorvolatilitet. Videre er denne informasjonen nyttig for å begrense volumstrømmen av klor-bypassgass og dermed holde HCl-utslippene lave.

Det er en utfordring å foreta målinger i tøffe miljøer med støvkonsentrasjoner på opptil 2000 gram per kubikkmeter (g/m3) og temperaturer nær 1400 °C, men SCP3000-gassprøvetakingssonden for høye temperaturer, med sin vannkjølte sonde og svært effektive selvrensende funksjon, er en pålitelig løsning for gassprøvetaking ved ovnsinngangen. Takket være den spesielle utformingen og høytrykks-tilbakespylingssystemet forhindres tilstopping av sonden, selv når den brukes i ovngasser med høyt støvinnhold og som inneholder store mengder klor- og svovelforbindelser. Det optimaliserte og forsterkede gassinntaket på sonden er montert i en vinkel motsatt gasstrømmen, noe som minimerer direkte inntrengning av støv og partikler i prøvetakingssystemet. Dette beskytter det svært korrosjonsbestandige sondrøret, som er tilgjengelig i lengder fra 2,5 til 4 meter, mot slitasje og tilstopping.

Endress+Hauser er en av få leverandører som tilbyr komplette løsninger for gassuttakssonder og analysatorer. I tillegg har selskapet den lengste erfaringen med gassanalysatorer ved innløpet til sementovner, basert på hot-wet-måleteknologi. Med MCS300P HW-multikomponentgassanalysatoren og dens ikke-dispersive infrarøde (IR) fotometer kan sementprodusenter måle opptil 6 aktive gasskomponenter i IR-området, pluss oksygen. For anvendelser ved ovnsinnløpet er analysesystemet normalt konfigurert til å måle alle forbrenningsrelaterte gasskomponenter som O₂, CO, CH₄ (hvis naturgass brukes), NO, CO₂ og prosessparametere som SO₂, HCI og NH₃. Takket være hot-wet-måleteknologi blir gassbanen fullstendig oppvarmet fra prøvesonde til gassanalysator. Dette betyr at de ekstraherte gassene alltid er over duggpunktet, noe som reduserer risikoen forbundet med kondensat, som for eksempel syrekorrosjon eller rørblokkeringer. Siden gassprøven ikke avkjøles, kan selv vannløselige komponenter som NH₃, HCl og SO₂ måles med én enkelt celle og uten gassbehandling eller beregninger. I tillegg krever SICKs hot-wet-teknologi ikke ekstra gasskjølere, spesielle syrefiltre, vannfeller eller doseringssystemer for hydrogenperoksid for å fjerne korroderende SO₂ fra prosessgassen. Dette reduserer vedlikeholdsarbeidet og forbruket av forbruksvarer.

Kombinasjonen av SCP3000 høytemperatur-gassprøvetakingssonde og MCS300P multikomponent hot-wet gassanalysator gjør det mulig å møte utfordringene ved måling av gasser ved ovnsinngangen i sementfabrikker, uavhengig av høye gasstemperaturer, høye støvbelastninger eller korrosive gasser, uten behov for komplekse og vedlikeholdskrevende prøvekonditioneringssystemer. Analysesystemets automatiserte selvrensende og selvjusterende funksjoner sikrer høy tilgjengelighet og resulterer i betydelig lavere driftskostnader enn konvensjonelle systemer basert på kald-tørr måleteknologi, der forberedelsen av gassprøver ofte er svært kompleks og vanskelig å vedlikeholde. Følgelig kan driftskostnadene for hot-wet måleteknologi være opptil 40 % lavere enn for systemer basert på kald-tørr måleteknologi. Systemet er optimalisert for bruk med vanskelige drivstoff med høyt svovelinnhold (f.eks. petroleums-koks) og alternative drivstoff (dekk, RDF, oljer, flis, medisinsk avfall osv.), noe som gjør det pålitelig selv når det brukes i svært aggressive måleatmosfærer.

©Endress+Hauser

©Endress+Hauser

I fremtiden planlegger Calcia å implementere Endress+Hausers tilstandsovervåkingsløsning, en ny digital tjeneste som øker tilgjengeligheten til prosessgassanalysesystemet ved ovnsinløpet. Monitoring Box er en digital løsning for kontinuerlig overvåking av statusen til enheter og anlegg, samt selve applikasjonen. Viktige data fra tilkoblede enheter samles inn av gatewayen, krypteres og sendes via mobilnettverk, LAN eller Wi-Fi til en sikker skyvert for videre behandling.

Tilstandsbasert vedlikehold overvåker alle viktige parametere som indikerer helsetilstanden til hele systemet – inkludert gassanalysatoren, prøvetakingssystemet og alt tilleggsutstyr, for eksempel det vannkjølte kjølesystemet for gassutvinningssonden eller den programmerbare logiske kontrolleren.

Disse innsamlede dataene kan vises og evalueres i nettapplikasjonen Condition Monitoring. Vesentlige endringer i enhetens tilstand overvåkes, slik at vedlikeholdspersonell kan gripe inn i tide og sikre systemtilgjengeligheten. På denne måten forbedrer Condition Monitoring-tjenesten utstyrets tilgjengelighet og pålitelighet og bidrar til å forhindre ikke-planlagt nedetid og driftsstans. Som et alternativ kan tilkoblede enheter også overvåkes av Endress+Hauser som en del av en servicekontrakt.

Denne informasjonen gjør det mulig å identifisere problemer før de oppstår. For operatører betyr dette en lengre systemlevetid og raskere avkastning på investeringen. I tillegg gjør denne løsningen det mulig for Endress+Hauser å optimalisere vedlikeholdet og sikre umiddelbar feilsøking, noe som reduserer reisekostnader og arbeidstimer for vedlikeholdsteknikere.

Disse besparelsene videreføres direkte til sementprodusenten. Grundige fjernkontroller forbedrer også kvaliteten på dataene fra analysesystemene. Disse forbedringene øker den generelle vedlikeholdseffektiviteten og kan forlenge maskinens levetid.

Takket være det fremragende forholdet mellom SICK og Calcia, samt mange andre medlemmer av Heidelberg Materials Group over hele verden, har anlegget i Couvrot blitt utstyrt med SCPS3300-prosessgassanalysesystemet ved ovnsinngangen, bestående av en SCP3000-gassutvinningssonde og en MCS300P hot-wet ekstraktiv multikomponentgassanalysator, den mest egnede løsningen for denne viktige og krevende måleapplikasjonen. Anleggene i Beaucaire og Airvault har også installert denne løsningen.