Calcia optimerer klinkerbrændingsprocessen med et ovnindløbssystem

Hovedopgaverne for procesgasanalysatorer ved ovnindløbet i cementanlæg omfatter:

• Måling af sammensætningen af procesgassen i den roterende del af ovnen

• Kontrol af overskudsluftforholdet (O₂) ved ovnindløbet

• Kontrol af kuliltekoncentrationen (CO) og forbrændingskvaliteten

• Overvågning af koncentrationerne af NO og NO₂ i forbindelse med emissions- og temperaturkontrol

• Overvågning af flygtige svovlforbindelser (SO₂)

• Overførsel af information om koncentrationerne af de ovennævnte gasser til styring af brænderen, justering af brændsels- og råmaterialeblandingen samt regulering af procesgasserne.

Ud over disse funktioner har andre kunder haft gavn af analysesystemets evne til at give indsigt i den interne klorcyklus ved at måle koncentrationen af hydrogenklorid (HCl) i ovnen. Dette hjælper driftsoperatører med at reducere problemer med belægninger og tilstopninger, som skyldes klors høje flygtighed. Desuden er denne information nyttig til at begrænse volumenstrømmen af klor-bypassgas og dermed holde HCl-emissionerne på et lavt niveau.

Det er en udfordring at foretage målinger i barske procesmiljøer med støvkoncentrationer på op til 2.000 gram pr. kubikmeter (g/m³) og temperaturer tæt på 1.400 °C. SCP3000 højtemperatur-prøvetagningsproben til gasanalyse er imidlertid en pålidelig løsning til gasprøvetagning ved ovnindløbet takket være dens vandkølede probe og meget effektive selvrensende funktion. Takket være det særlige design og et højtryksreturskyllesystem forhindres tilstopning af proben, selv ved anvendelse i ovngasser med højt støvindhold og store mængder klor- og svovlforbindelser. Det optimerede og forstærkede gasindtag på proben er monteret i en vinkel modsat gasstrømmen, hvilket minimerer den direkte indtrængning af støv og partikler i prøvetagningssystemet. Dette beskytter det meget korrosionsbestandige proberør, som fås i længder fra 2,5 til 4 meter, mod slid og tilstopning.

Endress+Hauser er én af de få leverandører, der tilbyder komplette løsninger bestående af både gasprøvetagningsprober og analysatorer. Derudover har virksomheden den længste erfaring med gasanalysatorer til måling ved indløbet til cementovne baseret på hot-wet-måleteknologi. Med MCS300P HW multikomponent-gasanalysatoren og dens ikke-dispersive infrarøde (IR) fotometer kan cementproducenter måle op til seks aktive gaskomponenter i IR-området samt oxygen. Til anvendelser ved ovnindløbet konfigureres analysesystemet normalt til at måle alle forbrændingsrelaterede gaskomponenter såsom O₂, CO, CH₄ (hvis naturgas anvendes), NO, CO₂, og procesparametre såsom SO₂, HCI, and NH₃. Takket være hot-wet-måleteknologien er hele gasstrømmen opvarmet fra prøveproben til gasanalysatoren. Det betyder, at de udtagne gasser altid holdes over dugpunktet, hvilket reducerer de risici, der er forbundet med kondensat, såsom syrekorrosion eller tilstopning af rørledninger. Da gasprøven ikke afkøles, kan selv vandopløselige komponenter som NH₃, HCl, and SO₂ måles i én enkelt målecelle uden behov for gasbehandling eller efterfølgende beregninger. Derudover kræver SICKs hot-wet-teknologi ikke ekstra gaskølere, særlige syrefiltre, vandudskillere eller doseringssystemer til hydrogenperoxid for at fjerne korrosiv SO₂ fra procesgassen. Dette reducerer vedligeholdelsesindsatsen og forbruget af forbrugsmaterialer.

Kombinationen af SCP3000 højtemperatur-gasprøvetagningsprobe og MCS300P multikomponent-gasanalysator baseret på hot-wet-teknologi gør det muligt at håndtere udfordringerne ved gasmåling ved ovnindløbet i cementfabrikker – uanset høje gastemperaturer, høje støvbelastninger eller korrosive gasser – uden behov for komplekse og vedligeholdelseskrævende prøvekonditioneringssystemer. Analysesystemets automatiske selvrensende og selvjusterende funktioner sikrer høj tilgængelighed og resulterer i væsentligt lavere driftsomkostninger end konventionelle systemer baseret på cold-dry-måleteknologi, hvor prøveforberedelsen af gasprøven typisk er meget kompleks og vanskelig at vedligeholde. Det betyder, at driftsomkostningerne for hot-wet-måleteknologi kan være op til 40 % lavere end for systemer baseret på cold-dry-måleteknologi. Systemet er optimeret til anvendelse med vanskelige brændsler med højt svovlindhold (f.eks. petroleumskoks) samt alternative brændsler (dæk, RDF, olier, træflis, hospitalsaffald m.m.), hvilket gør det driftssikkert selv i stærkt aggressive målemiljøer.

©Endress+Hauser

©Endress+Hauser

Fremadrettet planlægger Calcia at implementere Endress+Hausers tilstandsovervågningsløsning, en ny digital service, som forøger tilgængeligheden af procesgasanalysesystemet ved ovnindløbet. Monitoring Box er en digital løsning til kontinuerlig overvågning af enhedernes status på kraftværker samt selve applikationen. Vitale data fra tilsluttede enheder indsamles af gatewayen, krypteres og sendes via mobile netværk, LAN eller Wi-Fi til en sikker cloud-host med henblik på yderligere behandling.

Tilstandsbaseret vedligeholdelse omfatter overvågning af alle kritiske parametre, der afspejler systemets sundhedstilstand, herunder gasanalysatoren, prøvetagningssystemet og tilhørende hjælpeudstyr såsom kølesystemet til den vandkølede gasprøvetagningsprobe og PLC-styringen.

De indsamlede data kan vises og evalueres i webapplikationen til tilstandsovervågning, Condition Monitoring. Væsentlige ændringer i udstyrets tilstand overvåges løbende, hvilket gør det muligt for vedligeholdelsespersonalet at gribe ind i tide og sikre systemets tilgængelighed. På denne måde forbedrer tilstandsovervågningstjenesten Condition Monitoring udstyrets tilgængelighed og pålidelighed og hjælper med at forebygge uforudsete nedbrud og driftsafbrydelser. Eventuelt kan tilsluttede enheder også overvåges af Endress+Hauser som del af en servicekontrakt.

Denne information gør det muligt at identificere problemer, før de opstår. For operatører betyder dette en længere systemlevetid og en hurtigere tilbagebetaling af investeringen. Endvidere gør denne løsning det muligt for Endress+Hauser at optimere vedligeholdelse og sikre øjeblikkelig fejlfinding, hvilket reducerer rejseudgifter og arbejdstimer for vedligeholdelsesteknikere.

Disse besparelser kommer direkte cementproducenten til gode. Grundige fjernkontroller forbedrer også datakvaliteten fra analysesystemerne. Disse forbedringer øger den samlede vedligeholdelseseffektivitet og kan forlænge maskinernes levetid.

Takket være det gode forhold mellem SICK og Calcia samt mange andre medlemmer af Heidelberg Materials Group på verdensplan er Couvrot-anlægget udstyret med SCPS3300-procesgasanalysesystemet ved ovnindløbet, der består af en SCP3000-gasprøvetagningsprobe og en MCS300P ekstraktiv multikomponent-gasanalysator baseret på hot-wet-teknologi, som er den mest egnede løsning til denne vigtige og krævende måleanvendelse. Anlæggene i Beaucaire og Airvault har også installeret denne løsning.