Calcia îmbunătăţeşte procesul de ardere a clincherului cu sistemul instalat la intrarea cuptorului

Principalele sarcini ale analizoarelor de gaze de proces amplasate la intrarea în cuptor în fabricile de ciment sunt următoarele:

• Măsurarea compoziţiei gazului de proces în partea rotativă a cuptorului

• Controlul raportului de aer în exces (O₂) la intrarea în cuptor

• Controlul concentraţiei de monoxid de carbon (CO) şi al calităţii arderii

• Monitorizarea concentraţiilor de NO şi NO₂ pentru controlul emisiilor şi al temperaturii

• Monitorizarea compuşilor de sulf volatili (SO₂)

• Transmiterea informaţiilor privind concentraţiile gazelor menţionate mai sus pentru controlul arzătorului, ajustarea amestecului de combustibil şi materii prime şi controlul gazului de proces.

Pe lângă aceste caracteristici, alţi clienţi au beneficiat de capacitatea sistemului de analiză de a oferi informaţii despre ciclul intern al clorului prin măsurarea concentraţiei de clorură de hidrogen (HCl) în cuptor, ajutând operatorii fabricii să reducă problemele de blocaj cauzate de volatilitatea ridicată a clorului. În plus, aceste informaţii sunt utile pentru limitarea debitului volumic al gazului de bypass cu clor şi, astfel, menţinerea la un nivel scăzut a emisiilor de HCl.

Efectuarea măsurătorilor în medii dificile, în care concentraţiile de praf ajung până la 2.000 de grame pe metru cub (g/m3) şi temperaturile se apropie de 1.400 °C, reprezintă o provocare, dar sonda de prelevare a gazelor la temperaturi ridicate SCP3000, cu sonda sa răcită cu apă şi funcţia de autocurăţare extrem de eficientă, reprezintă o soluţie fiabilă pentru prelevarea de probe de gaz la intrarea în cuptor. Datorită designului său special şi sistemului de purjare inversă la presiune înaltă, se previne înfundarea sondei, chiar şi atunci când este utilizată în gazele din cuptor cu un conţinut ridicat de praf şi care conţin cantităţi mari de compuşi de clor şi sulf. Intrarea optimizată şi securizată a gazului în sondă este montată într-un unghi opus fluxului de gaz, minimizând pătrunderea directă a prafului şi a particulelor în sistemul de eşantionare. Acest lucru protejează tubul sondei împotriva abraziunii şi înfundării, făcându-l extrem de rezistent la coroziune şi disponibil în lungimi de la 2,5 la 4 metri.

Endress+Hauser este unul dintre puţinii furnizori care oferă soluţii complete de sonde de extracţie a gazelor şi de analizoare. În plus, are cea mai îndelungată experienţă cu analizoare de gaze la intrarea în cuptoarele de ciment, bazate pe tehnologia de măsurare de tip „hot-wet”.  Cu ajutorul analizorului de gaze multicomponente MCS300P HW şi al fotometrului său nedispersiv cu infraroşu (IR), producătorii de ciment pot măsura până la 6 componente active ale gazului în domeniul IR, plus oxigenul. Pentru aplicaţiile la intrarea în cuptor, sistemul de analiză este configurat în mod normal pentru a măsura toate componentele gazului legate de ardere, cum ar fi O₂, CO, CH₄ (dacă se utilizează gaz natural), NO, CO₂, precum şi parametrii de proces, cum ar fi SO₂, HCI şi NH₃. Datorită tehnologiei de măsurare „hot-wet”, traseul gazului este complet încălzit de la sonda de eşantionare până la analizorul de gaze. Acest lucru înseamnă că gazele extrase se află întotdeauna peste punctul de rouă, reducând riscurile asociate condensului, cum ar fi coroziunea acidă sau blocajele conductelor. Deoarece eşantionul de gaz nu este răcit, chiar şi componentele solubile în apă, precum NH₃, Hcl şi SO₂ pot fi măsurate cu o singură celulă şi fără niciun efort de tratare a gazului sau de calcul. În plus, tehnologia „hot-wet” de la SICK nu necesită răcitoare de gaz suplimentare, filtre speciale pentru acizi, separatoare de apă sau sisteme de dozare a peroxidului de hidrogen pentru a elimina SO₂ coroziv din gazul de proces. Acest lucru reduce lucrările de întreţinere şi consumabilele.

Combinaţia dintre sonda de eşantionare a gazelor la temperaturi ridicate SCP3000 şi analizorul de gaze „hot-wet” multicomponente MCS300P face posibilă eliminarea provocărilor legate de măsurarea gazelor la intrarea în cuptor în fabricile de ciment, indiferent de temperaturile ridicate ale gazelor, concentraţiile mari de praf sau gazele corozive, fără a fi nevoie de sisteme complexe de condiţionare a eşantioanelor care necesită un nivel ridicat de întreţinere. Capacităţile de autocurăţare şi autoreglare automatizate ale sistemului de analiză asigură o disponibilitate ridicată şi permit costuri de funcţionare semnificativ mai mici decât sistemele convenţionale bazate pe tehnologia de măsurare de tip „cold-dry”, unde pregătirea eşantionului de gaz tinde să fie foarte complexă şi dificil de întreţinut. În consecinţă, costurile de funcţionare ale tehnologiei de măsurare de tip „hot-wet” pot fi cu până la 40% mai mici decât cele ale sistemelor bazate pe tehnologia de măsurare „cold-dry”. Sistemul este optimizat pentru utilizarea cu combustibili dificili având un conţinut ridicat de sulf (de exemplu, cocs de petrol) şi combustibili alternativi (anvelope, combustibil derivat din anvelope, uleiuri, aşchii de lemn, deşeuri medicale etc.), ceea ce îl face fiabil chiar şi atunci când este utilizat în atmosfere de măsurare extrem de agresive.

©Endress+Hauser

©Endress+Hauser

În viitor, Calcia intenţionează să implementeze soluţia de monitorizare a stării de la Endress+Hauser, un nou serviciu digital care creşte disponibilitatea sistemului de analiză a gazelor de proces la intrarea în cuptor. Monitoring Box este o soluţie digitală pentru monitorizarea continuă atât a stării dispozitivelor şi instalaţiilor, precum şi a funcţionării în sine. Datele esenţiale provenite de la dispozitivele conectate sunt colectate de gateway, criptate şi trimise prin reţeaua mobilă, prin LAN sau Wi-Fi către un server cloud securizat pentru procesare ulterioară.

Întreţinerea bazată pe stare monitorizează toţi parametrii esenţiali care indică starea întregului sistem – inclusiv analizorul de gaze, sistemul de eşantionare şi toate echipamentele auxiliare, cum ar fi sistemul de răcire cu apă a tubului sondei de extracţie a gazelor sau controlerul logic programabil.

Datele colectate pot fi vizualizate şi evaluate în aplicaţia web de monitorizare a stării (Condition Monitoring). Modificările semnificative ale stării dispozitivului sunt monitorizate, permiţând personalului de întreţinere să intervină la timp şi să asigure disponibilitatea sistemului. În acest fel, serviciul Condition Monitoring îmbunătăţeşte disponibilitatea şi fiabilitatea echipamentelor şi ajută la prevenirea avariilor neplanificate şi a perioadelor de nefuncţionare. Opţional, dispozitivele conectate pot fi monitorizate şi de Endress+Hauser în baza unui contract de service.

Aceste informaţii fac posibilă identificarea problemelor înainte ca ele să apară. Pentru operatori, acest lucru se traduce printr-un ciclu de viaţă mai lung al sistemului şi o recuperare mai rapidă a investiţiei. În plus, această soluţie permite Endress+Hauser să optimizeze întreţinerea şi să asigure depanarea imediată, reducând costurile de deplasare şi orele de lucru pentru tehnicienii de întreţinere.

Aceste economii sunt transferate direct către producătorul de ciment. Verificările amănunţite de la distanţă îmbunătăţesc, de asemenea, calitatea datelor provenite de la sistemele de analiză. Aceste îmbunătăţiri sporesc eficienţa generală a întreţinerii şi pot prelungi ciclul de viaţă al maşinilor.

Datorită bunelor relaţii dintre SICK şi Calcia, precum şi a celor cu mulţi alţi membri ai Heidelberg Materials Group din întreaga lume, fabrica din Couvrot a fost echipată cu sistemul de analiză a gazelor de proces SCPS3300 la intrarea în cuptor, format dintr-o sondă de extracţie a gazelor SCP3000 şi un analizor de gaze multicomponente cu extracţie de tip „hot-wet” MCS300P, soluţia cea mai potrivită pentru această aplicaţie de măsurare esenţială şi solicitantă. Soluţia a fost instalată şi la locaţiile din Beaucaire şi Airvault.