Geliştirilmiş Döner Fırın Gaz Analiz Sistemi

👤SICK
Yükselen enerji ücretleri ve çimento endüstrisi içindeki artan rekabet, daha iyi proses kontrolünü bir gereklilik haline getirmektedir. Geliştirilmiş proses kontrolü, özellikle çimento tesislerinde döner fırının izlenmesinde etkili olmaktadır. Burada açıklanan örnek, modern teknolojinin kurulumuyla, döner fırın girişinde gaz analizinin optimize edilebileceğini ve akabinde numune alma ve analiz sistemi için olan bakım sürelerinin azaltılabileceğini göstermektedir. Örnek mevcut gaz analiz sistemi analizi İspanya’da bulunan Cementos Cosmos Cordoba çimento tesisinde ilk ateşleme, petrol koku kullanılarak gerçekleştiriliyordu. Fırın girişinde eski gaz analiz sistemi (O2, CO, NO, SO2) yanma optimizasyonu ve cüruf kalitesini izlemek için kullanılıyordu. Fakat bu sistem birçok dezavantaja sahipti. Ne zaman bir ölçümün kaydedilmesi gerekse, örnek ekstraksiyon örnekleme tüpünün fırına manuel olarak sokulması ve ölçüm yapıldıktan sonra tekrar çıkartılması gerekiyordu. Ayrıca her ölçümden sonra, örnek ekstraksiyon filtresinin yerine takılması ve sondanın manuel olarak temizlenmesi gerekiyordu. Bundan dolayı, ölçüm zamanı, örnekleme tüpünün ve filtrenin takılması ile sınırlıydı, dolayısıyla sürekli bir gaz analizinden bahsetmek güçtü. Gaz örnekleme hattı sıcaklığı gerekli değerlerde korunamadığından ölçümü etkileyen yoğuşma meydana gelmekteydi. Bu sistemle, gerçek gaz ana yapısının güvenilir bir ölçümü mümkün değildi. Eski sonda için örnek alma noktası, fırın kapağının alt kısmında olduğundan sisteme yanlış hava çekilme ihtimali ortadan kaldırılamıyordu. Ağır malzemenin dikey düşüşüne bağlı olarak, sonda aynı zamanda mekanik olarak geriliyor ve hasar görüyordu. Projenin özellikleri Analiz sonucunda yeni bir ölçüm sistemi için olan gereksinimler aşağıdaki gibi tanımlanmıştır: • Sürekli ölçüm gerçekleştirilmeli ve % 97’lik bir kullanılabilirliğe sahip olmalıdır. • Sistemin servis için gerekli olan süresi, hafta başına yarım iş gününe indirilmelidir; örneğin sistem otomatik temizleme sağlamalı ve probun fırına giriş ve çıkışı otomatik olarak kontrol edilmelidir. • Prob ucu, yanlış hava çekilme ihtimalini ortadan kaldırma amacı ile, gaz akışıyla ilgili olarak fırın kapağının üst kısmına kurulmalıdır. • Numune alma probu düşen ağır malzemelerden doğacak hasarlara karşı korunmalıdır. • Örnek gazın sıcaklığı, yoğuşma ve özellikle sülfürik asit oluşumunu önlemek için analiz kabinine dek sürekli olarak yoğuşma noktasının üzerinde tutulmalıdır. Kurulum Mevcut tesis çizimleri ve sahada yapılan ek ölçümler kullanılarak, fırın girişinin üç boyutlu çizimi hazırlanmıştır. Örnekleme probu için en iyi yer ve konum buna göre belirlenmiş ve kabul için müşteriye grafikle sunulmuştur (Şekil 1). Sondanın asılı kurulumu, mevcut alanın optimum kullanımını sağlamıştır. Sonda, ocak ağzının her iki platformu üzerinden, ocak ağzıyla 59°’lik bir açı oluşturacak şekilde kurulmalıdır. (Şekil 1, orta ve Şekil 2). Bu yönelimle, 4 m’lik tüm sonda uzunluğu kullanılabilir. Sondanın ucu, döner fırının içine 500 mm sokulmuştur (Şekil 1) ve analiz sistemine yanlış havanın çekilmesini önlemek için ocak kapağının yukarı bölümüne yerleştirilmiştir. Eski sondayla gerekli olan manuel sokma ve çıkarma burada gerekli değildir sistem otomatik hale getirilmiştir. Güç kesintisi durumunda prob aşırı ısınmadan korunmak üzere, bir basınçlı hava motorunun kullanılmasıyla fırından dışarı çekilir. Sonda tüpü, ek bir koruyucu tüp ile düşen malzemelerden mekanik olarak korunmuştur. Koruyucu tüp, fırın ağzı kutusunun yalıtımına entegre edilmiştir ve böylece kendi kendini korumaktadır (Şekil 3). Örnekleme sondası tüpü, fırının içine, malzemelerin düştüğü alanın dışında emniyetli bir pozisyona uzatılmıştır, böylece mekanik hasar oluşmamaktadır. Prob, düzenli aralıklarla saat yönünde ve saat yönünün tersine 45° döndüren bir döndürme mekanizması ile monte edilmiştir (Şekil 2). Bu şekilde, üst tarafta toplanan farin, probun üzerinde pişmeden silkelenip atılır. Sonda tüpünün içindeki farin kalıntıları, düzenli aralıklarla, basınçlı hava ile geri üfleme ile temizlenir. Bu, probun fırına sokulduğu esnada yapılır, bu yüzden geri üfleme evresi esnasında ölçüm ara sıra durdurulmalıdır. Eş zamanlı olarak, agresif gazı gidermek ve analizörü korumak için, analizöre temiz hava üflenir. Sonda tüpü, entegre bir su dolaşımlı soğutma sistemi kullanılarak soğutulur. Sonda sisteminin tüm fonksiyonları; rotasyon, geri üfleme ya da sondanın hareketi, yakın bir yere yerleştirilmiş bir kontrol sistemi ile izlenmekte ve kontrol edilmektedir. İç sonda tüpünün çapı, sıcak gaz yoğuşmadan önce, 180°C’ye ısıtılmış toz filtresine ulaşacak ve iç tüpün çoğu kısımda tıkanması engellenecek şekilde yapılandırılmıştır. Sonda için olan kullanımı kolay su ile soğutma sistemi tamamen yeterlidir, bu yüzden bu durumda daha pahalı olan bir yağ soğutmalı sonda gerekli değildir. Gaz sıcaklığı, sondanın çıkışından analiz kabinindeki gaz soğutucunun girişine dek, 180°C’ye ısıtılmış bir örnekleme hattının kullanımıyla yoğuşma noktasının üzerinde tutulur. Bu, proses ve tesis için özellikle önemlidir. Petrol kokunun yanmasından kaynaklanan SO2 konsantrasyonu çok yüksektir ve bundan dolayı sülfürik asit kolayca oluşabilir. Analizörü sülfürik asitten korumak için analiz kabinine bir asit ayırıcı kurulmuştur. Sonuç olarak, kabinde analiz edilecek olan örnek, analizin kalitesini belirgin bir şekilde yükseltecek şekilde esas itibariyle değişmemiştir. SCP 3000 gaz örnekleme sistemi için, su soğutmalı sistem kullanılmıştır. Mevcut tesiste, soğutma suyu kaynağı çok kısıtlı ve yüksek seviyelerde kirlilik içerdiğinden, sondanın su soğutma çevrimi için bir hava/su soğutucusu seçilmiştir. Bu, sondadan çıkan sıcak suyu, sondaya geri pompalanmadan önce yaklaşık 70°C’den yaklaşık 35°C’ye soğutmaktadır. Kurulum sahasındaki ortam sıcaklığı 0°C’den 40°C’nin üzerine kadar değişim gösterebileceğinden, soğutucunun gücü, gerekli soğutma kapasitesini sağlamak üzere dört ayar seviyesiyle optimize edilmiştir. Sonuç SCP örnekleme sistemi, Cordoba’da yaklaşık son 18 aydır sürekli kullanımdadır. Sistem çok daha düşük bakım gereksinimleri ile çalışmaktadır, prob görsel muayene için sadece haftada bir çıkarılmaktadır. Yeni sistem için gerekli olan bakım eski sistemle karşılaştırıldığında görülen belirgin düşüş, bakım masraflarını da azaltmıştır. Geliştirilmiş gaz örneklemesi, yanma optimizasyonu ve kalite kontrol açılarından işleme dair belirgin bir şekilde daha iyi denetleme sağlamaktadır ve bu sadece klinker kalitesini yükseltmekle kalmayıp, ek masraflardan tasarruf ettirmektedir.