Hệ thống phân tích khí đầu lò trong nhà máy sản xuất xi măng


Những ưu điểm chung của hệ thống phân tích đầu lò

Hệ thống phân tích khí đầu lò cung cấp nhiều dữ liệu quan trọng. Các nhà máy xi măng cần phân tích liên tục một cách đáng tin cậy các thành phần khí của quá trình đốt ở đầu lò nếu họ muốn cạnh tranh trong một thị trường đầy khó khăn. Sử dụng các dữ liệu phân tích này để tối ưu hóa sự an toàn, chi phí vận hành, sản xuất và phát thải của bạn
- Để cạnh tranh với các hãng tốt nhất trong ngành công nghiệp xi măng.
Thiếu hệ thống phân tích khí khí đầu lò, lò nung của bạn sẽ tiêu thụ quá nhiều năng lượng, gây ô nhiễm môi trường và bị dừng nhiều hơn. Với những tổn thất sản xuất và hỏng hóc không đáng đối với các thiết bị đắt tiền, đó là tin xấu cho bạn; và tin tốt cho các đối thủ của bạn. Lắp đặt một hệ thống phân tích khí sẽ cho phép bạn kiểm soát được các chi phí trong giới hạn cho phép.
Việc hoàn vốn đầu tư từ một hệ thống phân tích khí khí đầu lò của FLSmidth là dưới 200 * ngày. Sau đó, nó giúp bạn gia tăng lợi nhuận và vượt qua đối thủ cạnh tranh mỗi ngày.
* tùy vào kích thước và thiết kế lò nung.

Dưới đây chúng ta hãy đi vào phân tích những lợi ích cụ thể của hệ thống phân tích khí đầu lò:

Nói chung, phân tích khí mang lại cho bạn cơ hội để giải quyết các vấn đề phát sinh tận gốc -nơi sinh ra chúng. Dưới đây là một số lợi ích thiết thực nhất mà hệ thống phân tích khí có thể đem lại cho nhà máy của bạn trong một môi trường cạnh tranh khốc liệt này.


"Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn"

Kiểm soát quá trình cháy:

Duy trì mức độ tối ưu của O2 (oxy) trong quá trình cháy không chỉ giúp loại bỏ các nguy cơ cháy nổ, mà nó còn ngăn ngừa tích tụ khí độc CO (carbon monoxide).

Phòng tránh dừng lò:

Chi phí dừng lò tỉ lệ với thời gian dừng.Và nếu O2, CO hoặc SO2 (acid sulfuric) tích tụ trong lò nung của bạn tăng lên, sản xuất sẽ bị dừng lại trong ít nhất ba giờ. Bạn cũng sẽ phải sấy lại - và việc này không phải lúc nào cũng suôn sẻ, ổn định. Năng suất của bạn chắc chắn sẽ giảm xuống và chất lượng clinker cũng có thể bị ảnh hưởng. Với phân tích khí, bạn chỉ đơn giản là không phải dừng lò của mình.

Tối ưu hóa tiêu thụ nhiên liệu: 

Phân tích khí giúp bạn kiểm soát mức độ O2, do đó bạn có thể lựa chọn giữa đốt nhiên liệu chậm hơn và hiệu quả hơn cho chi phí sản xuất thấp hơn, hoặc đốt nó nhanh hơn cho năng suất cao hơn. Điều đó mang lại cho bạn sự linh hoạt để thay đổi chiến lược sản xuất của mình với phù hợp với nhu cầu của thị trường - một cách nhanh chóng.

Giảm phát thải:

Quá trình cháy càng tốt bao nhiêu thì khí ô nhiễm do nhà máy của bạn thải ra càng ít bấy nhiêu. Phân tích khí cho phép bạn điều chỉnh nồng độ O2 và CO sinh ra trong quá trình nung luyện ngay từ gốc, do đó bạn có thể tối ưu hóa quá trình đốt và tránh phải dùng những thiết bị xử lí khí thải đắt tiền để loại bỏ các chất ô nhiễm ở giai đoạn
cuối của quá trình này.

Tăng cường mức độ an toàn:

Nếu không kiểm soát được mức độ O2, CO và CH4 (mêtan) trong quá trình của mình, bạn sẽ không kiểm soát các quá trình cháy - và điều đó có thể gây ra những hậu quả nghiêm trọng đối với sự an toàn của môi trường làm việc của bạn.

Tăng chất lượng clinker:

Thông thường, clinker được kiểm tra chất lượng trong phòng thí nghiệm, hai giờ sau khi ra lò. Phân tích NO (nitric oxide) trong khi nguyên liệu vẫn đang nung trong lò cho phép tinh chỉnh, tiết kiệm thời gian xử lý, và giúp tránh những sai lầm đơn giản như quá nung clinker.

Kiểm soát các chất dễ bay hơi:

Việc tích tụ các chất dễ bay hơi như SO2 (acid sulfuric) trong hệ thống của bạn có thể gây ra hai vấn đề tốn kém.
Thứ nhất: bất cứ chất bay hơi ngưng tụ trên các nguyên liệu thô nguội khi chúng được cấp vào tháp sấy sẽ tích lại và gây tắc nghẽn.
Thứ hai: nguyên liệu thô sinh các chất bay hơi không được kiểm soát được sẽ ngấm qua lớp gạch chịu lửa của lò và ăn mòn các kết cấu thép. Cả hai đều yêu cầu phải dừng lò; và vấn đề thứ hai còn phải mất nhiều ngày để sửa chữa. Phân tích khí phát hiện các chất dễ bay hơi tại nguồn, do đó bạn có thể loại bỏ chúng trước khi có hư hỏng.

Độ tin cậy và sự hiệu quả của phân tích khí đầu lò One-Pipe của FLSmidth :

Không có kỹ sư vận hành lò nung nào tin tưởng vào dữ liệu từ một hệ thống phân tích khí khí đầu lò không đáng tin cậy. Những rủi ro về an toàn và mất năng suất là quá lớn.
Và, độ chính xác của hệ thống phân tích khí có đầu dò đã được thống kê kiểm chứng- và tất cả các kết quả đều đưa đến một kết luận: chúng là chính xác hơn nhiều so với các hệ thống không có đầu dò lấy mẫu.

Giảm thiểu thời gian dừng máy:

Ngay cả với các đầu dò tốt nhất, tình trạng tắc nghẽn vẫn cứ xảy ra. Thông tắc đầu dò của bạn một cách nhanh chóng và dễ dàng là điều cần thiết để giảm thiểu thời gian dừng tốn kém.
Các nhà sản xuất hệ thống phân tích khí khác đã thêm vào các thiết bị cơ khí, như pít tông đầu dò hoặc đầu dò quay, vào một thiết kế vốn đã quá phức tạp. Nhưng chúng tôi đã áp dụng một phương án khác.
FLSmidth sử dụng một thiết kế One-Pipe (được cấp bằng sáng chế) để xử lý các vấn đề trong một môi trường có độ ăn mòn lớn, nhiệt độ cao, nhiều bụi. Rất đơn giản. Và kể từ khi ra mắt năm 2003, hệ thống phân tích khí FLSmidth KilnLoq đã trở thành sự lựa chọn của ngành công nghiệp sản xuất xi măng.

Vệ sinh nhanh hơn 100 lần:

Không có vấn đề gì về loại phân tích khí khí đầu lò mà bạn sử dụng,cho đến khi nó bị tắc. Và, bất cứ công ty nào tuyên bố phân tích khí không phải bảo dưỡng đều cần phải xem lại. Đối với các hệ thống phân tích khí thông thường, có thể mất khoảng 30 đến 120 phút để vệ sinh ống dẫn của đầu dò.
Các đầu dò KilnLoq chỉ cần 1-3 phút. Không có hệ thống đầu dò nào khác trên thị trường đạt được điều đó.Thiết kế được cấp bằng sáng chế On-Pipe của đầu dò KilnLoq lấy cảm hứng từ thiết bị từ thiết bị làm sạch Air Blaster đã thành công.
Cũng giống như một súng bắn khí, One-Pipe không có chỗ uốn cong, không bị xoắn, không có chỗ phình ra: chỉ là một ống dài thẳng và nhẵn. Đầu lấy mẫu chạy toàn bộ chiều dài của đường ống trước khi kết nối với một van điện từ và một bình khí nén lớn. Dễ bảo dưỡng và có khả năng lắp đặt ở bất kỳ đầu lò nung (kiln inlet) nào, thiết kế giống như súng bắn khí này khiến cho quá trình làm sạch đầu dò nhanh chóng và dễ dàng hơn nhiều.

Nguyên lý hoạt động:

Rất đơn giản. Hệ thống KilnLoq One Pipe lấy khí mẫu về trong một ống thẳng. Không có chỗ uốn cong, chướng ngại hoặc bám dính nào cản trở đường khí mẫu đi của bạn. Mở lỗ thăm ở cuối đầu dò KilnLoq cho phép bạn nhìn suốt dọc theo chiều dài của đầu dò vào tận bên trong lò nung. Vì vậy, bây giờ bạn có thể thực hiện kiểm tra trực quan theo thời gian thực đầu dò.
Khí mẫu đi vào khối lọc đặt đồng tâm với đường ống, nơi nó thẩm thấu qua một bộ lọc đồng trục rồi đi vào tủ phân tích. Bản thân bộ lọc cấu thành một đoạn của ống mẫu One-Pipe. Toàn bộ hệ thống lấy mẫu được sấy nóng đến 180 ° C để tránh ngưng tụ hơi nước.

Vệ sinh tự động ống mẫu KilnLoq One Pipe:

Ống mẫu KilnLoq One Pipe có ba hệ thống làm sạch làm việc nhịp nhàng với nhau để sạch đường dẫn mẫu suốt từ đầu này đến đầu kia.
1.Đầu ống lấy mẫu được làm sạch để loại bỏ bất kỳ sự bám dính nào làm giảm hiệu quả của các quá trình vệ sinh ống One-Pipe chính.
2.Một dòng khí nén mạnh sẽ thổi qua toàn bộ chiều dài của ốngOne-Pipe.
3 + 4. Đồng thời, khí nén được thổi ngược qua bộ lọc, đẩy bụi ra khỏi bộ lọc gốm. Bụi này được dòng khí nén nói trên quét ngược trở lại theo ống mẫu vào trong lò.

Bảo dưỡng ống KilnLoq One Pipe:

Các đường dẫn mẫu One-Pipe dễ dàng vệ sinh và bảo dưỡng. Lỗ xử lí bố trí phía đuôi ống có thể dễ dàng mở ra trong vài giây, cho bạn khả năng xử lí toàn bộ chiều dài ống mẫu. Nếu ống bị tắc khi lò đang hoạt động, One-Pipe cho phép bạn làm sạch toàn bộ chiều dài của đầu dò trong một vài phút.
Kết quả là, bạn hiếm khi phải mở phần lọc trong khi lò chạy bởi vì bạn có thể thực hiện việc vệ sinh thông qua lỗ mở phía đuôi A. Khi mở lỗ thăm đó, đường dẫn mẫu có thể kiểm tra bằng mắt trong vài giây. Hệ thống này hoạt động hiệu quả đến mức một số các hệ thống KilnLoq đầu tiên lắp đặt trong năm 2003 vẫn còn đang làm việc với bộ lọc ban đầu của nó.

Sơ đồ ống KilnLoq One Pipe:

A. Lỗ xử lí phía đuôi
B. Phần chứa bộ lọc có sấy
C.Bộ lọc đồng trục
D.Hệ thống mẫu One-Pipe (Màu xanh)
E.Phần ống bao làm mát bằng nước
F. Phần đầu dò, sấy nóng bằng điện


"Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn"

Cấu hình hệ thống:

1. Bình khí nén
2. Bộ làm mát đầu dò
3.Tủ điều khiển hiện trường
4. Đầu dò KilnLoq trong bộ thiết bị ra vào.
5.Tủ xử lí khí mẫu GASloq tích hợp bộ điều khiển


"Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn"

Các ưu điểm trong thiết kế

Đầu dò:

Đầu dò KilnLoq có một lớp vỏ bọc bằng thép được làm mát nhằm chịu được nhiệt độ cao của quá trình sản xuất xi măng. Nước làm mát được bơm tuần hoàn trong lớp vỏ để làm nguội ống, công nghệ thông thường nhưng an toàn, rẻ và dễ dàng cho bảo dưỡng hoặc thay thế.
Ống dẫn mẫu bên trong và khoang chứa bộ lọc gốm được sấy nóng bằng điện tới 180 DegC, do đó nước và axit không thể ngưng tụ được. Đầu dò sẵn sàng làm việc chỉ trong vài phút sau khi cấp nguồn, và sấy nóng không phụ thuộc vào lò, cho nên nó có thể làm việc ngay cả lúc lò nguội như khi khởi động hoặc dừng.
Làm mát ống thép nhằm chống ống bị cong và biến dạng theo chiều dài của nó. Không phụ thuộc vào loại dung môi làm mát được dùng, đầu dò có thể đưa vào bên trong lò, nơi nhiệt độ lên tới hơn 1200 DegC. Ở nhiệt độ này, hơi kiềm sẽ ngưng tụ trên bề mặt nguội hơn và kết hợp với liệu thô trong lò tạo thành lớp phủ cứng. Nhưng đối với FLSmidth, chúng tôi đã chứng minh được rằng bề mặt nguội của ống KilnLoq chỉ bị bám dính một lớp rất mỏng, giòn, tương đối dễ bị loại bỏ.
Hệ thống làm mát ống bằng nước nguội của KilnLoq sẽ khiến ống cứng hơn 20% so với các ống dùng nước nóng hay dầu. Đầu dò KilnLoq có thể ước tính được khối lượng bám dính ở đầu lò. Trước khi khối bám dính trở nên quá lớn gây tắc hoặc ảnh hưởng tới việc lấy mẫu, hệ thống sẽ gửi một tín hiệu cảnh báo yêu cầu bảo dưỡng.
Những thiết kế này sẽ đưa tới việc làm sạch lò tốt hơn, giảm thời gian dừng và cho kết quả phân tích tốt hơn.

Hệ thống nước làm mát:

Mạch nước làm mát cho đầu dò là loại tuần hoàn kín được điều khiển bởi tủ điện riêng của nó. Bởi vì đầu dò hoạt động tốt nhất khi nó nguội, tủ sẽ điều khiển hoạt động ở công suất làm mát cao mà không cần phải điều chỉnh lưu lượng hay theo nhiệt độ. Nhiều nhà máy xi măng có nước cấp với hàm lượng vôi cao, điều đó ảnh hưởng tới hiệu năng của hệ thống làm mát.
Tuy nhiên, hệ thống làm mát vòng kín sẽ tuần hoàn nước ở nhiệt độ thấp, đưa đến vôi kết tủa thấp, kết quả là ít cần phải bảo dưỡng và ít phải sục rửa cặn lắng hơn.
Và, tất nhiên, đơn giản là cốt lõi của thiết kế này. Lắp đặt và vận hành được chú ý sao cho càng đơn giản càng tốt. Điều này làm giảm yêu cầu về bảo trì, và loại bỏ sự cần thiết phải điều chỉnh định kì về lâu dài, điều thường xảy ra đối với các thiết kế phức tạp hơn.
Nếu việc cung cấp nước mát để làm nguội hệ thống bị lỗi, thiết bị điều khiển di chuyển sẽ rút đầu dò ra khỏi lò, vì vậy không xảy ra nguy cơ hư hỏng đầu dò.
Và, bởi vì đầu dò tự theo dõi lưu lượng và nhiệt độ của nước trong hệ thống
làm mát, nếu nhà máy của bạn đã có một hệ thống làm mát nước hiện có, bạn có thể tiết kiệm chi phí cho một khối làm mát đầu dò.

Thiết bị điều khiển di chuyển vào ra:

Đầu lò là nơi nguy hiểm, đặc biệt dưới tình trạng áp suất dương. Nhưng hệ thống phân tích khí là cần thiết trong các tình trạng như vậy, để tiếp tục vận hành, an toàn là quan trọng. Đó là lí do tại sao chúng tôi lắp ống KilnLoq trong một thiết bị di chuyển ra vào.
Khi rơi vào tình trạng áp dương, áp suất trong lò tăng cao, người nào đứng cạnh bất
cứ một cái lỗ hở nào của hệ thống sẽ bị liệu nóng chảy phun vào người. Thiết bị điều khiển cho phép đầu dò vận hành từ xa để giữ khoảng cách an toàn. Để an toàn hơn khi đầu dò rút hẳn ra ngoài, bạn có thể chọn thêm một cửa sập tự động.
Nếu lò vận hành không cân bằng, liệu có thể bám xung quanh ống. Khi hoạt động bình thường, phần lớn lượng bám dính này dễ dàng loại bỏ bằng việc di chuyển vào ra của đầu dò. Chu trình làm sạch nhanh- cộng thêm súng bắn khí nếu chọn- sẽ đủ để thổi sạch chỗ còn lại. Khi lỗi nguồn điện cung cấp hoặc khi lưu lượng nước làm mát yếu, đầu dò cũng tự động rút ra trước khi nó trở nên quá nóng. Hệ thống an toàn này dùng nguồn UPS kèm theo hay của khách hàng cung cấp. Động cơ truyền động rất khỏe và nó cũng thiết kế đơn giản, làm cho việc sửa chữa bảo dưỡng rất dễ, nói chung là hiếm khi cần.

Vệ sinh ống:


"Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn"

Đầu dò có hệ thống vệ sinh riêng của nó để loại bỏ các thành phần bám dính trong khi phân tích. Ba thiết bị vệ sinh được tích hợp trên đó sẽ làm việc tuần tự, đảm bảo cho đầu dò có thể làm việc dưới những điều kiện khắc nghiệt nhất.
Trong khi làm việc, dưới thiết kế đặc biệt, các van điện từ tác động nhanh sẽ điều khiển dòng khí nén áp lực lớn thổi những phần bám dính ra khỏi One-Pipe bay ngược vào trong lò.
Bố trí ngay trên cụm di chuyển, các van này nối ống đủ ngắn để đảm bảo lực thổi là mạnh cho chiều dài toàn ống mẫu.

Xử lí khí mẫu:

Khí lò xi măng có tính hoạt hóa và ăn mòn cao. Đó là lí do tại sao hệ thống xử lí khí mẫu được phát triển cho mức an toàn tối đa. Không những tất cả các thành phần trong hệ thống này được thử nghiệm đầy đủ, mà chúng còn chứng minh được sự bền bỉ và độ tin cậy từ năm 2003. Thiết kế với định hướng đơn giản hóa, các thành phần dễ bảo dưỡng và sửa chữa. Nó được trang bị hệ thống bơm oxi già, hoặc bộ
làm lạnh sâu để giảm thiểu công tác bảo dưỡng.
Hệ thống xử lí khí mẫu được tích hợp trong tủ GASloq.

Tủ điều khiển:

Tủ điều khiển là nơi người vận hành giao tiếp với hệ thống KilnLoq. Một màn hình cảm ứng màu cho phép người vận hành xử lí số lượng lớn các chức năng như báo động, các sự kiện và đường cong. Một biểu tượng lớn trên màn hình sẽ cho biết tổng quan trạng thái thiết bị của bạn.
Panen điều khiển được tích hợp vào trong tủ GASloq cũng như tủ điều khiển hiện trường.
Kết nối tới CCR có thể qua cáp tín hiệu thông thường hay dùng mạng truyền thông công nghiệp, chuẩn nối tiếp như Modbus, Profibus, Ethernet, TCP/IP, và tất cả chúng được hỗ trợ qua một mô đun ghép nối quang.

Các thông số hoạt động:

- Vị trí đặt: phía đầu lò, từ đường tâm lò và lên phía trên 1m; có thể lắp đặt cả ở 2 phía.
- Nhiệt độ môi trường làm việc tối đa: 1400 DegC
- Nhiệt độ làm việc bình thường: 900-1200 DegC
- Nồng độ bụi lớn nhất:2000g/Nm3
- Áp suất tối thiểu: -20 kPa (-200 mbar)
- Lưu lượng bình thường: 20 m/s
- Khí nén điều khiển:yêu cầu 5-7 bar, 3 m3/h
- Chất lượng khí nén: điểm sương -20 DegC, theo tiêu chuẩn ISO 8573-1, class 2
- Nguồn  điện: 3 pha 380/440V, 50/60Hz hoặc 3 pha 460/460V 60Hz
- Tiêu chuẩn áp dụng: CE hay UL

Các bạn có thể xem thêm các video minh họa bên dưới:






Chúc các bạn thành công!

LINK DOWNLOAD FULL BÀI VIẾT

NGUỒN: FLSmidth
M_tả

No comments: