Rekonstrukce odprašování chladiče slinku realizovaná společností ZVVZ-Enven Engineering, a.s. V procesu výroby cementu dochází k tvorbě velkých objemů sypkých materiálů. Jednou ze základních komponent pro výrobu cementu je slinek, který se vyrábí v rotačních pecích. Při suchém způsobu výroby je součástí pecní linky roštový chladič slinku, který patří k významným zdrojům emise tuhých znečisťujících látek do ovzduší při současném požadavku na jeho kontinuální provoz. S ohledem na neustále se zpřísňující požadavky legislativy je tento zdroj jedním ze středů pozornosti kontrolních orgánů i samotných výrobců cementu. Ve společnosti Cement Hranice a.s., která od roku 2004 patří do italského koncernu Buzzi Unicem, byl od roku 1992 nainstalován pískový filtr LURGI, který však, jak ukazovala kontrolní měření, nebyl nadále schopen plnit zpřísněné požadavky současné legislativy na dodržení emisních limitů. Z tohoto důvodu bylo rozhodnuto o rekonstrukci odprašovacího zařízení, přičemž v úvahu přicházely dvě známé varianty, tzn. řešit odprášení pomocí látkového filtru, nebo elektrického odlučovače. Základní technické parametry pro návrh zařízení jsou uvedeny v Tab. 1. Při rozhodování o výběru varianty řešení bylo provedeno jejich porovnání s ohledem na investiční náklady a očekávané náklady na provoz a údržbu. Specifickým požadavkem byla podmínka napojení potrubí pro odprašování chlorového bypassu rotační pece do vstupního potrubí nového filtru. Následné vyhodnocení prokázalo jako výhodnější řešení výstavbu látkového filtru společně s tepelným výměníkem vzduch / vzduch zajišťujícím snížení teploty na vstupu do filtru na požadovanou úroveň. Množství odsávaného plynu nominální 200 000 Nm3/h, maximální 223 000 Nm3/h Teplota odsávaného plynu nominální 250 oC, maximální 400 oC Koncentrace prachu nominální 18 g/Nm3, maximální 30 g/Nm3 Druh prachu směs slinku a by-passového prachu Tab. 1 - Vstupní parametry pro návrh nového zařízení
Obr.1 - Stávající odprašovací zařízení s pískovým filtrem LURGI
ZVVZ–Enven Engineering, a.s., Sažinova 1339, CZ – 399 01 Milevsko, IČ: 25696882, DIČ: CZ25696882 Tel.: +420 382 551 111, fax: +420 382 522 158,
[email protected], www.zvvz-enven.cz
1/5
Z celkem osmi významných evropských společností byla ve výběrovém řízení vybrána jako generální dodavatel stavby firma ZVVZ–Enven Engineering, a.s, s tím, že tepelný výměník bude dodán firmou REDECAM S.p.A. Podmínkou investora přitom bylo poskytnutí záruky na dodržení garantovaných hodnot uvedených v Tab. 2 pro celé odprašovací zařízení, což bylo oběma firmami po vzájemných jednáních akceptováno. Specifikace Úlet tuhých znečisťujících látek Spotřeba tlakového vzduchu Max. tlaková ztráta Minimální životnost filtračních hadic Minimální životnost trubkových vestaveb Hlučnost 1 m od stroje Tab. 2 - Garance na zařízení
Látkový filtr 10 mg/Nm3 97 Nm3/h 1 200 Pa 15 000 provozních hodin 75 dB(A)
Tepelný výměník 500 Pa 20 000 provozních hodin 75 dB(A)
Vlastní realizace proběhla na přelomu let 2004 a 2005. Montáži nového odprašovacího zařízení předcházela stavební příprava spočívající ve vybudování nových základů za plného provozu zařízení stávajícího. S ohledem na tuto skutečnost bylo zvoleno řešení částečně využívající stávající základy, které byly provázány se základy novými. Stávající odprašovací zařízení bylo kompletně demontováno vč. části vstupního a výstupního potrubí. Do uvolněného prostoru byl následně instalován tepelný výměník a látkový filtr. Zachovaná část stávajícího výstupního potrubí z chladiče slinku byla napojena na vstupní díl tepelného výměníku při současném připojení potrubí pro odprašování chlorového by-passu. Výstup z tepelného výměníku byl propojen se vstupem do látkového filtru, jehož výstup byl napojen na zachovanou část vstupního potrubí oboustranně sacího radiálního ventilátoru. U ventilátoru byla provedena výměna elektromotoru, přičemž nově instalovaný motor o příkonu 630 kW byl doplněn o frekvenční měnič.
Obr. 2 - Demontážní a montážní práce
Tepelný výměník s technickými parametry uvedenými v Tab. 3 je trubkového uspořádání s vertikálním prouděním odsávaného plynu uvnitř trubek shora dolů. Plyn v trubkách je ochlazován vnějším horizontálním proudem okolního vzduchu. Výměník je řešen jako ZVVZ–Enven Engineering, a.s., Sažinova 1339, CZ – 399 01 Milevsko, IČ: 25696882, DIČ: CZ25696882 Tel.: +420 382 551 111, fax: +420 382 522 158,
[email protected], www.zvvz-enven.cz
2/5
jednotahový a skládá se ze tří sekcí, z nichž každá je vybavena čtyřmi axiálními ventilátory se samostatnými elektromotory. Každá trojice ventilátorů v řadě je řízena jedním frekvenčním měničem. Během normálního provozu je teplota za výměníkem udržována na hodnotě 130 oC, při nárůstu teploty za chladičem slinku na maximální hodnotu 450 oC je možný nárůst teploty na výstupu z výměníku na 145 oC. Pro případ poruchy chladicích ventilátorů je tepelný výměník vybaven havarijní přisávací klapkou. Látkový filtr s technickými parametry uvedenými v Tab. 3 je řešen v modulovém uspořádání se šesti samostatnými moduly. Každý z modulů je vybaven pneumaticky ovládaným výstupním talířovým ventilem a ručně ovládanou vstupní klapkou. Toto provedení umožňuje provoz filtru ve dvou režimech regenerace a to systémem on–line (regenerace filtračních hadic bez odstavování modulu z provozu) a systémem off-line (regenerace filtračních hadic při odstaveném modulu z provozu). Výše uvedené provedení látkového filtru zároveň umožňuje provádět revizi, případně servis jednoho z modulů bez potřeby odstavit z provozu celý filtr, čímž je eliminováno nebezpečí nutnosti odstavení celé linky rotační pece z provozu v případě poruchy látkového filtru. Na výpadech z výsypek látkového filtru a tepelného výměníku jsou jako tlakové uzávěry instalovány motoricky ovládané dvojklapky zajišťující vynikající odolnost vůči extrémním abrazivním vlastnostem dopravovaného materiálu. Pod dvojklapkami je pro dopravu odloučeného materiálu do stávajícího příčného šnekového dopravníku instalován nový systém šnekových dopravníků. S ohledem na problematiku vysoké lepivosti prachu z odprašování chlorového by-passu, které je do odprašovacího zařízení chladiče slinku rovněž napojeno, byl v rámci dodávek realizován systém opatření zabraňující možným problémům se zalepováním. Tento systém opatření spočívá ve zvětšení úhlu sklonu stěn výsypek látkového filtru, vybavení jeho výsypek elektrickým vytápěním, vybavení dvojklapek na výpadu z výsypek nuceným otevíráním a provedením tepelné izolace šnekových dopravníků.
Látkový filtr Typ Provedení Počet modulů Počet filtračních hadic Filtrační plocha Zatížení Rozměr filtračních hadic Materiál filtračních hadic Provozní teplota
EFP-6-5,5-323-D6 pulse-jet, off-line 6 ks 1983 ks
Tepelný výměník Typ Provedení Počet sekcí Počet ventilátorů
RF 3x4 472t12 jednotahový 3 ks 12 ks
5136 m2 72 m/h 152 mm / 5500 mm
Počet FM Teplosměnná plocha Počet trubek
4 ks 4746 m2 1416 ks
PES (PTFE)
Rozměr trubek
89 mm / 12000 mm
130 oC (max. 150 Výstupní teplota C) Tab. 3 - Technické parametry látkového filtru a tepelného výměníku o
130 oC (max. 150 C)
o
ZVVZ–Enven Engineering, a.s., Sažinova 1339, CZ – 399 01 Milevsko, IČ: 25696882, DIČ: CZ25696882 Tel.: +420 382 551 111, fax: +420 382 522 158,
[email protected], www.zvvz-enven.cz
3/5
Obr. 3 - Nové odprašovací zařízení s látkovým filtrem ZVVZ–Enven Engineering, a.s. Jak bylo prokázáno autorizovaným měření jak v průběhu záruční doby, tak i po jejím skončení, bylo instalací nového odprašovacího zařízení dosaženo významného snížení emisí tuhých znečisťujících látek a to pod hranici 5 mg/Nm3. Zároveň došlo k výrazným úsporám elektrické energie uvedeným v Tab. 4. Provoz původního pískového filtru byl totiž zatížen provozem dvou ventilátorů, které zajišťovaly regeneraci filtrační vrstvy zpětným proplachem a zvyšovaly tak celkové množství odsávaného vzduchu. Pozitivní vliv měla rovněž výměna pohonu radiálního ventilátoru a instalace frekvenčního měniče. Při regulaci výkonu změnou otáček pracuje ventilátor s vysokou účinností v širokém pásmu regulačního rozsahu. Instalace frekvenčního měniče rovněž přispěla k velmi výraznému snížení hlučnosti ventilátoru. Nové odprašovací zařízení navíc úspěšně zvládá provoz se spalinami z chlorového by-passu, který s původním pískovým filtrem nebyl možný, protože docházelo k jeho zalepování a filtr nebyl schopen regenerace. Při provozu pískového filtru bylo běžně dosahováno tlakové ztráty okolo 1800 Pa, u nového odprašovacího zařízení se provozní tlaková ztráta pohybuje v rozmezí 600 až 1250 Pa v závislosti na provozu chlorového bypassu. Zařízení Původní pískový filtr Ventilátor 330 kW Proplachové ventilátory, míchadla 50 kW Regenerace – výroba stlačeného vzduchu Chladicí ventilátory Doprava odloučeného prachu srovnatelná Celkem 380 kW Tab. 4 - Srovnání spotřeby elektrické energie
Nový látkový filtr 80 – 150 kW 10 kW 20 kW srovnatelná 110 – 180 kW
ZVVZ–Enven Engineering, a.s., Sažinova 1339, CZ – 399 01 Milevsko, IČ: 25696882, DIČ: CZ25696882 Tel.: +420 382 551 111, fax: +420 382 522 158,
[email protected], www.zvvz-enven.cz
4/5
Rekonstrukce odprašování chladiče slinku výměnou pískového filtru za látkový filtr splnila základní cíl radikálního omezení emise tuhých znečisťujících látek. Navíc bylo dosaženo významného snížení spotřeby elektrické energie a možnost využití nově instalovaného zařízení pro odprašování chlorového by-passu.
Zpracoval: Ing. Petr poskočil, Pavel Jelínek Specialisté na látkové filtry ZVVZ-Enven Engineering, a.s. V Milevsku, 10.2.2009
ZVVZ–Enven Engineering, a.s., Sažinova 1339, CZ – 399 01 Milevsko, IČ: 25696882, DIČ: CZ25696882 Tel.: +420 382 551 111, fax: +420 382 522 158,
[email protected], www.zvvz-enven.cz
5/5
