Calcia améliore la cuisson du clinker avec un système à l'entrée du four

Les principales tâches des analyseurs de gaz de process à l'entrée des fours dans les cimenteries sont les suivantes :

• Mesure de la composition du gaz de process dans la partie rotative du four

• Contrôle du taux d'excès d'air (O₂) à l'entrée du four à combustion

• Contrôle de la concentration de monoxyde de carbone (CO) et de la qualité de la combustion

• Surveillance de la concentration de NO et de NO₂ pour le contrôle des émissions et la régulation de la température

• Surveillance des composés volatils sulfurés (SO₂)

• Transmission d'informations sur la concentration des gaz susmentionnés pour la commande du brûleur, l'adaptation des mélanges de combustibles et de matières premières ainsi que la régulation du gaz de process.

En plus de ces caractéristiques, d'autres clients ont bénéficié de la capacité du système d'analyse à fournir des informations sur le cycle interne du chlore en mesurant la concentration de chlorure d'hydrogène (HCI) dans le four, aidant ainsi les exploitants d'installations à réduire les problèmes de blocage dus à une forte volatilité du chlore. En outre, ces informations sont utiles pour limiter le débit volumique du gaz dérivé du chlore et, par conséquent, pour maintenir les émissions de HCl à un faible niveau.

Prendre des mesures dans des environnements extrêmes avec des concentrations de poussière atteignant jusqu'à 2 000 grammes par mètre cube (g/m3) et des températures proches de 1 400 °C est un défi. Mais la sonde de prélèvement de gaz à haute température SCP3000, avec son tube refroidi à l'eau et sa fonction d'autonettoyage très efficace, est une solution fiable pour l'échantillonnage de gaz à l'entrée du four. Grâce à sa conception spéciale et à son système de backflush à haute pression, le colmatage de la sonde est évité même en cas d'utilisation dans des gaz de four combinant une forte concentration de poussière et de grandes quantités de composés chlorés et sulfurés. L'admission de gaz optimisée et renforcée au niveau de la sonde est montée à un angle opposé au flux de gaz, ce qui réduit la pénétration directe de poussières et de particules dans le système de prélèvement. Le tube de la sonde, très résistant à la corrosion et disponible en différentes longueurs de 2,5 à 4 mètres, est ainsi protégé de l'abrasion et du colmatage.

Endress+Hauser est l'un des rares fournisseurs proposant des solutions complètes de sonde d'extraction de gaz et d'analyseur. En outre, cette entreprise dispose de la plus longue expérience en matière d'analyseurs de gaz montés à l'entrée des fours cimentiers et basés sur la technologie de mesure à chaud.  Avec l'analyseur de gaz multicomposant MCS300P HW et son photomètre infrarouge (IR) non dispersif, les cimentiers ont la possibilité de mesurer jusqu'à 6 composants gazeux actifs dans la gamme IR, plus l'oxygène. Pour les applications à l'entrée du four, le système d'analyse est normalement configuré pour mesurer tous les composants gazeux liés à la combustion, par ex. O₂, CO, CH₄ (pour le gaz naturel), NO et CO₂, ainsi que des paramètres de process tels que SO₂, HCI, et NH₃. Grâce à la technologie de mesure à chaud, le trajet du gaz est entièrement chauffé de la sonde de prélèvement à l'analyseur de gaz. Les gaz extraits sont donc toujours au-dessus du point de rosée, ce qui réduit les risques liés aux condensats, comme la corrosion acide ou les blocages de tuyauterie. L'échantillon de gaz n'étant pas refroidi, même les composants hydrosolubles tels que NH₃, HCl et SO₂ peuvent être mesurés avec une seule cellule et sans aucun traitement du gaz ou travail de calcul. En outre, la technologie à chaud de SICK ne nécessite pas de refroidisseurs de gaz supplémentaires, de filtres à acide spéciaux, de pièges à eau ou de systèmes de dosage de peroxyde d'hydrogène pour éliminer le SO₂ corrosif présent dans le gaz de process. Cela réduit le travail de maintenance et l'utilisation de consommables.

La combinaison de la sonde de prélèvement de gaz à haute température SCP3000 et de l'analyseur de gaz multicomposant MCS300P permet de relever les défis de la mesure des gaz à l'entrée du four dans les cimenteries malgré les températures élevées des gaz, les fortes charges de poussière ou les gaz corrosifs, et évite le recours à un système de conditionnement des échantillons complexe et difficile à entretenir. Les capacités d'autonettoyage et d'auto-ajustement automatisées du système d'analyse assurent une grande disponibilité et se traduisent par des coûts d'exploitation nettement inférieurs à ceux des systèmes conventionnels basés sur la technologie de mesure à froid et à sec, qui tend à rendre la préparation des échantillons gazeux très complexe et exigeante en termes de maintenance. De ce fait, les coûts d’exploitation de la technologie à chaud peuvent être jusqu'à 40 % plus bas que ceux des systèmes basés sur une technologie de mesure à froid. Le système est optimisé pour l'utilisation avec des combustibles difficiles, à haute teneur en soufre (par ex. le coke de pétrole), et avec des combustibles alternatifs (pneus, combustibles dérivés des déchets, huiles, copeaux de bois, déchets médicaux, etc.), ce qui le rend fiable même dans des atmosphères de mesure très agressives.

©Endress+Hauser

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À l'avenir, Calcia prévoit de mettre en place la solution de surveillance d'état Endress+Hauser, un nouveau service numérique augmentant la disponibilité du système d'analyse des gaz de process à l'entrée du four. La Monitoring Box est une solution numérique conçue pour la surveillance continue de l'état des appareils et des installations, ainsi que de l'application en elle-même. Les données essentielles provenant des appareils connectés sont collectées par la passerelle, cryptées et envoyées par réseau mobile, local ou wifi à un hébergeur cloud sécurisé pour leur traitement ultérieur.

La maintenance conditionnelle surveille tous les paramètres essentiels qui indiquent l'état du système dans son entier - y compris l'analyseur de gaz, le système de prélèvement et tous les équipements auxiliaires tels que le système de refroidissement du tube de la sonde d'extraction de gaz refroidie par eau ou l'automate programmable industriel.

Ces données collectées peuvent être visualisées et évaluées dans l'application web Condition Monitoring. Les changements importants de l'état de l'appareil sont surveillés, ce qui permet au personnel de maintenance d'intervenir à temps et d'assurer la disponibilité du système. De cette manière, le service Condition Monitoring améliore la disponibilité et la fiabilité des équipements, et permet d'éviter les pannes ainsi que les temps d'arrêt imprévus. En option, les appareils connectés peuvent également être surveillés par Endress+Hauser dans le cadre d'un contrat de service après-vente.

Ces informations permettent d'identifier les problèmes avant qu'ils ne surviennent. Pour les exploitants, cela se traduit par une prolongation du cycle de vie du système et un retour sur investissement plus rapide. En outre, cette solution permet à Endress+Hauser d'optimiser la maintenance et d'assurer un dépannage immédiat, ce qui réduit les coûts de déplacement et la durée du travail des techniciens de maintenance.

Ces économies sont directement répercutées sur le cimentier. Des contrôles à distance approfondis améliorent également la qualité des données des systèmes d'analyse. Ces améliorations augmentent l'efficacité globale de la maintenance et peuvent prolonger le cycle de vie des machines.

Grâce aux bonnes relations entre SICK et Calcia, ainsi que de nombreux autres membres du groupe Heidelberg Materials dans le monde, l'usine de Couvrot a été équipée du système d'analyse des gaz de process SCPS3300 à l'entrée du four, composé d'une sonde d'extraction de gaz SCP3000 et d'un analyseur de gaz multicomposant à chaud MCS300P, la solution la mieux adaptée à cette application de mesure essentielle et exigeante. Les sites de Beaucaire et d'Airvault ont également adopté cette solution.