Analisi dei gas nell'industria del cemento - Monitoraggio continuo per l'ottimizzazione di produttività, sicurezza e sostenibilità - ABB
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— A B B M E A S U R E M E N T & A N A LY T I C S Analisi dei gas nell’industria del cemento Monitoraggio continuo per l’ottimizzazione di produttività, sicurezza e sostenibilità
2 A N A L I S I D E I G A S N E L L’ I N D U S T R I A D E L C E M E N T O M O N I TO R A G G I O C O N T I N U O
—
Competenza nel monitoraggio
dei processi e delle emissioni
Sistemi di analisi dei gas in sintesi
Con 35 anni di esperienza e oltre 600 sistemi di analisi per i forni distribuiti
in tutto il mondo, ABB è leader di mercato nel campo dei cementifici
e fornisce analizzatori di gas all’avanguardia.
ProKiln è il sistema progettato per il campiona- Il sistema AO2000 si adatta alle diverse
mento di gas di combustione del cemento caldo applicazioni del cemento; per garantire un
in uscita dal forno. In presenza di incrostazioni monitoraggio efficace della combustione
dure la sonda H consente all’operatore di primaria e secondaria, la convalida della qualità
risparmiare una notevole quantità di tempo del clinker, e ridurre al minimo i costi del
per la manutenzione grazie all’esclusivo design carburante attraverso un controllo ottimizzato
dello stantuffo, che disintegra meccanicamente della combustione ed un funzionamento sicuro.
le incrostazioni senza interrompere il campiona-
mento. In questo modo si riducono i costi ACF5000 è l’unico sistema CEM realmente
di manutenzione e si migliora la disponibilità integrato e completamente certificato che offre
dei dati e la qualità della produzione. prestazioni elevate, ampie capacità di comunica-
zione e il più lungo intervallo di manutenzione
del mercato.
A N A L I S I D E I G A S N E L L’ I N D U S T R I A D E L C E M E N T O M O N I TO R A G G I O C O N T I N U O 3
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Panoramica
Analisi dei gas nell’industria del cemento
3 6 4 5 6 7b 7b 7a
Camino
Silos
carbone
Camino
Filtro 6
a sacco
Frantoio di
Carbone
polverizzazione
Farina non
trattata
Ventilatore di estrazione
Preriscaldatore Mulino
del crudo Precipitatore
Torre di raffreddamento elettrostatico
2
Forno di Farina non
Combustione secondaria (pneumatici, rifiuti...)
calcinazione trattata
Scarico di raffreddamento
Combustione primaria
1
(carbone, olio, gas)
Forno rotativo Carbone
Raffreddatore
Depolverazione
Clinker
Punto di Componenti
misurazione Applicazione Obiettivo di misurazione di misurazione soluzione Analizzatori
1 Uscita gas forno • Ottimizzazione della combustione CO, O2, NO, CO2, Sistema AO2000 Uras, Limas,
primaria CH4, SO2 + ProKiln Magnos
• Minor consumo di carburante
• Mantenimento della qualità
del clinker
2 Forno di calcinazione • Ottimizzazione della combustione CO, O2 Sistema AO2000 Uras, Magnos
secondaria + ProKiln
• Minor consumo di carburante
3 Preriscaldatore • Misurazione di sicurezza CO, O2 Sistema AO2000, Uras, Magnos
• Prevenzione delle esplosioni nell’ESP LS25
• Controllo aria di infiltrazione nel
preriscaldatore
4 Silos carbone • Misurazione di sicurezza CO, (O2) Sistema AO2000, Uras, Magnos
• Prevenzione esplosioni LS25
(monitoraggio ingresso aria)
5 Frantoio di • Misurazione di sicurezza CO, O2 Sistema AO2000 Uras, Magnos
polverizzazione • Prevenzione esplosioni
(monitoraggio ingresso aria)
6 DeNOx • Misurazione NH3 NH3 LS25
7a Camino • Monitoraggio delle emissioni CO, O2 Sistema AO2000 Uras, Magnos
7b Camino • Monitoraggio delle emissioni CO, NOx, SO2, O2, ACF5000 Uras, Limas,
CO2, HCI, VOC, HF Sistema AO2000 Magnos
+ LS25
4 A N A L I S I D E I G A S N E L L’ I N D U S T R I A D E L C E M E N T O M O N I TO R A G G I O C O N T I N U O — ProKiln – il sistema di campionamento gas La potenza della nuova generazione! La produzione di cemento è ad alta intensità energetica, pertanto i produttori di tutto il mondo sono alla continua ricerca di modi per aumentare l’uso di carburanti alternativi in grado di ridurre l’impatto sull’ambiente e ottimizzare l’efficienza dei processi. Secondo CEMBUREAU è possibile utilizzare fino al 95% di carburanti alternativi ponendo le misurazioni critiche all’ingresso del forno dinanzi a nuove sfide, come il blocco delle sonde, maggiori interventi di manutenzione e la scarsa disponibilità. — 01 ProKiln Per soddisfare le mutevoli condizioni dei processi, Le esclusive caratteristiche di ProKiln: ABB e FLO2R hanno unito le forze, allo scopo di offrire • Potente pulizia con 2 getti d’aria un prodotto di qualità superiore che aiuti i cementifici • Filtro nel terminale della sonda per evitare che il campione a raggiungere i propri obiettivi. Da 60 anni di esperienza e la polvere si mescolino combinata è nata la soluzione di quarta generazione • Limitazione del flusso diretto di polvere in base alla di ABB per l’ingresso del forno. protezione del terminale ProKiln è composto da: • Innovativo ed esclusivo design dell’ugello • unità di retrazione con motore elettrico e sonda a catena • Il design accurato consente una facile pulizia manuale raffreddata ad acqua • Nessuna parte mobile • unità di raffreddamento con scambiatore di calore • Funzionamento intuitivo con il touch panel e pompa di circolazione dell’acqua di raffreddamento • Combinabile con il sistema AO2000 e analizzatori • unità di controllo con regolatore industriale che include di terze parti un touch panel a colori • Disponibile come configurazione a sonda doppia e singola
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Valutazione di un importante produttore
mondiale di cemento
“Il metodo di pulizia con i getti d’aria è molto potente ed è ben noto nell’industria del
cemento. Il suo impiego nelle sonde di analisi dei gas riduce significativamente il rischio
e la complessità delle lunghe attività di manutenzione rispetto ad altri metodi di pulizia”.
“Il soffiatore con i getti d’aria ad alta potenza, in combinazione con un filtro campione
nel terminale della sonda, ottimizza la disponibilità del sistema di analisi di gas”.
Importante produttore mondiale di cemento
— ProKiln è stato messo alla prova durante un test
04 Il tubo centrale
consente una facile in uno stabilimento del più grande produttore Miglioramenti grazie all’utilizzo di ProKiln
pulizia manuale di cemento al mondo. Il test è durato 6 mesi e si
— Interventi Disponibilità
05 Design esclusivo è svolto in uno stabilimento che impiega oltre
dell’ugello di ProKiln
di manutenzione oraria
l’80% di carburanti alternativi. La riduzione degli
per settimana
interventi di manutenzione e l’ottimizzazione
della disponibilità hanno convinto il cliente
a sostituire l’attuale installazione con ProKiln.
Con più di 60 anni di esperienza nel campo del
cemento, ABB si dimostra il partner perfetto per
affrontare le sfide attuali grazie a una soluzione
convincente in grado di sostenere i cementifici Installazione attuale Installazione attuale
nel loro percorso che si articola in diverse tappe: (7 h) (5 min)
• massimizzare la produttività ProKiln (1 h) ProKiln (58 min)
• garantire cemento di alta qualità
• evitare i tempi di inattività dei forni
• ridurre i costi operativi
Oltre a ProKiln, ABB propone Probe 60s.
Una soluzione utilizzata prevalentemente per
impianti con applicazioni meno impegnative.
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04 05
6 A N A L I S I D E I G A S N E L L’ I N D U S T R I A D E L C E M E N T O M O N I TO R A G G I O C O N T I N U O
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Serie AO2000 e EL3000
Analizzatori di gas in continuo
testati e affidabili
—
01 Analizzatore di gas Gli analizzatori di gas modulari della EL3000 è una serie di strumenti
modulare in continuo
serie Advance Optima serie AO2000 combinano tecnologie potenti ed economici per il monito-
—
02 Analizzatori di avanzate con oltre 80 anni di espe- raggio delle concentrazioni di gas
gas serie EasyLine
rienza nell’analisi dei gas di processo in numerose applicazioni. EL3000 si
e ambientali. Rappresentano una basa sulla tecnologia collaudata
soluzione innovativa per le esigenze e affidabile di ABB per l’analisi
del presente e le sfide del futuro. estrattiva di gas in continuo.
La serie AO2000 può essere
Principali funzioni di EL3000
utilizzata in quasi tutte le forme • Uras (NDIR), Limas (NDUV), Magnos (O2),
di produzione e ha dato prova della Caldos (TCD) e Fidas (FID)
sua efficacia anche negli ambienti • Combinazione di due analizzatori in un unico
contenitore per un eccellente rapporto
di lavorazione più difficili. qualità-prezzo
• Fino a cinque componenti di misurazione
Principali funzioni di AO2000 in un’unica unità
• Sistemi multianalizzatore con un massimo • Calibrazione con cellette di calibrazione
di quattro moduli d’analisi completamente collaudate senza gas di prova per ridurre i costi
integrabili come Uras (NDIR), Limas (NDUV), di manutenzione
Magnos (O2), Caldos (TCD) e Fidas (FID) • Piena conformità alle direttive internazionali
• Fino a sei componenti di misurazione in materia di protezione ambientale
• Convalida/calibrazione con cellette di calibra- • Uscite analogiche, I/O digitali, Modbus,
zione collaudate senza gas di prova per ridurre PROFIBUS
i costi di manutenzione • Versioni Ex disponibili
• Piena conformità alle direttive internazionali • Lingue asiatiche disponibili
in materia di protezione ambientale
• Funzione PLC integrata con programmazione
logica a blocchi
• I/O digitali, analogici
• Comunicazione illimitata su Ethernet
o Modbus o PROFIBUS
• Simulazione HMI per PC gratuita in esecuzione
su Ethernet
• Analyze IT Explorer: software di manutenzione
da remoto
• Versioni Ex disponibili
— —
01 02
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Sistema AO2000 con impianto
di estrazione a freddo/secco
Completo. Configurabile. Coerente
—
03 Sistema AO2000
AO2000 è una soluzione di sistema Il sistema AO2000 offre
• Analizzatori certificati con tecnologia di
con soluzione estrat-
tiva a freddo/secco per
pre-ingegnerizzata per l’analisi
misurazione comprovata: fotometro a raggi
il monitoraggio delle
emissioni e del processo
di gas in continuo; si compone infrarossi/UV, analizzatore di ossigeno
di sonda, linee di prelievo e di condi- paramagnetico, sensore di ossigeno elettrochi-
mico, analizzatore FID
zionamento dei campioni, nonché di
• Fino a sei componenti di misurazione,
analizzatori certificati della serie con quattro analizzatori e il relativo sistema
Advance Optima. di condizionamento dei campioni
• Comandi esterni pratici e semplici
• Interfacce di comunicazione: Modbus, Profibus
Il sistema può essere gestito tramite o Ethernet per la connessione a un PC o a un
tastiera e display posti sul fronte sistema di controllo dei processi
• Funzioni di autocontrollo integrate per semplifi-
dell’armadio ed è disponibile con
care l’assistenza e la manutenzione da remoto
diverse opzioni da personalizzare • Software Analyze IT Explorer con licenza
in base alle misure necessarie; gratuita per la gestione delle risorse e accesso
in tutto il mondo per la manutenzione da
è appositamente progettato per
remoto via Ethernet
facilitare l’assistenza
e la manutenzione. Vantaggi del sistema AO2000 Completo.
Dal campionamento alla misurazione.
Il sistema AO2000 è adatto per
• Analizzatori serie AO2000 leader a livello
componenti non idrosolubili, mondiale
generalmente NO, NO2, NOX, CO, • Sistema di campionamento integrato
fisicamente e digitalmente
CO2, SO2, CH4, O2, VOC.
• Tre configurazioni facili da usare
Configurabile. Su misura per tutte le esigenze.
• Pre-ingegnerizzato per applicazioni note
• Adattabile anche alle applicazioni più complesse
• Generazione automatizzata di disegni di sistema
Costante. La qualità che ci si aspetta.
• Prodotto in Germania
• Facile utilizzo tramite porta anteriore
• Layout interno familiare e di facile utilizzo
—
Lo sapevate?
Il sistema AO2000
. può anche
integrare segnali di altre misure
come, ad esempio, polvere, P, T, V
e mercurio per la trasmissione
a DCS o DAHS
—
03
8 A N A L I S I D E I G A S N E L L’ I N D U S T R I A D E L C E M E N T O M O N I TO R A G G I O C O N T I N U O
—
“AO2000 System Fast”
L’esclusiva soluzione personalizzata
per la misurazione di sicurezza nell’ESP
(elettrofiltro/precipitatore elettrostatico)
—
01 Tempo di
“AO2000 System Fast” è il sistema Perché è così importante eseguire il campiona-
mento nella parte superiore del preriscaldatore?
sistema T 90 per CO
appositamente progettato per
La concentrazione di CO nella parte superiore
il monitoraggio del CO prima del del preriscaldatore è uguale alla concentrazione
precipitatore elettrostatico (ESP) in all’ingresso dell’ESP. Ciò consente di disporre di
ulteriore tempo di misurazione per l’analisi prima
un cementificio. Con un tempo
che il gas di processo raggiunga l’ESP.
di risposta molto breve permette
di ottenere un controllo sicuro del Perché non eseguire il campionamento
direttamente davanti all’ESP?
processo di combustione, un minor
L’alta velocità del gas di processo (circa 12 m/s)
numero di arresti dell’ESP e un richiede un punto di campionamento a monte
ridotto impatto ambientale. dell’ESP, altrimenti l’elevata concentrazione di
CO raggiunge l’ESP prima che sia stata effettuata
l’analisi del gas. Anche con un tempo T90 breve
Quando diventa pericoloso in un ESP?
(da 2 a 3 s) il campionamento del gas diretta-
Le particelle di polvere vengono caricate nel
mente davanti all’ESP non è quindi appropriato.
campo elettrico dell’ESP e separate. L’ESP agisce
Al fine di ottenere un tempo di risposta molto
come fonte di accensione ad alti livelli di CO.
breve per il sistema completo, ABB ha sviluppato
In pratica, le esplosioni possono verificarsi
il sistema di analisi dei gas estrattivi ACX Fast.
quando il CO è compreso tra 8 e 12 Vol%
e l’O2 > 6 Vol%.
Prestazioni e vantaggi del sistema
• Il tempo di risposta T90 del sistema per il CO
Qual è il miglior punto di campionamento?
è inferiore a 10 s
• L’analisi del gas deve essere eseguita prima
• Il livello limite del CO può essere impostato più
che il gas di processo raggiunga l’ESP
in alto
• Il punto di campionamento finale del gas per
• Interruzione del campionamento solo per lo
l’ESP è nella parte superiore della torre del
sfiato automatico e la calibrazione settimanale
preriscaldatore (uscita gas preriscaldatore)
• Con la configurazione a doppia commutazione
non si verificano interruzioni di campionamento
durante lo sfiato automatico
—
01
Uras 26
CO
Bypass
Sonda tipo F Linea gas campione L = 10 m SCC-C Fast SCC-F Fast Analizzatore
250 l/h 250 l/h 250 l/h 250 l/h 100 l/h
2s 2s 2s 1s 2s
Tempo di risposta T90 del sistema per CO – circa 9 secondi
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Sistema estrattivo ACF5000 a caldo/umido
Il nuovo riferimento delle soluzioni CEMS
basate su FTIR
—
Sistema ACF5000
ACF5000 è un sistema di analisi Vantaggi di ACF5000
a caldo/umido per
il monitoraggio delle
completamente certificato per Affidabilità
• Oltre 25 anni di esperienza con gli spettrometri
emissioni e del processo
monitorare con precisione FTIR nell’analisi del gas e più di 1.600
la composizione dei gas di scarico. installazioni nel mondo
• Sistema CEM completamente • Piena conformità alle normative europee
e internazionali
pre-ingegnerizzato per un • Assistenza in tutto il mondo tramite
facile funzionamento tecnici qualificati
• Il più lungo intervallo di manuten-
Flessibilità
zione esistente sul mercato • Pronto per il funzionamento: necessita solo
• Assistenza certificata in tutto di alimentazione elettrica e aria strumentale
il mondo • Possibilità di aggiungere facilmente ulteriori
componenti di misurazione; nessun hardware
aggiuntivo
• Porta supplementare per collegare altri
ACF5000 offre
analizzatori; non serve una sonda separata
• Misurazione di 15 componenti gassosi
• Misurazione estrattiva a caldo/umido
Redditività
• Comprovata tecnologia FTIR
• Ottimizzazione del tempo e delle risorse grazie
• Collaudati sensori FID e ZrO2 per la misurazione
alla convalida automatica tramite cellette
degli idrocarburi incombusti e del contenuto
integrate, senza gas di prova
di ossigeno
• Migliore intervallo di manutenzione sul mercato
• Sistema completamente pre-ingegnerizzato
• Trasporto del campione senza manutenzione
con design compatto e modulare
tramite pompa di aspirazione
• Comunicazione, controllo e manutenzione
• Riduzione dei costi per la manutenzione ordina-
tramite fieldbus ed Ethernet/TCP o modem
ria attraverso diagnosi e controllo da remoto
• Disegni tecnici disponibili il giorno del
preventivo
Certificazioni internazionali
• Certificazione TÜV secondo le norme tedesche
ed europee, le direttive UE 2010/75/EN
ed EN 14181
• Certificazione MCERTS in Gran Bretagna
• Conforme alle norme statunitensi
e canadesi EPA
—
ACF5000 è adatto per tutti
i componenti, inclusi quelli
idrosolubili, generalmente NO, NO2,
N2O, NH3, SO2, HCI, CO, CO2, CH4,
H2O, HF, O2, VOC.
—
02
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Codice QR dinamico
La comunicazione semplificata
—
01 Codice QR
Il codice QR dinamico di ABB è una funzione particolare che consente
dinamico sul display
dell’analizzatore
di visualizzare i codici QR generati dinamicamente sul display
—
02 Codice QR dinamico
dell’analizzatore per semplificare la comunicazione.
del flusso di lavoro
Oltre alle informazioni statiche per l’identifica- Elevata semplicità: standardizzato,
zione del sistema, il codice contiene anche indipendente dalla piattaforma
informazioni dinamiche sulla configurazione • Facilità di gestione, affidabilità del
di sistema e lo stato di salute dell’analizzatore. trasferimento dati
In combinazione con dispositivi mobili il codice • Non sono necessari ulteriori hardware
QR dinamico costituisce una vera e propria o fasi di lavoro
innovazione nella comunicazione con il cliente, • Facilità di accesso ai dati rilevanti
in quanto consente, ad esempio, di ricevere • Output e gestione dei dati standardizzati
un’assistenza molto più precisa e puntuale
da parte di ABB con conseguente miglioramento Maggiore disponibilità: informazioni specifiche
della disponibilità dell’analizzatore di gas. e supporto individuale
È compatibile con le applicazioni standard • Comunicazione più rapida grazie al pacchetto
di lettura dei codici QR e con l’applicazione di informazioni completo
di ABB “my Installed Base (myIB)”. • Tempi di risoluzione più rapidi grazie
a raccomandazioni di assistenza specifiche
Generalmente applicabile a tutte e a una migliore preparazione delle chiamate
le installazioni in tutti i settori, di assistenza
particolarmente interessante per
• Misurazioni con requisiti di elevata disponibilità Migliore gestione della base installata
(ad esempio CEMS) • Registrazione semplificata dei prodotti
• Installazioni remote e migliore qualità dei dati della base installata
• Installazioni con accesso remoto limitato • Storia completa dei prodotti
a causa delle linee guida sulla sicurezza
delle informazioni Il codice QR dinamico è disponibile per le linee
di prodotti AO2000, ACF5000 e AO2000,
nonché EL3000 e EL3060. Per la base già
installata, sono disponibili le opzioni
di aggiornamento. Per maggiori dettagli,
contattare il rappresentante ABB di zona.
Per ulteriori informazioni, fare riferimento alle
istruzioni di funzionamento.
— —
01 02
Display Scansione e condivisione Feedback
Display App di lettura del
analizzatore codice QR/app myIB Risoluzione
di ABB dei problemi
di assistenza
Feedback
diretto
Cliente ABBA N A L I S I D E I G A S N E L L’ I N D U S T R I A D E L C E M E N T O M O N I TO R A G G I O C O N T I N U O 11
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Il valore aggiunto
Cosa aspettarsi da un leader di mercato
La nostra leadership tecnologica nel settore dell’analisi dei gas ci consente
di offrire ai clienti vantaggi e servizi di eccellenza che non hanno pari sul
mercato. Questo è il valore aggiunto che ABB Analytical offre per migliorare
le prestazioni e l’affidabilità sul lavoro.
I migliori analizzatori realizzati su misura Concetti unici per il risparmio di tempi e di costi
per tutte le esigenze ABB vanta oltre 30 anni di esperienza nella
Possiamo offrire la più vasta selezione di principi produzione delle cellette di calibrazione che
di misurazione sotto lo stesso tetto. Tutti i tipi permettono sia la calibrazione interna senza
di analizzatori condividono un funzionamento bombole di gas di prova per i fotometri sia
comune per ridurre la necessità di formazione la calibrazione a punto singolo con aria ambiente
e di ricambi. come gas standard.
Partner di vendita e assistenza certificati Opzioni uniche di connettività
in ogni parte del mondo Gli analizzatori di gas e i sistemi ABB si distin-
Il nostro programma “Manufacturer Certified guono sul mercato in quanto a capacità di
Service” coinvolge oltre 300 specialisti di grande connessione tramite protocolli Ethernet,
esperienza e competenza per fornire assistenza Modbus o PROFIBUS. Le operazioni di lettura,
in tutto il mondo. I nostri tecnici sono partner archiviazione e visualizzazione dei dati degli
professionisti che si impegnano a trovare analizzatori su PC, PLC o altri sistemi di controllo
le soluzioni migliori per ogni attività di misura- dei processi risultano quindi semplificate.
zione e partecipano regolarmente a corsi
di formazione certificati. Qualità garantita da certificazioni indipendenti
ABB fornisce tutti i principali certificati
La sicurezza a lungo termine dell’investimento internazionali per i sistemi CEMS, le installazioni
Il nostro programma completo e trasparente in aree pericolose, le approvazioni metrologiche,
per il ciclo di vita di ogni prodotto comprende la sicurezza elettrica e la gestione ambientale.
la riparazione dei componenti e l’assistenza
per tutta la loro vita utile. I nostri prodotti sono
dotati di programmi di aggiornamento che
consentono di mantenerli sempre al massimo
livello tecnologico.
Soluzioni software più potenti
Gli analizzatori ABB dispongono di funzioni
di controllo e accesso remoto per la manuten-
zione e il monitoraggio della qualità (QAL3).
L’integrazione con funzionalità PLC consente
il monitoraggio e il controllo dell’intero sistema,
dal prelievo del campione fino all’analisi.—
ABB Measurement & Analytics
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