Modernizace odprašování sušárny strusky v OJSC Yugcement, Ukrajina Struska je jednou z nejdůležitějších přísad používaných při výrobě cementu. Při klasickém způsobu výroby je dávkována do cementového mlýna, kde je společně se slinkem a ostatními aditivy semleta na konečný produkt. Před dopravou strusky do cementové mlýnice je potřeba z technologických důvodů snížit její vlhkost. K tomuto účelu se ve většině případů používají bubnové sušárny vytápěné zemním plynem. V cementárně OJSC Yugcement, Ukrajina, která je součástí skupiny Buzzi Unicem, je instalována bubnová sušárna o průměru 3,2 a délce 27 m s výkonem 55 t/h. V rámci modernizace celé cementárny bylo v roce 2006 rozhodnuto o její rekonstrukci a současné výměně odprašovacího zařízení. Cílem byla optimalizace provozu sušárny a snížení emisí tuhých znečišťujících látek do okolního prostředí. Původně byla sušárna odprašována elektrostatickým odlučovačem s odtahovým ventilátorem zaústěným do cihlového komína (obr. 1). Zařízení pracovalo v otevřeném cyklu a jeho provoz byl celkově energeticky velice náročný. Odlučivost elektrostatického odlučovače byla s ohledem na jeho stav velmi nízká, což způsobovalo vysoké emise tuhých znečišťujících látek. Obr. 1 - Původní elektrostatický odlučovač se vstupním potrubím (vlevo), původní ventilátor se zaústěním do komína (vpravo) V rámci výměny odprašovacího zařízení bylo rozhodnuto o instalaci látkového filtru s regenerací filtračních hadic tlakovým vzduchem pulse-jet, on-line vč. nového odtahového ventilátoru a veškerého potrubí. Pro nové vzduchotechnické zařízení byl z důvodu úspory energie stanoven systém polouzavřeného okruhu s částečným vracením vyčištěného plynu zpět do vstupu sušárny. Pro ochranu filtračních hadic před zvýšenou teplotou v případě poruchy některého ze systémů sušárny byla do potrubí před látkovým filtrem instalována přisávací klapka ovládaná servopohonem s plynulou regulací. Specifickým požadavkem odběratele bylo umístění látkového filtru ve volném prostoru za sušárnou. Důvodem byla časově náročná demontáž a bourání základů původního elektrostatického odlučovače, kterou nebylo možné provést v plánovaném termínu rekonstrukce sušárny. Dalším požadavkem odběratele byla instalace nového ventilátoru v prostoru před původním ventilátorem a jeho napojení na existující vstup do stávajícího komína. Původní ventilátor měl být demontován vč. rozbourání základu. ZVVZ Enven Engineering, a.s., Sažinova 1339, CZ 399 01 Milevsko, IČ: 25696882, DIČ: CZ25696882 1/5
Technické parametry pro návrh látkového filtru a ventilátoru vycházely z výstupních parametrů rekonstruované sušárny a jsou uvedeny v tabulce Tab. 1. Společnost ZVVZ Enven Engineering, a.s. splnila ve svém technickém řešení veškeré výše uvedené technické požadavky a byla vybrána pro realizaci díla, která zahrnovala zpracování realizační projektové dokumentace, dodávku veškerého strojního zařízení, dodávku elektročásti včetně automatického systému řízení, montážní dozor a uvedení zařízení do provozu. Stavební úpravy, demontáž a montáž zajišťoval odběratel vlastními prostředky. Průtok Teplota Vstupní Výstupní Druh Tlak Provozní Provozní koncentrace koncentrace Prachu ventilátoru 80 000 m3/h 120 o C 20 g/m 3 20 mg/nm 3 Struska 3 500 Pa Tab.1 Vstupní parametry pro návrh filtru a ventilátoru Společnost ZVVZ Enven Engineering, a.s. zpracovala v těsné spolupráci se společností Dyckerhoff AG, prostřednictvím které společnost Buzzi Unicem vlastní cementárnu, technologické schéma odprašování včetně sytému měření a regulace. Tyto podklady se společně s původní výkresovou dokumentací a dodatečným měřením přímo na stavbě staly základem pro vypracování realizační projektové dokumentace. Projekt strojní části a elektročásti včetně automatického systému řízení byl dokončen, schválen a předán odběrateli v červenci roku 2007. Hlavními součástmi celého odprašovacího zařízení jsou látkový filtr speciálně navržený pro čištění plynů s vysokým obsahem tuhých znečišťujících látek abrazivního charakteru a odtahový ventilátor s technickými parametry uvedenými v tabulce Tab. 2. Látkový filtr je umístěn na nové betonové základové desce v podélné ose sušárny v prostoru za jejím výstupním dílem. Výstup ze sušárny je se vstupem do filtru propojen potrubím se zvýšenou odolností proti abrazi. V potrubí je instalována přisávací klapka pro ochranu filtračních hadic před případnou vysokou teplotou odsávaného plynu. Klapka je ovládána servopohonem s plynulou regulací chodu, který je řízen snímačem teploty na vstupu do filtru. Vstupní potrubí je dále vybaveno odbočkami pro napojení potrubí pro odprašování dopravních cest za sušárnou, jehož dodávku zajišťoval odběratel. Ventilátor je umístěn na novém betonovém základu se spirální skříní v ose stávajícího vstupu do komína v prostoru před původním ventilátorem. Výstup z filtru je se vstupem do ventilátoru propojen potrubím, jehož tvar byl přizpůsoben poloze nového zařízení a požadavku na minimální tlakovou ztrátu. Pro optimální rozložení odsávaného plynu na lopatkách ventilátoru je na jeho vstupu instalována sací skříň. Ventilátor je vybaven monitorem provozu, který vyhodnocuje teplotu a chvění ložisek. Elektromotor ventilátoru je ovládán frekvenčním měničem, který je řízen snímačem podtlaku na vstupu do sušárny. Výstup z ventilátoru je se vstupem do komína propojen speciálně tvarovaným potrubím s minimální tlakovou ztrátou. Výstupní potrubí je vybaveno odbočkou pro propojení se vstupem do sušárny (systém polouzavřeného okruhu). V propojovacím potrubí je instalována servopohonem ovládaná klapka pro regulaci množství přisávaného plynu. Výsypky látkového filtru jsou z důvodu eliminace tvorby kleneb vytápěny. Pod výsypkami je instalován systém dvou podélných a jednoho příčného šnekového dopravníku pro dopravu odloučeného prachu. Na výpadu z příčného šnekového dopravníku je instalována motoricky ovládaná dvojklapka. Výpad z dvojklapky je pomocí skluzu zaústěn na dopravní pas vedoucí od výpadu ze sušárny. Filtr a veškeré potrubí jsou z technologických důvodů tepelně izolovány. ZVVZ Enven Engineering, a.s., Sažinova 1339, CZ 399 01 Milevsko, IČ: 25696882, DIČ: CZ25696882 2/5
Filtr Typ EFP-2-4,5-300- D6 Ventilátor Typ RSP 1250-2 Provedení Pulse-jet, on-line Průtok 22,22 m 3 /s Počet filtračních hadic 600 ks Teplota 120 o C Filtrační plocha 1326 m 2 Tlak celkový 3800 Pa Celkový příkon instalovaný 15 kw Otáčky 1460 1/min Spotřeba tlakového 94 Nm 3 /h Instalovaný příkon 132 kw vzduchu Tab. 2 - Technické parametry látkového filtru a ventilátoru Rozvaděč s automatickým systémem řízení celého odprašovacího zařízení je instalován ve stávající klimatizované rozvodně a zahrnuje 4 pole. V těchto polích je umístěn hlavní vypínač zařízení, frekvenční měnič ventilátoru, spínací a jistící prvky jednotlivých elektrospotřebičů a řídicí automat. Řídicí automat typ Simatic S7-300 zajišťuje ovládání a monitoring celého odprašovacího zařízení. Řídící systém zajišťuje regeneraci látkového filtru v závislosti na jeho tlakové ztrátě, větrání přístřešku, vytápění výsypek, dopravu odloučeného prachu, řízení ventilátoru a přisávací klapky. Zadávání jednotlivých parametrů a sledování provozu zařízení přímo z místa rozvodny umožňuje grafický operátorský panel. Pro napojení na nadřazený řídicí systém je k dispozici komunikační modul PROFIBUS DP. Stavební příprava předcházející montáži byla provedena v létě roku 2008. Vlastní montáž zařízení (obr. 2) a jeho uvedení do provozu proběhly v době rekonstrukce sušárny mezi zářím a prosincem roku 2008. Nejprve byl namontován ventilátor a výstupní potrubí, potom filtr a vstupní potrubí. Po ukončení strojní montáže byla provedena celková kontrola montáže a zařízení bylo tepelně izolováno. Následně byl filtr osazen filtračními hadicemi a byla dokončena montáž elektročásti. Po uvedení do provozu, nastavení parametrů a komplexním vyzkoušení bylo kompletní funkční zařízení (obr. 3 a obr. 4) předáno odběrateli v prosinci roku 2008. Obr. 2 - Montáž látkového filtru (vlevo) a výstupního potrubí (vpravo) V rámci rekonstrukce sušárny strusky bylo instalací nového odprašovacího zařízení dosaženo požadovaných výsledků. Nový odtahový ventilátor s elektromotorem řízeným frekvenčním měničem společně s přisáváním teplých spalin zajistily optimalizaci provozu sušárny s ohledem na množství podávaného materiálu a měnící se parametry okolního ZVVZ Enven Engineering, a.s., Sažinova 1339, CZ 399 01 Milevsko, IČ: 25696882, DIČ: CZ25696882 3/5
prostředí. Přímým důsledkem této skutečnosti je celková úspora energií vstupujících do procesu sušení strusky. Nový látkový filtr zajistil snížení emisí tuhých znečisťujících látek pod hranici 10 mg/nm 3. Instalací nového látkového filtru bylo dosaženo minimalizace ztrát sušené strusky a dodržení současných i předpokládaných budoucích přísnějších emisních limitů. Obr. 3 - Látkový filtr se vstupním potrubím a přisávací klapkou ZVVZ Enven Engineering, a.s., Sažinova 1339, CZ 399 01 Milevsko, IČ: 25696882, DIČ: CZ25696882 4/5
Obr. 4 - Ventilátor s výstupním potrubím 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 5/5