Martin Engineering
Artan enerji maliyetleri, maden kaynakları üzerindeki baskılar ve karbon emisyonlarını azaltma çabası, giderek daha fazla ağır sanayi sektörünün atıktan türetilmiş yakıt ve ham maddelere yönelmesine neden oluyor. Halihazırda bu tür alternatifleri kullanan operatörler, bunlarla baş etmenin zor olabileceğini biliyor. Martin Engineering, çimento sektöründe yaşanan bazı sorunları ve bunların nasıl aşılabileceğini araştırıyor.
Çimento endüstrisi, kömür ve petrokok gibi uygun maliyetli alternatiflerin kullanımını araştıran ilk sektörler arasındaydı. 1970’li yıllarda Avrupa ve ABD’deki fabrikalar fosil yakıtları parçalanmış lastikler ve kereste üretiminden elde edilen artıklarla harmanlıyordu.
O tarihten bu yana, yakıt genellikle çimento klinkeri üretim maliyetlerinin dörtte birinden fazlasını oluşturduğundan, giderek artan sayıda üretici alternatif kaynaklara yöneliyor. Son yıllarda, üreticiler mevcut malzemelerin kullanımını optimize etmek ve net sıfır karbon taahhütlerini yerine getirmek için uygun atık akışlarını güvence altına almaya çalışırken işlerin hızlandığına tanık olduk.
Bugün dünya çapında çok az sayıda çimento fabrikası %100 alternatif yakıt kullanımı yapabiliyor, bu da sektör için çıtayı yükseltiyor ve fosil yakıta dayalı fabrikaları yakıt kaynağı olarak mevcut atıkların kullanımına zorluyor. Bu atıklar geri dönüştürülemeyen plastiklerden, ticari karışık atıklara ve parçalanmış kumaştan, pirinç kabuğu, şeker kamışı küspesi ve peletlenmiş hayvan unu gibi maddeleri içeriyor.
Burada resimde görülen küspe gibi çok çeşitli alternatif yakıtlar çimento üretiminde yakıt olarak kullanılmaktadır.
Birikmeler, tıkanmalar ve arızalar
Alternatif yakıtların seçimi, üretkenlik ve süreç tasarımı açısından önemli sonuçlar doğurabileceğinden dikkatli bir değerlendirme gerektirir. Katı fosil yakıtlar ile atıktan türetilmiş alternatifler arasındaki temel farklardan biri, büyük ölçüde fiziksel yapıları ve nem içerikleri tarafından belirlenen akış özellikleridir.
Verimli ve sürekli malzeme akışı, kuru proses çimento üretiminin kritik bir unsurudur ve herhangi bir birikme veya tıkanma, tesisin karlılığını olumsuz etkileyebilir. Depolama sistemlerindeki tıkanmalar ve şutlar ile proses haznelerindeki birikmeler, ekipman performansını olumsuz etkileyen ve verimliliği düşüren ciddi tıkanıklıklara neden olabilir.Malzeme birikmesi birçok yerde ve çeşitli şekillerde meydana gelebilir.
Birikme genellikle intikal kamarasında, mal akış borularında, siklonlarda, transfer şutlarında ve depolama silolarında, ayrıca fırınlarda ve soğutucularda meydana gelir. Olağan dışı durumlarda, büyük birikmeler birdenbire çözülebilir ve süreci boğabilir, potansiyel olarak ekipmanda ciddi hasara neden olabilir ve neredeyse her zaman planlanmamış duruş süresine ihtiyaç duyulmasına neden olabilir.
İyi tasarlanmış sistemlerde bile alternatif yakıt malzemelerinin birikebileceğini belirtmekte fayda var. Proses koşullarındaki, ham maddelerin kendisindeki ve hatta hava koşullarındaki değişiklikler, malzeme akışı üzerinde etkiye sahip olabilir ve küçük miktardaki birikme, hızla ciddi bir tıkanmaya dönüşebilir ve engeller genellikle başka sorunlara yol açabilir. Bazı alternatif yakıtların birikmesi kendiliğinden yanmaya bile duyarlıyken diğerleri yapıların aşınmasını, yıpranmasını ve korozyonunu ve konveyör bileşenlerinin bozulmasını hızlandırabilir. Birikme ve tıkanıklıkları kontrol etmeye yönelik önleyici bir yaklaşım, bu sorunları çözmenin ve plansız duruşları önlemenin tek yoludur.
Akış sorunları ve güvenlik riskleri
Üretim kaybı genellikle akış sorunlarının birincil maliyetidir, ancak gider çeşitli ikincil yollarla da ortaya çıkabilir. Tıkanıklıkları ve birikintileri gidermek için yapılan duruşlar aynı zamanda değerli işlem süresine ve bakım mesailerine de mal olur. Bu, bakım maliyetlerini artırır ve servis ekiplerini temel faaliyetlerden uzaklaştırarak potansiyel olarak gereksiz güvenlik risklerine neden olur. Refrakter duvarlar aletler veya temizleme teknikleri nedeniyle aşınabilir veya hasar görebilir. Erişim noktalarına ulaşmak için genellikle çalışma platformlarına ihtiyaç duyulur ve siklonun, haznenin veya intikalin duvarlarına yapışan malzeme parçaları aniden serbest bırakıldığında sıcak döküntülere, toza veya gazlara maruz kalma riski vardır. Tahliye kapısı açık konumda ise malzeme aniden tahliye edilebilir ve emniyete alınmayan çalışanların akışa kapılmasına neden olabilir.
Yanıcı toz içeren haznelerin temizlenmesi uygun testler, havalandırma ve güvenlik önlemleri olmadan kürekten çıkacak kadar küçük bir kıvılcımla ölümcül bir patlamaya bile yol açabilir.
Birikme açısından en yaygın sorunlu alanların birçoğu aynı zamanda işçilerin girmesi için özel izin gerektiren kapalı alanlar olarak da sınıflandırılmaktadır. Eğitimsiz veya deneyimsiz personelin sonuçları, fiziksel yaralanma, gömülme ve boğulma dahil olmak üzere ciddi olabilir.
Alternatif yakıtların artık gazları, ön ısıtıcının tamamında birikmelere ve tıkanmalara neden olabilir.
Sistemi yakıta göre tasarlayın Alternatif yakıt kullanmanın zorluklarını yönetmenin en etkili yolu, malzeme taşıma sistemini amaçlanan yakıtın fiziksel özelliklerine göre tasarlamaktır. Bu, her bileşenin malzemenin akış özelliklerine göre belirlendiği ve tasarlandığı anlamına gelir.
Gerçekte çoğu çimento üreticisi, alternatif yakıtları kullanmak için mevcut sistemleri kullanacak ve bu da bazı küçük iyileştirmeler veya tamamen yeni bir tesis gerektirebilecektir. Martin Engineering, 75 yılı aşkın bir süredir çimento gibi sektörlerde malzeme taşıma teknolojilerini mükemmelleştiriyor ve Martin teknisyenlerinin dünya çapında henüz karşılaşıp üstesinden gelmediği çok az zorluk var.
Malzeme taşıma sistemlerini alternatif yakıtlara uyum sağlayacak şekilde yenilemek isteyen operatörlere önemli faydalar sağlayan bir yaklaşım, malzemeyi işlemek için özel olarak üretilebilen modüler bileşenlerin (belirli akış açılarına sahip transfer şutları veya uygun yükseklik ve uzunlukta çökeltme bölgeleri gibi) kullanılmasıdır. Mevcut ekipmanın büyük bölümlerini değiştirmek yerine, modüler tasarımlar mevcut spesifik sisteme uyacak şekilde tasarlanabilir.
Ancak Martin’in mühendisleri, her tür alternatif yakıtla çalışacak tek bir sistem tasarlamanın neredeyse imkansız olduğunu bilecek kadar deneyimlidir. Yüksek nem içeriğine sahip malzemeler şut veya hazne duvarlarına yapışabilir ve hatta kış sıcaklıklarında donabilir. Sürekli çalışma, malzemeyi sıkıştırabilir ve atıktan türetilmiş yakıtlarda tipik olan doğal ve kaçınılmaz değişiklikler nedeniyle fiziksel özellikler sıklıkla değişir. Küçük bir değişiklik bile sistemin kısa sürede tamamen tıkanmasına neden olabilir. İşleri devam ettirmek için bu sorunların çoğunun üstesinden gelinebilir ve toplu olarak çeşitli akış yardımcılarıyla birlikte çalışmak üzere kurulan tüm süreç yaklaşımına ihtiyaç vardır.
Modern transfer tasarımı, malzemelerin geçişini kolaylaştırarak malzeme akışını sürdürmek için tıkanma olasılığını azaltır.
Transfer noktalarında toz kontrolü
Kuru alternatif yakıtlar kullanılırken ele alınması gereken ilk zorluklardan biri, yanıcı toz salınımı potansiyelidir ve bu nedenle kontrol altına alınması kritik öneme sahiptir. Başarılı toz yönetimi, uygun transfer noktası geometrisi yoluyla hava türbülansının en aza indirilmesiyle başlar.
Hava çok sıkıştırılabilir ve en az dirençli yolu bulacaktır. Tipik olarak, transfer noktalarının tasarımı, havanın çoğunlukla dar yarıklara sahip tek çıkışlı bir toz perdesinin altından veya çevresinden akacak şekilde hızlanması ve bunun sonucunda toz parçacıklarının şut çıkışında yeniden sürüklenmesi anlamına gelir.
Bir transfer noktası, çok fazla türbülans olmadan nispeten yavaş hava hızına bağlı olan yerçekimi çökeltme odasına benzer. Bunun tersine, bir konveyör aktarma noktasından geçen hava akışı neredeyse her zaman türbülanslıdır. Bu nedenle, transfer noktası muhafaza tasarımının, hava akışını yavaşlatmak ve kontrol etmek ve çökelmeyi desteklemek için bir dizi perdeyi içermesi gerekir. Ayarlanabilir ikili süpürgelik ile birlikte kullanıldığında bunlar, tozun kargo akışına geri döndüğü veya dökülme veya emisyon olmadan bir toz torbasında tutulduğu kapalı bir ortam yaratabilir.
Akışına bırakmak Büyük hacimlerde alternatif yakıt taşıyan konveyörlerde kontrollü ve tutarlı bir akış elde etmek için, transfer olukları ve tekneler, işleyecekleri malzemelerin akışını kolaylaştıracak şekilde tasarlanmalıdır. Çalışma koşullarının ideal olması beklense bile, birçok mühendis, alternatif yakıtlar ve ham maddelerdeki değişikliklerle başa çıkabilecek çeviklikle optimum sonuçların sağlanmasını sağlamak için yeni tasarımlara akış yardım cihazlarını dahil ediyor.
Akış yardımcıları, malzemelerin tüm sistem boyunca taşınmasını desteklemek için kurulan tamamlayıcı bileşenler kümesi için kullanılan bir şemsiye terimdir. Konveyör yüklemesini etkileyeceği için akışa yardımcı cihazlar aynı zamanda dökülmeyi azaltabilir ve tozun kontrol altına alınmasına yardımcı olabilir. Düzgün yönetilmediği takdirde, kazara veya kasıtlı olarak serbest kalan birikmeler dalgalanmalara neden olabilir ve bu da aşırı yüklemeye, dökülmeye ve bandın yanlış hizalanmasına neden olabilir. Bir taşıma sistemine aktif akış yardımcıları tasarlayarak, operasyon, malzeme üzerinde tek başına statik yaklaşımlarla (düşük sürtünmeli astarlar gibi) elde edilemeyecek düzeyde bir kontrol kazanır.
Akış yardımcıları, döner ve doğrusal vibratörler, yüksek ve düşük basınçlı hava şokları ve havalandırma cihazlarının yanı sıra, düşük sürtünmeli astarlar ve dökme malzemelerin verimli akışını destekleyen özel kanal tasarımları da dahil olmak üzere çeşitli biçimlerde mevcuttur. Bu sistemler birbirini tamamlayacak şekilde birçok şekilde birleştirilebilir ve performansı iyileştirdiği gösterilmiştir. Malzeme birikimini gidermek için bir şut duvarına çarpan pistonlu vibratör kadar basit veya birikmesini önlemek için zamanlı bir döngüde otomatik olarak tahliye yapan çoklu hava şoku sistemi kadar karmaşık olabilirler. Bileşenler, hemen hemen her türlü toplu alternatif yakıtın veya tehlikeli veya karmaşık malzemelerin işlenmesinden fayda sağlamak için birlikte kullanılabilir.
Verimlilik bir patlamayla başlar
Dökme malzeme taşıma ile ilgili malzeme akışı sorunlarını çözmeye yönelik en başarılı cihazlardan biri, çimento üretiminde siklonların ve fırın girişlerinin tıkanmasının açılmasından aşırı ısınmış malzemenin soğutma işlemi boyunca hareket etmesinin sağlanmasına kadar çeşitli uygulamalara sahip olan Martin® Hava Şokudur. Hava şokları, bir tanktan kısa bir boru tertibatı yoluyla özel bir nozüle güçlü bir basınçlı hava atımı yaparak, toplanan materyali iç yüzeylerden ayırarak ve onu tekrar proses akışına yönlendirerek çalışır.
Faydayı en üst düzeye çıkarmak ve akışı korumak için bir dizi hava şoku hassas zamanlanmış patlamalar sağlayacak şekilde programlanabilir.
Hava şoklarının tasarımı, mühendisliği, montajı ve kurulumundaki son yenilikler, çimento operasyonlarında güvenli ve verimli akışın sağlanmasında özellikle etkili olmuştur. Günümüzde hava şokları nispeten kompakt ve hafif olup verimli ve güçlü performansa sahiptir. Yeni tank tasarımları 35 L’den 150 L’ye kadar kapasite aralığına sahiptir ve eski tasarımların yarısı boyutunda, daha az hava tüketimiyle daha fazla güç çıkışı sağlar. Üretilme, kurulma, servis ve çalıştırılma yöntemlerinin tamamı, üretimi en üst düzeye çıkarmaya ve hem arıza süresini hem de genel işletme maliyetini azaltmaya ve aynı zamanda daha iyi güvenliğe katkıda bulunmaya yöneliktir. Hava şokları çoğu zaman birikmeyi ortadan kaldırmak için kapalı alana girme ihtiyacını ortadan kaldırır. Martin Hava Şokları, kazara patlamayı azaltmak için yalnızca pozitif basınçlı pilot sinyaliyle ateş edecek şekilde tasarlanmıştır.
Çimento üretim ekipmanlarını çalışma sıcaklığına getirmek çok büyük miktarda enerji gerektirir. Sistemin soğutulması, bakım çalışmalarının yapılması ve fırının yeniden ısıtılması için gereken kesintilerin maliyeti çok yüksek olabilir. Dolayısıyla modern hava şokları, ayrı üniteler halinde dışarıdan kolayca bakım yapılabilecek şekilde tasarlanmıştır; örneğin Martin’in Y-boru nozulunun bakımı, üretimi durdurmadan yapılabilir. Mühendisler, tankın çıkarılması ve kapalı alana girme ihtiyacını ortadan kaldırmak için valfleri dışa bakan yeni şoklar tasarladılar. Bu, tek bir bakım görevlisinin haznenin dışından güvenli ve kolay erişimini sağlar.
Bu yenilik, daha da iyi performans elde etmek için takılabilen bir dizi akış yardımcısı aksesuardan biridir. Örneğin, Martin’in SMART™ Serisi yüksek sıcaklık nozulu, çevredeki refrakterlere zarar vermeden servisi ve değiştirilmesi güvenli ve kolay olduğundan hava şoku bakımının sorunsuz olmasını sağlar. Ayrıca, işçileri aşırı ısıya maruz kalmaktan koruyan ve hava şoku sistemlerinin güvenli ve zamanında bakımının yapılmasını sağlayan Termo Güvenlik Kalkanı da bulunmaktadır.
Dışa bakan valf, duruşa gerek kalmadan tek bir çalışan tarafından güvenli servis yapılmasına olanak sağlar.
Duruş olmadan tam kurulum
Gelişmiş mühendislik, hava şoklarının bakımının üretimi durdurmaya gerek kalmadan yapılabileceği anlamına gelmekle kalmıyor, aynı zamanda Martin’in kısa süre önce bunların prosesi durdurmadan tamamen kurulabilmesine olanak tanıyan patentli bir teknolojisidir. Bu sistem, özel eğitimli teknisyenlerin, üretim kesintisiz devam ederken üniteleri fırınlara, ön ısıtıcılara, soğutuculara ve diğer yüksek sıcaklıktaki yerlere monte etmesine olanak tanır.
Özel karot matkap uçları, ihtiyaç duyulan kesin açıda tam çaplı delik oluşturmak üzere tasarlanmıştır. Göbek tank duvarına güvenli bir şekilde monte edildikten sonra, ısıdan ve geri tepmeden korunmak için bir izolasyon kapısı yerleştirilir. Eğitimli teknisyenler daha sonra Y-boru tertibatını herhangi bir proses kesintisi veya duruş olmadan takarlar. Teknoloji, karotlu sondaj ve şokların montajına olanak sağlamak için yüksek ısılı işlemlerin durdurulmasını gerektiren geleneksel kurulum yöntemleriyle ilişkili pahalı duruş sürelerini önemli ölçüde azaltır.
Karot delme, refrakterde çatlama olmadığından emin olmak için dikkatli ve hassas olarak yapılan bir işlemdir.
Çözüm
Alternatif olarak atıklardan elde edilen yakıtların ve ham maddelerin kullanılması, bileşimleri ve özellikleri nedeniyle zorluklar ortaya çıkarmaktadır. Ancak bu zorluklar, mevcut ve potansiyel sorunları ve bunların temel nedenlerini tanımlayabilen ve birikmeyi önleyen ve üretim için zincirleme etkileri ortadan kaldıran eksiksiz sistemler tasarlayabilen dökme malzeme taşıma uzmanlarının desteğiyle aşılabilir. Atıkların yakıt veya ham madde olarak iyi şekilde kullanılması uygun maliyetli ve çevreye duyarlıdır. Etkili taşıma çözümleri geliştirme uzmanlığıyla birleştiğinde operatörler, en yüksek güvenlik, verimlilik ve üretkenlik seviyelerini koruyacağından emin olabilirler.
