Πώς η παρακολούθηση βιομηχανικής σκόνης και αερίων υποστηρίζει την ασφάλεια διεργασιών

Η σκόνη και τα επικίνδυνα αέρια είναι παρόντα σε πολλές βιομηχανικές διεργασίες, από την παραγωγή τσιμέντου και χάλυβα έως τη χημική επεξεργασία, την παραγωγή ενέργειας, τη διύλιση και την επεξεργασία αποβλήτων.

Όταν οι συγκεντρώσεις σκόνης ή αερίων αλλάζουν απροσδόκητα, το πρόβλημα μπορεί να υποδηλώνει βλάβη εξοπλισμού, ανώμαλη καύση, διαρροή, κακή διήθηση ή άλλη συνθήκη διεργασίας που απαιτεί προσοχή.

Για αυτόν τον λόγο, η παρακολούθηση βιομηχανικής σκόνης και αερίων δεν είναι μόνο μια λειτουργία ελέγχου εκπομπών. Μπορεί επίσης να παρέχει χρήσιμες πληροφορίες για την ασφάλεια διεργασιών, την προστασία του εξοπλισμού και την έγκαιρη ανίχνευση σφαλμάτων.

1. Γιατί να παρακολουθούμε τη βιομηχανική σκόνη και τα αέρια;

Οι βιομηχανικές διεργασίες μπορούν να παράγουν σωματίδια και διάφορα αέρια.

Παραδείγματα περιλαμβάνουν:

• Αέρια καύσης

• Αέρια διεργασίας

• Όξινα αέρια

• Υδρογονάνθρακες

• Σκόνη

• Λεπτά σωματίδια

• Παράγωγα καύσης

Χωρίς συνεχή μέτρηση, οι αλλαγές στη συγκέντρωση μπορεί να παραμείνουν απαρατήρητες μέχρι να γίνουν μεγαλύτερο λειτουργικό ή περιβαλλοντικό πρόβλημα.

Η συνεχής παρακολούθηση παρέχει στις ομάδες διεργασιών πληροφορίες για το τι συμβαίνει στα ρεύματα εξαγωγής και σε άλλες παρακολουθούμενες περιοχές.

2. Παρακολούθηση σκόνης και προστασία εξοπλισμού

Η συγκέντρωση σκόνης μπορεί να παρέχει χρήσιμες πληροφορίες για την κατάσταση του εξοπλισμού διήθησης και ελέγχου εκπομπών.

Για παράδειγμα, μια ξαφνική αύξηση της σκόνης κατάντη ενός φίλτρου μπορεί να υποδηλώνει:

• Ζημιά στο φίλτρο

• Διαρροή φίλτρου

• Κακή στεγανοποίηση

• Ανώμαλες συνθήκες διεργασίας

• Προβλήματα συλλογής σκόνης

Η έγκαιρη ανίχνευση επιτρέπει στους χειριστές να διερευνήσουν το πρόβλημα πριν αυτό οδηγήσει σε μεγαλύτερα προβλήματα εξοπλισμού ή περιβάλλοντος.

Η παρακολούθηση σκόνης μπορεί επομένως να χρησιμοποιηθεί ως μέρος μιας ευρύτερης στρατηγικής παρακολούθησης της κατάστασης του εξοπλισμού.

3. Παρακολούθηση αερίων για την ασφάλεια διεργασιών

Οι αναλυτές αερίων μπορούν να μετρήσουν συγκεκριμένα συστατικά στα αέρια διεργασίας ή εξαγωγής.

Ανάλογα με την εφαρμογή, οι μετρήσεις μπορεί να περιλαμβάνουν:

• Οξυγόνο

• Μονοξείδιο του άνθρακα

• Διοξείδιο του άνθρακα

• Ενώσεις θείου

• Οξείδια του αζώτου

• Υδρογονάνθρακες

• Άλλα αέρια ειδικά για τη διεργασία

Ο σωστός αναλυτής αερίων εξαρτάται από τη διεργασία, το αέριο-στόχο, το εύρος συγκέντρωσης, τη θερμοκρασία, την πίεση και τις συνθήκες του δείγματος.

4. Ανίχνευση ανώμαλων συνθηκών διεργασίας

Οι αλλαγές στη συγκέντρωση αερίων μπορούν μερικές φορές να υποδηλώνουν αλλαγή στην ίδια τη διεργασία.

Για παράδειγμα, απροσδόκητες αλλαγές στο οξυγόνο ή στο μονοξείδιο του άνθρακα μπορεί να υποδηλώνουν αλλαγή στις συνθήκες καύσης.

Ομοίως, μια ανώμαλη συγκέντρωση υδρογονανθράκων μπορεί να υποδηλώνει διαρροή διεργασίας ή άλλη ανεπιθύμητη απελευθέρωση.

Η μέτρηση δεν προσδιορίζει αυτόματα την αιτία. Αντίθετα, παρέχει ένα πρώιμο σήμα που μπορεί να συνδυαστεί με άλλες μετρήσεις διεργασιών.

5. Τα δεδομένα σκόνης και αερίων πρέπει να χρησιμοποιούνται μαζί

Ένα μόνο σημείο μέτρησης σπάνια παρέχει την πλήρη εικόνα.

Για παράδειγμα, η συγκέντρωση σκόνης μπορεί να αξιολογηθεί μαζί με:

• Ροή αερίου

• Θερμοκρασία

• Πίεση

• Συγκέντρωση οξυγόνου

• Συνθήκες καύσης

• Διαφορική πίεση φίλτρου

Αυτό δημιουργεί μια πιο ολοκληρωμένη εικόνα της διεργασίας.

6. Συνεχής παρακολούθηση εκπομπών

Τα συστήματα συνεχούς παρακολούθησης εκπομπών, γνωστά ως CEMS, χρησιμοποιούνται για τη συνεχή μέτρηση επιλεγμένων ρύπων ή παραμέτρων διεργασιών στα βιομηχανικά ρεύματα εξαγωγής.

Ανάλογα με την εφαρμογή και τις κανονιστικές απαιτήσεις, τα CEMS μπορεί να παρακολουθούν αέρια και άλλες παραμέτρους που σχετίζονται με τις εκπομπές.

Η συνεχής μέτρηση παρέχει πολλά πλεονεκτήματα:

• Ταχύτερη ανίχνευση ανώμαλων εκπομπών

• Καλύτερη ορατότητα των συνθηκών διεργασίας

• Πιο συνεπή δεδομένα

• Υποστήριξη για περιβαλλοντική συμμόρφωση

• Ταχύτερη απόκριση σε προβλήματα εξοπλισμού

Οι ακριβείς απαιτούμενες παράμετροι εξαρτώνται από τη διεργασία και τους ισχύοντες κανονισμούς.

7. Επικίνδυνα βιομηχανικά περιβάλλοντα

Ορισμένος εξοπλισμός παρακολούθησης πρέπει να λειτουργεί σε σκληρά ή επικίνδυνα περιβάλλοντα.

Σημαντικές εκτιμήσεις μπορεί να περιλαμβάνουν:

• Θερμοκρασία περιβάλλοντος

• Θερμοκρασία διεργασίας

• Συγκέντρωση σκόνης

• Διαβρωτικά αέρια

• Υγρασία

• Ταξινόμηση επικίνδυνης περιοχής

• Προστασία περιβλήματος

• Υλικό αισθητήρα

• Απαιτήσεις συντήρησης

Ο εξοπλισμός που εγκαθίσταται σε επικίνδυνες περιοχές μπορεί να απαιτεί κατάλληλη πιστοποίηση για τη συγκεκριμένη ζώνη και εφαρμογή.

Η επιλογή θα πρέπει επομένως να λαμβάνει υπόψη το πλήρες περιβάλλον εγκατάστασης και όχι μόνο το εύρος μέτρησης.

8. Πού χρησιμοποιείται η παρακολούθηση σκόνης και αερίων;

Η παρακολούθηση βιομηχανικής σκόνης και αερίων μπορεί να βρεθεί σε πολλούς τομείς.

Εργοστάσια τσιμέντου

Η παρακολούθηση σκόνης μπορεί να βοηθήσει στην παρακολούθηση των εκπομπών σωματιδίων και της απόδοσης των φίλτρων γύρω από τους κλιβάνους και άλλο εξοπλισμό διεργασιών.

Παραγωγή χάλυβα

Η παρακολούθηση αερίων μπορεί να χρησιμοποιηθεί γύρω από φούρνους, συστήματα καύσης και χειρισμό αερίων διεργασιών.

Παραγωγή ενέργειας

Η μέτρηση σκόνης και αερίων μπορεί να υποστηρίξει την παρακολούθηση καύσης και τον έλεγχο εκπομπών.

Χημικά εργοστάσια

Η ανάλυση αερίων μπορεί να βοηθήσει στην παρακολούθηση των συνθηκών διεργασιών και στην ανίχνευση αλλαγών στη σύνθεση των αερίων.

Πετρέλαιο και φυσικό αέριο

Η ανίχνευση αερίων και η ανάλυση διεργασιών είναι σημαντικές γύρω από συστήματα χειρισμού και επεξεργασίας υδρογονανθράκων.

Καύση αποβλήτων

Η συνεχής παρακολούθηση μπορεί να βοηθήσει στην παρακολούθηση της καύσης και των εκπομπών από διεργασίες επεξεργασίας αποβλήτων.

9. Τι πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά την επιλογή ενός μετρητή σκόνης;

Σημαντικοί παράγοντες επιλογής περιλαμβάνουν:

• Εύρος συγκέντρωσης σκόνης

• Χαρακτηριστικά σωματιδίων

• Θερμοκρασία αερίου

• Υγρασία αερίου

• Συνθήκες ροής

• Μέγεθος αγωγού ή καμινάδας

• Θέση εγκατάστασης

• Απαιτούμενος χρόνος απόκρισης

• Απαιτήσεις επικίνδυνης περιοχής

• Απαιτήσεις βαθμονόμησης και συντήρησης

Διαφορετικές τεχνολογίες μέτρησης μπορεί να είναι κατάλληλες για ξηρά, υγρά, υψηλής θερμοκρασίας ή εξαιρετικά μεταβλητά ρεύματα αερίων.

10. Τι πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά την επιλογή ενός αναλυτή αερίων;

Ξεκινήστε με το αέριο-στόχο και το απαιτούμενο εύρος μέτρησης.

Στη συνέχεια, λάβετε υπόψη:

• Σύνθεση αερίου

• Εύρος συγκέντρωσης

• Πίεση

• Θερμοκρασία

• Υγρασία

• Διαβρωτικά συστατικά

• Συνθήκες δειγματοληψίας

• Χρόνος απόκρισης

• Απαιτούμενη ακρίβεια

• Ταξινόμηση επικίνδυνης περιοχής

• Διεπαφή επικοινωνίας

Το σύστημα δειγματοληψίας μπορεί να είναι εξίσου σημαντικό με τον ίδιο τον αναλυτή, ιδιαίτερα όταν το αέριο διεργασίας περιέχει υγρασία, σκόνη ή διαβρωτικά συστατικά.

11. Σύνδεση δεδομένων παρακολούθησης με τον έλεγχο διεργασιών

Τα σύγχρονα συστήματα παρακολούθησης μπορούν να συνδέσουν συσκευές μέτρησης με συστήματα αυτοματισμού εργοστασίων.

Ανάλογα με την εγκατάσταση, τα δεδομένα μπορεί να μεταδίδονται μέσω:

• 4–20 mA

• HART

• Modbus

• Industrial Ethernet

• Άλλα πρωτόκολλα επικοινωνίας εργοστασίων

Τα δεδομένα μέτρησης μπορούν στη συνέχεια να εμφανίζονται μέσω μιας πλατφόρμας DCS, PLC, SCADA ή διαχείρισης περιουσιακών στοιχείων.

Αυτό επιτρέπει στους χειριστές να βλέπουν αλλαγές στις συνθήκες σκόνης και αερίων παράλληλα με άλλες μεταβλητές διεργασιών.

12. Από την παρακολούθηση εκπομπών στην ασφάλεια διεργασιών

Ο ρόλος της βιομηχανικής παρακολούθησης επεκτείνεται πέρα από την κανονιστική αναφορά.

Το σύστημα παρακολούθησης δεν αντικαθιστά τις διαδικασίες ασφάλειας διεργασιών, τα συστήματα ανίχνευσης αερίων ή την κρίση του χειριστή. Αντίθετα, παρέχει πρόσθετα δεδομένα μέτρησης που μπορούν να υποστηρίξουν ταχύτερες και καλύτερα ενημερωμένες αποφάσεις.

Συμπέρασμα

Η παρακολούθηση βιομηχανικής σκόνης και αερίων μπορεί να υποστηρίξει τόσο τη διαχείριση του περιβάλλοντος όσο και την ασφάλεια διεργασιών.

Η συνεχής μέτρηση μπορεί να παρέχει έγκαιρες πληροφορίες σχετικά με:

• Προβλήματα φίλτρων

• Ανώμαλη καύση

• Αλλαγές διεργασιών

• Διαρροές αερίων

• Αυξήσεις εκπομπών

• Προβλήματα εξοπλισμού

Μια πλήρης λύση παρακολούθησης μπορεί να συνδυάζει αναλυτές σκόνης, αναλυτές αερίων, μετρητές ροής, πομπούς πίεσης και όργανα θερμοκρασίας.

Το σωστό σύστημα εξαρτάται από τις συνθήκες διεργασίας, τις ουσίες-στόχους, το εύρος μέτρησης, το περιβάλλον εγκατάστασης και τις ισχύουσες απαιτήσεις.

Μπορούμε να προμηθεύσουμε βιομηχανικά όργανα μέτρησης και ανάλυσης από κατασκευαστές όπως ABB, Endress+Hauser, Siemens, Yokogawa, VEGA, KROHNE και άλλες μάρκες.

Εάν σχεδιάζετε ένα έργο παρακολούθησης βιομηχανικής σκόνης ή αερίων, παρέχετε το μέσο διεργασίας, το σημείο μέτρησης, τη θερμοκρασία, την πίεση και το εύρος αερίου ή σκόνης-στόχου για αναθεώρηση διαμόρφωσης.