Hoe industriële stof- en gasmonitoring procesveiligheid ondersteunt

Stof en gevaarlijke gassen zijn aanwezig in veel industriële processen, van cement- en staalproductie tot chemische verwerking, energieopwekking, raffinage en afvalbehandeling.

Wanneer stof- of gasconcentraties onverwacht veranderen, kan het probleem duiden op apparatuurstoring, abnormale verbranding, lekkage, slechte filtering of een andere procesconditie die aandacht vereist.

Om deze reden is industriële stof- en gasmonitoring niet alleen een functie voor emissiebeheersing. Het kan ook nuttige informatie bieden voor procesveiligheid, apparatuurbescherming en vroege foutdetectie.

1. Waarom industriële stof en gas monitoren?

Industriële processen kunnen fijnstof en diverse gassen genereren.

Voorbeelden zijn:

• Verbrandingsgassen

• Procesgassen

• Zure gassen

• Koolwaterstoffen

• Stof

• Fijnstof

• Verbrandingsbijproducten

Zonder continue meting kunnen veranderingen in concentratie onopgemerkt blijven totdat ze een groter operationeel of milieuprobleem worden.

Continue monitoring biedt proces-teams informatie over wat er gebeurt in uitlaatstromen en andere gemonitorde gebieden.

2. Stofmonitoring en apparatuurbescherming

Stofconcentratie kan nuttige informatie verschaffen over de toestand van filter- en emissiebeheersingsapparatuur.

Een plotselinge toename van stof stroomafwaarts van een filter kan bijvoorbeeld duiden op:

• Filterschade

• Filterlekkage

• Slechte afdichting

• Abnormale procescondities

• Problemen met stofafzuiging

Vroege detectie stelt operators in staat het probleem te onderzoeken voordat het leidt tot grotere apparatuur- of milieuproblemen.

Stofmonitoring kan daarom worden gebruikt als onderdeel van een bredere strategie voor het monitoren van de toestand van apparatuur.

3. Gasmonitoring voor procesveiligheid

Gasanalysers kunnen specifieke componenten in proces- of uitlaatgassen meten.

Afhankelijk van de toepassing kunnen metingen omvatten:

• Zuurstof

• Koolmonoxide

• Koolstofdioxide

• Zwavelverbindingen

• Stikstofoxiden

• Koolwaterstoffen

• Andere proces-specifieke gassen

De juiste gasanalyser hangt af van het proces, het doelgas, het concentratiebereik, de temperatuur, de druk en de monsteromstandigheden.

4. Detectie van abnormale procescondities

Veranderingen in gasconcentratie kunnen soms duiden op een verandering in het proces zelf.

Onverwachte veranderingen in zuurstof of koolmonoxide kunnen bijvoorbeeld duiden op een verandering in de verbrandingscondities.

Evenzo kan een abnormale koolwaterstofconcentratie duiden op een proceslek of een andere ongewenste uitstoot.

De meting identificeert niet automatisch de oorzaak. In plaats daarvan biedt het een vroeg signaal dat kan worden gecombineerd met andere procesmetingen.

5. Stof- en gasgegevens moeten samen worden gebruikt

Een enkel meetpunt geeft zelden het volledige beeld.

Stofconcentratie kan bijvoorbeeld worden geëvalueerd samen met:

• Gasstroom

• Temperatuur

• Druk

• Zuurstofconcentratie

• Verbrandingscondities

• Filterverschil druk

Dit creëert een completer beeld van het proces.

6. Continue emissiemonitoring

Continue emissiemonitoringsystemen, algemeen bekend als CEMS, worden gebruikt om continu geselecteerde verontreinigende stoffen of procesparameters in industriële uitlaatstromen te meten.

Afhankelijk van de toepassing en wettelijke vereisten kunnen CEMS gassen en andere emissiegerelateerde parameters monitoren.

Continue meting biedt verschillende voordelen:

• Snellere detectie van abnormale emissies

• Betere zichtbaarheid van procescondities

• Consistentere gegevens

• Ondersteuning voor naleving van milieuvoorschriften

• Snellere reactie op apparatuurproblemen

De exacte vereiste parameters zijn afhankelijk van het proces en de toepasselijke regelgeving.

7. Gevaarlijke industriële omgevingen

Sommige monitoringsapparatuur moet werken in ruwe of gevaarlijke omgevingen.

Belangrijke overwegingen kunnen zijn:

• Omgevingstemperatuur

• Proces temperatuur

• Stofconcentratie

• Corrosieve gassen

• Vochtigheid

• Classificatie van gevaarlijke gebieden

• Behuizingsbescherming

• Sensor materiaal

• Onderhoudseisen

Apparatuur geïnstalleerd in gevaarlijke gebieden kan geschikte certificering vereisen voor de specifieke zone en toepassing.

De selectie moet daarom rekening houden met de volledige installatieomgeving en niet alleen met het meetbereik.

8. Waar wordt stof- en gasmonitoring gebruikt?

Industriële stof- en gasmonitoring is te vinden in vele sectoren.

Cementfabrieken

Stofmonitoring kan helpen bij het volgen van fijnstofemissies en filterprestaties rond ovens en andere procesapparatuur.

Staalproductie

Gasmonitoring kan worden gebruikt rond ovens, verbrandingssystemen en procesgasbehandeling.

Energieopwekking

Stof- en gasmeting kan de verbrandingsmonitoring en emissiebeheersing ondersteunen.

Chemische fabrieken

Gas analyse kan helpen bij het monitoren van procescondities en het detecteren van veranderingen in gassamenstelling.

Olie en gas

Gasdetectie en procesanalyse zijn belangrijk rond systemen voor de behandeling en verwerking van koolwaterstoffen.

Afvalverbranding

Continue monitoring kan helpen bij het volgen van verbranding en emissies van afvalbehandelingsprocessen.

9. Wat moet worden overwogen bij het selecteren van een stofmonitor?

Belangrijke selectiefactoren zijn:

• Stofconcentratiebereik

• Deeltjeskenmerken

• Gastemperatuur

• Gashoeveelheid

• Stromingscondities

• Grootte van het kanaal of de schoorsteen

• Installatielocatie

• Vereiste reactietijd

• Eisen voor gevaarlijke gebieden

• Kalibratie- en onderhoudseisen

Verschillende meettechnologieën kunnen geschikt zijn voor droge, natte, hoge temperatuur of sterk variabele gasstromen.

10. Wat moet worden overwogen bij het selecteren van een gasanalyser?

Begin met het doelgas en het vereiste meetbereik.

Overweeg vervolgens:

• Gassamenstelling

• Concentratiebereik

• Druk

• Temperatuur

• Vochtigheid

• Corrosieve componenten

• Monsterconditionering

• Reactietijd

• Vereiste nauwkeurigheid

• Classificatie van gevaarlijke gebieden

• Communicatie-interface

Het monstername-systeem kan net zo belangrijk zijn als de analysator zelf, vooral wanneer het procesgas vocht, stof of corrosieve componenten bevat.

11. Verbinding van monitoringsgegevens met procesbesturing

Moderne monitorsystemen kunnen meetapparaten verbinden met fabrieksautomatiseringssystemen.

Afhankelijk van de installatie kunnen gegevens worden verzonden via:

• 4–20 mA

• HART

• Modbus

• Industrial Ethernet

• Andere fabriekscommunicatieprotocollen

De meetgegevens kunnen vervolgens worden weergegeven via een DCS, PLC, SCADA of asset-management platform.

Dit stelt operators in staat om veranderingen in stof- en gascondities te zien naast andere procesvariabelen.

12. Van emissiemonitoring naar procesveiligheid

De rol van industriële monitoring breidt zich uit buiten regelgevende rapportage.

Het monitorsysteem vervangt geen procesveiligheidsprocedures, gasdetectiesystemen of operatoroordeel. In plaats daarvan biedt het aanvullende meetgegevens die snellere en beter geïnformeerde beslissingen kunnen ondersteunen.

Conclusie

Industriële stof- en gasmonitoring kan zowel milieubeheer als procesveiligheid ondersteunen.

Continue meting kan vroege informatie verschaffen over:

• Filterproblemen

• Abnormale verbranding

• Procesveranderingen

• Gaslekken

• Emissieverhogingen

• Apparatuurproblemen

Een complete monitoringsoplossing kan combineren stofanalysers, gasanalysers, flowmeters, druksensoren en temperatuurinstrumenten.

Het juiste systeem is afhankelijk van de procescondities, doelstoffen, meetbereik, installatieomgeving en toepasselijke vereisten.

Wij kunnen industriële meet- en analyse-instrumenten leveren van fabrikanten zoals ABB, Endress+Hauser, Siemens, Yokogawa, VEGA, KROHNE en andere merken.

Als u een project voor industriële stof- of gasmonitoring plant, geef dan het procesmedium, meetpunt, temperatuur, druk en doelgas- of stofbereik op voor configuratiebeoordeling.