Come il monitoraggio industriale di polveri e gas supporta la sicurezza dei processi

Polveri e gas pericolosi sono presenti in molti processi industriali, dalla produzione di cemento e acciaio alla lavorazione chimica, alla generazione di energia, alla raffinazione e al trattamento dei rifiuti.

Quando le concentrazioni di polvere o gas cambiano inaspettatamente, il problema può indicare un guasto dell'attrezzatura, una combustione anomala, una perdita, una filtrazione scadente o un'altra condizione di processo che richiede attenzione.

Per questo motivo, il monitoraggio industriale di polveri e gas non è solo una funzione di controllo delle emissioni. Può anche fornire informazioni utili per la sicurezza dei processi, la protezione delle attrezzature e il rilevamento precoce dei guasti.

1. Perché monitorare polveri e gas industriali?

I processi industriali possono generare particolato e vari gas.

Esempi includono:

• Gas di combustione

• Gas di processo

• Gas acidi

• Idrocarburi

• Polvere

• Particolato fine

• Prodotti di combustione

Senza misurazioni continue, i cambiamenti di concentrazione possono rimanere inosservati finché non diventano un problema operativo o ambientale più grande.

Il monitoraggio continuo fornisce ai team di processo informazioni su ciò che sta accadendo nei flussi di scarico e in altre aree monitorate.

2. Monitoraggio delle polveri e protezione delle attrezzature

La concentrazione di polvere può fornire informazioni utili sulle condizioni delle attrezzature di filtrazione e controllo delle emissioni.

Ad esempio, un aumento improvviso di polvere a valle di un filtro può indicare:

• Danneggiamento del filtro

• Perdita dal filtro

• Scarsa tenuta

• Condizioni di processo anomale

• Problemi di raccolta polveri

Il rilevamento precoce consente agli operatori di indagare sul problema prima che comporti problemi più grandi alle attrezzature o all'ambiente.

Il monitoraggio delle polveri può quindi essere utilizzato come parte di una strategia più ampia di monitoraggio delle condizioni delle attrezzature.

3. Monitoraggio dei gas per la sicurezza dei processi

Gli analizzatori di gas possono misurare componenti specifici nei gas di processo o di scarico.

A seconda dell'applicazione, le misurazioni possono includere:

• Ossigeno

• Monossido di carbonio

• Anidride carbonica

• Composti dello zolfo

• Ossidi di azoto

• Idrocarburi

• Altri gas specifici del processo

Il corretto analizzatore di gas dipende dal processo, dal gas target, dall'intervallo di concentrazione, dalla temperatura, dalla pressione e dalle condizioni del campione.

4. Rilevamento di condizioni di processo anomale

I cambiamenti nella concentrazione di gas possono talvolta indicare un cambiamento nel processo stesso.

Ad esempio, cambiamenti inaspettati di ossigeno o monossido di carbonio possono indicare un cambiamento nelle condizioni di combustione.

Allo stesso modo, una concentrazione anomala di idrocarburi può indicare una perdita di processo o un altro rilascio indesiderato.

La misurazione non identifica automaticamente la causa principale. Fornisce invece un segnale precoce che può essere combinato con altre misurazioni di processo.

5. I dati di polveri e gas dovrebbero essere utilizzati insieme

Un singolo punto di misurazione raramente fornisce il quadro completo.

Ad esempio, la concentrazione di polvere può essere valutata insieme a:

• Flusso di gas

• Temperatura

• Pressione

• Concentrazione di ossigeno

• Condizioni di combustione

• Pressione differenziale del filtro

Ciò crea un quadro più completo del processo.

6. Monitoraggio continuo delle emissioni

I sistemi di monitoraggio continuo delle emissioni, comunemente noti come CEMS, sono utilizzati per misurare continuamente inquinanti selezionati o parametri di processo nei flussi di scarico industriali.

A seconda dell'applicazione e dei requisiti normativi, i CEMS possono monitorare gas e altri parametri relativi alle emissioni.

La misurazione continua offre diversi vantaggi:

• Rilevamento più rapido di emissioni anomale

• Migliore visibilità delle condizioni di processo

• Dati più coerenti

• Supporto per la conformità ambientale

• Risposta più rapida ai problemi delle attrezzature

I parametri esatti richiesti dipendono dal processo e dalle normative applicabili.

7. Ambienti industriali pericolosi

Alcune apparecchiature di monitoraggio devono operare in ambienti difficili o pericolosi.

Considerazioni importanti possono includere:

• Temperatura ambiente

• Temperatura di processo

• Concentrazione di polvere

• Gas corrosivi

• Umidità

• Classificazione delle aree pericolose

• Protezione dell'involucro

• Materiale del sensore

• Requisiti di manutenzione

Le apparecchiature installate in aree pericolose possono richiedere una certificazione appropriata per la zona e l'applicazione specifiche.

La selezione dovrebbe quindi considerare l'ambiente di installazione completo piuttosto che solo l'intervallo di misurazione.

8. Dove viene utilizzato il monitoraggio di polveri e gas?

Il monitoraggio industriale di polveri e gas si trova in molti settori.

Impianti di cemento

Il monitoraggio delle polveri può aiutare a tracciare le emissioni di particolato e le prestazioni dei filtri intorno ai forni e ad altre attrezzature di processo.

Produzione di acciaio

Il monitoraggio dei gas può essere utilizzato intorno a forni, sistemi di combustione e gestione dei gas di processo.

Generazione di energia

La misurazione di polveri e gas può supportare il monitoraggio della combustione e il controllo delle emissioni.

Impianti chimici

L'analisi dei gas può aiutare a monitorare le condizioni di processo e a rilevare cambiamenti nella composizione dei gas.

Petrolio e gas

Il rilevamento di gas e l'analisi di processo sono importanti intorno ai sistemi di gestione e lavorazione degli idrocarburi.

Incenerimento dei rifiuti

Il monitoraggio continuo può aiutare a tracciare la combustione e le emissioni dai processi di trattamento dei rifiuti.

9. Cosa considerare nella scelta di un monitor di polveri?

Fattori di selezione importanti includono:

• Intervallo di concentrazione della polvere

• Caratteristiche delle particelle

• Temperatura del gas

• Umidità del gas

• Condizioni di flusso

• Dimensioni del condotto o dello stack

• Posizione di installazione

• Tempo di risposta richiesto

• Requisiti per aree pericolose

• Requisiti di calibrazione e manutenzione

Diverse tecnologie di misurazione possono essere appropriate per flussi di gas secchi, umidi, ad alta temperatura o altamente variabili.

10. Cosa considerare nella scelta di un analizzatore di gas?

Inizia con il gas target e l'intervallo di misurazione richiesto.

Quindi considera:

• Composizione del gas

• Intervallo di concentrazione

• Pressione

• Temperatura

• Umidità

• Componenti corrosivi

• Condizionamento del campione

• Tempo di risposta

• Accuratezza richiesta

• Classificazione delle aree pericolose

• Interfaccia di comunicazione

Il sistema di campionamento può essere importante quanto l'analizzatore stesso, in particolare quando il gas di processo contiene umidità, polvere o componenti corrosivi.

11. Collegare i dati di monitoraggio al controllo di processo

I moderni sistemi di monitoraggio possono collegare i dispositivi di misurazione ai sistemi di automazione dell'impianto.

A seconda dell'installazione, i dati possono essere trasmessi tramite:

• 4–20 mA

• HART

• Modbus

• Industrial Ethernet

• Altri protocolli di comunicazione dell'impianto

I dati di misurazione possono quindi essere visualizzati tramite una piattaforma DCS, PLC, SCADA o di gestione degli asset.

Ciò consente agli operatori di vedere i cambiamenti nelle condizioni di polvere e gas insieme ad altre variabili di processo.

12. Dal monitoraggio delle emissioni alla sicurezza dei processi

Il ruolo del monitoraggio industriale si sta espandendo oltre la rendicontazione normativa.

Il sistema di monitoraggio non sostituisce le procedure di sicurezza dei processi, i sistemi di rilevamento gas o il giudizio dell'operatore. Fornisce invece dati di misurazione aggiuntivi che possono supportare decisioni più rapide e meglio informate.

Conclusione

Il monitoraggio industriale di polveri e gas può supportare sia la gestione ambientale che la sicurezza dei processi.

La misurazione continua può fornire informazioni precoci su:

• Problemi del filtro

• Combustione anomala

• Cambiamenti di processo

• Perdite di gas

• Aumento delle emissioni

• Problemi alle attrezzature

Una soluzione di monitoraggio completa può combinare analizzatori di polveri, analizzatori di gas, misuratori di flusso, trasmettitori di pressione e strumenti di temperatura.

Il sistema corretto dipende dalle condizioni di processo, dalle sostanze target, dall'intervallo di misurazione, dall'ambiente di installazione e dai requisiti applicabili.

Possiamo fornire strumenti di misurazione e analisi industriali di produttori tra cui ABB, Endress+Hauser, Siemens, Yokogawa, VEGA, KROHNE e altri marchi.

Se stai pianificando un progetto di monitoraggio industriale di polveri o gas, fornisci il mezzo di processo, il punto di misurazione, la temperatura, la pressione e l'intervallo di gas o polvere target per la revisione della configurazione.