Avtomatizacija zmanjševanja emisij dušikovih oksidov pri proizvodnji klinkerjaPRINČIČ, TADEJ (Avtor) Nedeljković, David (Mentor) SCADAiFIXSNCRnadzorni sistemavtomatsko vodenjeV magistrskem delu je opisan sistem za avtomatsko zmanjševanje emisij dušikovih oksidov (NOX) pri proizvodnji klinkerja, ki je osnovna surovina cementa. Mejna vrednost emisij NOX v zrak je predpisana v okoljevarstvenem dovoljenju [1], ki sledi zakonskim zahtevam in konceptu najboljših razpoložljivih tehnologij (BAT – angl. Best Available Technology) [2, 3, 4]. Zahteve za mejne vrednosti emisij snovi v zrak se z razvojem teh tehnologij znižujejo. Zavoljo spremenjene mejne vrednosti za dušikove okside [3] smo se odločili za uporabo ene od najboljših razpoložljivih tehnologij (BAT 19 in 20 za cementno industrijo) [2], in sicer za proces selektivne nekatalitske redukcije (SNCR), ki z uporabo sečnine (CH4N2O) zmanjšuje emisije NOX iz rotacijske peči za proizvodnjo klinkerja. Sistem za pripravo raztopine in njen vbrizg v predel izmenjevalnika toplote - kalcinator sta zasnovana tako, da delujeta popolnoma avtomatsko. Proces lahko delimo na dva dela, in sicer na pripravo raztopine po predhodno določenem postopku ter na vbrizg sečnine v kalcinator glede na potrebe procesa. Za av¬tomatizacijo procesa redukcije NOX smo nadgradili obstoječi krmilnik tipa Siemens S7-416-2DP in obstoječi nadzorni sistem iFix 5.8. V sistem smo dodali dve ločeni elektro omari s pripadajočimi vhodno/izhodnimi moduli, ki smo jih priklopili v že obstoječe Profibus omrežje. Odločili smo se za uporabo že obstoječega nadzornega sistema SCADA (angl. Supervisory Control And Data Acquisition) in programsko opremo iFix 5.8. Sistem SCADA omogoča, da prek krmilnika priključene naprave nadzorujemo in vodimo s komandnega pulta, torej na daljavo. Ravno tako oprema iFix 5.8 omogoča povezavo do krmilnika ter risanje grafičnega prikaza za nadzor in vodenje procesa ter shranjevanje in analizo vrednosti, ki jih pridobi iz naprav. Cilj magistrskega dela je izdelava avtomatsko vodenega sistema na računalniku za nadzor. Na virtualnem strežniku z bazo podatkov smo najprej namestili gonilnik za krmilnik. Krmilnik smo preko TCP/IP protokola povezali na strežnik, tega pa preko Ethernet mreže na fizične računalnike z grafičnimi prikazi. Virtualni strežnik omogoča shranjevanje podatkov, ki jih lahko prenašamo na druge strežnike. Strežniki, ki jih uporabljamo, so naslednji: za arhiviranje podatkov s programsko opremo Proficy Historian 7.0, terminal SCADA, ki omogoča vpogled v podatke ter njihovo analizo več uporabnikom, strežnik za bazo podatkov, kjer se podatki osvežujejo, in strežnik SQL (angl. Structured Query Language), ki povezuje vse naštete strežnike in beleži spremembe nastavitev konfiguracij, spremembe parametrov do katerih pride na vsakem od strežnikov, in računalnikov, ki so povezani nanj. Upravljalne računalnike za nadzor smo morali povezati z omenjenimi strežniki, saj se brez njih podatki ne bi prikazovali. Ko je bila vzpostavljena komunikacija med naštetimi strežniki, smo lahko začeli z ustvarjanjem grafičnega prikaza procesa vbrizgavanja sečnine. Običajno se proces zriše kot v elektro načrtu in kakor so dejansko naprave postavljene. Za lažjo realizacijo slike si pomagamo z orodjem iFix. Delovno okolje Workspace se uporablja za konstruiranje grafičnega prikaza z animacijami, VBA (angl. Visual Basic for Aplication) programski jezik omogoča, da lahko grafični element pošilja ukaz za spremembo na krmilniku ali spremembo na SCADA in Database Manager, ki upravlja s podatkovno bazo, povezano na virtualnem strežniku. Sistem je bilo potrebno postaviti dvakrat, saj je testiranje potekalo na testnem strežniku, šele nato pa se je zaradi testiranja med delovanjem proizvodnje prestavilo na produkcijskega. Emisije NOX v zrak so se s pomočjo SNCR po pričakovanjih zmanjšale tako, da so bile zagotovljene vrednosti pod 500 mg/Nm3. Avtomatski sistem deluje brezhibno, operaterji nimajo težav z vodenjem in upravljanjem, sistem pa je pregleden in uporaben tudi za tehnologe. Ker želimo bolj optimizirati delovanje sistema za zmanjševanje emisij NOX, že uvajamo nove izboljšave, tako da bomo regulirali pretok sečnine ter montirali dodatno razpršilno šobo.20192019-10-11 13:45:00Magistrsko delo/naloga111726sl