Rauchgasmessung im Zementdrehrohrofen

Von 2016 bis 2018 modernisierte die HeidelbergCement AG ihr Werk in Burglengenfeld mit der bisher größten geplanten Einzelinvestition der Unternehmensgeschichte. Das Ziel dieser Modernisierung, bei der unter anderem ein Wärmetauscherofen angeschafft wurde, war die signifikante Reduzierung der Emissionen, die fortlaufende Erhöhung des Anteils von Sekundärbrennstoffen und eine gleichbleibende Produktqualität. Eine Voraussetzung für die Realisierung dieser Ziele bilden unter anderem Daten aus der kontinuierlichen und präzisen Bestimmung der Rauchgasemissionen des neuen Zementdrehrohrofens. Da die Einlaufkammer zwischen Drehrohrofen und Zyklonvorwärmer in jedem Zementwerk einen der anspruchsvollsten Messorte darstellt, entschied sich HeidelbergCement für den Einsatz der Drehrohrofen-Einlaufsonde „Cemtec“ von Enotec. Dieses Messsystem zur Gasanalyse wurde für die extremen Einsatzbedingungen in Zementwerken entwickelt und ermöglicht aufgrund einer patentierten Drehvorrichtung sowie einer automatischen Abreinigung eine permanente Messung der Gase direkt im Drehrohr – und somit dauerhaft die genaue Bestimmung der notwendigen Parameter.

Das Umbauvorhaben bei HeidelbergCement in Burglengenfeld wurde während des Betriebes der existierenden Ofenlinien durchgeführt und umfasste einen 5-stufigen Wärmetauscherturm mit Kalzinator, einen verkürzten Drehrohrofen, zwei Mahlanlagen für Kalkstein mit verringertem Stromverbrauch und einen Gewebefilter mit einem Abscheidegrad von nahezu 100 Prozent. Besonders die angestrebte Erhöhung der Sekundärbrennstoffaufgabe und der zusätzliche Kalzinator machten die verfügbaren Messdaten der Ofeneinlaufsonde wichtig, da auf Grundlage ihrer Messdaten die Mehl- und Brennstoffaufgabe, der Brennstoffmix und die Luftzufuhr beeinflusst werden. Erfasst und geregelt werden dabei im Einzelnen der O2-, NOx- und CO-Gehalt, wodurch unter anderem die Klinkerqualität dauerhaft hoch gehalten werden kann.

Alle zyklischen Funktionen– neben dem Stößeln sind das Drehen, Rückspülen sowie Ein- und Aus-Fahren – lassen sich variabel über das Human Machine Interface (HMI) einstellen und den jeweiligen Anforderungen der Ofenanlage anpassen. Das Messgas wird über die beheizte Entnahmeleitung in den Gasanalyse-Systemschrank gefördert und dem Analysator über eine vorgeschaltete Messgasaufbereitung getrocknet und gereinigt zugeführt. Hier hat sich seit über einem Jahr eine an die Sonde angepasste kalt-extraktive Analysenmessung mit optimierter Messgasaufbereitung bewährt. 

Um die Gefahr von herabfallenden Anbackungen in der Ofeneinlaufkammer – eines der größten Risiken bei der Ofeneinlaufmessung – so gering wie möglich zu halten, wurde die Sonde zudem durch eine feuerfeste Ausmauerung geschützt, die sich im späteren Betrieb bewährt hat. Die Sonde lieferte vom ersten Tag an zuverlässige Messwerte und unterstützte so bei der Inbetriebnahme und Optimierung des Ofens: „Durch den Umbau waren für uns viele Werte neu, aber die CEMTEC-Werte an der Ofeneinlaufkammer sind ein wichtiges Indiz dafür, wie der Ofen läuft. Sie ermöglichten uns, den umgebauten Ofen schnell und gut zu verstehen“, erklärt Hamar.