Innovadora colocación de un cañón de aire en el enfriador de clinker que facilita el mantenimiento

Un líder mundial en equipos de manipulación de materiales a granel ha ayudado a una planta de cemento de Estados Unidos a resolver problemas de obstrucción en su enfriador de clinker, utilizando tecnología avanzada de cañón de aire y una estrategia de montaje innovadora. En la planta Lehigh-Hanson de HeidelbergCement mejoraron las instalaciones con modernos cañones de aire, dispuestos en forma de gran tubo en U lejos de la zona más caliente del enfriador para ofrecer un poderoso apoyo al flujo de material con un fácil mantenimiento. El resultado es un lugar de trabajo más seguro, una mayor vida útil de los equipos, menos tiempo de inactividad y menor costo de funcionamiento.

Al descargar clinker del horno y caer dentro del enfriador, el material aglomerado tendía a engancharse en las rejas del enfriador estático o en los bordillos del enfriador. Los cañones de aire suelen usarse para remediar este fenómeno, pero si sufren obstrucciones por reflujo o si están instalados en un entorno demasiado caliente para mantenerlos de manera apropiada, inevitablemente se forma´rán acumulaciones.

Los operadores de la planta Lehigh-Hanson en Leeds, AL (el fabricante de cemento más antiguo en operación continua del estado) trabajaron conjuntamente con Martin Engineering en una configuración innovadora de los cañones de aires para resolver esta cuestión. "Nuestros cañones estaban ubicados cerca de las paredes frías en condiciones de mucho color y polvo", explicó Mike Schutt, gerente de producción de Lehigh Hanson.

Con un programa de producción de 24 horas, pasan 160 toneladas métricas (175 toneladas) por hora de material sin procesar a través del horno, que alcanza una temperatura de aproximadamente 1900 °C (3500 °F). Las acumulaciones formadas en el punto de descarga llegaban hasta 20 pies de altura en un solo turno. La acumulación podía llegar hasta el horno y causar graves problemas que, a su vez, generaban un excesivo tiempo de inactividad y un mayor costo de funcionamiento. 

La solución inicial de Lehigh-Hanson contaba con cinco cañones con tuberías OEM estándar que llevaban directo a las zonas de problemas ubicadas cerca de la parte más caliente del enfriador. El área tenía una temperatura promedio sostenida de 65 º C (150 º F) a 74º C (165º F), que hacía extremadamente difícil el mantenimiento durante la operación.

Con el tiempo, las partículas finas de clinker descargado migraban hasta el tubo de descarga del cañón de aire. El polvo de clinker se depositaba también dentro del tanque del cañón, lo que disminuía la capacidad del tanque y la potencia y efectividad del disparo.

Previamente, los trabajadores se colocaban trajes para altas temperaturas y debían retirar todo el cañón desde el colector para realizar tareas de mantenimiento de la válvula. Esta tarea, reportada como una de las menos placenteras en la planta, requería al menos de dos trabajadores para realizar el mantenimiento y, debido al calor, solo podían permanecer en el área alrededor de 5 minutos por vez.

"El sistema se averiaba tan a menudo que finalmente debimos dejarlo y controlar la acumulación de material hasta el último minuto y luego detener el sistema para el mantenimiento", comentó Schutt. "Esto nos permitió obtener la mayor producción posible, pero causaba al menos un día de inactividad no programado algunas veces durante el año".

Reflexión sobre la acumulación en el enfriador de clinker

El programa de Compromisos de sostenibilidad 2030 apunta a hacer de HeidelbergCement una industria líder en la seguridad en el lugar de trabajo. Las expectativas de Lehigh-Hanson para una solución propuesta requerían que el sistema: 

·       Fuera altamente confiable y accesible.

·       Eliminara la acumulación de material dentro del enfriador.

·       Soportara un programa de producción 24/7.

·       Redujera o eliminara el reflujo.

·       Se mantuviera de manera segura con una mínima exposición al calor.

·      Disminuyera la cantidad de tiempo de paro no programado.

·      Redujera la cantidad de fallas en los equipos.

Los técnicos instalaron cinco cañones de aire Martin® Hurricane™ de 150 litros, que fueron levantados desde la zona de descarga hasta varios metros arriba hasta una plataforma preexistente. Al estar los cañones ubicados bien lejos de la pared caliente y de la zona de descarga del horno, es posible hacer tareas de servicio sin que los trabajadores tengan que usar equipos especiales de alta temperatura.

Los Hurricanes, conectados al sistema de aire comprimido existente, ofrecen más fuerza con menos consumo de aire con la mitad del tamaño de otros diseños. Cada unidad realiza un disparo de aire de hasta 120 PSI (8,27 BAR) desde un tanque presurizado a través de las largas tuberías y esparce la corriente de aire por la zona de acumulación.

Para evitar disparos no intencionales debido a las caídas de presión, la válvula requiere una señal positiva desde el solenoide en forma de pulso de aire. El panel soleonide, que puede estar ubicado hasta a 200 pies de distancia de los cañones, también permite a los operadores disparar manualmente si es necesario.

La válvula Hurricane está orientada hacia afuera, en sentido contrario al extremo de la tubería, y se le realizan tareas de mantenimiento sin retirar el tanque del cañón. Un único técnico simplemente desprende las conexiones de aire y solenoides, retira los 8 pernos del conjunto de la válvula y la extrae para su inspección y mantenimiento.

El estándar que avanza

“Después de cinco años de funcionamiento constante, los resultados que obtuvimos fueron mejor de lo esperado”, dijo Schutt. “Desde la instalación, logramos una importante reducción en el tiempo de inactividad causado por la acumulación.”

La ausencia de exposición al calor ha reducido el impacto sobre el equipo en sí, lo que ha aumentado la vida útil de las válvulas y del tanque. Los trabajadores pueden inspeccionar el equipo con más frecuencia y realizar mantenimiento en un único cañón sin tiempo de inactividad gracias a que los tanques están instalados en una zona segura y de fácil acceso.

Los cañones ya no sufren acumulación por reflujo dentro del tanque, lo que les permite operar a plena capacidad. "En términos generales, estamos muy satisfechos con el diseño y el equipo", concluyó Schutt. "Me imagino que esta configuración puede convertirse en el diseño estándar en la industria del cemento".