GRATE COOLER (IN CEMENT PRODUCTION)

Kelompok 6

1

Laela Riza K, 12210002

Anggi Sagitha P, 12210010

Fadlianor, 12210017

Khusnan Aji P, 12210023

Presented By :

2

•Pendahuluan (pengenalan Reaktor Cooler)

•Bagian Utama Cooler

•Cara Kerja Cooler

•Laju Reaksi Pendinginan

•Parameter Dan Variabel Control

•Cooler Upset Conditions dan Study Case

4

Outline

Pendahuluan

Pengenalan Reaktor Cooler

5

suatu grate yang men-transport clinker dengan gerakanreciprocating dan fan dengan ducting system yangmendistribusikan udara melewati lapisan clinker denganmaksud untuk mendinginkan clinker

Basic Concept

6

Grate Cooler

Primary air

Cooling air

Secondary air

Tertiary air

Cooledclinker

Hot clinker

Waste air

Middle air

Recuperation zone

Cooling zone

7

Pendinginan clinker

Recuperation panas untukdimanfaatkan di dalam Kiln system

Transport clinker setelah Kiln system

Apa fungsi GRATE COOLER ?

8

Heat Recuperation Terminology

Apakah Recuperation itu ?

Adalah suatu proses dimana udara dari fan cooler melewatilapisan clinker panas untuk kemudian panas dari clinker dipisahkan dan diuapkan menjadi gas panas.

Gas panas tersebut dimanfaatkan sebagai :

Dimana :

KI = Aliran clinker dari kiln

KO = Aliran clinker keluar

Cooler

SA = Udara sekunder ke kiln

TA = Udara tersier ke SP

VA = Udara buang ke EP

CA = Udara Pendingin9

• Klinker panas sangat sulit untuk ditransportasikan.

• Klinker panas berpengaruh tidak baik terhadap proses penggilingan selanjutnya.

• Agar diperoleh klinker yang bersifat amorf

• Recovery panas.

• Mengurangi biaya Produksi

• Pendinginan klinker yang baik dapat meningkatkan kualitas

• Agar C3S tidak terdekomposisi kembali menjadi C2S dan C.

10

Mengapa klinker perlu didinginkan?

Bagian-Bagian Utama Cooler

Komponen

11

Bagian-Bagian Utama Cooler

12

Horse shoe

Construction

Width

Length

Cara Kerja Cooler

15

16

Grate Cooler

Klinker 1360 - 1400 oC

Laju pendinginan

cepat

Klinker 100C -120C

kualitas klinker yang

baik.

• Klinker bisa langsung digiling dan efisiensi perpindahan panas dari klinker ke udara dapat berkisar 72 - 75 %.

• Penggunaan udaranya berkisar 1,8 - 2,4 Nm3/kg klinker

Chamber aeration systemA B

pressure untukaerasi chamber 18

Untuk memonitor volume

jatuhan clinker dari kiln, maka dipasanglah suatutransmitter pada grate cooler.

Jika volume jatuhan klinker lebih besar dari yang disetkan maka motor akan bergerak lebih cepat dengan tujuan untuk mengecilkan bed depth dan sebaliknya.

Data dari pengontrol tekanan juga akan dikirim ke pengontrol katup fan pertama.

Clinker Cooler

19

20

Clinker Cooler

Nilai bed depth yang besar akan menyebabkan laju kecepatan aliran udara yang kecil tidak cukup kuat untuk menembus klinker yang akan didinginkan.

Hubungan antara beda tekanan (P), laju alir udara (v) dan percepatan gravitasi (g) ditentukan oleh hubungan:

P = v2. ξ /2g dimana : ξ = densitas udara

Pertambahan nilai P akan berusaha diatur kembali dengan menambah laju aliran udara

Laju Pendinginan Cooler

21

22

Laju Pendinginan Klinker

Laju kecepatan pendinginan klinker menentukan

komposisi akhir klinker.

Jika klinker yang terbentuk selama pembakaran didinginkan perlahan maka beberapa reaksi yang telah terjadi di kiln akan berbalik (reverse)

23

Dengan pendinginan cepat fasa cair akan memadat

dengan cepat sehingga mencegah berkurangnya C3S.

Fasa cair yang kandungan SiO2-nya tinggi dan cair alumino-ferric yang kaya lime akan terkristalisasi sempurna pada pendinginan cepat.


24

Pendinginan klinker yang cepat berpengaruh pada

perilaku dari oksida magnesium dan juga terhadap soundness dari semen yang dihasilkan.

Makin cepat proses pendinginannya maka kristal periclase yang terbentuk semakin kecil yang timbul pada saat kristalisasi fasa cair.


25

Klinker dengan pendinginan cepat menunjukkan

daya spesifik yang lebih rendah. Hal ini disebabkan proporsi fasa cair yang lebih besar dan sekaligus ukuran kristalnya lebih kecil.


26

Parameter Dan Variabel Control

28

Secara garis besar pengaruh laju pendinginan klinker terhadap kualitas klinker

dapat terlihat berikut ini :

Material/Parameter Pendinginan lambat Pendinginan cepat

( 4-5 oC/menit ) ( 18 – 20 oC/menit )

MgO Kristal periclase Kristal glassy

C3A dan C4AF Kristaline Glassy

C2S dan C3S Kurang aktif Aktif

Stabil Tidak stabil

Ukuran partikel Lebih besar Relatif lebih kecil

Kuat tekan awal Tinggi Rendah

Kuat tekan akhir Rendah Tinggi

Keaktifan hidrolis Kurang Lebih baik

Ketahanan terhadap sulfur Kurang Baik

29

Pressure undergrate dipengaruhi oleh :

1. Ketebalan clinker bed – clinker bed yang tebal lebih susahditembus udara pendingin.

2. Rata-rata partikel size clinker – clinker bed yang tebalmempunyai resistance yang lebih rendah daripada clinkerbed yang halus.

3. Temperature clinker – naiknya temperatur clinker akanmenambah volume udara pendingin yang berakibatnaiknya bed resistance.

Optimum clinker bed depth memberi kesempatan udarapendingin melewati clinker di atas grate.

Undergrate Pressure (Bed Resistance)

30


Bed depth Granulometry


High Resistance

Low Resistance

clinker

Ilustrasi Volume udara terhadap fungsi dari Clinker Size

32

Control parameters adalah indikator yang membantumengontrol dan monitoring clinker cooler.

Main control parameters grate cooler yaitu:

Pressure under grate

Pressure Kiln hood

Flow udara

Temperatur udara sekunder dan tersier

Secondary control parameters grate cooler yaitu:

Temperature Grate plate

Temperature Clinker discharge

Grate Cooler Control Parameters

33

Grate Cooler Control Parameters and Variables

Clinker Discharge Temperature

Kiln Hood Pressure

To ILC & SLC

Undergrate Pressure

Cooling Air Flowrate

Grate Plate Temperatures

Control Parameters

Exhaust Fan Speed

Grate Speed

Air Flowrate

Control Variables

To Raw Mill

34

Cooler Upset Conditions

35

Cooler Upset Conditions

Kondisi upset adalah suatu kondisi proses abnormal yang mengganggu operasi dan dapat mengakibatkan kehilanganproduksi.

Tipikal kondisi-kondisi cooler upset yaitu :

Red river

Geyser effect

Snowman formation

Temperatur grate plate tinggi

Study Case

37

Red River A red river adalah lapisan

tipis clinker yang sangat panasdiatas lapisan clinker normal yang berjalan/mengalir lebihcepat ke cooler discharge end.

Tindakan yang dilakukan Naikkan

uniformity/distribusiclinker bed denganmenaikkan ketebalanclinker bed dalam cooler (dalam batas normal).

Optimalkan distribusiudara dalam cooler untukmemastikan aerasi yang cukup diatas area yang terjadi red river.

Pastikan clinker chemistry dari hasil pembakarannormal, misalnya Lsf Cl’ dlsb.

Red River

Geyser effect terjadi ketika

terlalu banyak udaradiatas grate cooler danudara secarakuat/langsung menembusclinker bed.

Tindakan yang dilakukan

Naikkan pressure undergrate denganmenurunkan speed grate cooler, ini akanmenaikkan ketebalanclinker bed.

Turunkan airflow

Geyser Effect

Blow through

39

Snowman Formation

40

Snowman formation adalah sebuah tumpukan/timbunan

material melting didalam inlet cooler yang mengganggu aliran udara ke kiln sebagai akibat dari kondisi kiln yang tidak stabil.

Snowman terdeteksi dalam cooler yaitu dengan adanya kenaikan pressure undergrate secara tajam yang diikuti dengan kenaikan speed grate.

Tindakan yang dilakukan

Kurangi panas pembakaran

Kurangi Kiln speed

Naikkan cooler airflow

Snowman Formation

41

Temperature udara exit cooler seharusnya serendah mungkin

untuk memastikan bahwa kuantitas udara panas yang dibuangke atmosphere sedikit (minim).

Pressure Kiln hood seharusnya selalu sedikit negatif.

Temperature udara secondary seharusnya tinggi dan stabil.

1. Kiln operation stability

2. Efisiensi fuel maksimum

Critical Variables

42

Rata-rata particle size clinker di dalam cooler

Ketebalan clinker bed

Temperature clinker dalam cooler

Banyaknya udara pendingin yang dimasukkan ke dalam cooler

Factors Influencing Under grate Pressure

43

GRATE COOLER (IN CEMENT PRODUCTION)

Engineering

Transcript of GRATE COOLER (IN CEMENT PRODUCTION)