Veiligheid - Efficiënter en groener na onderhoudsstop

donderdag 10 december 2015 Dagmar Aarts Petrochem 12, 2015

De onderhoudsstop bij Yara Sluiskil afgelopen september was groter dan een normale zesjaarlijkse stop. Verschillende fabrieken zijn een aantal weken uit bedrijf genomen en machines zijn zo aangepast dat er een aanzienlijke energieverbetering optreedt. Met drie betrokkenen kijken we terug op de onderhoudsstop en horen we of het is gelukt met de energiebesparing.
Foto's: Yara

Foto's: Yara

Yara Sluiskil produceert al sinds 1929 stikstofhoudende meststoffen en heeft op het terrein drie ammoniakfabrieken, twee salpeterzuurfabrieken, drie ureumfabrieken (één solution -, één prill -en één granulatie fabriek) en twee nitraatgranulatie-eenheden staan. Binnen Yara International heeft Sluiskil de grootste capaciteit aan ammoniak- en nitraatproductie van heel Europa.
De grootste salpeterzuurfabriek, met een productiecapaciteit van 2300 ton per dag, heeft tijdens de stop periodiek onderhoud gekregen en ook de zogenaamde machinetrein is volledig gereviseerd. Op deze ‘trein’ staan vier machines: een luchtcompressor, een NOx-compressor, een staartgasexpander en een stoomturbine. Deze machinetrein bleek niet optimaal te werken. Process engineer Nils D’Hoker: ‘Samen met Yara project office in Brussel hebben we een vermogensbalans gemaakt van de vier machines. Er is gekeken naar de energie-efficiënte van de apparaten en waar we de fabriek op dat punt kunnen verbeteren. Uit onderzoek bleek dat de stoomturbine een bottleneck was. Om die redenen hebben we de stoomturbine aangepakt en die één-op-één vervangen.’

 

Energiebesparing
Nog een reden om de stoomturbine te vervangen, was dat er vooral in de zomer minder kon worden geproduceerd door de luchtcompressor. Deze zuigt lucht van buiten aan en werkt optimaal bij een buitentemperatuur van zes tot vijftien graden met een lage luchtvochtigheid. Bij hogere temperaturen moet meer arbeid worden geleverd en is er meer stoom nodig. Daarnaast bleek ook dat de buitencasing van de turbine was vervormd. Om de reliability en veiligheid te vergroten, is ook die aangepakt.
Doordat de stoomturbine nu efficiënter is, is er minder stoom nodig voor het proces. Jan-Pierre Heinis, productiemanager van de nitric acid & utilities: ‘Die stoom hoeven we nu niet meer te maken met een boiler op ons terrein en dat scheelt in het gebruik van aardgas. Op jaarbasis kan er maar liefst vijf tot zes miljoen kubieke meter gas worden bespaard. Dat is gelijk aan het jaarlijks verbruik van zo’n 3500 huishoudens.’

 

Katalysator
Naast het aanpakken van de machinetrein is er ook gewerkt aan de katalysemassa die wordt gebruikt om ammoniak om te zetten in een basis voor salpeterzuur. Die katalysator gaat negen maanden mee en moet dus elk jaar worden vervangen. Deze keer is de periodieke wissel afgestemd op de onderhoudsstop en tegelijkertijd is er een verbetering aangebracht. De katalysedoeken liggen in een zogenaamde burner basket met een doorsnede van vijf meter en een hoogte van een halve meter. In deze burner basket is een katalysemassa aanwezig die het gevormde broeikasgas N2O, oftewel lachgas, reduceert tot onschadelijke stikstof. Heinis: ‘De burner basket hebben we vervangen zodat we minder ‘bypass’ hebben. Alle procesgassen gaan nu door die zogenaamde N2O-katalysemassa heen. Voor dit design werd toegepast, was er een stuk langs de kant waar gas verloren ging.’ Door de vervanging van de brander baskets wordt er een lagere uitstoot van N2O verwacht en is ook de reliability van het apparaat omhoog gegaan.

 
Corrosie onder isolatie
Tijdens de stop is er extra focus gelegd op corrosie onder isolatie. Het is een van de topprioriteiten van Yara om de fabriek met isolatie energie-efficiënter te maken, maar er komt wel eens water onder de isolatie, waardoor corrosie kan ontstaan. Daarvoor is een speciaal programma opgericht waarin staat hoe de verschillende leidingen het beste kunnen worden bekeken. De leidingen krijgen afhankelijk van hun temperatuur, de stof die er door heen gaat en het materiaal een ‘criticality’ aangewezen, waar op wordt gefocust.

 

Dezelfde focus
Zoals bij elke onderhoudsstop liepen ook bij Yara een aantal zaken net iets anders dan van tevoren gedacht. Frans de Milliano, rotating specialist: ‘Bij de vervanging van de stoomturbine wisten we dat de fundatie niet meer vlak was. We hadden er al rekening mee gehouden dat we die ter plaatse vlak moesten frezen nadat de oude was verwijderd, maar we hebben meer materiaal weg moeten halen dan we dachten en dat heeft tijd gekost. En op het laatst toen de stoomturbine in zijn geheel op zijn plaats stond, bleek dat er teveel spanning op de aansluitende piping stond, dus daar hebben we wat aanpassingen moeten doen. Je houdt er rekening mee, maar het kost toch wat meer tijd dan je denkt. Maar we hebben geen last gehad van onoverkomelijke problemen.’
Een onderhoudsstop is hard werken volgens de mannen, maar het is ook leuk, omdat je de fabriek op een andere manier kan bekijken. Heinis: ‘Je ziet alles open en je kan je hoofd eens ergens insteken. Daardoor begrijp je beter hoe zo’n apparaat werkt en krijg je er meer feeling mee. Ik zie op dat soort momenten ook weer punten van aandacht, want je ziet bepaalde ontwikkelingen in zo’n machine waardoor je een andere kijk krijgt op sommige zaken, die we dan aan kunnen pakken.’
Voor D’Hoker was het de eerste keer dat hij een grote onderhoudsstop meemaakte sinds hij 3,5 jaar geleden bij Yara begon. ‘Het is interessant om het project rondom de stoomturbine van start tot en met de plaatsing mee te maken. En ook de drive tijdens een turnaround van alle mensen om de plant goed op te leveren is geweldig. Iedereen heeft dezelfde focus gedurende die periode.’
De Milliano heeft de fabriek al vaker open gezien, alleen bij de bouw was hij nog niet aanwezig. ‘Maar het blijft interessant.’

 

 Uit onderzoek bleek dat de stoomturbine een bottleneck was.

 

Blow-out
Na de stop is gebleken dat het rendement van de ‘nieuwe’ fabriek nog niet optimaal is. Er wordt nog onderzocht wat daar precies de oorzaak van is, maar Heinis heeft wel een paar ideeën. Een van de moeilijke keuzes waar Yara voor stond, was de vraag of er een blow-out zou worden gedaan na het onderhoud. Daarbij wordt er lucht door de fabriek gestuurd die alle troep er uit blaast. Heinis: ‘We hebben er uiteindelijk voor gekozen om alles te stofzuigen en zo alle rommel weg te halen, want dat leverde een tijdsbesparing op. Nu blijkt dat ons rendement niet optimaal is, denken we dat dat misschien komt doordat we die blow-out niet hebben gedaan. Maar het kan ook zijn dat de katalysator niet helemaal optimaal is of dat de procescondities wat anders zijn dan we denken. We onderzoeken bijvoorbeeld de temperatuur in de branders. Als we op een te lage temperatuur verbranden dan heeft dat direct invloed op het rendement. We hebben de temperatuur daarom wat verhoogd en dat heeft al een positief effect. Aan de andere kant komt daarmee de leeftijd van zo’n doek in gevaar, want die gaat bij een hogere temperatuur korter mee.’
Daarnaast wordt er ook naar de temperaturen en druk in de machinetrein gekeken. Heinis: ‘Pas als we alles goed in kaart hebben gebracht, kunnen we een goede analyse maken om de vermogens te bekijken. We gaan de nieuwe stoommachine natuurlijk ook vergelijken met de oude stoomturbine, maar dat is lastig. Je wilt een vergelijking maken met een zelfde situatie, maar die heb je niet altijd. Daarom hebben we tijd nodig om te kijken wat het effectieve resultaat is van die stoomturbine en om te kunnen zeggen hoeveel beter hij is dan de oude.’

 

Een gevaarte van 67 ton

Naast de revisie van de machinetrein en de aanpassingen van de branders in de salpeterzuurfabriek zijn er op de nitraatafdeling een aantal bijzondere projecten gedaan. Het meest spectaculair was de vervanging van de granulator, een enorm gevaarte van maar liefst 67 ton.
In de granulator, van 12 meter hoogte, 12 meter lengte en 5,5 meter breedte, worden mestkorrels gemaakt uit nitraatoplossing en in de coatingtrommel krijgen die korrels een coatinglaagje. Dit gebeurt door lucht door de granulator te blazen.
De oude granulator stond er al sinds eind jaren tachtig en daarin waren de luchtstroomsnelheden niet homogeen. Het ontwerp is aangepast, waardoor de luchtstroomsnelheden nu wel homogeen zijn. Daarnaast is ammoniumnitraat vrij abrasief. De plekken waar het langs de wand schuurt, moesten regelmatig worden vervangen. Maar door keer op keer te lassen, wordt het materiaal steeds slechter waardoor het nu echt aan vervanging toe was.
Mammoet heeft de oude granulator in één keer uit het gebouw waar hij in stond getakeld. Om dat te kunnen doen, zijn er containers op elkaar gestapeld waar een rails op is gelegd waar hij overheen kon worden getrokken en vervolgens vanaf kon worden getild. Het nieuwe apparaat is in drie delen aangekomen en via de containers en rails naar binnen gebracht, waarna hij aan elkaar is gelast.

Petrochem is een uitgave van Industrielinqs Pers & Platform.
© 2016 www.petrochem.nl - alle rechten voorbehouden.