Voor een ander vaktijdschrift was ik [Leon van den Berg red.] jaren geleden in de in aanbouw zijnde kolencentrale op de Maasvlakte. Daarnaast stond een oudere werkende centrale die scheepsladingen kolen verstookte. Ik ben nog opgegroeid met een kolenkachel. Jaarlijks kwam de schoorsteenveger om roet uit het rookkanaal te verwijderen. Daarnaast verwijderde hij ook de aanslag in de kachel. Iets dergelijks gebeurt op veel grotere schaal in grote ovens. Hoe maak je die dan schoon? Het antwoord is detonatief reinigen. Clean Totaal spreekt daarover met diverse deskundigen.
Door Leon van den Berg, redactielid Clean Totaal
Verbranding levert altijd afvalstoffen op. Heel veel verdwijnt als afgas uit de schoorsteen. Vroeger ongefilterd, tegenwoordig wel gefilterd. Daaraan danken wij onder meer de gipsplaten waarmee wij bouwen, want gips is een omzetting van fracties uit die afgas in een vaste stof. Ik ga u niet vermoeien met hoe dat chemisch gaat, maar het is wel een bijzonder efficiënt proces. Net als in de kolenkachel blijft echter ook in een ketel of verbrandingsoven residu achter dat veelal tegen de wand klontert. Hoe viezer het te verbranden materiaal is, des te meer residu achterblijft en hoe vaker de installatie gereinigd moet worden. Springmeester Ingrid Rijkse van Explosive Shockwave Solutions licht een tipje van de sluier op.
Geen stilstandsverlies bij detonatief reinigen
“Je spreekt over heel grote installaties met ketels/ovens van vaak tientallen meters hoogte en doorsnede. Neem bijvoorbeeld een afvalverbrandingsinstallatie, een sector waarin wij erg actief zijn. Die brandt 24/7 om vooral huishoudelijk afval en/of biomassa te verwerken. Het doel van die verbranding is tweeledig. Allereerst het verkleinen van de hoeveelheid afval. Dat kost geld, onder meer door transportkosten. Voordeel is natuurlijk wel dat je niet hoeft te storten, maar die besparing wordt grotendeels of misschien wel helemaal teniet gedaan door de kosten. De winst zit hem in het opwekken van energie. Dat proces mag dus nooit stilvallen, want anders is er opeens te weinig elektriciteit om aan de vraag te voldoen. Daarom wordt sinds de jaren zestig detonatief reinigen toegepast. Met springstof worden brokken afval of aangekoekt stof verwijderd. Het grote voordeel is dat dit kan gebeuren tijdens vol bedrijf van zo’n centrale, waardoor je geen stilstandsverlies hebt.”
Amercentrale
“Dat stilstandsverlies voorkomen is echter niet de enige reden om detonatief te reinigen”, vervolgt Rijkse. “Ik denk dat vele mensen zich het grote ongeluk van 2003 in de Amercentrale bij Geldermalsen nog wel herinneren. Die centrale was wel stilgelegd en toen zijn mannen de binnenkant gaan gritstralen. Helaas bleek de 47 meter hoge steiger slecht ontworpen en is die ingestort waarbij vijf doden en drie gewonden vielen. Sindsdien is de nadruk op detonatief reinigen komen te liggen.” Rijkse vertelt hoe dat dan in zijn werk gaat. Helaas globaal, want de markt wordt gedomineerd door een beperkt aantal spelers die hun methoden gepatenteerd hebben. “In onderhoud heb je preventief en curatief onderhoud. Bij het eerste komen we met regelmaat van de klok detonatief ketelonderhoud uitvoeren. Daarnaast is er onderhoud dat plaatsvindt als er iets aan de hand is in een oven. Een afvalverbrandingsinstallatie met energiecentrale heeft net als iedere fabriek een ruimte waarin procesengineers alle meetwaarden voortdurend monitoren. Zo zijn plotselinge veranderingen in de temperatuur een indicatie van een mogelijk probleem. Er zijn vast nog wel meer indicatoren, maar dat valt buiten mijn werkveld. Bij problemen worden wij erbij geroepen en gaan wij onmiddellijk aan de slag om deze te verhelpen.”
Isolatie
Explosieven en vuur lijken een slechte combinatie, temeer omdat de temperatuur in bijvoorbeeld een afvalverbrandingsinstallatie al snel oploopt tot rond de 1000oC. Even een staaf dynamiet naar binnen gooien kan dus niet. Rijkse: “Nee zo werkt het inderdaad niet. Allereerst moet je de exacte locatie van het probleem vinden. Het gaat dan bijvoorbeeld om een groot blok residu dat aan de wand vast zit. Wij doen het onderzoeken en het plaatsen van de springstof met behulp van een hittebestendige camera’s en gebruiken een isolatie om de detonatie van de springstof te beheersen. Het detoneren zelf gaat met een ontsteker in de springstof die van een afstand wordt geactiveerd. De drukgolf die door de explosie ontstaat maakt de ovenwand weer schoon. Er zijn overigens meer methodieken om resultaat te boeken. Je kunt gewoon iets in de omgeving laten exploderen waardoor – een deel van – het probleem wordt opgelost. Je kunt echter een explosie ook sturen en gebruik maken van reflectie. Er vindt detonatie plaats en de drukgolf gaat door het te verwijderen materiaal heen. Daarmee wordt het materiaal al verzwakt, vervolgens reflecteert die drukgolf op de wand van de oven en kaatst terug. Dan ontstaat een trekgolf die het materiaal van de wand af trekt. Een andere methode is gebruik maken van scherfwerking waarbij het te verwijderen materiaal verpulverd wordt en als een soort gritstraal de ovenwand schoon schuurt. Meestal spreek je overigens niet over één explosie, maar vinden er meerdere detonaties plaats.”
Opleiding knelpunt
In het onderzoek voor dit artikel kwam naar voren dat je als Europees bedrijf niet zomaar overal kunt werken, maar ook dat met name de opleiding in het vak van springmeester volop in beweging is. “Er is Europese wetgeving op dit terrein en daarop sluiten de nationale wetgevingen aan. Je moet als springmeester gecertificeerd zijn, maar in ieder land zijn er andere of aanvullende eisen. Het komt erop neer dat je als springmeester per land extra opleiding zou moeten volgen om overal aan de slag te gaan. Dat is ondoenlijk en daarom huren bijvoorbeeld Duitse bedrijven een Nederlandse springmeester in en omgekeerd. Springmeesters zijn overigens actief op veel meer vlakken dan waarover dit artikel gaat. Ik noem bijvoorbeeld sloopwerkzaamheden of het opruimen van gevonden explosieven. In Nederland geldt ook de arbo-wetgeving voor het werken met gevaarlijke stoffen, werken op hoogte en werken in zeer hete omgevingen. Daarnaast komen springmeesters natuurlijk op industriële objecten en moeten ze een Vca-certificaat hebben. Springmeester worden niet zo gemakkelijk. Je kunt aan de hogeschool Utrecht het theoretische deel studeren, maar dan is er nog geen praktijkerkenning. Daar zit nu een probleem en betrokken instanties zijn eigenlijk al jaren bezig om dit proces te stroomlijnen, maar tot dusver blijven noodzakelijke veranderingen nog uit.
Springmeesters zijn aanwezig, maar medewerkers voeren ter plaatse de werkzaamheden uit onder diens auspiciën. Dat geldt ook voor onze eigen medewerkers. Alleen bedrijven en personen die over een zogeheten erkenning beschikken, mogen explosieven vervaardigen, transporteren , opslaan, gebruiken of verhandelen. Een erkenning is maximaal vijf jaar geldig en kan telkens met dezelfde duur worden verlengd. Die erkenning wordt strikt nageleefd en heeft ook invloed op het persoonlijk leven. Ga je je boekje te buiten, dan komt de politie gewoon die erkenning ophalen en kun je het schudden. De Inspectie Leefomgeving en Transport controleert of bedrijven en personen die met explosieven werken de regels volgen.”
Meisjesdroom?
Het bedrijf van Rijkse is ook in andere detonatietoepassingen actief. Denk bijvoorbeeld aan de bouwsector waarbij met detonaties ankers voor damwanden verwijderd worden. Interessant is de vraag hoe een vrouw in deze mannenwereld verzeild is geraakt. Rijkse lachend: “Nee het is inderdaad niet zo dat ik op een ochtend wakker werd met het idee om springmeester te worden. Het is gewoon toeval. Ik studeerde, maar had het niet naar mijn zin. Ik kwam iemand tegen en ben in diens bedrijf aan de slag gegaan. Ik heb me steeds verder ontwikkeld en zo ben ik dit mooie vak ingerold.”
HVC
De Alkmaar en Dordrechtse vuilverbranding HVC maakt gebruik van detonatief reinigen. Een woordvoerder van het bedrijf vertelt er meer over. “Bij HVC wordt deze reinigingstechniek uitsluitend gebruikt in de vuilverbrandingsinstallaties. Het wordt zowel als veiligheidsreiniging toegepast als bij het verwijderen van aangegroeide deeltjes van de rookgassen. Veiligheidsreiniging wordt toegepast bij aanvang van een onderhoudsstop waarbij de ketel al uit staat. In de ketel hangen zogenaamde beren aan het dak van de installatie en deze moeten er eerst af voordat de ketel veilig betreden kan worden. Tijdens bedrijf wordt deze methode ingezet om vuil van de diverse bundels verwijderen. Bundels zijn warmtewisselaars in de rookgasreiniging. Het gaat bij HVC om het creëren van drukgolven zodat het vuil van de bundels of het keteldak los komt. In de rookgasreiniging hebben ze een techniek om het explosief op de juiste plek te ontsteken. Er wordt eerst vastgesteld waar de ergste vervuiling zit en vervolgens wordt er een reinigingsplan opgesteld inclusief alle veiligheidsmaatregelen. Er zijn risico’s bij detonatief reinigen. Als een bundel in de rookgasreiniging zodanig versleten is dat de buiswand heel dun is, kan het reinigen een lekkage veroorzaken. Bovendien blijven het explosieven – ook al zijn het hele kleine hoeveelheden- en daardoor is er altijd en risico en gevaar voor de omgeving. Er is vanwege de veiligheid altijd de verplichte aanwezigheid van een springmeester. Deze moet een springplan opstellen. Vervolgens voeren medewerkers van het reinigingsbedrijf en de springmeester dat gezamenlijk uit. Er zijn altijd meer detonaties die aan de hand van het springplan plaatsvinden. Vervolgens moeten de procesparameters verbeteren en kan HVC bepalen of het resultaat goed is of dat er nog meer detonaties uitgevoerd moet worden, of dat het hele plan moet worden herhaald.”
Hameren
Hans Bodewes Proces analist bij HVC geeft meer informatie over hoe onder meer bepaald wordt wanneer reiniging nodig is. “Centraal in het bepalen staat de rookgastemperatuur. Die moet zo om en nabij de 620 ºC zijn voor hoge temperatuur oververhitter om het proces van warmte in stoom te beheersen. De rookgassen hebben een zogenaamde horizontale trek waarbij een serie warmtewisselaars voor oververhitting van de stoom zorgt. In het zogenaamde LT gedeelte heb je het over stoom zoals wij die thuis wel kennen, in de volgende HT wordt die stoom oververhit waardoor hij bruikbaar is als energieleverancier voor het opwekken van stroom. De druk van het stoom is 40 bar. De vervuiling ontstaat doordat vliegasdeeltjes met verschillende smeltpunten met de rookgas uit de ketel komen. Die slaan neer op de bundels van de warmtewisselaar en vullen de ruimten tussen die pijpen steeds verder op. In het LT deel is er een grotere tussenruimte tussen die bundels dan in het HT deel. Veel van deze vervuiling kun je wegkrijgen door op de bundel te hameren. Klinkt een beetje primitief en dat is het eigenlijk ook wel. Door de wand zijn stalen pennen gevoerd en als je daarop slaat ontstaan trillingen die de aangroei losmaken. Het lijkt een beetje op de manier waarop filters in industriële stofzuigers worden gereinigd. Dit levert echter maar een beperkt effect. Er blijft namelijk ook aangroei achter die niet wordt verwijderd. Uit ervaring weten wij inmiddels dat er na 20 weken detonatief reinigen nodig is. Wij zien dat bijvoorbeeld doordat de temperatuur van de rookgas uittrede gaat oplopen door minder warmte opname en dus de stoomopwekking onregelmatig wordt. Dan moet binnen anderhalve week ingrijpend gereinigd worden.
Bij detonatief reinigen zijn verschillende methoden. Wij werken met Stickblasting van Online Cleaning. Hierbij wordt een holle aluminium lans via bestaande ketelopeningen op de plek van de detonatie gebracht. Die bevat 3 x 12, dus 36 gram kruit. Om voortijdig detoneren te voorkomen, wordt die lans met lucht en water gekoeld. Als de plek van de detonatie is bereikt, dan wordt de koeling gestopt en de ontsteker geactiveerd. De buis spat dan uiteen en neemt door de drukgolf de aangroei mee. Soms zijn er meer ladingen nodig op dezelfde plek, maar meestal gaat men dan naar een volgend detonatiepunt. In gemiddeld anderhalve dag is de installatie dan weer klaar voor de volgende 20 weken. Er is ook een andere methode met gas die ik ken als toepassing in vele grotere installaties zoals kolencentrales.”
Drukgasreiniging
Naast het maken van drukgolven door explosies van kruit, kan dit ook met toepassing van en mengsel met CO2 gas. Deze techniek werd al in het begin van de 20e eeuw in Engeland ontwikkeld voor gebruik in kolencentrales om slakken te verwijderen. Het huidige HP-CO2 drukgassysteem komt van Bang & Clean Technologies in Zwitserland en wordt in Nederland onder de naam Detoclean, onderdeel van REYM, vermarkt. Raoul Hopman van REYM, de exclusieve licentiehouder voor de Benelux: “Kort gezegd komt het erop neer dat een gietstalen lans met een ballon bij de te verwijderde aangroei wordt geplaatst. Die ballon wordt gevuld met een gasmengsel van lucht en CO2 onder hoge druk. Dat gebeurt via een combislang in de lans. Het gasmengsel wordt daarna met een elektrische ontsteking tot ontbranding gebracht. Daarbij expandeert het CO2-gas 600-maal in omvang en brengt daarbij een drukgolf tot 3000 bar tot stand. Deze compressed gas-methode wordt onder andere toegepast in de cementindustrie, afvalverwerkende industrie, kolencentrales en bij verstopping in trechters en silo’s. Wij kunnen indien nodig zeer snel ter plaatse zijn. Toch is van de zo’n zevenhonderd reinigingen per jaar slechts zo’n 5 procent een calamiteit. Dat is onder meer te danken aan de goede samenwerking met onze opdrachtgevers, onze jarenlange ervaring met verbrandingsinstallaties en ons samenspel. Onze medewerkers kunnen zowel het gasmengstation bedienen als de lans hanteren. Die laatstgenoemde taak is verreweg het zwaarst dus is er een wisselende taakverdeling binnen de teams.” Bij deze werkzaamheden is niets zo belangrijk dan veiligheid. Hopman: “Onze medewerkers werken bij hoge temperaturen. Om hun veiligheid optimaal te borgen, stellen we hoge eisen en betrekken we onze medewerkers bij het beheersen van hun veiligheid. Zo zorgen we regelmatig voor onaangekondigde inspecties en jaarlijkse trainingen. Ook laten we een onafhankelijke keuringsinstantie jaarlijks onze materialen controleren en certificeren.”
Toepassingen
In dit artikel gaat het met name om het reinigen van ketel/ovencorrosie in de 1ste, 2de en 3de trek van de verbrandingslijnen. Die vindt plaats als de verbranding nog in bedrijf is met een maximale temperatuur tot 1200oC. Belangrijk is dat hiermee het rendement van de installatie weer wordt teruggebracht in oorspronkelijke staat. Dit is echter zeker niet de enige toepassingsmogelijkheid voor detonatief reinigen. Ook verdamperschermen, oververhitters, economisers. en complete pijpenbundels worden zo van vervuiling ontdaan. Van een heel andere orde is het oplossen van verstoppingen in filterbuizen, trechters en silo’s. In al deze gevallen is een gelimiteerde emissie
