Vuurvast-innovatie bespaart kosten

Privé zijn ze welkom, maar in de industrie houdt niemand ervan: verrassingen. Ze brengen vaak een hoop ellende en kosten met zich mee. Met actieve monitoring van je assets kun je ze in veel gevallen voor zijn. Maar nog niet in extreme situaties zoals in hete (afval)verbrandingsovens. Gouda Vuurvast Services werkt aan een oplossing.

Tekst: Kim de Booij

Al acht jaar doet Gouda Vuurvast Services, specialist in vuurvaste diensten, onderzoek naar het voorkomen van onverwachte stilstand en hoge onderhoudskosten als gevolg van schade aan vuurvastmaterialen en de assets die ze beschermen. Die schade komt vaak voort uit een gebrek aan inzicht in het proces. “Wat logisch is”, zegt Mark Scheltes, directeur van Gouda Vuurvast Services. “Want sensoren zijn vaak niet opgewassen tegen de enorme hitte en vervuiling in ovens en ketels.”

Afvalbranche als uitgangspunt

Via grote projecten als ‘De Lerende Steen’ en ‘De Rosettasteen’ onderzocht het bedrijf mogelijkheden om het proces toch beter te kunnen monitoren. “Die onderzoeken deden we in de afvalverwerkingsbranche omdat daar de grootste uitdagingen met vuurvast voorkomen. Dat komt met name doordat de brandstof, het afval, geen constante factor is. Daardoor kunnen tijdens de verbranding ervan temperaturen flink variëren.”

Vertaling naar (petro)chemie 

Juist dat soort fluctuaties maakt dat er sneller schade optreedt. “In de (petro)chemische industrie heb je dat soort situaties minder, omdat de grondstof daar meestal wel constant is. Maar door de extreem hoge temperaturen is het evengoed gissen wat de staat van je vuurvast is zodra je de oven of ketel tijdens de onderhoudsstop openmaakt.”

VESTA

Dat maakt het erg lastig om de scope van het onderhoud aan je vuurvast vooraf goed te bepalen. En dat kan tijdens onderhoudsstops weer leiden tot oponthoud en hogere kosten. Maar Gouda Vuurvast Services werkt aan de oplossing, legt Scheltes uit: “Bij afvalverwerker AVR Duiven zijn we het project Voorspelbaar Energiebeheer bij Slimme Thermische Afvalverbranding (VESTA) gestart. Hiermee werken we aan een voorspelbaar onderhoudsmodel voor thermische installaties in én buiten de afvalverwerking.”

Techniek en data

Onderdeel van het onderzoek is onder meer monitoring van vuurvaste bekleding. “We bouwen slimme sensoren in vuurvaste componenten. Dankzij innovatieve ‘meettegels’ en sensoren kunnen we de degradatie van het vuurvast detecteren. De data van de sensoren wordt door de Katholieke Universiteit Leuven geanalyseerd. Op basis van deze data werken ze aan een model voor voorspellend onderhoud.”

Huidige metingen

Het is niet zo dat er nu nog helemaal niets wordt gemeten in extreem hoge temperatuursituaties. “Maar veel sensoren worden aan de bovenkant van een oven geplaatst omdat het beneden te heet en te vuil is. De metingen vertellen dus niet alles. Zo hadden we eens een bepaald type vuurvaste steen in een afvalverbrandingsoven geplaatst die uiteindelijk wegsmolt. Op basis van de temperatuursensor in het dak van de oven zou de temperatuur beneden in de oven namelijk zo’n 1.200 graden Celsius bedragen, maar in werkelijkheid bleek dat 1.600 graden Celsius te zijn.”

Unieke innovatie

Met de techniek die Gouda Vuurvast Services nu gebruikt, is de kerntemperatuur wel te meten, plus de staat van de vuurvaste materialen. “Dat is dus best uniek”, zegt Scheltes nog vrij bescheiden. “Dankzij deze techniek kun je je proces beter monitoren en sturen én de scope van je onderhoud veel nauwkeuriger bepalen. Het scheelt nogal wat of je tijdens de onderhoudsstop voorziet om voor de zekerheid 250 vierkante meter aan vuurvast te vervangen, of dankzij monitoringdata ziet dat er maar 100 vierkante meter vervangen moet worden. Of dat je vooraf al ziet aankomen dat een aantal ringen van je oven vervangen moeten worden, in plaats van dat je hierdoor verrast wordt tijdens het openmaken van de oven of, erger nog, door een calamiteit.”

Duurzame coating

Een ander onderdeel van VESTA is dat er een reeds ontwikkelde innovatieve beschermcoating wordt getest, de ‘Durable Refractory Coating’, die thermische en chemische degradatie tegengaat. “Het gaat om een speciale coating die vuurvast tegen degradatie beschermt, bijvoorbeeld als gevolg van blootstelling aan calcium, natrium en kalium.” Het onderzoek richt zich op de hechting, slijtweerstand en duurzaamheid van de coating. In de praktijk vergelijken we gecoate en niet-gecoate componenten op basis van performance, onderhoudsbehoefte en economische levensduur.”

Nu al toepasbaar

Op dit moment gaat veel dus nog om onderzoek en prototypes. “Het project loopt tot eind 2028, maar de sensoren zijn er al en werken. Daar kunnen we dus vandaag al data mee verzamelen bij klanten. En met alle kennis die we de afgelopen acht jaar opgedaan hebben, biedt dat al veel mogelijkheden voor optimalisatie van het onderhoud.”

EFRO-subsidie voor VESTA

Mede doordat via VESTA thermische (verbrandings-)processen efficiënter gemaakt kunnen worden en de levensduur van (vuurvaste) materialen wordt verlengd, draagt VESTA bij aan de energietransitie en circulaire economie. Daardoor kreeg het project een EFRO-subsidie. 

Gouda Vuurvast Services

Gouda Vuurvast Services was al een succesvol en innovatief bedrijf, maar is sinds 2024 nog krachtiger geworden als onderdeel van de Japanse Shinagawa Refra Group, koploper in vuurvast. Het bedrijf profiteert van de aanvullende kennis en het enorme laboratorium van deze wereldspeler.