El detector de paletas giratorias regula el suministro de astillas en el reactor y soporta temperaturas extremas
Cuando se trata de detectar los niveles de lleno y puntual, los sensores con un alto grado de compatibilidad para los diferentes contenedores de proceso ofrecen un soporte óptimo para un proceso sin problemas. Dependiendo de la fase de procesamiento, el material que se va a controlar puede tener propiedades muy diferentes y plantear distintas exigencias a la tecnología de medición que se va a utilizar. El principio de rotación para la detección de nivel en silos y procesos de manipulación de materiales ya ha demostrado su eficacia durante muchas décadas. Incluso en condiciones extremas. Una empresa de tecnología energética buscaba tecnologías modernas y de alta calidad para la detección de niveles con el fin de equipar de forma óptima sus plantas de generación de energía a base de madera. Tras el procesamiento del gas, el gas de madera se convierte en electricidad en una central de cogeneración.
¡Cuando las cosas se calientan! Detectores de paletas giratorias en la generación de energía con combustibles sólidos biogénicos
Los detectores de paletas giratorias son conocidos por su principio de funcionamiento sencillo. Por ello, son especialmente populares en la industria de los sólidos. Funcionan según el principio de rotación en el que una paleta giratoria, que se acciona sobre un eje a través de un motor, se bloquea en su rotación por el contacto con el material sólido. El par se transmite a la electrónica como un contacto de conmutación a través de un mecanismo especial y es evaluado por un sistema de control de nivel superior. Con su serie Rotonivo®, UWT GmbH ha desarrollado detectores de paletas giratorias que detectan el nivel de forma fiable incluso en condiciones extremas. Detectan sin problemas materiales dentro de un rango de presión de -0,9 a +10 bar (-13,1 a +145 psi) y funcionan sin verse afectados por temperaturas de -40°C a +1100°C (-40°F a + 2012°F). También son impermeables al polvo, a la acumulación eléctrica o al apelmazamiento gracias a su robusto diseño sellado. Los detectores de paleta giratoria Rotonivo® pueden utilizarse como detectores de lleno, intermedio o vacíos, según los requisitos, y con las aprobaciones internacionales son adecuados para su uso en atmósferas explosivas de gas y polvo.
Una empresa de tecnología energética que ha dedicado los últimos 15 años a desarrollar un proceso de generación de energía por combustión de madera basado en la gasificación en lecho fijo decidió instalar las versiones de para sus plantas de generación de energía por combustión de madera. Esta serie de sensores de paletas giratorias es además resistente a la presión y está diseñada con mayor seguridad. Inicialmente se utilizaron en el reactor de gasificación de doble fuego de la empresa de tecnología energética. El objetivo del desarrollo era la generación descentralizada de electricidad y calor a una escala que pudiera utilizarse durante todo el año. Además, había que conseguir una alta disponibilidad técnica, la reducción de los materiales residuales y de desecho, así como de los materiales de explotación, un funcionamiento seguro para las personas y el medio ambiente y una alta eficiencia global.
La gasificación termoquímica representa el proceso central del procedimiento. El corazón del proceso de gasificación es un reactor de gasificación de doble fuego en el que se coquean las astillas de madera. En el proceso, se atraviesan diferentes zonas en el reactor. En la zona de secado, las astillas se secan desde un 10-15% de atro hasta un 0% de humedad del combustible; en la zona de pirólisis, se produce la descomposición pirolítica inducida térmicamente de las macromoléculas (celulosa, hemicelulosa y lignina) que componen las astillas en ausencia de aire. Lo que queda es un coque de pirólisis sólido formado por carbono y cenizas. En la zona de oxidación (hasta > 1.000°C / 1832°F), la energía térmica necesaria para la gasificación y la pirólisis se genera mediante la combustión parcial de los productos de pirólisis. El aire se utiliza como agente de gasificación. La mayor parte de los componentes combustibles del gas producto se forma en la zona de reducción. El vapor de agua y el dióxido de carbono se reducen con el carbono sólido a hidrógeno y monóxido de carbono.
Seguridad del proceso durante el funcionamiento en vacío y en lleno del reactor
El reactor está siempre lleno de virutas de madera hasta la esclusa. El detector de paletas giratorias Rotonivo® RN 6000 controla la alimentación. Este detector de nivel lleno se instala en el reactor en ángulo desde arriba. Si no hay astillas en la cuchilla de medición, las astillas se introducen de forma controlada en el tiempo a través de un tornillo de alimentación desde el contenedor de almacenamiento superior. Cuando se alcanza la sonda, el tornillo se detiene. En la zona superior del reactor se alcanzan temperaturas de hasta 600°C (1112°F). La alta temperatura y los compuestos de hidrocarburos que se condensan, como el alquitrán, son los factores críticos que pueden afectar al funcionamiento del sensor. Por lo tanto, el detector de paletas giratorias se equipó con cojinetes y sellos apropiados para altas temperaturas, así como con un par de torsión más alto para que los depósitos de alquitrán no puedan bloquear la extensción. Así, se ha conseguido un ciclo sin mantenimiento en el que el detector controla de forma fiable el suministro de astillas.
La parte inferior del reactor contiene cenizas, encima tiene carbón vegetal y en la parte superior astillas de madera. Las cenizas se descargan del reactor a través de un transportador de tornillo. La descarga de cenizas también se controla mediante un detector de paletas giratorias de la robusta serie Rotonivo® RN 6000. Tiene un cojinete y una junta de alta temperatura en la extensión y, por lo tanto, está protegida contra la entrada de cenizas y el bloqueo. Además, como parte de la seguridad funcional, la electrónica de la serie de paletas Rotonivo® RN 6000 se ha configurado de acuerdo con SIL 2. Esto significa que un fallo de los componentes eléctricos conduce a un estado de conmutación seguro de la señal de salida y así se evita un peligro del sistema.
Con este método de solución, se ha podido desarrollar un sistema económico, especialmente para aplicaciones industriales, que tiene una alta disponibilidad y produce pocos subproductos. Los primeros sistemas con un total de 12 reactores han sido instalados y puestos en marcha con éxito. El alcance del suministro abarca desde la planta de gasificación hasta el sistema completo de gasificación termoquímica con preparación de la madera, almacenamiento, transporte, gasificación y generación de electricidad en la red de calor (plantas de cogeneración). Los tamaños de salida van de 0,6 a 3,6 MWel. Los detectores de paletas giratorias UWT se utilizaron no sólo en la gasificación, sino también en el suministro de las astillas de madera y en la limpieza del gas (filtro).
