Sonda capacitiva de RF com revestimento completo como solução segura para a limpeza de gases de combustão
Em caso de falha, os sensores de nível não só causam custos devido aos tempos de parada do processo, mas também quando sua substituição e comissionamento se tornam caros.
Nas centrais elétricas, os sensores de nível têm que atender a padrões muito altos, pois são muito freqüentemente expostos a meios agressivos como óxidos de enxofre e metais pesados ou mesmo ácidos. Se forem usados interruptores de nível para detecção de poeira na limpeza de gases de combustão, eles devem ser construídos para serem resistentes, a fim de gerar tempo de funcionamento suficiente. Não raro, os custos de manutenção ou substituição dos sensores são muito altos porque a qualidade dos sensores de nível instalados no processo não atende aos requisitos e só conseguem tempos de execução curtos. Isto é particularmente verdadeiro para tarefas de medição na limpeza de gases de combustão em instalações de geração de energia a partir de resíduos.
Limpeza de gases de combustão em usinas de geração de energia a partir de resíduos
Uma usina de geração de energia na Alemanha estava lutando contra a corrosão severa em seus detectores de nível dentro dos processos de limpeza de gases de combustão. Os gases de combustão contêm vários poluentes, tais como dióxido de carbono e monóxido de carbono, dióxido de enxofre, óxidos de nitrogênio, ácido clorídrico, metais pesados, dioxinas, bem como cinzas volantes ou fuligem. São predominantemente partículas em pó com diferentes tamanhos de grãos. Devido aos meios agressivos que surgem nos recipientes do processo, a tecnologia de sensores instalados foi severamente atacada. Em particular, os cantilevers, que são expostos diretamente ao pó do filtro, foram corroídos a tal ponto que mostraram mau funcionamento após 1-2 anos.
As principais tarefas durante a limpeza dos gases de combustão são desnitrificação, remoção de pó e dessulfuração. Dependendo da fábrica, estas ocorrem em várias etapas. Dentro da usina de resíduos para energia, os gases de combustão são produzidos durante a incineração e passam através do precipitador eletrostático como primeira etapa de limpeza. Aqui, os metais pesados ligados ao pó fino e ultrafino são separados. A isto se seguem duas etapas de lavagem, nas quais são lavados os compostos de cloro, compostos de corredor e ácido sulfúrico. Isto também produz o ácido clorídrico altamente agressivo como um resíduo. O processo continua com o processo de limpeza catalítica para a separação de óxidos de nitrogênio, dioxinas e furanos e termina no adsorvente de fluxo arrastado. Esta é a última etapa de limpeza antes da pilha e é utilizada para a separação residual das quantidades remanescentes de metais pesados e poluentes. Somente após os gases de combustão terem passado pelo sistema de limpeza de gases de combustão em vários estágios é que o ar de exaustão limpo pode passar através da pilha.
A capacidade de tais instalações pode variar de alguns milhares a várias centenas de milhares de metros cúbicos de gás de combustão por hora. Para a separação do pó do filtro no sistema de limpeza do gás de combustão, é necessário um sistema consistente de detecção de contrapressão para garantir a segurança da planta. Se a resistência não for suficiente, as sondas geralmente falham após um curto ciclo de vida. Mesmo sensores com cantilevers de aço inoxidável são atacados ou danificados neste ambiente de processo agressivo. Produtos químicos como enxofre, ácido clorídrico e cloro são agressivos demais para o aço inoxidável nestas aplicações. Uma falha na tecnologia do sensor de medição sempre significa interrupções do processo e resulta em uma substituição demorada e cara dos dispositivos.
Aumento do tempo de operação devido ao aumento da resistência à corrosão
A UWT desenvolveu ainda mais a chave de nível capacitivo RFnivo® 3100 para estas tarefas de medição na despoeiramento de gases de combustão, de modo a atender às condições exigentes. Todas as partes do sensor que entram em contato com o processo foram projetadas para serem completamente resistentes à corrosão. Por um lado, a extensão RF foi revestida com PFA e, por outro lado, parte da rosca de conexão do processo foi feita completamente de PTFE para que todas as partes em contato com o processo estejam protegidas contra corrosão.
Extensão da sonda com revestimento completo de PFA
A extensão do interruptor do nível RFnivo® é completamente revestido com PFA. Ele é resistente a quase todos os produtos químicos e mostra uma resistência à temperatura de até 240°C. Ao contrário de um revestimento por spray, o revestimento da sonda de RF tem até 1,5 mm de espessura e, portanto, tem mais proteção em aplicações abrasivas.
O RFnivo® 3100 com extensão de sonda PFA totalmente revestido é, portanto, ideal para a medição de nível em processos de limpeza de gases de combustão. Ele funciona como um detector máximo pode ser instalado flexivelmente na vertical, horizontal ou em ângulo. Ele mede a capacitância entre a sonda e a parede do vaso. Se a extensão for coberto com produto, isto muda a capacidade. O ponto de comutação é emitido como um sinal na eletrônica.
Para a usina de resíduos para energia, o RFnivo® foi instalado como um detector de refluxo no separador do precipitador eletrostático.
Todos os tipos de dispositivos de RF têm uma compensação ativa a incrustações , o que torna a sonda insensível a depósitos de material na extensão. Isto aumenta ainda mais a confiabilidade funcional da chave nível capacitiva. Esta tecnologia Active Shield prejudicada pelo revestimento de PFA e a incrustação, que pode ocorrer durante a medição de pó fino, é efetivamente compensada. Além disso, o revestimento PFA contraria a adesão. Assim, temos proteção contra corrosão, aderência e abrasão. Os resultados das medições não são influenciados negativamente pelo revestimento. Ao mesmo tempo, o sensor é sensível o suficiente para detectar o pó fino nos processos de limpeza dos gases de combustão. A detecção de materiais a partir de um valor DK > 1,5 é possível sem nenhum problema.
Rosca de conexão de processo feita de PTFE
A fim de assegurar uma proteção abrangente da extensão da sonda que está em contato com o processo, a parte da rosca de conexão ao processo que se conecta à extensão é feita inteiramente de PTFE. Assim, todas as partes em contato com o processo têm proteção suficiente. Assim, a sonda RF revestida também poderia ser inserida nos recipientes intermediários para o armazenamento do pó do filtro e das cinzas volantes como um detector máximo. Aqui também estão presentes as altas doses de condensado de ácido clorídrico, que atacaram a tecnologia de medição anterior de tal forma que alguns das extensões caíram. Com a ajuda do revestimento completo de PFA e da rosca de conexão PTFE, tais produtos químicos não são mais um obstáculo. O RFnivo® 3100 com extensão de sonda totalmente revestido pode ser construído com um comprimento da extensão de 200 mm até 1500 mm e, portanto, pode ser usado de forma flexível.
Da família dos plásticos, o PTFE é o material com resistência à maioria dos produtos químicos básicos. Exceto pelos compostos líquidos de sódio e flúor, o PTFE é resistente a quase todos os meios, mesmo a temperaturas mais altas. A corrosão na própria rosca é assim reduzida muitas vezes pela construção especial com Teflon®. Devido à tensão superficial extremamente baixa do PTFE, nenhum material semelhante ao pó dos filtros de gás de combustão adere à rosca de conexão do processo. Além disso, a chave de nível de RF capacitiva oferece uma capacidade de carga particularmente alta, mesmo na versão padrão. Se houver sobrepressão na embarcação de processo, esta pode ser de até 25bar para o uso da sonda de RF.
O RFnivo® capacitivo foi especialmente projetado para a detecção de nível de sólidos. Devido ao alinhamento individual, ele tem uma funcionalidade muito boa na detecção de nível de partículas de pó com diferentes tamanhos de grãos.
Tecnologias de definição de tendências na remoção de pó de gases de combustão
O comissionamento foi possível em poucos minutos sem que o operador tivesse que mergulhar profundamente nas relações físicas de um princípio de medição capacitiva. A eletrônica do RFnivo® torna o comissionamento geralmente simples e de fácil utilização. Após a sonda ter sido instalada e a tensão de alimentação ter sido ligada, ela se calibra automaticamente e sinaliza se há um mau funcionamento da sonda por meio de auto-monitoramento que funciona em segundo plano. O display na eletrônica mostra se a calibração foi bem sucedida e se a sonda tem o estado de comutação apropriado para a aplicação. Além disso, a capacidade atualmente medida (em pF picofarad) é exibida. Isto permite que o operador tire conclusões sobre a sensibilidade necessária.
A fim de atender às exigências ambientais cada vez mais rigorosas, a MHKW está constantemente em busca de tecnologias inovadoras para manter suas fábricas atualizadas.
O sensor capacitivo de RF com revestimento completo é uma nova solução segura para todas as plantas onde há aplicações com um ambiente de processo particularmente agressivo. Isto é, por exemplo, onde quer que ocorra a limpeza dos gases de combustão. Além das usinas elétricas alimentadas a resíduos, isto inclui usinas de biomassa, turfa e usinas elétricas alimentadas a carvão. Uma melhor proteção contra corrosão da tecnologia de sensores de medição em certos processos de limpeza de gases de combustão também é uma questão importante para a incineração de lodo em instalações químicas, bem como para serrarias com instalações integradas de incineração para geração de energia.
