Detecção de nível em altas temperaturas de processo para usinas elétricas alimentadas a lenha

insensíveis a poeira detector de pá rotativa regula o fornecimento de cavacos de madeira no reator e resiste a temperaturas extremas

 

Quando se trata de detectar níveis, sensores com um alto nível de compatibilidade para diferentes recipientes de processo oferecem um ótimo suporte para um processo harmônico. Dependendo do estágio de processamento, o material a ser controlado pode ter propriedades muito diferentes e colocar diferentes demandas sobre a tecnologia de medição a ser usada. O princípio rotativo para detecção de nível em silos e processos de manuseio de material já provou sua eficácia por muitas décadas. Mesmo em condições extremas! Uma empresa de tecnologia de energia estava procurando tecnologias modernas e de alta qualidade para a detecção de níveis, a fim de equipar de forma ideal suas usinas de geração de energia a lenha. Após o processamento do gás, o gás de madeira é convertido em eletricidade em uma usina combinada de calor e energia.

 

Quando as coisas esquentam! Detectores de pás rotativas na geração de energia utilizando combustíveis sólidos biogênicos

Os detectores de pás rotativas são conhecidos por seu princípio de operação fácil de usar. São, portanto, particularmente populares na indústria de sólidos. Eles trabalham sobre o princípio de rotação no qual uma pá rotativa, que é acionada em um eixo por um motor, é bloqueada em sua rotação pelo contato com o material sólido. O torque é transmitido à eletrônica como um contato de comutação através de um mecanismo especial e avaliado por um sistema de controle de nível superior. Com sua série Rotonivo®  a UWT GmbH desenvolveu detectores de pás rotativas que detectam de forma confiável o nível mesmo sob condições extremas. Eles detectam suavemente materiais dentro de uma faixa de pressão de -0,9 a +10 bar (-13,1 a +145 psi) e operam sem serem afetados por temperaturas de -40°C a +1100°C (-40°F a + 2012°F). Eles também são insensíveis a poeira, acúmulo de carga elétrica ou incrustações na sonda devido ao seu design robusto e vedações. Os detectores de pás rotativas Rotonivo® podem ser usados como detectores de nível máximo, de intermediário ou mínimo, dependendo das exigências e, com certificações internacionais, são adequados para uso em áreas de risco classificadas de gás e poeira.

Uma empresa de tecnologia energética que passou os últimos 15 anos desenvolvendo um processo de geração de energia a lenha baseado na gaseificação de leito fixo decidiu instalar a versão Rotonivo® RN 6000 para suas usinas de geração de energia a lenha. Esta série de sensores de pás rotativas é adicionalmente resistente à pressão e projetada com maior segurança. Eles foram inicialmente utilizados no reator de gaseificação de duplo fogo da empresa de tecnologia de energia. O objetivo do desenvolvimento era a geração descentralizada de eletricidade e calor em uma escala que pudesse ser utilizada durante todo o ano. Além disso, uma alta disponibilidade técnica, a redução de materiais residuais e resíduos, assim como materiais operacionais, operação segura para as pessoas e o meio ambiente e alta eficiência geral deveriam ser alcançados.

A gaseificação termoquímica é o processo central no procedimento. O coração da gaseificação é um reator de gaseificação de duplo fogo, no qual são coquefeitos de madeira. Durante este processo, diferentes zonas são atravessadas no reator. Na zona de secagem, os cavacos de madeira são secos de 10-15% atro a 0% de umidade combustível; na zona de pirólise, a decomposição pirolítica termicamente induzida das macromoléculas (celulose, hemicelulose e lignina) que compõem os cavacos de madeira ocorre na ausência de ar. O que resta é o coque sólido de pirólise constituído de carbono e cinzas. Na zona de oxidação (até > 1.000°C / 1832°F), a energia térmica necessária para gaseificação e pirólise é gerada pela combustão parcial dos produtos de pirólise. O ar é utilizado como agente de gaseificação. A parte principal dos componentes combustíveis do gás do produto é formada na zona de redução. O vapor de água e o dióxido de carbono são reduzidos com carbono sólido para hidrogênio e monóxido de carbono.

Confiabilidade do processo como sinal de máximo e mínimo no reator

O reator é sempre cheio de lascas de madeira até a câmara de ar. O detector de pás rotativas Rotonivo® RN 6000 controla a alimentação. Este detector completo é instalado no reator em um ângulo de cima para baixo. Se nenhuma lasca de madeira estiver presente na lâmina de medição, as lascas de madeira são alimentadas em tempo controlado através de um rosca transportadora a partir do recipiente de armazenamento acima. Quando a sonda é atingida, a rosca transportadora pára. Temperaturas de até 600°C (1112°F) prevalecem na área superior do reator. A alta temperatura e os compostos de hidrocarbonetos que se condensam, como o alcatrão, são os fatores críticos que podem influenciar o funcionamento do sensor. Portanto, o detector de pás rotativas foi equipado com rolamentos e selos apropriados de alta temperatura, assim como um torque mais alto para que os depósitos de alcatrão não possam bloquear a lança. Assim, foi alcançado um ciclo livre de manutenção no qual o detector controla de forma confiável o fornecimento de cavacos de madeira.

A parte inferior do reator contém cinzas, acima carvão vegetal e na parte superior aparas de madeira. As cinzas são descarregadas do reator através de um transportador helicoidal. A descarga de cinzas também é controlada por um detector de pás rotativas da robusta série Rotonivo® RN 6000. Isto tem um rolamento de alta temperatura e vedação na extensão e, portanto, é protegido contra a entrada e bloqueio de cinzas. Além disso, como parte da segurança funcional, a eletrônica da série de pás Rotonivo® RN 6000 foi configurada de acordo com a SIL 2. Isto significa que uma falha dos componentes elétricos leva a um estado de comutação seguro do sinal de saída e, assim, evita-se um perigo do sistema.

Com este método de solução, foi possível desenvolver um sistema econômico, especialmente para aplicações industriais, que tem uma alta disponibilidade e produz poucos subprodutos. Os primeiros sistemas com um total de 12 reatores foram instalados e comissionados com sucesso. O escopo de fornecimento abrange desde a planta de gaseificação até o sistema completo de gaseificação termoquímica com preparação, armazenamento, transporte, gaseificação e geração de eletricidade na rede de calor (plantas CHP). Os tamanhos de saída variam de 0,6 a 3,6 MWel. Os detectores de pás rotativas UWT foram utilizados não somente na gaseificação, mas também no fornecimento dos cavacos de madeira e na limpeza do gás (filtro).