El método de uso correcto de termopar resistente al desgaste en la caldera de lecho fluidizado circulante

Una caldera de combustión de lecho fluidizada presurizada (PFBC) es un tipo de caldera que permite la combustión de carbón de baja calidad con bajas emisiones. Durante el proceso de combustión, el lecho fluidizado suspende combustible sólido en un dispositivo de chorro de soplado hacia arriba, lo que resulta en una mezcla turbulenta de gas y sólido. La acción de volteo es similar a un líquido burbujeante y proporciona reacciones químicas efectivas y transferencia de calor.

La invención de las calderas de combustión del lecho fluidizado se originó a partir de la búsqueda de controlar las emisiones de contaminantes a través de procesos de combustión que no requieren control de emisiones externas. Esta tecnología permite que la temperatura de combustión del combustible alcance hasta 700 a 950 grados C, a veces excediendo esta temperatura si no está bien controlada, significativamente por debajo del límite para la formación de óxidos de nitrógeno no deseados. A alrededor de 1380 grados C -2500 grado C, los átomos de nitrógeno y oxígeno se combinan en el aire en llamas para formar contaminantes de óxido de nitrógeno. La acción de mezcla de la cama fluidizada pone al gas de combustión en contacto con productos químicos que absorben azufre, como piedra caliza o dolomita. Los adsorbentes obtienen más del 95% de los contaminantes de azufre en el carbón dentro de la caldera. La razón por la cual las calderas de combustión del lecho fluidizado son tan populares se deben principalmente a la flexibilidad de los combustibles tecnológicos, casi todas las sustancias combustibles, desde el carbón hasta los desechos urbanos, se pueden usar como combustible, y la capacidad de cumplir con los estándares de emisiones para el dióxido de azufre y los óxidos de nitrógeno sin necesidad de dispositivos de control de costos adicionales.

En este escenario de aplicación, se requiere medición de temperatura para rastrear y monitorear el punto de fraccionamiento y controlar la curva de temperatura de la cámara de combustión. El proceso PFBC típico tiene entre 6 y 20 puntos de medición de temperatura, pero el número final depende de la altura de la cámara de combustión. En este escenario de aplicación especial, hay un total de 3 unidades de combustión y cada unidad de combustión tiene 6 puntos de medición de temperatura.

Debido al tiempo significativo requerido para reiniciar el proceso PFBC, la medición de temperatura confiable es crucial. Además, en el caso de la temperatura desconocida, dará como resultado apagados de procesos no planificados y costosos.

El proceso PFBC presenta un desafío especial para la medición de la temperatura al tiempo que proporciona métodos flexibles y rentables para la eficiencia de combustión y el control de emisiones. La combinación de las siguientes condiciones de funcionamiento exigentes hace que sea extremadamente difícil encontrar una solución de medición de temperatura confiable y resistente al desgaste. El diámetro externo de la partícula sólida del carbón alcanza 5 mm a una temperatura alta de 1200 grados C, y el medio de proceso incluye carbón, carbonato de calcio (CaCO3), azufre, dióxido de azufre y nitrógeno y nitrógeno

Si se utilizan materiales de manga de termopar estándar como acero al carbono o acero inoxidable, hará que el sensor funcione rápidamente. La vida útil general de las piezas de ensamblaje tradicional es de solo 6 meses. Si se usa en este equipo durante una semana adicional, se dañará.

¿Cómo podemos resolver este problema? Continúe leyendo:

Solución

Las duras condiciones de funcionamiento dentro de la caldera requieren el uso de conjuntos de sensores de temperatura resistentes al desgaste. Especialmente el material de la manga del termopar debe resistir el desgaste causado por partículas sólidas que fluyen hacia la cámara de combustión. Por lo tanto, las mangas de termopar de la serie HQ con conexiones roscadas están hechas de acero resistente a alta temperatura para resistir gases corrosivos que contienen azufre corrosivos, y los extremos de las mangas de termopar están cubiertos de aleación dura, lo que proporciona resistencia al desgaste a las partículas sólidas entrantes. Las partes restantes del conjunto de temperatura incluyen termopares, equipadas con cajas de unión GR-A/BL de aluminio y componentes de extensión que cumplen con los estándares DIN.

El conjunto de termopar con recubrimiento de cobalto es una solución de medición de temperatura para las condiciones de aplicación PFBC. Debido al bajo consumo de mangas y sensores de termopar, así como la reducción significativa en el número de cierres de procesos causados ​​por el tiempo de inactividad de mantenimiento en el sitio y las fallas de los sensores, la durabilidad y la confiabilidad de este ensamblaje pueden ahorrar muchos costos. En estas condiciones de aplicación, la vida útil esperada del ensamblaje de temperatura es de 1 año. ZUI también se puede usar para 3-8 meses.

En este proceso, la medición de seguimiento y monitoreo de temperatura de alta densidad lo convierte en una aplicación ideal para transmisores de temperatura integrados con termopares resistentes al desgaste usando Fieldbus Hart. En comparación con las arquitecturas tradicionales, como el cableado directo de sensores o transmisores de entrada única, puede ahorrar significativamente los costos de instalación.

Los conjuntos de temperatura resistentes al desgaste pueden proporcionar una solución integral para aplicaciones tales exigentes. Estos dispositivos de medición de temperatura pueden acortar el tiempo de inicio y reducir la frecuencia de los cierres de procesos, reduciendo así los costos de mantenimiento y mejorando la utilización del proceso.