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Rilevamento del livello ad alte temperature di processo per le centrali a legna

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Quando le cose si scaldano! Rilevatori a paletta rotante quando si genera elettricità usando combustibili solidi biogenici

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Nel rilevamento dei livelli di riempimento e di limite, i sensori con un'elevata compatibilità per i diversi recipienti di processo offrono un supporto ottimale per un processo senza problemi. Il materiale da controllare può avere proprietà molto diverse a seconda della fase di lavorazione e porre diversi requisiti alla tecnologia di misurazione da utilizzare. Il principio di rotazione per il rilevamento del livello puntuale nei silos e nei processi di lavorazione del materiale si è dimostrato valido per molti decenni. Anche in condizioni estreme! Un'azienda di tecnologia energetica era alla ricerca di tecnologie moderne e di alta qualità per la misurazione del livello puntuale, al fine di equipaggiare in modo ottimale i suoi impianti elettrici a base di legno. Il gas di legno viene convertito in elettricità dopo il trattamento del gas in un impianto di cogenerazione.

Quando le cose si scaldano! Rilevatori a palette rotanti nella produzione di elettricità con combustibili solidi biogenici

I rivelatori a palette rotanti sono noti per il loro principio di funzionamento facile da usare. Questo è il motivo per cui sono particolarmente popolari nell'industria delle merci sfuse. Funzionano con il principio di rotazione in cui un'ala rotante, che è azionata su un albero da un motore, è bloccata nella sua rotazione dal contatto con il materiale sfuso. La coppia viene trasmessa all'elettronica attraverso un meccanismo speciale come contatto di commutazione e valutata da un controllore di livello superiore. Con la serie Rotonivo®, la UWT GmbH ha sviluppato rilevatori a paletta rotanti che rilevano in modo affidabile il livello di riempimento anche in condizioni estreme. I materiali vengono rilevati senza problemi in una gamma di pressione da -0,9 a +10 bar (da -13,1 a +145 psi) e lavorano senza problemi a temperature da -40°C a +1100°C (da -40°F a +2012°F). Inoltre, grazie al loro design robusto e resistente, sono insensibili alla polvere, alla carica elettrica o all'incrostazione. A seconda delle esigenze, le palette rotanti Rotonivo® possono essere utilizzate come rivelatori di pieno, di domanda o di vuoto e, con le approvazioni internazionali, sono adatte all'uso in aree a rischio di esplosioni di gas e polveri.

Un'azienda di tecnologie energetiche che negli ultimi 15 anni ha sviluppato un processo per la produzione di energia da legno basato sulla gassificazione a letto fisso ha deciso di installare le versioni Rotonivo® RN 6000 per i suoi impianti a legna. Anche questa serie di sensori rotanti è resistente alla pressione e progettata con una maggiore sicurezza. Inizialmente sono stati utilizzati nel reattore di gassificazione a doppio fuoco dell'azienda di tecnologia energetica. L'obiettivo dello sviluppo era la generazione decentralizzata di elettricità e calore su una scala che può essere utilizzata tutto l'anno. Inoltre, si dovrebbe raggiungere un'alta disponibilità tecnica, la riduzione dei materiali residui e di scarto e delle risorse operative, un funzionamento sicuro per le persone e l'ambiente e un'alta efficienza complessiva.

La gassificazione termochimica è il processo centrale del processo. Il cuore della gassificazione è un reattore di gassificazione a doppio fuoco in cui il cippato viene cotto. Nel reattore passano diverse zone. Il cippato viene essiccato nella zona di essiccazione dal 10-15% assolutamente secco allo 0% di umidità del combustibile, nella zona di pirolisi avviene la decomposizione pirolitica indotta termicamente delle macromolecole (cellulosa, emicellulosa e lignina) che compongono il cippato in assenza di aria. Ciò che rimane è un coke di pirolisi solido composto da carbonio e cenere. Nella zona di ossidazione (fino a > 1000°C / 1832°F), l'energia termica necessaria per la gassificazione e la pirolisi viene generata attraverso la combustione parziale dei prodotti della pirolisi. L'aria viene utilizzata come agente di gassificazione. La maggior parte dei componenti combustibili del gas prodotto si forma nella zona di riduzione. Il vapore acqueo e l'anidride carbonica sono ridotti a idrogeno e monossido di carbonio con carbonio solido.

Affidabilità del processo per il rilevamento del pieno e del vuoto nel reattore

Il reattore è sempre riempito di cippato fino al blocco. L'alimentazione è controllata dal rilevatore a pale rotanti Rotonivo® RN 6000. Questo rilevatore di pieno è installato nel reattore con un angolo dall'alto. Se non c'è cippato sulla lama di misurazione, il cippato viene alimentato in modo temporizzato dal contenitore di stoccaggio sovrastante tramite una coclea di alimentazione. Quando la sonda viene raggiunta, la coclea si ferma. Nella zona superiore del reattore prevalgono temperature fino a 600°C (1112°F). L'alta temperatura e la condensazione di composti idrocarburici come il catrame sono i fattori critici che possono influenzare il funzionamento del sensore. Questo è il motivo per cui l'interruttore a paletta è stato dotato di cuscinetti e guarnizioni appropriati per le alte temperature, nonché di una coppia più elevata in modo che l'accumulo di catrame non possa bloccare il braccio. Si è così ottenuto un ciclo senza manutenzione in cui il rilevatore regola in modo affidabile l'alimentazione del cippato.

C'è cenere nella parte inferiore del reattore, carbone di legna sopra e cippato nella parte superiore. La cenere viene rimossa dal reattore tramite un trasportatore a coclea. Anche lo scarico della cenere è controllato da un interruttore a paletta rotante della robusta serie Rotonivo® RN 6000, dotato di un cuscinetto ad alta temperatura e di una guarnizione nel braccio. In questo modo il sensore è protetto in modo ottimale dall'incrostazione di cenere e dal blocco. Inoltre, l'elettronica della serie di palette Rotonivo® RN 6000 è stata configurata in conformità a SIL 2 come parte della sicurezza funzionale. Ciò significa che un guasto dei componenti elettrici porta ad uno stato di commutazione sicuro del segnale di uscita ed evita così qualsiasi pericolo dal sistema.

Con questa soluzione è stato possibile sviluppare un sistema economico, specialmente per l'uso industriale, che ha un alto livello di disponibilità e genera pochi sottoprodotti. I primi impianti con un totale di 12 reattori sono stati installati e sono in funzione con successo. L'ambito di fornitura si estende dall'impianto di gassificazione fino al sistema completo di gassificazione termochimica con lavorazione del legno, stoccaggio, estrazione, gassificazione e produzione di energia nella rete di riscaldamento (sistemi CHP). Le dimensioni di uscita vanno da 0,6 a 3,6 MWel. I rivelatori a palette rotanti UWT sono stati utilizzati non solo nella gassificazione, ma anche nell'approvvigionamento del cippato e nella pulizia del gas (filtro).

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