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Oct 06, 2023

Desperdiciar

Tecnologías renovables de la grúa al apilamiento Combustible de quema masiva o derivado de basura

renovable

Tecnologías desde la grúa hasta la pila

Combustible derivado de basura o quemado en masa (RDF)

B&W ofrece dos opciones al utilizar residuos como combustible de combustión. La quema masiva de desechos sólidos municipales (MSW, por sus siglas en inglés) utiliza los desechos tal como los recibió, sin preparar. La segunda técnica utiliza desechos preparados, o combustible derivado de desechos (RDF), donde los desechos tal como se reciben primero se separan, clasifican y recuperan de varias maneras para producir productos vendibles o reciclables. El material restante se prepara para la cocción en la caldera.

La quema masiva es la tecnología de combustión de desechos más común en todo el mundo. Se utilizan tres diseños principales en las centrales eléctricas de combustión masiva modernas: 1) horno de paso único, 2) horno de paso múltiple con paso de convección vertical y 3) horno de paso múltiple con paso de convección horizontal.

B&W tiene experiencia comprobada en el diseño y la construcción de las tres variaciones, con la elección del diseño determinada por la aplicación. Los tres diseños cuentan con un horno que está colocado estratégicamente sobre la parrilla para controlar el flujo de gas y maximizar la absorción de calor y, por lo tanto, maximizar la eficiencia. B&W diseña la ruta del flujo de gases de combustión para proporcionar distribuciones de temperatura y flujo de sección transversal razonablemente uniformes mediante el uso de modelos físicos y/o numéricos de dinámica de fluidos computacional (CFD) y datos empíricos. A continuación se presenta un breve resumen de cada uno:

MÁS INFORMACIÓN SOBRE LA CONVERSIÓN DE ENERGÍA EN LOS RESIDUOS

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El calefactor de paso único de B&W es un diseño con soporte superior que cuenta con un solo eje vertical para los gases de combustión que ascienden desde la parrilla, con tiempo de residencia y temperatura suficientes para quemar el combustible por completo y enfriar los gases de combustión a la temperatura requerida de los gases de salida del horno antes entrando al sobrecalentador. Luego, el gas de combustión gira 90 grados alrededor de un arco del horno para pasar a través del sobrecalentador de flujo cruzado horizontal con soporte superior antes de girar hacia abajo para fluir a través del banco generador de vapor de flujo largo. El gas de combustión luego pasa verticalmente sobre el economizador de flujo cruzado y sale del recinto de la caldera.

El horno de paso múltiple con paso de convección vertical de B&W ubica el banco de generación de vapor y el sobrecalentador en el tercer paso vertical, y el economizador en el cuarto paso. En este diseño, los gases del horno pasan hacia arriba a través de la sección de radiación, luego hacen un giro de 180 grados y fluyen hacia abajo a través de un segundo paso de radiación vertical. Luego, el gas da otro giro de 180 grados y fluye hacia arriba a través del tercer paso donde se encuentran el sobrecalentador y el banco generador. Finalmente, el gas de combustión se dirige hacia abajo a través del cuarto paso que contiene el economizador de flujo cruzado. Si bien este diseño minimiza la huella más grande del horno de tres pasos, es más difícil acceder al sobrecalentador en la ruta de gas vertical para el mantenimiento.

Los gases de combustión del horno de paso múltiple con paso de convección horizontal de B&W salen de la parrilla y del horno inferior y pasan hacia arriba a través del primer paso abierto del horno y luego hacia abajo a través del segundo paso abierto. Una parte del primer paso se puede cubrir con materiales especializados para reducir la absorción de calor y permitir que los gases de combustión mantengan una temperatura adecuada para la combustión completa del combustible en calderas más pequeñas y con cargas más bajas en unidades más grandes. En la parte inferior del segundo paso abierto, el gas de combustión gira 180 grados para pasar hacia arriba a través del tercer paso para enfriar el gas de combustión a la temperatura de gas requerida antes de ingresar al paso de convección horizontal con un economizador horizontal o vertical.

Los gases de combustión del horno de paso múltiple con paso de convección horizontal de B&W salen de la parrilla y del horno inferior y pasan hacia arriba a través del primer paso abierto del horno y luego hacia abajo a través del segundo paso abierto. Una parte del primer paso se puede cubrir con materiales especializados para reducir la absorción de calor y permitir que los gases de combustión mantengan una temperatura adecuada para la combustión completa del combustible en calderas más pequeñas y con cargas más bajas en unidades más grandes. En la parte inferior del segundo paso abierto, el gas de combustión gira 180 grados para pasar hacia arriba a través del tercer paso para enfriar el gas de combustión a la temperatura de gas requerida antes de ingresar al paso de convección horizontal con un economizador horizontal o vertical.

La alimentación de residuos a la parrilla de combustión de una planta de conversión de residuos en energía debe ser continua y adaptada a la capacidad de transporte de la parrilla. El alimentador de combustible DynaFeeder® de B&W proporciona una capa de combustible uniforme y continua en toda la parrilla de combustión para una salida de energía constante y máxima eficiencia.

El movimiento continuo y lento del DynaFeeder se adapta fácilmente a los cambios en los requisitos de combustión y producción de energía. Nuestro alimentador de combustible DynaFeeder presenta diseños innovadores para mejorar el rendimiento, prolongar el tiempo entre el mantenimiento normal y reducir las interrupciones no planificadas.

Características

Las zonas de desgaste refrigeradas por agua son una forma innovadora, eficiente y económica de mejorar la accesibilidad operativa y la productividad de las centrales eléctricas alimentadas con residuos.

Las experiencias de las plantas en las que hemos instalado zonas de desgaste refrigeradas por agua muestran que la producción total anual de energía ha aumentado significativamente, en muchos casos hasta en un 25-30 %. Una planta ahora maneja un 40 % más de desechos después de una conversión que incluye la nueva tecnología de zona de desgaste.

Reducción de los costos de mantenimiento al reducir el volumen refractario

Nuestra zona de desgaste enfriada por agua fue desarrollada para reducir el área de refractario sin enfriar en el horno de nuestras calderas de conversión de residuos en energía. La desventaja del refractario sin enfriar es que, debido a la alta temperatura de la superficie, tiende a acumular grandes volúmenes de escoria. Esto a menudo perturbará el funcionamiento de la planta y, en algunos casos, incluso cerrará la planta. La reducción del volumen refractario también reduce los costes de mantenimiento.

Construido para garantizar la estabilidad y soportar la presión.

La zona de desgaste es una construcción completamente soldada con tubos y placas de paredes relativamente gruesas. Esto es principalmente para asegurar la estabilidad estructural, pero también para proporcionar una gran tolerancia a la erosión en la zona de desgaste.

energía extra

Una mayor absorción de calor en la zona de desgaste enfriada por agua puede reducir la cantidad total de área de superficie en la parte radiante de la caldera, proporcionando una producción adicional de la planta.

Menos tiempo de inactividad

La zona de desgaste enfriada por agua reemplaza el revestimiento refractario en el área más utilizada del sistema y la experiencia demuestra que una zona de desgaste enfriada por agua tiene una vida más larga que el revestimiento refractario. Si tiene una planta de conversión de residuos en energía, podemos construir una zona de desgaste enfriada por agua durante una interrupción de mantenimiento estándar.

La mezcla adecuada y turbulenta de los gases de combustión en el horno de la caldera proporciona un mejor proceso de combustión y quemado en la fase gaseosa.

Con el sistema VoluMix™, todo el aire primario pasa a través del estrecho espacio entre las barras de la parrilla, creando una zona de combustión fuerte y turbulenta. El sistema se instala en la entrada del primer paso.

VoluMix garantiza un contenido muy bajo de monóxido de carbono (CO) y carbono orgánico total (TOC) en los gases de combustión.

Las ventajas de VoluMix incluyen:

La combustión de desechos municipales da como resultado un ambiente dentro de la caldera que es extremadamente corrosivo. La corrosión en las calderas que queman desechos es causada principalmente por compuestos de cloruro que se depositan en el horno y en los tubos de paso de convección en combinación con altas temperaturas. La protección adecuada contra la corrosión en estas áreas es primordial para la disponibilidad de la planta y la operación exitosa a largo plazo de estos componentes clave de la caldera.

A lo largo de los años, se ha desarrollado y utilizado una variedad de soluciones para abordar la corrosión del horno inferior. Una de estas soluciones es el revestimiento de soldadura Inconel®, que fue pionero en calderas de combustión residual y ha ganado aceptación general desde principios de la década de 2000 en paredes inferiores de hornos de calderas de gran consumo.

La buena resistencia a la corrosión, la alta conductividad térmica, la unión metalúrgica al tubo base y los metales de la barra de la membrana, y la resistencia al desgaste han hecho que la superposición de Inconel sea el enfoque principal para la protección contra la corrosión del horno inferior en los nuevos diseños.

B&W fue pionera en el uso de Inconel como una solución al problema de la corrosión del horno inferior, así como a otras áreas susceptibles a la corrosión. Ya en 1986, los tubos inferiores del horno en una caldera alimentada con combustible derivado de desechos en los EE. UU. estaban cubiertos con material de recubrimiento de soldadura Inconel. Esta superposición minimizó efectivamente la corrosión. Con base en esta experiencia, la industria siguió el ejemplo de B&W y, posteriormente, se aplicó en campo el revestimiento de soldadura de Inconel al horno inferior de varias calderas en funcionamiento.

Capacidad de soldadura en espiral

Como líderes en el uso de esta tecnología en aplicaciones de calderas alimentadas con desechos, B&W ahora está aplicando revestimientos de Inconel en otras áreas de la caldera que son susceptibles a la corrosión, incluidos los sobrecalentadores y los tubos del evaporador.

La máquina de soldadura en espiral de nuestra planta de producción en Esbjerg, Dinamarca, puede aplicar revestimientos de Inconel con un espesor de aproximadamente 2 mm en un proceso de soldadura continuo. Se pueden procesar hasta 8 tubos simultáneamente en una longitud de hasta 12 metros. Durante la producción, los operadores verifican regularmente el espesor de la capa de Inconel y controlan los parámetros técnicos de soldadura en cada uno de los ocho arcos. Esto asegura una capa suave de Inconel que cumple con las especificaciones.

El revestimiento de Inconel permite utilizar tubos de calderas de acero al carbono convencionales sin afectar la resistencia mecánica, al tiempo que prolonga significativamente la vida útil. Proporciona un alto nivel de protección contra las altas temperaturas y los gases de combustión agresivos que están presentes en el entorno altamente corrosivo de los hornos y calderas de conversión de residuos en energía. El revestimiento de Inconel también tiene una resistencia extremadamente alta a la abrasión mecánica.

Otras capacidades de mecanizado de Inconel

Además de la capacidad de soldadura en espiral, se utiliza una máquina de soldadura robótica para aplicar el revestimiento de Inconel a los paneles de pared del horno.

La soldadura por transferencia de metal en frío (CMT) se utiliza para aplicar revestimientos de Inconel en paredes de paneles. En este proceso de 'soldadura en frío', una cantidad mínima de hierro se derrite de los tubos al revestimiento de Inconel. Minimizar el contenido de hierro tanto como sea posible dentro del revestimiento de Inconel es fundamental para mejorar su durabilidad.

Inconel reemplaza el revestimiento refractario para la protección de tubos. Tiene una larga vida útil comprobada y es fácil de identificar visualmente cuando se necesita mantenimiento. Con el refractario, el deterioro del tubo a menudo se oculta, lo que eventualmente puede conducir a mayores costos de mantenimiento y reparación.

Inconel es una marca registrada de Special Metals Corporation y sus subsidiarias.

Enfoque en salud y seguridad ocupacional: ISO45001

Las operaciones de conversión de residuos en energía de B&W Renewable cuentan con la certificación ISO 45001. Nuestro objetivo es mejorar continuamente nuestro entorno de trabajo mediante la gestión y el control de los riesgos que existen en el lugar de trabajo, en nuestra propia planta de producción en Esbjerg, en nuestras oficinas y cuando se trabaja in situ en las plantas de los clientes. Además, la salud y la seguridad están arraigadas en la cultura laboral de B&W a través del programa Target Zero. Refleja nuestro compromiso con la seguridad general de cada empleado.

Operaciones sostenibles: ISO14001

Nuestras operaciones de conversión de residuos en energía también cuentan con la certificación ISO 14001. Estamos comprometidos con la gestión de métricas de sostenibilidad, como el uso de energía, la reducción de desechos, los niveles de reciclaje, así como con la minimización del uso de materias primas y consumibles. De hecho, medimos y controlamos todo, desde la chatarra hasta la eliminación de desechos peligrosos, incluso cuando realizamos trabajos de puesta en marcha o mantenimiento en el sitio. Nuestro enfoque en el uso de métricas contra objetivos ambientales impulsa operaciones más eficientes.