Aplicando principios avanzados de control de procesos en la generación de energía

En el mundo de la fabricación, la palabra "modernización" muchas veces es temida por la producción perdida. En otras palabras, en muchas plantas las máquinas deben parar de producir para ser actualizadas. Una máquina ociosa significa menos producción. Este concepto es especialmente temido en la industria de generación, donde la planificación de una parada forzada significa menos electricidad, vapor o calor para la planta de de producción. Sin embargo, la modernización de los equipos es una parte necesaria del trabajo porque las compañías de generación de energía de todo el mundo están enfrascadas en cumplir las necesidades de una industria en expansión global a la vez que se mantiene un tope sobre la producción de gases de efecto invernadero.

El mundo del control de procesos avanzados, sin embargo, puede ser una alternativa viable para cumplir las regulaciones del gobierno mientras se incrementa la potencia, calor y vapor. En muchas industrias de proceso tal como la química, refino, pulpa y papel tienen subsistemas de planta con control distribuido para maximizar la productividad y mejorar la eficiencia total. Aplicando el mismo concepto en el mundo de la generación de energía puede ayudar la producción aguas abajo.

Avanzando en el proceso

Como la utilización de los equipos de generación de energía se incrementan, las compañías se emprenden acciones para reducir las emisiones de óxidos nitrosos, y para ello están usando tecnologías de solución energética avanzadas.

NOx es un subproducto del proceso de combustión y se incrementa cuando la temperatura de la llama es mayor. Cuando se combinan con smog o polución de ozono en todas partes en agua estancada caliente. Para cumplir las nuevas regulaciones, las compañías de generación deben reajustar sus calderas, instalar nuevas calderas o realzar los procesos de producción para conseguir más eficiencia. En todas las operaciones de energía en la industria, hay varios factores relativamente fijos que afectan las operaciones de planta y requieren medidas de optimización efectivas. Estos incluyen diseño de calderas, condiciones de agua de enfriamiento, tipo de quemador, diseño de condiciones del vapor y controles ambientales que capturan y eliminan contaminantes. Tomando en consideración estos múltiples parámetros puede mejorar la eficiencia y utilización del equipo.

Esta optimización puede hacerse con software sin necesidad de tener que reemplazar o adaptar la caldera. El software de eficiencia energética avanzada dispone de funciones que van desde el control de la combustión y la presión del vapor, hasta el control del rendimiento complete de la planta. El núcleo de esta tecnología implica integrar la tecnología con la arquitectura DCS existente en planta, incluyendo instrumentos de campo, SCADA, historial de planta y otras funciones como software de simulación y control de procesos y aplicaciones de optimización. Con este tipo de soluciones de energía avanzadas, las compañías de generación son capaces de centralizar las funciones de sus plantas en una plataforma de software modular. Los operadores de planta tienen acceso a las siguientes funciones:

• Control de la temperatura de la llama en el proceso de combustión, reduciendo el uso de combustible para alcanzar la misma producción de energía, ayudando a reducir las emisiones de dióxido de carbono. Esto en último término da como resultado un control de la combustión mejorado y un sistema que mejora la eficiencia térmica de las calderas individuales.
• Para alcanzar equilibrio continuo entre el vapor producido y consumido, los controles ayudan a controlar la entrada de calor total en la caldera, así como el flujo de vapor total en cada cabezal.
• Optimización del rendimiento de la planta mediante la distribución adecuada de la caldera. Esto implica la utilización de vapor para las necesidades de generación de electricidad y/o calor del proceso. También expande la eficiencia del hogar de la caldera y flexibilidad distribuyendo la entrada de calor total entre calderas y manteniendo un amplio rango de producción de vapor.
• Estabilización de la presión de vapor y previniendo paradas no programadas de turbinas y calderas garantizando el equilibrio entre el vapor producido y consumido. Esto mejora la eficiencia de la caldera, incrementa la vida de la caldera y mejora la eficiencia de generación.
• Mejora del rendimiento de la planta a través de herramientas que mejoren la visibilidad de las operaciones de producción controlando los indicadores de rendimiento claves (key performanece indicators o KPIs). El conocimiento de KPIs permiteal personal de planta solucionar problemas antes de que ocurran, y mejorar así la fiabilidad.
• Control del proceso de generación de energía en tiempo real. Usando este tipo de controles se mejora la gestión de la generación de energía anticipándose a la demanda del usuario por electricidad.

Visibilidad incrementada – mejorar decisiones

La principal premisa para la integración de sistemas en control de procesos avanzado es proporcionar al personal información que ayude a tomar decisiones para gestionar la planta con seguridad, fiabilidad, eficiencia y dentro de los límites ambientales.

En generación de energía, el uso de soluciones de control de energía avanzados, la visibilidad del operador incrementa en todos los subsistemas. Dando a los operadores de planta las herramientas que necesitan para controlar el proceso de de generación en tiempo real, pueden tomarse decisiones que tengan impacto en el rendimiento. Las soluciones de energía avanzadas mejoran la eficiencia en generación de energía a nivel de la caldera en toda la planta.