Durante los meses de verano, algunos fabricantes de alimentos para animales usan métodos ecológicos para generar la electricidad y el calor que la compañía necesita para secar el forraje. Hablamos en este ejemplo de la solución adoptada por Futtertrocknung Mindelheim eG, un fabricante del sudeste de Alemania.
En su planta utiliza redes de calentamiento en una estación de cogeneración, y suministra a empresas locales e instituciones, agua calienta y energía eléctrica. En total, la planta de generación produce alrededor de 10.000 – 14.000 MW/h de calor útil al año.
Bombas de aceite térmico centralizado
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El corazón de la planta de generación son las bombas de aceite térmico de Allweiler AG, un fabricante de bombas de Radolfzell, Alemania. Estas bombas se alimentan de aceite caliente a temperaturas de hasta 350 ºC en un intercambiador donde el aceite de silicio se calienta al punto de vaporización. El vapor de aceite de silicona impulsa una turbina con ciclo de Rankine orgánico para producir energía eléctrica.
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Algunas variables clave de la aplicación
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La planta de generación utiliza como combustible astillas de madera proporcionadas por los propietarios locales de fincas. La planta de generación produce no solamente electricidad, sino también agua caliente para aplicaciones distantes. Surge como vemos una excelente oportunidad de obtener calor del excedente producido en los centros industriales.
La planta de generación proporciona ingresos a lo largo de todo el año porque proporciona energía eléctrica y calor en cualquier momento del año independientemente de si se está secando pienso o no. Hasta recientemente, el calor y la energía eléctrica producían sólo 2.000 a 2.500 horas por año, pero el sistema funciona ahora durante todo el año. La turbina produce aproximadamente 1,5 a 1,6 MW; la capacidad de calentamiento de la caldera está entre 20 y 30 MW y la planta requiere aproximadamente 50.000 toneladas métricas de astillas de madera cada año.
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Requerimientos de la bomba de alta presión
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Las bombas de aceite térmico centralizados que operan con seguridad y dependencia son críticos para mantener una producción de energía fiable. Un aspecto de esto es la elevada carga situada en las bombas. En segundo lugar, un fallo de una bomba puede tener serias consecuencias, especialmente si escapa aceite caliente. Esto hace que los operadores de los sistemas de transferencia de calor sean muy sensibles a las pérdidas. Por ese motivo, los ingenieros caminan sobre una fina línea cuando diseñan sellos de ejes en bombas de transferencia de calor. Mientras el agua normalmente escapa a través del espaciamiento de sellado en forma de vapor, el aceite de transferencia de vapor escapando es fácilmente visible. Esto es debido a que las pérdidas tolerables para que el sello funcione apropiadamente deben minimizarse en todo lo posible sin sobre cargar el sello.
Las inusualmente altas cargas en la bomba son el resultado de temperaturas altas y diferenciales de temperaturas, así como de reacciones de descomposición que pueden ocurrir cuando el líquido de transferencia de calor está sometido a excesivas cargas térmicas. En particular, las cadenas similares a hidrocarburos se descomponen con el tiempo en las “calderas bajas” y en las “calderas altas”. Si la proporción de las bajas calderas es demasiado alta, las bombas pueden cavitar. Las calderas altas aparecen en muchas formas, con consistencias que van desde el bitumen a productos carbonizados duros que aceptan el desgaste de la bomba. En ambos casos se amenaza el rodamiento de la bomba y el sello del eje.
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Generación continua de energía
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Ya que la planta de generación es controlada sin intervención humana en casi ningún momento, la capacidad para reaccionar rápidamente a disrupciones del servicio es un requerimiento crítico. Las bombas utilizadas en el proceso han sido fabricadas por Already box, para cumplir estos requerimientos. En primer lugar, estas bombas se han desarrollado hace muchos años para manejar líquidos caliente. En segundo lugar, las nuevas Allready Box dan al operador varias opciones para notificar disturbios y no reaccionar en aquellas situaciones.
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Disminución total de costes
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Otro beneficio del proyecto es la fiabilidad que obtenernos para detectar desgastes y sellos después de que se alcance el nivel crítico, no es necesario un mantenimiento preventivo posterior. Los intervalos de mantenimiento son ahora mucho más largos y el mantenimiento sólo se realiza cuando es necesario.
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Bibliografía: Reliable detection at a biomass plant. World Pumps November 2009
Palabras clave: Silicon-oil vapor, Organic Rankine Cycle (ORC)
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