Una innovadora instalación de generación en Midwest especificó un singular cañón de aire de múltiples puertos para evitar la acumulación de cenizas en el sistema de Reducción catalítica selectiva (SCR) de la planta, lo que contribuyó a mejorar la reducción de NOx y a eliminar la necesidad de realizar limpiezas 2 o 3 veces por año.La compañía estima que, además de haber logrado un mejor rendimiento del sistema, se produjeron ahorros de entre $200 000 y $300 000 anuales en los costos laborales de contratación.

Las instalaciones son una planta de energía de carbón 205 MW que apareció en línea en 1970. Se han realizado mejoras durante su vida útil, que incluyeron una conversión de 1990 para mezclar carbón con bajo contenido de azufre con suministros locales que cumplan con los nuevos estándares de aire limpio. En 2007, la empresa añadió un sofisticado sistema SCR para reducir aun más las emisiones NOx, una inversión más grande que el costo de construir la planta en un principio.

Con el tiempo, el personal de operaciones notó una caída en el rendimiento del SCR, y durante un cierre programado de la planta inspeccionaron el sistema y descubrieron que las cenizas volátiles del flujo de escape se acumulaba en la capa superior. “Los depósitos a lo largo de la pared delantera eran tan graves que bloqueaban completamente las bocinas sónicas que estaban instaladas para facilitar el flujo de la ceniza”, recordó Jeff Shelton, el especialista de producto de Martin Engineering. “A veces, la planta tenía que reducir la carga de la caldera debido a la mala reducción de NOx”.

A fin de abordar la situación, la planta debió llamar a un contratista para que acudiera al lugar 2 o 3 veces al año durante los cierres programados de la planta y evacue la acumulación. “La limpieza era un proceso largo”, dijo un ejecutivo de la compañía. “Se necesitaban dos camiones de vacío y el personal operativo durante más de una semana para retirar la ceniza acumulada”.

En un intento que tenía como objetivo implementar una solución más permanente, los ingenieros de la planta se reunieron con representantes de Martin Engineering e inspeccionaron el sistema de SCR. Juntos, acordaron un plan para recomponer las bocinas sónicas y obtener el máximo rendimiento y la posterior instalación de un cañón de aire multi port de alto rendimiento Martin^®, con toberas con ventilación a chorro debajo de las bocinas sónicas.

El exclusivo cañón de aire utiliza un depósito de aire individual y una unidad de control para reemplazar hasta ocho cañones de aire tradicionales (tanque y válvula). El cañón de aire de alto rendimiento multi-port tiene un tanque de ahí que descarga a través de mangueras de acero inoxidable dentro de un máximo de ocho puertos en la pared del contenedor y mejora la eficiencia del proceso simplificando a la vez la instalación y el mantenimiento.

“Reducir el tiempo de inactividad es uno de los principales motivos que lleva a los clientes a seleccionar un cañón de aire multi-port”, observó Shelton. “Dependiendo de la instalación específica y el entorno operativo, algunos diseños de cañones de aire pueden requerir un mantenimiento tan frecuente que las interrupciones en la producción se convierten en un gran problema”, dijo él. “El cañón de aire multi-port air puede colocarse a mayor distancia del proceso para minimizar los efectos de las condiciones ambientales difíciles”.

El método multi-port permite también colocar el equipo para facilitar el acceso.En vez de tener cañones de aire de tanque y válvula tradicionales indicaciones que sean difíciles para servicio, el cañón de aire multi-port coloca el depósito de aire y el mecanismo de control en una ubicación central y envía la energía del aire descargado al punto de aplicación a través de mangueras de acero flexibles.

“Siempre es bueno realizar tareas de mantenimiento o reparación sin someter al personal a posibles riesgos”, comentó Shelton. “Cuando se combina el aspecto de seguridad y el mantenimiento más fácil con la alta confiabilidad el método multi-port, se obtienen varias ventajas valiosas además de un mejor flujo del material”.

Para iniciar la secuencia de disparo de un cañón de aire multi-port, se activa una válvula solenoide que permite al aire comprimido llenar el tanque. Al mismo tiempo, se repliegan el cilindro de aire y el disco de aislamiento del puerto de descarga deseado, abriendo el puerto para permitir que la corriente de aire se libere a través de él. Luego se repliegan el cilindro principal y el émbolo del sello del tanque, vaciando el aire del tanque por el puerto de descarga de la abertura. A medida que se restablece el cañón de aire, todos los cilindros regresaran a la posición cerrada, sellando la unidad del proceso, en preparación para la siguiente secuencia de disparo.

Con un mejor rendimiento de la bocina y el agregado del cañón de aire, se mejoró notablemente la función SCR. Las inspecciones posteriores revelaron que con el transcurso del tiempo, sin embargo, algunas acumulaciones continuaban formando pequeñas pilas entre las bocinas. El problema parece haberse resuelto con la instalación de más toberas con ventilación a chorro en los puntos de acumulación y el sistema SCR está funcionando correctamente y ya no requiere la limpieza manual.

El cliente cree que el cañón de aire previene eficazmente la acumulación, una evaluación que fue confirmada cuando un cierre programado permitió realizar una inspección detallada del sistema y reveló que había muy poca acumulación. La eliminación de la acumulación abrió también las líneas de gas dentro de SCR y permitió obtener una mejor reducción de NOx. La mejora en el rendimiento permitió que la instalación postergara la compra de un catalizador de reemplazo que tenía un costo aproximado de $1,000,000.

“El flujo eficiente es un elemento muy importante de un sistema SCR eficiente y la acumulación de ceniza puede poner en riesgo la rentabilidad de la planta”, concluyó Shelton. “Si bien muchas plantas todavía usan técnicas manuales para eliminar la acumulación, el costo del trabajo y las interrupciones periódicas han llevado a muchos productores a investigar métodos más efectivos de lidiar con este tipo de mantenimiento”.