Publicado: August 2nd 2016

Los conductos diseñados tienen formas geométricas especiales para facilitar su instalación y puertas para un acceso sencillo durante el mantenimiento.

Westar Energy es la compañía de electricidad más grande de Kansas, con 19 centros de energía que suministran 7100 MW de capacidad de generación para prestar servicios a más de 689,000 clientes. La firma emplea a aproximadamente 2,400 personas y opera unas 35,000 millas de líneas de transmisión y distribución. Westar tiene cuatro plantas energía a carbón y la más grande de todas es Jeffrey Energy Center (JEC), cerca de St. Marys.

Situada en 10,500 acres de tierra, JEC es la planta de energía a carbón más grande del estado, con tres generadores que producen 1857 MW que la sitúan en el puesto 19° de la nación. La primera unidad comenzó a funcionar en 1978 y la más nueva en 1983. Los tres queman carbón con bajo contenido de azufre (hasta 33 000 toneladas por día entre todos) y aprovechan algunas de las tecnologías más avanzadas de control de las emisiones.

JEC fue designada como Planta del Año por Powder River Basin Coal Users Group en 2003 y fue la primera planta en la región conformada por cuatro estados en recibir la designación OSHA VPP Star en 2007. El sitio incluye tres áreas de control de la vida silvestre y 3116 hectáreas que son alquilados a granjeros locales.

El problema del manejo de materiales

Con el correr del tiempo, los operadores de JEC comenzaron a notar más cantidad de polvo y derrames alrededor de los puntos de transferencia en cuatro de sus transportadores de 1,06 m. Se descubrió que el problema eran las placas de revestimiento desgastadas de conductos y bordes laterales, que ya no contenían las partículas finas de carbón de la manera que lo hacían cuando eran nuevos.  Se descubrió que una placa de revestimiento de un borde lateral gastada estaba exacerbando el problema.  

El sistema de pared de chute EVO® incorpora una zona de asentamiento con cortinas de polvo graduales para minimizar el polvo suspendido en el aire.

“Tenemos dos edificios de transferencia donde los alimentadores de patio suministran el material entrante para alimentar las calderas”, explicó Josh Olson, ingeniero de manipulación de carbón. “Se estaban desgastando, y sabíamos que debíamos hacer algo. Pero en lugar de emparchar los conductos y las placas de revestimiento existentes, queríamos encontrar una mejor solución de diseño".

Las correas de 1.27 cm de alto en las transportadoras 101A, 101B, 301A y 310B se mueven a 550 FPM y tienen una capacidad de aproximadamente 1000 toneladas por hora. La carga es de 10.16 cm menos el carbón PRB, con un contenido de humedad de aproximadamente el 28% al 30%, y una densidad aparente de 20.41-24.95 kg por pie cúbico.

Westar contactó a Martin Engineering para investigar sus opciones y se enviaron técnicos para evaluar la situación. “El diseño de conductos ha evolucionado desde que se instaló por primera vez el sistema”, señaló Jason Illum, gerente de territorio de Martin Engineering. Los conductos de flujo fabricados actualmente emplean geometrías especiales que captan y concentran el flujo de material a medida que viaja por el conducto.

"Cada uno de nuestros diseños está personalizado para adaptarse a las características específicas del material y a los sistemas de transporte de cada cliente en particular, en lugar de utilizar productos en existencia e intentar que funcionen”, explicó. Los conductos de transferencia de Martin Engineering proporcionan el beneficio doble de minimizar la aireación y prevenir la acumulación dentro del conducto, algo especialmente importante cuando se trabaja con materiales combustibles.

Después de revisar el nuevo diseño propuesto, los ingenieros de Westar visitaron una planta cercana donde Martin Engineering había instalado un sistema similar. “Quedamos muy impresionados con lo que vimos”, continuó Olson. “Los transportadores ofrecían un soporte excelente para las correas y la corriente de material estaba dirigida a minimizar las turbulencias y maximizar la contención de polvo”.

Transferencias de flujo fabricadas

Los conductos fabricados y diseñados para la planta de Westar emplean un diseño de “conducto y cuchara”, con el conducto de descarga principal en la parte superior del sistema y un conducto con cuchara de recepción para colocar el material con impacto mínimo sobre la correa que se carga. Los componentes de Martin Engineering están especialmente diseñados para adaptarse a las características del producto transportado y de los materiales utilizados para la construcción del conducto.

“El diseño del conducto principal permite el montaje externo de los rodamientos de la polea principal para reemplazar el diseño anterior”, afirmó Illum. “La cuchara ofrece un conducto de carga curvo para una línea fluida de descenso que alimenta material de manera uniforme a una velocidad y una dirección específicas que minimizan el impacto en la zona de carga”.

El objetivo es delimitar el flujo de material y reducir el arrastre de aire mientras dirigen el material en movimiento a la banda transportadora de recepción con mínimo impacto. Los diseños con éxito reducen los derrames, la abrasión de la banda, el polvo y el desgaste del conducto. Este control permite asegurar que la carga del material esté centrada en la cinta, evitando de este modo el material fugitivo y la desalineación.

Para lograr el conducto, la cuchara y el área asentamiento óptimos, los conductos de flujo fabricados por Martin Engineering fueron diseñados utilizando modelado y flujo 3D por computadora para definir la geometría. Los diseñadores del sistema utilizaron información detallada sobre las características específicas del material y los parámetros del propio sistema del transportador entre los cuales se encontraban el sistema de alimentación, las propiedades de la banda, la estructura de apoyo y las distancias de transferencia. Mediante el control de la velocidad y de la fuerza de impacto en la zona de carga para que coincida con la velocidad y la dirección de la banda, los sistemas diseñados mitigan la salpicadura de material, la turbulencia y el polvo.

El sistema de doble sellado de Martin Engineering incluye un sello primario en el borde lateral del faldón y una tira secundaria o "de soporte" para capturar partículas finas.

La carga de bajo impacto y el flujo de aire controlado ayudan a eliminar la necesidad de utilizar sistemas de recolección de polvo con cámara de filtros y el recorrido estable del material ayuda a mejorar la transferencia a la vez que minimiza la abrasión de la banda y los derrames. Los posibles problemas con los derrames de material se controlan aún más eliminando la catenaria de la banda y ofreciendo un sellado eficaz en el borde de la banda. También se instalaron limpiadores de banda de Martin Engineering para minimizar el arrastre en los cuatro puntos de transferencia.

“Una de las características que les gustan mucho a nuestros operadores y mecánicos es el borde lateral ajustable”, explicó Olson. Podemos lograr un sellado muy preciso y el diseño reversible de ApronSeal™ nos permite alcanzar el doble de vida útil de servicio. Cuando un lado se gasta, solo tenemos que darlo vuelta. Quizás parezca una idea simple, pero demuestra que Martin está a la vanguardia con sus productos”.

El faldón Martin® ApronSeal™ constituyó el primer sistema de sellado doble en el mercado, con la incorporación del sellado principal sujeto a la placa del faldón de acero para conservar los conjuntos en la banda, mientras que el sellado secundario, o tira "de refuerzo", captura las partículas finas o de polvo que puedan pasar por debajo del sellado principal. El sellado secundario se deposita suavemente sobre la banda y se autoajusta para mantener una presión constante desde la franja hasta la banda, a pesar del movimiento de material a alta velocidad y de las fluctuaciones en el recorrido de la banda.

“Otro factor determinante para nosotros fue la garantía sin excusas”, agregó Olson. No queríamos dedicar mucho tiempo a realizar ajustes en el sistema. El personal de Martin Engineering tiene mucho conocimiento y ha estado afuera varias veces para asegurar que todo esté funcionando a su nivel óptimo".

Desde que se completó el reacondicionamiento del conducto de transferencia en 2011, los resultados han sido excelentes. “No tomamos medidas específicas sobre las lecturas de polvo en aire, pero definitivamente podemos darnos cuenta de que la carga está centrada, los derrames se han reducido significativamente y el polvo se ha contenido”, concluyó Olson. Martin Engineering le ofrece a a JEC inspecciones e informes trimestrales durante un año sin costo.