Článek ve formátu PDF je možné stáhnout
zde.
Monitorování teploty při procesu zplyňování biomasy v polské elektrárně Stalowa Wola zajišťují snímače od společnosti Emerson Process Management s přenosem dat bezdrátovou sítí WirelessHART.
Zplyňování je proces, který je vhodný pro zpracování nejrůznějších druhů biomasy určené jako palivo pro elektrárenské kotle. Získá se tím pevná složka s vysokým obsahem uhlíku a plynná složka – obě použitelné ke spalování. V elektrárně Stalowa Wola se jako palivo zužitkovávají odpadní dřevo získávané při těžbě, odřezky a piliny z dřevovýroby a další odpadní organické materiály ze zemědělské výroby. Biomasa prochází rotující zplyňovací komorou délky 9 m a o průměru 3,5 m, kde je zemním plynem zahřívána na teplotu 280 až 360 °C. Vznikající pevná složka paliva je následně spalována v kotli s fluidním spalováním, který vyrábí páru pro výrobu elektrické energie. Zplyňovací komora je vyrobena z keramického materiálu, který je před poškozením chráněn izolační vrstvou. Tento materiál je sice odolný k vysoké teplotě, ale při přehřátí se může lámat. Proto je nutné teplotu stěn komory měřit a upozorňovat obsluhu na odchylky od provozního stavu. Jestliže teplota stoupne nad 350 °C, je vybaven alarm a obsluha musí teplotu v komoře snížit regulací množství přiváděného vzduchu nebo paliva. Jestliže obsluha nezareaguje nebo je regulace neúčinná, celé zařízení se automaticky odstaví.
V izolaci stěny komory jsou umístěny dva snímače teploty. Protože komora rotuje, není možné je k řídicímu systému připojit kabelem. Jako řešení se nabízí prstenec se sběrnými kartáčky, ovšem v prašném prostředí, které je v blízkosti komory, se může toto zařízení snadno znečišťovat a rychle opotřebovávat. Prach s vysokým obsahem uhlíku vyvolává nebezpečí vzniku jiskrových výbojů mezi prstenci navzájem nebo mezi prstenci a zemí, které snižují spolehlivost a zkracují životnost celého mechanismu. Vhodnější se proto jeví použití snímačů s bezdrátovým výstupem WirelessHART, u nichž tyto problémy nevznikají, a lze je tudíž bez problémů použít i v prostředí s nebezpečím výbuchu.
Bezdrátové převodníky dvou snímačů teploty odesílají informaci o aktuální teplotě stěny komory každých třicet sekund, což je dostatečné pro ochranu komory před přehřátím. Další bezdrátový převodník se snímačem teploty, namontovaný poblíž komory, funguje jako směrovač (router) a zvyšuje spolehlivost samoorganizující se bezdrátové sítě tím, že poskytuje záložní spojení. Současně měří okolní teplotu.
Převodníky se snímači teploty byly na zařízení namontovány v průběhu běžné odstávky, která trvala dva dny. Pro správu sítě je používán systém AMS Wireless Snap-On, také od firmy Emerson Process Management. Tento systém usnadnil oživení bezdrátové sítě a nyní monitoruje její provoz a pomáhá při údržbě.
Informace o teplotě jsou prostřednictvím komunikační brány Smart Wireless předávány expertnímu systému Emerson Ovation, který řídí proces zplyňování. Připojení bezdrátové sítě k řídicímu systému, včetně instalace kabelového spojení Modbus TCP/IP mezi komunikační bránou a řídicím systémem, bylo otázkou několika hodin.
Řešení s bezdrátovou sítí WirelessHART se velmi osvědčilo a provozovatel elektrárny uvažuje o rozšíření sítě o další bezdrátové snímače, které by umožnily lépe sledovat proces zplyňování. Vzhledem k dobrým zkušenostem se uvažuje o použití bezdrátových snímačů ke sledování teploty i v dalších částech elektrárenské technologie.
[Tisková zpráva společnosti Emerson Process Management.]
(Bk)