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Tecnologías avanzadas para centrales de energía generada por carbón
Los procesos de centrales eléctricas de carbón deben evolucionar con una velocidad cada vez mayor para adaptarse a las crecientes presiones del mercado, las nuevas realidades económicas y las regulaciones gubernamentales. Thermo Fisher Scientific sigue siendo su socio industrial más fiable en el desarrollo y la aplicación de tecnologías que mejoran el proceso de generación de energía a partir de carbón con un enfoque en el aumento de la eficacia, la optimización de procesos, la garantía de la seguridad del personal y el cumplimiento de las normativas, todo con el objetivo de mejorar la rentabilidad.
Análisis por rayos gamma instantáneos de activación neutrónica/tecnología de impulsos rápidos y activación térmica de neutrones (PGNAA/PFTNA)
El rendimiento económico y operativo se puede mejorar cuando los operadores de generación de energía conocen la calidad del carbón tal como proviene de la mina o de la planta de preparación. Los analizadores elementales en línea pueden utilizar la tecnología de análisis por rayos gamma instantáneos de activación neutrónica (PGNAA) o de impulsos rápidos y activación térmica de neutrones (PFTNA) para ayudar a los productores de carbón a proporcionar datos exactos y fiables para controlar las mezclas de carbón y garantizar que lotes cumpla las especificaciones y el uso sea más eficaz.
PGNAA y PFTNA son técnicas analíticas no destructivas y de contacto utilizadas en sistemas de análisis en línea para determinar la composición elemental del carbón. Ambas técnicas se conocen colectivamente como análisis de activación de neutrones y funcionan bombardeando los materiales con neutrones.
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El uso de PGNAA/PFTNA para analizar el carbón entrante proporciona información valiosa sobre los niveles de azufre, humedad, ceniza total, valor calorífico, concentración elemental de ceniza y otros parámetros críticos. Esta información se utiliza para ayudar a maximizar el uso de los recursos, permitir una mezcla óptima para satisfacer los requisitos precisos de temperatura y quemaduras y reducir los contaminantes.
Sistema de optimización de mezcla de carbón (COBOS)
La instrumentación avanzada de análisis de materiales disponible para las instalaciones de generación de energía de carbón ofrece mejoras significativas en la eficiencia y la rentabilidad. Estas mejoras se pueden ampliar aún más mediante software especializado y soluciones informáticas. Nuestra solución COBOS controla los equipos de clasificación y mezcla con software que monitoriza continuamente la calidad y la composición del carbón. El sistema permite combinar hasta seis fuentes de carbón para preparar una "receta" que consta de hasta cinco parámetros de calidad, como cenizas, azufre, humedad o incluso óxidos de cenizas o proporciones de óxidos de cenizas. Las recetas de mezcla se pueden definir de forma predefinida para diferentes objetivos y prioridades de calidad, al tiempo que se utilizan menos recursos de carbón de alto coste o escasos.
Fluorescencia de rayos X (XRF)
La espectroscopia de fluorescencia de rayos X (XRF) es una técnica analítica no destructiva que se utiliza para determinar la composición elemental de los materiales. Los analizadores XRF funcionan midiendo los rayos X fluorescentes (o secundarios) emitidos por una muestra cuando se excitan por una fuente de rayos X primaria. Cada elemento presente en una muestra produce un conjunto de rayos X fluorescentes característicos o “huellas únicas”. Estas huellas son distintas para cada elemento, lo que convierte al análisis XRF en una herramienta excelente para las mediciones cuantitativas y cualitativas de materiales.
Los analizadores de XRF portátiles permiten la identificación positiva de materiales (PMI) en la infraestructura de la central, como el material de las tuberías, para ayudar a garantizar que no contiene aleaciones metálicas incorrectas o fuera de la especificación que pudieran provocar fallos. Los fabricantes que suministran las tuberías pueden usar esta técnica con eficacia antes de que se envíen a la central eléctrica, así como para verificar y detectar la inspección en la central.
Espectroscopia láser de ruptura inducida (LIBS)
La espectroscopia láser de ruptura inducida (LIBS) es una técnica analítica que se utiliza para determinar la composición elemental de los materiales. Los analizadores LIBS portátiles funcionan utilizando un láser de gran concentración para extirpar la superficie de una muestra. Se forma un plasma compuesto por átomos e iones excitados electrónicamente. A medida que estos átomos se desintegran y vuelven a sus estados fundamentales, emiten longitudes de onda características de luz. Estas longitudes de onda son distintas para cada elemento, lo que convierte al análisis LIBS portátil en una herramienta excelente para las mediciones cuantitativas y cualitativas.
Al igual que los instrumentos XRF portátiles, los analizadores LIBS se utilizan para realizar la identificación positiva de materiales (PMI) en cualquier material de las tuberías de la central eléctrica para ayudar a garantizar que no contiene aleaciones metálicas incorrectas o fuera de especificación. Sin embargo, LIBS es capaz de cuantificar el carbono y es especialmente adecuada para la identificación positiva de materiales (PMI) de tuberías, recipientes de presión, válvulas, bombas y soldaduras terminadas, o para calificar materiales desconocidos para recuperar la trazabilidad, así como para medir el silicio en el acero para la corrosión sulfítica o los elementos residuales en los componentes del proceso de alquilación HF.
Detección de radiación
Las industrias de minería y las que utilizan minerales minados como materias primas están expuestas a una variedad de fuentes de radiación naturales. El carbón contiene trazas de elementos radiactivos de forma natural. Y debido al uso extensivo de técnicas de medición y análisis radioactivos (p. ej., los analizadores de rayos X y rayos gamma) en las centrales energéticas, el potencial de exposición al personal aumenta de forma espectacular. Las fuentes de radiación naturales y artificiales son potencialmente peligrosas y ponen en peligro la vida si no se gestionan adecuadamente.
La detección de varios tipos de radiación durante todo el proceso es fundamental para la seguridad de los trabajadores y el control de calidad. La tecnología de detección de radiación se puede suministrar mediante varios dispositivos, cada uno de los cuales es adecuado para el tipo de radiación que se va a monitorizar, las circunstancias ambientales y la fuente.
Los dispositivos portátiles de detección de radiación proporcionan una detección en tiempo real de la radiación gamma con mediciones precisas de la tasa de dosis, verifican si hay radiactividad y evalúan si esta es de origen natural o artificial. Se pueden usar dispositivos portátiles con respuesta de neutrones de alta sensibilidad y umbral de alarma para controlar la sensibilidad gamma y la medición de la tasa de dosis con compensación energética.
Monitorización de emisiones y calidad del aire
La quema de carbón libera muchos contaminantes, incluido el dióxido de azufre (SO2) y partículas diversas. Las chimeneas industriales de estas centrales eléctricas también emiten gases de efecto invernadero, como el dióxido de carbono (CO2) y el metano (CH4), que son perjudiciales para el medio ambiente y la salud.
Para ayudar a aliviar estas preocupaciones y cumplir con las normativas, las centrales eléctricas a base de carbón utilizan tecnología para reducir la producción de estas sustancias perjudiciales. Los sistemas de monitorización continua de emisiones (CEMS) se utilizan para supervisar las partículas (PM) y el mercurio (Hg) entre otras sustancias. El sistema incluye sondas que se instalan en la chimenea y transfieren gas a analizadores de PM y Hg en el almacén, lo que ayuda a las centrales eléctricas a carbón a cumplir con la regulación de emisiones de PM y Hg local y a lograr un rendimiento óptimo del proceso.
La monitorización de la calidad del aire protege la salud de los trabajadores de la mina o la central. Estos productos de calidad del aire se utilizan para supervisar en tiempo real la exposición al polvo de carbón, la remediación de la central, el modelado de la exposición, las condiciones de alarma, los estudios sobre el asma, la monitorización de polvo fugitivo, la monitorización perimetral y la monitorización de áreas.
Además, diversos sistemas de vigilancia de la calidad del aire miden los niveles de contaminantes de los criterios, así como otros gases y toxinas. Las agencias gubernamentales continúan trabajando para desarrollar regulaciones que minimicen la liberación de contaminantes y toxinas perjudiciales en el aire en las centrales eléctricas de carbón. El uso de una tecnología fiable y probada ayuda a garantizar que la calidad del aire ambiente cumple con las normativas medioambientales locales y permite a la central realizar una contribución significativa a la comunidad a través de un aire más limpio y saludable.
