Grúas aéreas industriales en sistemas de generación de energía con biomasa: tipos, funciones y selección

En los sistemas de generación de energía a partir de biomasa, las grúas aéreas industriales desempeñan un papel crucial. En este artículo se presentan los distintos tipos de grúas aéreas que se utilizan en los sistemas de generación de energía a partir de biomasa, sus principales funciones y las consideraciones importantes para seleccionar el equipo adecuado.

Clasificación del proceso de generación de energía a partir de paja y biomasa

Clasificación de la paja

Los combustibles de biomasa se dividen principalmente en dos categorías: una se denomina “paja gris”, que incluye materiales como tallos de algodón, tallos de soja, paja de colza, juncos, ramitas de morera, subproductos forestales y restos de procesamiento de madera. Después de triturarse, la paja gris tiene una densidad aparente relativamente grande. La paja gris generalmente se recolecta comprando el combustible triturado a la sociedad. Viene en varios tipos y tiene un amplio rango de contenido de humedad, y a menudo contiene pequeñas cantidades de desechos de construcción y basura doméstica.

La otra categoría se denomina “paja amarilla”, que incluye principalmente trigo, maíz, arroz y pastos. La densidad aparente de las pacas varía de 200 a 350 kg/m³, y la densidad aparente del combustible triturado varía de 35 a 120 kg/m³. La mayor parte de este combustible de biomasa se almacena y tritura en plantas empacadoras de campo.

Proceso de generación de energía a partir de biomasa

La escala de la mayoría de las plantas de energía de biomasa es inferior a 30 MW, y el proceso de generación de energía de biomasa generalmente implica los siguientes pasos: La biomasa se recoge utilizando vehículos y se transporta a la planta de energía. Al llegar, el combustible de biomasa se descarga, se manipula y se vierte utilizando una grúa de manipulación de pacas de paja o una grúa de cuchara para paja suelta. Estas grúas mueven el combustible de biomasa al área de almacenamiento de combustible y lo alimentan en la entrada de combustible. Luego, el combustible se transporta a la cámara de almacenamiento de la caldera a través de equipos como trituradoras y transportadores ubicados debajo de la entrada. El combustible se transporta a la caldera para su combustión a través de la trituradora en la parte inferior de la cámara de almacenamiento. El vapor generado por la combustión de biomasa impulsa una turbina y un generador, produciendo electricidad.

Estructura y función de las grúas aéreas en sistemas de generación de energía con biomasa

Grúa para manipulación de pacas de paja

La grúa para manipulación de pacas de paja consta principalmente de un armazón de puente, un mecanismo de desplazamiento del carro, un conjunto completo del carro, una sala eléctrica, una cabina del operador, un sistema conductor y accesorios de agarre especializados. Se utiliza principalmente para la descarga, agarre, apilado, volcado y alimentación de pacas de paja.

El principio de funcionamiento es el siguiente: en primer lugar, se recogen las pacas de paja del camión y se transportan hasta la zona de apilado. Las pacas de paja deben almacenarse durante aproximadamente siete días antes de ser colocadas en la cadena transportadora accionada por la grúa de manipulación de pacas de paja. Durante las operaciones de descarga, recogida, apilado, volcado y alimentación, el proceso no es continuo, sino que debe ajustarse en función del estado operativo de la caldera y del momento de entrada de las pacas de paja en la zona de almacenamiento. Las acciones de la grúa se realizan de forma intercalada, en función de estos factores.

Grúa de agarre para paja suelta

La estructura principal de la grúa de cuchara para paja suelta incluye el marco del puente o pórtico, el mecanismo de desplazamiento del carro, el conjunto completo del carro, la sala eléctrica, la cabina del operador, el sistema conductor y el cucharón de cuchara. Se utiliza principalmente para descargar, agarrar, apilar y alimentar paja suelta.

El principio de funcionamiento es el siguiente: la grúa recogedora de paja suelta recoge primero la paja suelta y la transporta desde el camión hasta la zona de apilamiento. La paja se almacena durante varios días antes de introducirla en la entrada de combustible desde la zona de apilamiento mediante la grúa. Durante las operaciones de descarga, recogida, apilamiento, descarga y alimentación, el proceso no es continuo, sino que se realiza de forma intercalada, en función del estado de funcionamiento de la caldera y del momento de entrada de la paja en la zona de almacenamiento.

Grúa para sala de turbinas

La estructura principal de la grúa para sala de turbinas incluye el marco del puente, el mecanismo de desplazamiento del carro, el conjunto completo del carro, la sala eléctrica, la cabina del operador, el sistema conductor y el gancho. Se utiliza principalmente para la instalación y el mantenimiento de turbinas y generadores.

El principio de funcionamiento es el siguiente: debido a su gran tamaño y peso, las turbinas y los generadores se transportan a las centrales eléctricas de biomasa en componentes separados desde la planta de fabricación. La grúa de la sala de turbinas se utiliza para levantar e instalar estos componentes. Después de la instalación, la grúa de la sala de turbinas se utiliza normalmente una vez al año para el mantenimiento y el servicio de la turbina y el generador.

Grúa de elevación

La grúa de elevación se compone principalmente de una estructura de acero, un mecanismo de elevación, un mecanismo de funcionamiento y un sistema de control eléctrico, siendo la característica característica el uso de un polipasto eléctrico en el mecanismo de elevación.

• Estructura de acero: compuesta por componentes básicos como perfiles o placas de acero, la estructura de acero se suelda o se atornilla según principios de diseño específicos, formando una estructura que puede soportar la carga de la grúa. Esto se conoce como la estructura de acero de la grúa.
• Mecanismo: Una combinación de varios dispositivos que realizan eficazmente las acciones requeridas se conoce como mecanismo.
• Sistema de control eléctrico: El sistema de control eléctrico incluye circuitos eléctricos, componentes y conexiones de suministro de energía.

La grúa de elevación se clasifica en tres tipos:

• Grúa monorraíl:Se utiliza principalmente para el mantenimiento y reparación de calderas, equipos de gases de combustión y ventiladores de tiro inducido.
• Grúa monorraíl eléctrica:Se utiliza principalmente para mantenimiento y reparación en talleres de reparación de máquinas y salas de bombas de circulación.
• Grúa suspendida monoviga eléctrica: se utiliza principalmente para mantenimiento y reparación en salas de bombas integradas.

Selección de Grúas Aéreas en Sistemas de Generación de Energía con Biomasa

Selección de grúa para manipulación de pacas de paja

El papel de la grúa para manipulación de pacas de paja es crucial en los sistemas de generación de energía a partir de biomasa, por lo que es esencial seleccionar correctamente esta grúa en función de la escala y los requisitos de proceso del sistema de generación de energía a partir de biomasa. Los factores que influyen en la selección de una grúa para manipulación de pacas de paja incluyen:

• Proceso de almacenamiento de combustible para la generación de energía a partir de biomasa (actualmente, existen dos tipos de procesos de almacenamiento de combustible de biomasa: procesos de almacenamiento de paja suelta y de paja en fardos)
• Calidad de las pacas de paja (contenido de humedad, valor calorífico, densidad aparente)
• Requerimiento diario total de biomasa (considerando tanto la calidad del combustible de biomasa como las modificaciones futuras al sistema de generación de energía con biomasa)
• Número de contenedores de almacenamiento de combustible
• Tamaño y peso de los fardos de paja.
• Si se inspeccionan los fardos de paja

Generalmente, se colocan una o dos grúas para manipulación de pacas de paja encima de un muelle de almacenamiento de combustible de biomasa.

Selección de grúas de agarre para paja suelta

La grúa de cuchara para paja suelta es un equipo importante en la generación de energía a partir de biomasa. La grúa de cuchara para paja suelta consta principalmente de grúas de cuchara de pórtico y grúas de cuchara aéreas. Los factores que influyen en la selección de una grúa de cuchara para paja suelta incluyen:

• Proceso de almacenamiento de combustible para la generación de energía a partir de biomasa (actualmente, existen dos tipos de procesos de almacenamiento de combustible de biomasa: procesos de almacenamiento de paja suelta y de paja en fardos)
• Calidad de la paja suelta (contenido de humedad, valor calorífico, densidad aparente)
• Requerimiento diario total de biomasa (considerando tanto la calidad del combustible de biomasa como las modificaciones futuras al sistema de generación de energía con biomasa)
• Tiempo de descarga de paja suelta
• Ya sea que la paja suelta se almacene en un cobertizo de combustible o al aire libre.

Selección de grúa para sala de turbinas

La grúa para sala de turbinas es esencial para la elevación y el transporte de turbinas y generadores durante la instalación y para las operaciones normales de mantenimiento. La selección de la grúa para sala de turbinas es crucial. Los factores que influyen en la selección de la grúa para sala de turbinas incluyen:

• Peso máximo de un solo componente en el diseño de turbinas y generadores
• Número total de unidades de turbinas y generadores
• Si se requieren equipos auxiliares adicionales para la instalación de turbinas y generadores

Según los años de experiencia acumulada, los sistemas de generación de energía a partir de biomasa suelen tener una capacidad unitaria inferior a 30 MW y suelen tener menos de tres unidades. Normalmente se selecciona una sola grúa para la sala de turbinas. Sin embargo, si el número de unidades supera las tres, se pueden seleccionar dos grúas para la sala de turbinas (una grande y otra pequeña). Las grúas para la sala de turbinas suelen estar dispuestas por encima de las turbinas y los generadores. Los modos de funcionamiento incluyen tanto el funcionamiento en cabina como el funcionamiento en tierra, con la cabina del operador situada debajo del cuerpo de la grúa. La cabina y el sistema conductor pueden estar dispuestos en el mismo lado o de forma simétrica.

Selección de grúa de elevación

La selección de una grúa polipasto depende principalmente del peso máximo de cada componente en el sistema de instalación y de la altura de elevación requerida.

Conclusión

En conclusión, las grúas industriales, como la grúa para manipulación de pacas de paja, la grúa para paja suelta, la grúa para sala de turbinas y la grúa de elevación, desempeñan un papel fundamental en los sistemas de generación de energía a partir de biomasa. La fiabilidad de estas grúas afecta directamente al funcionamiento normal de toda la planta de energía a partir de biomasa. Sin embargo, el entorno de trabajo externo de las grúas industriales es extremadamente duro, con desafíos como una alta concentración de polvo, temperaturas extremadamente altas y una alta alcalinidad. Por lo tanto, al diseñar y seleccionar estas grúas industriales, es esencial considerar estas condiciones de trabajo especiales para garantizar la durabilidad y la seguridad del equipo.

Mediante un diseño y una selección adecuados de grúas industriales, se puede mejorar eficazmente la eficiencia operativa y la seguridad de las plantas de energía de biomasa, evitando paradas de producción causadas por fallas en los equipos. Se espera que este artículo sirva como referencia para los ingenieros en los campos pertinentes, contribuyendo al funcionamiento seguro y confiable de las plantas de energía de biomasa.

Referencias: Grúas industriales en sistemas de generación de energía con biomasa

Cindy

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