生物质电厂的安全监测

2010-01-30 Allweiler公司 www.allweiler.com

　　德国一家合作农场自1976年开始一直对动物饲料进行烘干处理。当他们在2008年元旦前夕发现一处损坏的密封造成导热油的泄漏出去后，就决定翻新他们的设备。Allweiler公司为其提供了新的泵和故障预警设备，以确保能源生产的安全和稳定。

　　位于德国南部的动物饲料制造商Futtertrocknung在夏季一直采用生态学方法生产热能和电力，以干燥牧草类饲料。该公司在其热电联产电站中利用一个全年运转的低温加热网络为当地的工业公司和公共机构提供加热用的热水，并向公共电网输送电力。该电站每年总共可以产生大约10000-14000 MWh的有用热量。

该合作农场目前拥有500家成员，成立于1976年。成立之初的目的是通过人工干燥来提高牧草类饲料和谷物的质量

中央导热油泵

　　电站的核心是德国Allweiler公司提供的导热油泵。这些泵将高达350℃的导热油输送到换热器中，然后，硅油在换热器中被加热至蒸发点。热的硅油蒸气驱动有机朗肯循环（ORC）涡轮机发电。

　　电站的燃料是当地的土地所有者所提供的木头碎片，这些木头碎片是暴风雪或森林间伐之后产生的废弃物。电站不仅发电，还为远距离的加热系统提供热水。Futtertrocknung动物饲料公司的这一系统是现有热电联产生物质电厂中最新最高效的工艺。

　　电站是这家合作农场的全年收益来源之一，因为无论动物饲料是否干燥，它都连续不断地供应电力和热能。最近几年，虽然每年只有2000-2500小时的发电和产热时间，但现在系统已经全年连续不断的运转。涡轮机发电量大约在1.5-1.6 MW之间，锅炉的产热量在20-30 MW之间。电厂每年大概需要5万吨的木片。

泵的关键需求

　　中央导热油泵的安全可靠运行对于保证能源生产的稳定和连续性非常重要。一个方面是泵的载荷很高，另一方面是泵的故障会导致严重的后果，特别是导热油泄漏时。

　　这使得传热系统的操作人员对于泄漏非常留心。因此，工程师在设计导热泵的轴封时非常仔细。当水以蒸汽形态从密封间隙正常逸出时，总是能看到泄漏的导热油。因此，轴封所需要的泄漏程度必须尽可能降低，并避免密封过载。

　　高温和温差以及导热油受热时可能发生的分解反应通常都会给泵带来较高的载荷。特别是，链状碳氢化合物时间一长会分解，导致泵发生气蚀或磨损，从而危害到泵的轴承和轴封。

　　Futtertrocknung电站采用合成导热油，减少了导热油的分解。但这种油的粘度和润滑性较差，也有其不利之处，例如机械密封滑动部件上的摩擦载荷非常高。

安装在生物质电厂内的带有Allready Box（白色的设备）的Allheat导热油泵，其在l8.5 bar的压力下输送导热油（Diphyl THT），最大流量为285 m³/h

连续的电力生产

　　电站几乎全年无人控制，因此除了稳定性，对于故障的快速反应能力也是很关键的。Allheat系列泵和新的Allready Box能够满足这两个要求。首先，这些泵适用于常年输送热流体；其次，新的Allready Box为操作人员提供几种故障预警选择和相应的反应选择。

　　2008年新年前夕的故障之后，该合作农场决定用安全的设备来翻新他们的原有设施。技术总监Johann Rogg说：“从那时起，我们的导热油泵都装备了Allready Box。”

　　Rogg说，电力的生产仅需中断很短的时间，损失非常小。因此该农场决定为第三台泵装备Allready Box。

检测潜在问题

　　在装备Allready Box前，由控制设备监测出口压力和泵的流量，偏离正常运转状态的故障情况总是发现得太晚。泵的操作人员无法作出快速反应来防止重大损坏和长期的生产损失。

　　另一方面，Allready Box可以在故障发生时，即刻做出反应并引起足够的注意。它监测着泵的两个重要元件：轴承的温度和密封的性能。当这些因素的预警值超过临界值，Allready Box就会执行一系列程序。然后，泵上的光学预警设备会向用户发送警报。如果需要，该设备还可以发送声音警报或将警报传送给远处的工作人员。警报还可以传送到监测站，通过网络传送，或者以短信的形式发送给相关人员。

　　Rogg说：“Allready Box检测到任何故障，即使我当时不在工厂或现场，也可以立即接收到警报。我可以立即做出反应，必要时，无需离开房间即可使泵或整个工厂停止运转。”

　　Allready Box甚至可以根据操作人员的需求，关闭有故障的泵或启动备用泵。但该农场并未采用这一功能，因为他们更愿意首先亲眼看到所发生的状况。