Un operador de reformadores de metano a vapor pudo minimizar el consumo de combustible del quemador y aumentar la productividad tras instalar el conjunto de termopar XTRACTO-PAD® en las paredes de los tubos del horno de calefacción.
WIKA ha desarrollado una amplia cartera de termopares tubeskin para refinerías, plantas químicas y aplicaciones de vapor sobrecalentado. Conociendo nuestra reputación por nuestros innovadores sensores de temperatura, un operador de SMR (Small Modular Reactors una categoría de reactores nucleares), se puso en contacto con nosotros hace varios años para pedirnos consejo sobre la monitorización continua de la temperatura de la pared del tubo (TWT). Su objetivo era operar de forma más eficiente minimizando el consumo de combustible y aumentando la productividad.
Desafío: medición continua de termopar tubeskin sin necesidad de repetir las soldaduras
El horno de calefacción tenía una versión de dos cámaras con una configuración de quemador lateral. Otras especificaciones:
- Número de tubos: 96
- Material de los tubos: acero 24/35 Cr/Ni y Nb/Ti
- Dimensiones del tubo: 154,6 mm de diámetro exterior (6 pulgadas), 13,3 m de longitud (43,6 pies)
- Temperatura de la pared del tubo: 1750 a 820 °C (1.382 a 1.508 °F)
Además de la supervisión de la temperatura de la pared del tubo, el operador del SMR quería evitar la repetición de las soldaduras para la sustitución de los termopares.
Solución: conjunto de termopar Tubeskin diseñado a medida
Conjunto de termopares Tubeskin XTRACTO-PAD®
Nuestros expertos en temperatura y soldadura examinaron el horno de calefacción y propusieron una solución para optimizar el reformador de este operador. Propusimos el modelo TC59-X XTRACTO-PAD®, un conjunto de termopar en el que un canal de guía y un escudo térmico están soldados al tubo, con el termopar extraíble deslizándose hacia dentro y hacia fuera a través del extremo del canal de guía.
Este diseño especial permite remplazar fácilmente los termopares entre paradas sin comprometer la integridad del tubo. El escudo térmico patentado sobre el termopar lo protege del entorno más caliente del horno de calefacción, lo que proporciona la medición de temperatura más precisa disponible actualmente y aumenta la vida útil del sensor.
Se utilizó una salida tipo pistón hacia el fondo del horno para instalar los cables de transición del termopar al bloque de terminales y completar la instalación. Se utilizaron métodos estandarizados para garantizar las distancias de enrutamiento adecuadas y también que la transición del termopar no superara su temperatura máxima permitida.
Como cada SMR es diferente, hemos diseñado el sensor de termopar moldeado, el canal de guía y el escudo térmico patentado para cada tamaño de tubo y de sensor.
Resultados: mejor rendimiento y ahorro de costes
El cliente estaba muy satisfecho con el rendimiento del XTRACTO-PAD®. Gracias a la supervisión continua de la temperatura de la superficie del tubo (TWT), pudieron:
- Obtener mediciones de temperatura muy precisas durante el arranque, evitando así daños catastróficos en los tubos o en el catalizador.
- Maximizar la vida útil de los tubos evitando el sobrecalentamiento.
- Disminuir el consumo de combustible mediante la gestión adecuada del quemador.
- Controlar el rendimiento del catalizador y estimar con precisión su envejecimiento.
- Maximizar la producción mediante el equilibrio adecuado de los quemadores y las velocidades de alimentación, con un riesgo mínimo de sobrecalentamiento y rotura de tubos.
Cuatro años más tarde, durante la primera parada de la planta tras la instalación del conjunto de termopares tubeskin, se alegraron de comprobar que todos los elementos de temperatura eran totalmente funcionales y funcionaban como se esperaba. Durante la próxima revisión, prevista para 2023, el cliente tiene previsto sustituir los termopares de forma proactiva, un proceso que no requerirá trabajo en caliente adicional, gracias al diseño exclusivo de XTRACTO-PAD.
Los tubos del horno de calefacción están llegando al final de su vida útil. Cuando se sustituyan, este operador de SMR está considerando la posibilidad de que las piezas soldables del conjunto de termopares -canal guía, escudo térmico, clips para tubos- se instalen en las instalaciones del fabricante de tubos para ahorrar tiempo y minimizar cualquier problema relacionado con el tratamiento térmico. Cuando lleguen los nuevos tubos del horno de calefacción, este cliente sólo tendrá que deslizar el sensor del termopar dentro de su funda con aislamiento mineral, pasarlo por los clips y completar la instalación.
Este cliente de larga data quedó tan satisfecho con el sistema de monitorización de la temperatura para superficies de tubo de WIKA que está planeando activamente implementarlo en otras dos plantas.
WIKA: su partener para maximizar la capacidad del horno de calefacción
Con más de 50 años de experiencia en el diseño y la fabricación de soluciones de control de temperatura, WIKA es un partner clave para numerosos operadores de las industrias química, petroquímica y del petróleo y gas. Háganos parte de su negocio. Póngase en contacto con nosotros para obtener más información.
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