生物質(zhì)電廠(chǎng)的安全監測
德國一家合作農場(chǎng)自1976年開(kāi)始一直對動(dòng)物飼料進(jìn)行烘干處理。當他們在2008年元旦前夕發(fā)現一處損壞的密封造成導熱油的泄漏出去后，就決定翻新他們的設備。Allweiler公司為其提供了新的泵和故障預警設備，以確保能源生產(chǎn)的安全和穩定。
位于德國南部的動(dòng)物飼料制造商Futtertrocknung在夏季一直采用生態(tài)學(xué)方法生產(chǎn)熱能和電力，以干燥牧草類(lèi)飼料。該公司在其熱電聯(lián)產(chǎn)電站中利用一個(gè)全年運轉的低溫加熱網(wǎng)絡(luò )為當地的工業(yè)公司和公共機構提供加熱用的熱水，并向公共電網(wǎng)輸送電力。該電站每年總共可以產(chǎn)生大約10000-14000 MWh的有用熱量。
該合作農場(chǎng)目前擁有500家成員，成立于1976年。成立之初的目的是通過(guò)人工干燥來(lái)提高牧草類(lèi)飼料和谷物的質(zhì)量
中央導熱油泵
電站的核心是德國Allweiler公司提供的導熱油泵。這些泵將高達350℃的導熱油輸送到換熱器中，然后，硅油在換熱器中被加熱至蒸發(fā)點(diǎn)。熱的硅油蒸氣驅動(dòng)有機朗肯循環(huán)（ORC）渦輪機發(fā)電。
電站的燃料是當地的土地所有者所提供的木頭碎片，這些木頭碎片是暴風(fēng)雪或森林間伐之后產(chǎn)生的廢棄物。電站不僅發(fā)電，還為遠距離的加熱系統提供熱水。Futtertrocknung動(dòng)物飼料公司的這一系統是現有熱電聯(lián)產(chǎn)生物質(zhì)電廠(chǎng)中最新最高效的工藝。
電站是這家合作農場(chǎng)的全年收益來(lái)源之一，因為無(wú)論動(dòng)物飼料是否干燥，它都連續不斷地供應電力和熱能。最近幾年，雖然每年只有2000-2500小時(shí)的發(fā)電和產(chǎn)熱時(shí)間，但現在系統已經(jīng)全年連續不斷的運轉。渦輪機發(fā)電量大約在1.5-1.6 MW之間，鍋爐的產(chǎn)熱量在20-30 MW之間。電廠(chǎng)每年大概需要5萬(wàn)噸的木片。
泵的關(guān)鍵需求
中央導熱油泵的安全可靠運行對于保證能源生產(chǎn)的穩定和連續性非常重要。一個(gè)方面是泵的載荷很高，另一方面是泵的故障會(huì )導致嚴重的后果，特別是導熱油泄漏時(shí)。
這使得傳熱系統的操作人員對于泄漏非常留心。因此，工程師在設計導熱泵的軸封時(shí)非常仔細。當水以蒸汽形態(tài)從密封間隙正常逸出時(shí)，總是能看到泄漏的導熱油。因此，軸封所需要的泄漏程度必須盡可能降低，并避免密封過(guò)載。
高溫和溫差以及導熱油受熱時(shí)可能發(fā)生的分解反應通常都會(huì )給泵帶來(lái)較高的載荷。特別是，鏈狀碳氫化合物時(shí)間一長(cháng)會(huì )分解，導致泵發(fā)生氣蝕或磨損，從而危害到泵的軸承和軸封。
Futtertrocknung電站采用合成導熱油，減少了導熱油的分解。但這種油的粘度和潤滑性較差，也有其不利之處，例如機械密封滑動(dòng)部件上的摩擦載荷非常高。
安裝在生物質(zhì)電廠(chǎng)內的帶有Allready Box（白色的設備）的Allheat導熱油泵，其在l8.5 bar的壓力下輸送導熱油（Diphyl THT），最大流量為285 m3/h
連續的電力生產(chǎn)
電站幾乎全年無(wú)人控制，因此除了穩定性，對于故障的快速反應能力也是很關(guān)鍵的。Allheat系列泵和新的Allready Box能夠滿(mǎn)足這兩個(gè)要求。首先，這些泵適用于常年輸送熱流體；其次，新的Allready Box為操作人員提供幾種故障預警選擇和相應的反應選擇。
2008年新年前夕的故障之后，該合作農場(chǎng)決定用安全的設備來(lái)翻新他們的原有設施。技術(shù)總監Johann Rogg說(shuō) ：“從那時(shí)起，我們的導熱油泵都裝備了Allready Box。”
Rogg說(shuō)，電力的生產(chǎn)僅需中斷很短的時(shí)間，損失非常小。因此該農場(chǎng)決定為第三臺泵裝備Allready Box。
檢測潛在問(wèn)題
在裝備Allready Box前，由控制設備監測出口壓力和泵的流量，偏離正常運轉狀態(tài)的故障情況總是發(fā)現得太晚。泵的操作人員無(wú)法作出快速反應來(lái)防止重大損壞和長(cháng)期的生產(chǎn)損失。
另一方面，Allready Box可以在故障發(fā)生時(shí)，即刻做出反應并引起足夠的注意。它監測著(zhù)泵的兩個(gè)重要元件：軸承的溫度和密封的性能。當這些因素的預警值超過(guò)臨界值，Allready Box就會(huì )執行一系列程序。然后，泵上的光學(xué)預警設備會(huì )向用戶(hù)發(fā)送警報。如果需要，該設備還可以發(fā)送聲音警報或將警報傳送給遠處的工作人員。警報還可以傳送到監測站，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳送，或者以短信的形式發(fā)送給相關(guān)人員。
Rogg說(shuō)：“Allready Box檢測到任何故障，即使我當時(shí)不在工廠(chǎng)或現場(chǎng)，也可以立即接收到警報。我可以立即做出反應，必要時(shí)，無(wú)需離開(kāi)房間即可使泵或整個(gè)工廠(chǎng)停止運轉。”
Allready Box甚至可以根據操作人員的需求，關(guān)閉有故障的泵或啟動(dòng)備用泵。但該農場(chǎng)并未采用這一功能，因為他們更愿意首先親眼看到所發(fā)生的狀況。
Allweiler公司的Allheat系列泵在該電廠(chǎng)用作緊急冷卻循環(huán)泵。液體是合成的導熱油（Diphyl THT），出口壓力為3.5 bar，流量為105 m3/h
降低總成本
除了可以發(fā)送聲音警報或將警報傳送給遠處的工作人員。Allready Box還可以將警報傳送到監測站，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳送，或者以短信的形式發(fā)送給相關(guān)人員。
使用Allready Box后，操作人員可以充分發(fā)現高質(zhì)泵在維護上的優(yōu)勢。也就是說(shuō)，導熱系統中泵的維護成本可以降低50%之多。僅此而言，這套簡(jiǎn)單有效的系統可以在很短時(shí)間內收回成本，并使系統操作人員明確知道：所有事情都在控制之中。
Allready Box可以與Allweiler公司的NTT、ALLHEAT NTWH和CTWH.系列導熱泵兼容。這一監測設備可以安裝在新泵上，也可以隨時(shí)裝配到舊泵上。
