Automatización de válvulas Rotork en plantas solares

Sección del canal parabólico en una planta solar

Industry: Renewable Power
Category: Electric Actuators, Services, Control Networks
Productos: IQ - Standard, IQM - Modulating, IQTF - Full-Turn, Retrofit, Modbus, Pakscan

Summary

España es ahora el mayor generador de energía eléctrica por medio de plantas solares. Las plantas de energía solar españolas utilizan colectores cilindro-parabólicos combinados con un sistema de almacenamiento térmico mediante baterías de sal fundida, con el cual maximizan su capacidad de generación. El colector está constituido por un espejo parabólico alargado con un conductor que recorre toda su longitud en el punto focal. Los rayos solares son reflejados en el espejo y recogidos en el tubo, donde son absorbidos por un fluido de transferencia de calor, el cual recorre el tubo.

Vista de tuberías de vapor en plantas de generación eléctricas

Overview

Spanish solar energy plants utilise parabolic trough technology combined with a thermal storage system using molten salt batteries to maximise their power generating capacity. The parabolic trough is constructed as a long parabolic mirror with a Dewar tube running its length at the focal point. Sunlight is reflected by the mirror and concentrated on the tube, where it is absorbed by the heat transfer oil flowing through it.

Challenge

Los inteligentes actuadores eléctricos IQ de Rotork con el sistema de control digital de dos hilos Rotork Pakscan, están extendiéndose en este tipo de plantas. Rotork ha trabajado de cerca con la industria de energía solar para integrar un sistema de actuación IQ económica y eficiente en el diseño de la planta. La decisión para utilizar el sistema de control Rotork Pakscan P3, ha sido avalada por su gran abanico de posibilidades de bus y reducción de costos. Cada Pakscan P3 Master Station puede gobernar un lazo de hasta 20 kilómetros de longitud sin deterioro de las comunicaciones ni necesidad de repetidores, haciendolo ideal para el espacio de la planta. Los repetidores requieren alimentación independiente, pueden ralientizar la transmisión de datos e inducir errores. Un fallo en un repetidor puede dar lugar a pérdida de comunicación con todas las unidades de campo.

Los actuadores Rotork son instalados en tuberías de HTF (Fluido de Transferencia de Calor), transportando aceite por los espejos, almacenamiento de sal y tuberías. La mayoría de los actuadores son modelos IQ multivuelta e IQT de cuarto de vuelta, con actuadores IQM utilizados para tareas de control de válvulas, siendo generalmente operados con una señal de 4-20mA.

Válvula de control de globo 20" junto con un actuador Rotork IQM y reductor IB para tuberías de almacenaje de sal en una planta solar

Solution

La posibilidad de comisionar los actuadores IQ sin retirar la carcasa eléctrica, con el objeto de configurar los finales de carrera y los pares de fuerza, hacen del comisionado un proceso altamente eficiente, proporcionando un ahorro en tiempo y costes en comparación con los actuadores convencionales. La tecnología de datos "no intrusiva" de Rotork proporciona comunicación bidireccional entre el actuador y la herramienta de configuración (mando de mano). Esta herramienta permite que los datos de configuración del actuador sean recuperados y retransmitidos a otros actuadores, con la capacidad de ahorrar gran cantidad de tiempo cuando bastantes válvulas requieren parecida configuración. Pueden ser descargados y almacenados hasta 10 archivos de configuración y 4 archivos de datos en la herramienta de configuración IQ (mando). El comisionado puede ser llevado a cabo con o sin la alimentación principal y los componentes electrónicos internos están permanentemente protegidos de la posibilidad de contaminación por humedad o polvo, asegurando una confianza a largo plazo en ambientes de condiciones cambiantes.

Todos los actuadores IQ están equipados con un registrador de datos para grabar historiales de datos de operaciones y perfiles de pares de las vávulas. Estos datos pueden ser descargados del actuador y analizados en el software Rotork IQ-Insight para evaluar rápidamente las operaciones y funcionamiento de la válvula. De esta manera, pueden ser implementados eficientes programas de gestión y eliminar inesperadas interrupciones en planta.

La precisión, la medida repetida de par se consigue independientemente de las variaciones de frecuencia, tensión y temperatura. Mientras tanto, la medida de posición sin contacto de los IQs patentados (utilizando solo una parte movible) convierte la rotación de salida en una señal electrónica que se compara con los limitadores de posición almacenados en una segura y no volátil memoria. A diferencia de otros diseños, no puede fallar. Cuando al actuador se le ordena que invierta la dirección, un circuito de retraso de tiempo automático evita las cargas de choque que puedan causar un excesivo desgaste al vástago de las válvulas y reductores. Para asegurar la fiabilidad en operaciones menos frecuentes sobre válvulas motorizadas, se incorpora un efecto martillo para desbancar la ajustada válvula.Además, los contactos de par pueden ser by-passeados durante los primeros 5% de la carrera desde el asiento de la válvula. Si este par adicional fuese todavía insuficiente para causar el movimiento, el IQ reconoce que la válvula está atacada y para la operación para proteger el motor de cualquier daño mayor. Finalmente, el volante proporciona una operación de emergencia manual fiable que es mecánicamente independiente del motor. Incluye embrague manual/automático al que se le puede incluir candado, para una operación segura cuando el motor esté en funcionamiento. La parada manual puede aplicarse cuando el motor está en funcionamiento, sin dañar las partes internas del actuador.

Válvula de control reemplazada tubería de transferencia de calor con un actuador lineal Rotork IQTF para proporcionar un control preciso de la temperatura HTF

Further Information

Client: Application in a Spanish solar energy plant.
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