Dedicamos un nuevo artículo a los sistemas de bombeo, equipos de alto consumo energético que condicionan la rentabilidad de muchos negocios. En esta ocasión nos centramos en las opciones que tienen los sistemas DCS en este tipo de instalaciones.
Al igual que con tantas otras tecnologías, los sistemas de control distribuido modernos ofrecen capacidades que hubieran parecido increíbles hace solo unos años. Las características como los entornos de ingeniería gráfica integrados, los controles de secuencia simplificados y las interfaces hombre-máquina (HMI) mejoradas hacen que los niveles más altos de automatización sean prácticos desde el punto de vista de la implementación, el mantenimiento y la facilidad de uso. El momento de estos avances no puede ser mejor. El equilibrio de las plantas existentes basado en la automatización del diseño reduce las necesidades de los operadores y es esencial para satisfacer la demanda de una mayor productividad y eficiencia energética en las plantas.
A modo de ejemplo, el siguiente caso describe la automatización del sistema de suministro de agua en una planta de generación de ciclo combinado. Los controles DCS heredados existentes están probados y son confiables; sin embargo, la secuencia de operaciones y la coordinación de los controles regulatorios no fueron automatizadas, lo que requirió un alto grado de conocimiento y atención por parte del operador. Este caso describe una combinación de estrategias de automatización de control y técnicas de HMI diseñadas para aumentar el nivel de automatización general mientras se mejora la usabilidad por parte de los operadores y el personal de mantenimiento. (Nota: Los ejemplos de DCS se desarrollaron utilizando la plataforma Siemens SPPA-T3000 DCS.
Disposición hipotética de la planta
La planta hipotética consta de dos turbinas de combustión de ciclo combinado, cada una con un generador de vapor de recuperación de calor (HRSG). Ambas unidades HRSG estaban acopladas a una sola turbina de vapor con un alimentador de agua caliente provisto de un condensador y el pozo caliente, el receptáculo para el agua caliente extraída del condensador por la bomba de aire.
En cuanto a un solo HRSG, el tren de agua de alimentación consta de un par de bombas de agua de alimentación y una serie de tres tambores de baja presión (LP), cabezales de vapor de alta presión (HP) y presión intermedia (IP). Las bombas de agua de alimentación transfieren el agua de alimentación del tambor LP a los tambores IP y HP. Los caudales mínimos a través de la bomba se mantienen mediante una línea de recirculación en la parte trasera del tambor LP con válvula moduladora y punto de ajuste de flujo variable calculado por las curvas de operación del fabricante de la bomba. Ambas bombas comparten las líneas de suministro y las válvulas a los tambores IP y HP. Cada bomba está equipada con un variador de frecuencia para el control de velocidad y tiene una bomba de aceite dedicada.
Control de nivel del tambor existente
El control del agua de alimentación a los bidones IP y HP consta de un control simple y de tres elementos. Los controles de tres elementos modulan la válvula de alimentación a cada tambor según el nivel. El control de tres elementos utiliza el flujo de vapor del tambor como una señal de avance a un controlador de flujo de agua de alimentación cuyo punto de ajuste se modula para mantener el nivel deseado del tambor.
