Grúas automatizadas para las centrales de calefacción bioenergética

Las centrales de calefacción bioenergéticas como centrales de cogeneración realizan una importante contribución a la conservación del clima. Mientras, las instalaciones de grúas completamente automatizadas de la marca Demag aseguran el almacenamiento de los combustibles y la alimentación con residuos orgánicos.

• Funcionamiento fiable de las instalaciones las 24 horas y los 7 días de la semana
• Solución económica del espacio mediante el almacenamiento en silos
• Explotación limpia sin emisiones
• Los procesos automatizados de mezcla aseguran unos valores de combustión homogéneos

La central de Hamburg-Lohbrügge

Un concepto de instalación

El uso de residuos orgánicos no sólo produce energía limpia sino que se caracteriza también por una elevada eficiencia: Se reducen las emisiones de CO₂y se protegen las reservas de combustibles fósiles. La central de calefacción  bioenergética de Hamburg-Lohbrügge que genera al año unos 13 millones de kilovatios hora de electricidad, es todo un ejemplo de estas soluciones ecológicas y económicas de sistema. Para ello se emplean exclusivamente trozos de madera sin tratar procedentes del mantenimiento de los bosques y conservación del paisaje. El calor que se produce paralelamente – unos 60.000 MWh – se suministra a una central vecina de calefacción a distancia para abastecer más de 8.000 hogares. Gracias a la cogeneración se aprovecha de la forma más óptima posible la energía bioenergética como combustible, con un grado de aprovechamiento del 85 %.

Se ha invertido un total de 13 millones de Euros en la construcción de la central de calefacción  bioenergética de Hamburgo. Con la instalación diseñada por el Gabinete de Ingeniería Schuler de Bietigheim-Bissingen, la emisión anual de dióxido de carbono se reduce en unas 23.000 toneladas.

También en una segunda central proyectada por Schuler en Ludwigsburg, una grúa de proceso Demag se encarga del almacenamiento correcto del material y asegura el abastecimiento de combustible.

Solución de grúa automatizada

La automatización como clave

En la central de calefacción  bioenergética (HHKW) Hamburg Lohbrügge, la tecnología de las grúas asume una de las funciones clave. El uso automatizado asegura la disponibilidad de la instalación y un máximo de eficiencia – ofreciendo al mismo tiempo alta flexibilidad.

La grúa puente de dos vigas completamente automatizada es controlada con perfecta precisión a través del ordenador de gestión del almacén (LVR) Demag que trabaja de modo independiente. Las funciones de la grúa de proceso:

• Liberar rápidamente los lugares del vertido
• Almacenar el material de combustión en tres zonas de almacenaje predefinidas
• Abastecimiento del fuego con la correspondiente mezcla del material de combustión

Los datos de la grúa resumidos:

• Capacidad de carga: 11 t
• Ancho de vía: 16.400 mm
• Altura de elevación: 24.500 mm
• Velocidades sin escalonamientos grúa / carro / mecanismo elevador: 50 / 40 / 50 m/min.
• Cuchara multivalva: 8 m³ de capacidad

La cuchara motorizada multivalva ha sido diseñada concretamente para leña, ya que el material es suministrado en un estado sin tratar. Se recoge con la misma seguridad, la madera finamente triturada así como las pequeñas ramas y el material compactado.

La pauta para el rendimiento de proceso: como mínimo 140 m³ de material por hora. La fosa para el vertido debe vaciarse rápidamente para evitar  largas esperas de los camiones suministradores, y con ello posibles atascos.

Una solución limpia

La planificación de las instalaciones de calefacción  bioenergética con silo integrado se realizó bajo la premisa de un aprovechamiento óptimo del espacio. Por ello, se dio preferencia a la solución con grúa automática en vez de la de un almacén gestionado por ejemplo por una pala cargadora. Esta alternativa no sólo habría provocado una mayor emisión de gases de escape y emisiones de ruidos, sino también un mayor gasto de personal  para la gestión del almacén.

Los procesos

Manejo seguro de la carga en el proceso de alimentación

Las astillas de leña suministradas ascienden a unas 32.000 toneladas al año. El acceso a la fosa de vertido de 300 m³ de capacidad se regula a través de un sistema integrado de lectura de tarjetas magnéticas. Una vez que el camión haya pasado por la estación de pesaje, se abre la barrera, se bloquea la zona encima del lugar de vertido para la operación de la grúa, con el fin de evitar daños en la cuchara por la caída del material. Una vez que el camión haya entregado su carga, la grúa recibe la señal de permiso para  vaciar la fosa de vertido. Previamente, el material suministrado ha sido sometido a un control de calidad por el personal de la planta y asignado una de las tres calidades de material de combustión previamente definidas, y para las que se habían determinado las tres zonas de almacenaje. La grúa automática almacena el material de combustión clasificado por tipos en el silo.

Los balanceos resultantes del desplazamiento de la grúa y del carro se regulan por la amortiguación activa del balanceo de la carga. De este modo se garantiza un funcionamiento seguro, ya que se evita el choque de la cuchara contra las paredes.

Supervisión diario del nivel de llenado en el silo

Aparte del almacén con una capacidad de 900 m³ de material, existe un silo diario de aprox. 700 m³ de material de combustión. Desde aquí, el material de combustión es transportado al horno a través de un suelo de empuje. El nivel de llenado de este silo se supervisa con sondas por radar fijamente montadas. Una vez alcanzada la cantidad mínima de llenado, el control de la grúa automática se encarga de volver a llenar el silo con la cantidad necesaria de material de combustión.

Estrategias de mezclado y almacenado

Más allá de las funciones puras de transporte, la grúa de proceso se encarga también del mezclado de los materiales. Este proceso será necesario cuando el operario detecte durante el control de calidad de que, por ejemplo, madera desechable del exterior (parques) está demasiado húmeda para su aprovechamiento o que tiene un bajo valor calórico y por ello deba ser mezclada con leña de bosque de buena calidad. Una vez ajustada la proporción de mezcla necesaria a través del panel de mando de Demag LVR, la grúa recorre automáticamente las tres zonas correspondientes , coge el material y lo mezcla en el silo diario.

Asimismo implementamos otras estrategias en el control del sistema. Como por ejemplo: Después de introducirse la cuchara en el material y recogerlo, no se cierra del todo las mordazas de la cuchara. La grúa arranca ligeramente y una pequeña parte del material va cayendo. A continuación, la cuchara podrá cerrarse con un nivel de llenado exacto.