Los operadores de reformadores de vapor de metano disponen de varios métodos para medir la temperatura de la pared del tubo, pero la mejor solución para una medición precisa y continua de la temperatura son los termopares de superficie.
Los hornos de calefacción de un reformador de metano al vapor (SMR) suelen alcanzar temperaturas cercanas a sus límites metalúrgicos. En el caso de un reformador de combustión superior, la temperatura máxima suele rondar los 850 °C, mientras que en el caso de un reformador de combustión lateral llega a los 900 °C. Las temperaturas de los metales superiores pueden provocar una fluencia irreversible, reduciendo la vida útil de los tubos de los 10 años habituales a la mitad, o incluso a unos pocos días a unos 1.090 °C (2.000 °F).
Para conseguir la máxima vida útil del tubo, la temperatura de la pared del tubo debe controlarse continuamente. El control de la temperatura también es fundamental para la eficiencia del catalizador y la seguridad de la planta.
Termopar o pirómetro: métodos habituales de medición de la temperatura de las tuberías y sus desventajas
Para medir la temperatura de la pared del tubo del reformador de vapor (TWT) se pueden utilizar diferentes tipos de instrumentos, como termopar de superficie o pirómetros. Los métodos sin contacto incluyen pirómetros ópticos y pirómetros láser. El pirómetro de copa de oro es un método de contacto en el que la sonda se introduce a través de un puerto y se coloca directamente en el tubo. Estos métodos tienen sus inconvenientes para la monitorización de la TWT:
- La medición de la temperatura requiere un esfuerzo manual sostenido.
- Ninguno de estos métodos proporciona un control continuo de la temperatura, sino sólo ocasional.
- En el caso de los métodos de contacto, se produce una pérdida de temperatura debido al puerto abierto, y los operarios tienen que tomar rápidamente la lectura de la temperatura antes de que el tubo se enfríe. La cantidad de pérdida de temperatura depende del tamaño del horno de calefacción y del número de tubos.
- En la teledetección, el entorno del horno de calefacción (más caliente) complica la lectura de la temperatura de la emisividad del tubo de destino, y hay que hacer correcciones. Esto puede introducir errores de medición.
- No siempre es posible alcanzar el tubo de destino debido a la geometría del horno de calefacción.
Con la tecnología actual, los termopares de superficie son el método más eficaz para la medición continua de la temperatura de la pared del tubo, lo que es especialmente importante durante el arranque del horno de calefacción.
La importancia de la supervisión continua de la TWT durante la puesta en marcha del SMR
La puesta en marcha es una de las operaciones más difíciles en una planta de reformado de metano a vapor. La seguridad y la eficiencia pueden verse comprometidas si no se siguen estos pasos específicos:
- Introduzca lentamente nitrógeno caliente hasta que la temperatura del reformador esté por encima del punto de rocío. Esto es para evitar la condensación que comprometería el catalizador.
- Una vez alcanzada la temperatura del punto de rocío, añadir vapor saturado hasta alcanzar la temperatura de reducción del catalizador.
- Encender los quemadores para alcanzar la temperatura óptima. Si se disparan demasiados, la vida útil de los tubos puede disminuir considerablemente a días, horas o incluso minutos.
La mejor manera de controlar la temperatura de las paredes de los tubos durante la puesta en marcha del SMR es utilizar sensores de temperatura de contacto que puedan transmitir datos directamente y de forma continua a la sala de control. El termopar de superficie, situado en varias zonas del horno reformador, puede alertar rápidamente a los operadores si los tubos se sobrecalientan. Esta información les permite intervenir inmediatamente y aplicar medidas correctoras antes de que los tubos sufran daños irreversibles.
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