Basic and detailed engineering for instrumentation of a fixed bed gasification prototype plant

  • José Ulises Castellanos-Contreras Universidad Cooperativa de Colombia
  • Carlos Andrés Forero-Núñez Universidad ECCI
  • Fabio Emiro Sierra-Vargas Universidad Nacional de Colombia
Keywords: Calibration, instrumentation, gasification, sensor, variable.

Abstract

The Gasification systems require an analysis when selecting instrumentation (temperature, flow, weight, valves, motors, etc.) cost of maintenance and calibration, installation diagrams, control systems and easy handling; necessitating a basic and detail engineering. Herein one analysis instrumentation and an application of a nonlinear control system prototype in the fixed bed gasification plant are outlined. Selecting industrial instrumentation was based on the position of the sensors, actuators, in the cleaning treatment of some variables in the linearization around the operating point in the conditioning and signal processing;  only validates the experimental part we instrumentation, although external factors affecting the gasification process (weather conditions, operating times, maintenance times, etc.) which makes continuous monitoring wasteful.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

José Ulises Castellanos-Contreras, Universidad Cooperativa de Colombia
M. Sc. Ingeniería Mecánica, Universidad Cooperativa de Colombia, Bogotá, Colombia.
Carlos Andrés Forero-Núñez, Universidad ECCI
Ph. D. Ingeniería, Universidad ECCI, Bogotá, Colombia.
Fabio Emiro Sierra-Vargas, Universidad Nacional de Colombia
Ph. D. Ingeniería, Universidad Nacional de Colombia
Bogotá, Colombia.

References

[1] C. Guerrero, F. Sierra y S. Ramírez, Procesos de gasificación de materiales orgánicos, Bogotá, Colombia, Asociación de Ingenieros Mecánicos de la Universidad Nacional de Colombia, 2008.

[2] J. U. Castellanos, F. E. Sierra-Vargas y C. Guerrero-Fajardo, «Modelado del proceso de gasificación de biomasa para aprovechamiento energético: una revisión al estado del arte,» Revista ITECKNE, vol. 9, nº 2, pp. 95-105, 2012.

[3] A. Creus, Instrumentación Industrial, Editorial Marcombo, 2011.

[4] J. U. Castellanos, Evaluar la aplicación de un sistema de control basado en redes neuronales, para el proceso de gasificación con aire u oxígeno del reactor de lecho fijo del laboratorio de plantas térmicas y energías renovables, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, 2012.

[5] Deustches Institüt für Normung, DIN IEC 584-2, 2002. [En línea]. Available: www.din.de.

[6] C. A. Forero-Núñez, J. U. Castellanos y F. E. Sierra-Vargas, «Control de una planta prototipo de gasificación de biomasa mediante redes neuronales,» Revista Ingeniería Mecánica Tecnología y Desarrollo SOMIM, vol. 4, nº 5, pp. 161-168, 2013.

[7] ASTM Standard E871-82, Standard Test Method for Moisture Analysis of Particulate Wood Fuels, ASTM International, West Conshohocken, 2013.

[8] ASTM Standard E872-82, Standard test method for volatile matter in the analysis of particulate wood fuels, ASTM International, West Conshohocken, 2013.

[9] ASTM Standard E1755-01, Standard test method for ash in biomass, ASTM International, West Conshohocken, 2007.

[10] C. A. Forero-Núñez, J. Jochum y F. E. Sierra-Vargas, «Effect of the particle size and the addition of cocoa pod husks on the properties of sawdust and coal pellets,» Ingeniería e Investigación, vol. 35, nº 1, p. In press, 2015.

[11] C. A. Forero-Núñez, J. Jochum y F. E. Sierra-Vargas, «Chractareization and feasibility of biomass fuel pellets made of Colombian timber, coconut, and oil palm residues regarding European standards,» Environmental Biotechnology, vol. 8, nº 2, pp. 67-76, 2012.

[12] S. Ramírez R., “Simulación computacional del proceso de gasificación de biomasa en el reactor de lecho fijo,” tesis de Maestría, Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, Colombia: Universidad Nacional de Colombia. Grupo de Investigación Mecanismos de Desarrollo Limpio y Gestión Energética, 2010.

[13] R. F. López y J. M. F. Fernández, Las redes neuronales artificiales. Fundamentos teóridocs y aplicaciones prácticas, Madrid: Netbiblo S.L., 2008.

[14] J. F. Niño F., “Diseño de un programa para el entrenamiento y simulación de redes neuronales usadas en el control de procesos térmicos,” tesis de Maestría, Universidad Nacional de Colombia Grupo de Investigación Mecanismos de Desarrollo Limpio y Gestión Energética, Bogotá, Colombia, 2010.

[15] C. Galeano, Modelamiento matemático: Aplicaciones, Bogotá, Colombia, 2010.

[16] S. Huailin y G. Xiucai, Decoupling control of multivariable time-varying systems based on PID neural network, China: Department of Information and Control Engineering, Guangzhou University, 2004.

[17] J. García, Nuevas tendencias en redes neuronales artificiales: Extreme Learning Machine, Cartagena, Colombia: Departamento de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones, Universidad Politécnica de Cartagena, 2006.
Published
2015-11-06
How to Cite
Castellanos-Contreras, J., Forero-Núñez, C., & Sierra-Vargas, F. (2015). Basic and detailed engineering for instrumentation of a fixed bed gasification prototype plant. ITECKNE, 12(2), 146-155. https://doi.org/https://doi.org/10.15332/iteckne.v12i2.1241
Section
Research and Innovation Articles