ES2219846T3 - Dispositivo para regular el movimiento de particulas solidad en lechos fluidizados. - Google Patents
Dispositivo para regular el movimiento de particulas solidad en lechos fluidizados.Info
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Abstract
CONTROLADOR DEL MOVIMIENTO DE PARTICULAS, QUE SE ENCUENTRA DISPUESTO ENTRE UN PRIMER LECHO FLUIDIFICADO, AL QUE SE SUMINISTRAN PARTICULAS, Y UN SEGUNDO LECHO FLUIDIFICADO, DE DONDE SE DESCARGAN PARTICULAS, QUE CONTROLA LA CANTIDAD EN MOVIMIENTO DE LAS PARTICULAS QUE PASAN DEL PRIMERO AL SEGUNDO LECHO FLUIDIFICADO, SE MEJORA DE MANERA QUE TENGA UNA CARACTERISTICA SUSTANCIALMENTE PROPORCIONAL, SIN HISTERESIS. UNOS TUBOS DE BOQUILLA DE CONTROL DE CAUDAL 30A, 30B, ..., 30J, REALIZADOS CON TUBOS HORIZONTALES, SE DISPONEN VERTICALMENTE A INTERVALOS, Y EN LA SUPERFICIE INFERIOR DE CADA UNA DE LAS BOQUILLAS SE FORMAN ORIFICIOS DE BOQUILLA 31. SE CONTROLA UNA CANTIDAD DE AIRE EMITIDA POR CADA ORIFICIO DE BOQUILLA 31 CON EL USO DE VALVULAS DE APERTURA Y CIERRE 33A, 33B, ..., 33J, O VALVULAS DE AJUSTE DEL CAUDAL 35A, 35B, ... 35J (FIGURA 2).
Description
Dispositivo para regular el movimiento de
partículas sólidas en lechos fluidizados.
La presente invención se refiere a un controlador
de la cantidad de movimiento de un flujo de partículas que controla
la cantidad de movimiento de las partículas de un lecho fluidizado
mediante un método no mecánico.
La figura 11 es un diagrama esquemático que
muestra una caldera que presenta un lecho fluidizado circulante.
Dicha caldera es un ejemplo típico de un aparato de reacción
sólido-gas que requiere un control de la cantidad de
movimiento del flujo de partículas.
Como se muestra en la figura 11, la caldera con
lecho fluidizado dispone de una cámara de combustión (1) en el que
se forma un lecho fluidizado de alta velocidad, y en el que se
lleva a cabo la combustión.
Las partículas y el gas, que forman un lecho
fluidizado de alta velocidad en la cámara de combustión (1) se
trasladan desde la cámara de combustión (1) hacia el ciclón (2). Las
partículas separadas en el mismo son dirigidas a una unidad de
control de la circulación de partículas (3). Una parte de las
partículas separadas vuelve a la cámara de combustión (1) a través
de un sistema de recirculación en caliente (4) sin ser enfriadas. Y
el resto de las partículas son enfriadas mediante su vaporización, o
mediante algún intercambio de calor y serán devueltas a la cámara de
combustión (1) a través de un sistema de recirculación en frío
(5).
El gas que ha salido del ciclón (2) es sometido a
un intercambio de calor en una superficie de transmisión de calor
por convección (6) luego pasa a través de un filtro de mangas (7)
de un ventilador de aspiración o tiro inducido (8) y una chimenea
(9) y es finalmente descargado a la atmósfera.
El aire necesario para la combustión es
proporcionado mediante soplantes (10a) y (10b). Por otro lado, el
aire necesario para el control de la circulación de las partículas
es proporcionado mediante una soplante (11) y una fuente de
suministro de aire (12).
La figura 12 es una vista en sección que muestra
esquemáticamente la unidad de control de circulación de partículas
(3) anteriormente conocida.
El interior de la unidad de control de
circulación de partículas (3) está separado en tres lechos
fluidizados (20a) (20b) y (20c) en los que el aire procedente de
la soplante (11) es suministrado desde unas cajas de aire (21a),
(21b) (21c) mediante las toberas o inyectores (22a) ... (22m). Los
lechos fluidizados (20a) (20b) y (20c) son conducidos por este
aire.
Las partículas separadas por el ciclón (2) (no
mostrado en la figura 12), entran dentro del lecho fluidizado (20b).
Una parte de las mismas circulan directamente, sin ser enfriadas, a
través del lecho fluidizado (20a) y el sistema de recirculación en
caliente (4) hasta la cámara de combustión (1) (no mostrada en la
figura 12).
Otra parte de las partículas entra en el lecho
fluidizado (20c) a través del lecho fluidizado (20b) y son enfriadas
en la superficie de transmisión de calor (24). Tras haber disminuido
la temperatura de las partículas, las partículas son obligadas a
circular a lo largo del sistema de recirculación en frío (5) hasta
la cámara de combustión (1).
La cantidad de partículas que circulan en el
sistema de recirculación en frío (5) se controla, a su vez, mediante
una tobera de control de la velocidad del flujo (23) que es
controlada mediante aire suministrado desde la fuente de suministro
de aire (12).
La figura 13 muestra una relación entre la
cantidad de partículas que circulan en el sistema de recirculación
en frío (5) y la cantidad de aire que circula por la tobera de
control de la velocidad del flujo (23) en la estructura
convencional. De las curvas mostradas en la figura 13 se puede
comprender lo siguiente:
(i) La relación entre la cantidad de aire que
circula a través de la tobera de control de la velocidad del flujo y
la cantidad de partículas de la recirculación en frío es no lineal y
aumenta abruptamente.
(ii) Cuando la cantidad de aire que circula es
pequeña, no comienza la circulación de partículas.
(iii) Hay presencia de una característica de
histéresis. Es decir, incluso si la cantidad de aire que circula en
la tobera de control llega a cero, no cesará la circulación de
partículas o se requiere un espacio de tiempo hasta que el flujo
cesa.
Las características antes citadas causan
numerosos problemas durante la operación del aparato, por ejemplo,
en el caso de una caldera, la temperatura de combustión y/o la
cantidad de vaporización fluctúan. Estos fenómenos pueden explicarse
como sigue:
La figura 14 es una vista detallada en sección
que muestra de manera esquemática la periferia de la tobera de
control de la velocidad de flujo de la técnica anterior.
Los problemas de problemas de funcionamiento
antes mencionados son causados porque la "altura L de abertura"
entre la tobera de control de la velocidad del flujo (23) y la pared
de separación es grande. De esta manera el cambio de la cantidad de
aire que circula en la tobera de control de la velocidad del flujo
(23) no puede controlar de manera precisa el movimiento de
partículas desde el lecho fluidizado (20b) hacia el lecho fluidizado
(20c).
Es un objetivo proporcionar un controlador de la
cantidad de movimiento de las partículas con una característica
sustancialmente proporcional, sin ninguna histéresis, entre la
cantidad de aire que circula por la tobera de control de la
velocidad del flujo y la cantidad de movimiento de las
partículas.
La presente invención prevé un aparato de lecho
fluidizado que comprende al menos un primer y un segundo lechos
fluidizados que están conectados para un movimiento de partículas
esencialmente horizontal desde el primer hacia el segundo lecho,
caracterizado porque comprende adicionalmente un controlador de
movimiento de las partículas que incluye una pluralidad de tubos de
inyección de control de la velocidad del flujo espaciados, cada uno
de los cuales tiene una pluralidad de agujeros de inyección, en el
que los tubos de inyección están distribuidos para formar una
disposición bidimensional de dichos agujeros a través de una región
atravesada por las partículas cuando se mueven esencialmente de
manera horizontal entre ambos lechos.
Como se describe de manera particular en el
presente documento, los tubos se disponen de manera horizontal y
están espaciados en dirección vertical, pero son posibles otras
disposiciones de los tubos y otras direcciones de espaciado.
En el aparato de lecho fluidizado según la
presente invención, en el que dicho controlador de movimiento de
partículas puede ser dispuesto para controlar la velocidad del flujo
de partículas del primer lecho fluidizado al segundo lecho
fluidizado, estando dichos tubos de inyección de control de la
velocidad del flujo dispuestos uno encima del otro como peldaños de
una escalera de mano en la citada región atravesada por las
partículas durante su movimiento de manera esencialmente horizontal
entre los dos lechos fluidizados, estando determinados los espacios
verticales entre escalones de tal manera que los tubos funcionan
como una resistencia contra el flujo de partículas y estando la
resistencia controlada por la cantidad de gas soplado a través
dichos agujeros de inyección.
De esta manera, el control de la velocidad del
flujo de partículas entre los dos lechos fluidizados adyacentes
puede ser mejorado sin medios mecánicos.
Además, en el aparato de lecho fluidizado según
la presente invención, el controlador del movimiento de las
partículas puede ser dispuesto para controlar la velocidad del flujo
de partículas del citado primer lecho fluidizado (20b) al citado
segundo lecho fluidizado (20c) estando dichos tubos de inyección de
control de la velocidad del flujo dispuestos uno sobre el otro como
escalones de una escalera de mano en la citada región atravesada por
las partículas en su movimiento de manera esencialmente horizontal
entre los dos lechos fluidizados, en el que el citado controlador
comprende adicionalmente un suministro de gas para suministrar un
gas para ser soplado a través de los agujeros de inyección y un
controlador de la cantidad de gas soplada para el control de la
cantidad de gas soplada a través de dichos agujeros de
inyección.
Preferiblemente, los agujeros de inyección se
disponen en el lado inferior de los tubos de inyección.
Mediante la presente invención se obtienen los
siguientes efectos:
(1) La velocidad del flujo de partículas en
movimiento entre los lechos fluidizados adyacentes puede ser
controlada por un método no mecánico.
(2) Se elimina la histéresis característica del
control de velocidad del flujo.
(3) La velocidad del flujo de partículas en
movimiento puede ser reducida a cero de manera exacta cuando es
necesario.
(4) Se puede controlar el flujo de manera exacta
incluso cuando el lecho fluidizado es bastante grueso o bastante
delgado.
Otras características y ventajas de la presente
invención resultarán evidentes tras un estudio de las
reivindicaciones adjuntas, a las cuales se hace referencia, y
también tras un estudio de la siguiente descripción de realizaciones
preferentes de la invención, realizada en referencia a los dibujos
anexos, en los cuales:
La figura 1 es una vista en sección que ilustra
esquemáticamente una unidad de control de la circulación de
partículas que incluye un controlador de la cantidad de movimiento
de partículas según la presente invención.
La figura 2 es una vista parcialmente aumentada
del controlador de cantidad de movimiento de partículas de la figura
1.
La figura 3 es una vista lateral que muestra una
primera realización de una disposición de toberas de control de
velocidad del flujo y un sistema de tubos del controlador de la
cantidad de movimiento de partículas de las figuras 1 y 2.
La figura 4 es un diagrama de curvas
características que muestra una comparación de una característica
(línea continua) del controlador de la cantidad de movimiento de
partículas de la figura 1 y una característica (línea a trazos) del
controlador de la cantidad de movimiento de partículas de la figura
14 perteneciente al estado de la técnica anterior.
La figura 5 es una vista lateral que muestra una
segunda realización de una disposición de toberas de control de la
velocidad del flujo y un sistema de tuberías del controlador de la
cantidad de movimiento de partículas según la presente
invención.
La figura 6 muestra una característica de control
de circulación de partículas de la realización de la figura 5, en la
cual el eje de abscisas representa el número de válvulas abiertas
simultáneamente y el eje de ordenadas representa la cantidad de
partículas de recirculación en frío normalizada por la velocidad de
flujo máxima.
La figura 7 es una vista lateral que muestra una
tercera realización de una disposición de tubos de inyección de
control de la velocidad del flujo y un sistema de tuberías del
controlador de la cantidad de movimiento de partículas según la
presente invención.
La figura 8 muestra una característica de control
de circulación de partículas en la realización de la figura 7, en la
que el eje abscisas representa el número de válvulas abiertas
simultáneamente y el eje de ordenadas representa la cantidad de
partículas de recirculación en frío normalizada por la velocidad del
flujo máxima.
La figura 9 es una vista lateral que muestra una
cuarta realización de una disposición de toberas de control de la
velocidad del flujo y un sistema de tuberías del controlador de la
cantidad de movimiento de partículas según la presente
invención.
La figura 10 es una vista en sección que muestra
una unidad de control de circulación de partículas a la que se
aplica la cuarta realización.
La figura 11 es un diagrama esquemático que
muestra una caldera de lecho fluidizado circulante que es un aparato
de reacción sólido gas dotado de un controlador de la cantidad de
movimiento de partículas.
La figura 12 es una vista en sección que ilustra
una unidad de control de la circulación de partículas del anterior
estado de la técnica.
La figura 13 es un gráfico que muestra la
relación entre una cantidad de partículas que circulan en un sistema
de recirculación en frío y una cantidad de aire que circula en una
tobera de control de la velocidad del flujo en un controlador de la
cantidad de movimiento de partículas del anterior estado de la
técnica.
La figura 14 es una vista en sección que ilustra
la periferia de una tobera de control de la velocidad del flujo
perteneciente al anterior estado de la técnica.
La figura 1 es una vista en sección que muestra
esquemáticamente una unidad de control de circulación de partículas
con un controlador de la cantidad de movimiento de partículas según
la presente invención. El controlador de la cantidad de movimiento
de partículas incluye una serie de tubos de inyección de control de
la velocidad del flujo (30a), (30b)..., (30j) compuestos de tubos
horizontales dispuestos para ser superpuestos con otra serie a
intervalos de manera vertical, en sustitución de la tobera de
control de la velocidad del flujo (23) de la unidad de control de
circulación de partículas convencional mostrada en la figura 12. El
resto de los elementos son los mismos que los de la figura 12. Se
han asignado los mismos numerales de referencia en ambos dibujos, y
se omite la descripción de los mismos.
La figura 2 es una vista parcialmente aumentada
del controlador de la cantidad de movimiento de partículas de la
figura 1. Los tubos de inyección de control de la velocidad del
flujo (30a) (30b) ... (30j) se disponen horizontalmente entre los
lechos fluidizados (20b) y (20c) perpendicularmente a esta figura,
y cada uno de los tubos de inyección tiene un agujero de emisión de
aire (agujero inyector) (31) en la superficie inferior del tubo de
inyección.
La longitud (d) del hueco o espacio vertical
entre los tubos de inyección de control de la velocidad del flujo
(30a), (30b)..., (30j) puede fijarse en cualquier valor. En el
ejemplo de la figura 2, la longitud (d) se establece para ser
aproximadamente igual al diámetro del tubo de inyección de control
de la velocidad del flujo. La longitud (d) viene determinada
principalmente sobre la base del valor de una propiedad física
dinámica de las partículas como, por ejemplo, el valor denominado
ángulo de reposo.
La figura 3 muestra una primera realización de un
sistema de tuberías de los tubos de inyección de control de la
velocidad del flujo (30a) (30b) ..., (30j). El aire procedente de
la fuente (12) de suministro de aire común atraviesa un medidor de
flujo (32) y una válvula de regulación de la velocidad del flujo
(32b) y entra en los tubos de inyección de control de la velocidad
del flujo (30a) (30b) ...., (30j). El tamaño y disposición de los
agujeros de emisión (agujero de inyección) (31) abiertos en los
tubos de inyección de control de la velocidad del flujo se diseñan
considerando las características de la instalación a la que se
aplica, por ejemplo, una instalación de combustión, y la cantidad de
aire que circula a través de los agujeros de inyección, para tener
una pérdida de presión adecuada.
Dado que el diámetro (D) de los tubos de
inyección de control de la velocidad del flujo (30a), (30b)...
(30j) y el espacio (d) formado entre los mismos es pequeño
(generalmente d/D<10), las partículas del lecho fluidizado (20b)
difícilmente se trasladarán al lecho fluidizado (20c) salvo que las
partículas entre los mismos sean forzadas a trasladarse de manera
positiva.
Cuando se suministra aire a los tubos de
inyección de control de la velocidad del flujo (30a), (30b)...,
(30j) y se emite desde los agujeros de inyección a los espacios
entre los tubos de inyección, se posibilita que las partículas se
trasladen del lecho fluidizado (20b) al lecho fluidizado (20c) y
las partículas trasladadas al lecho fluidizado (20c) circulan a lo
largo del sistema de recirculación en frío (5) hasta la cámara de
combustión (1). Los tubos de inyección de control de la velocidad
del flujo (30a), (30b), ..., (30j) dispuestos entre los lechos
fluidizados (20b) y (20c) sirven como una resistencia controlable
contra las partículas que forman los lechos fluidizados.
La figura 4 muestra las curvas de control de la
circulación de partículas según la presente invención en comparación
con el estado anterior de la técnica. La propia cantidad de aire de
circulación es mayor que en las cámaras de combustión
convencionales, para usar los tubos de inyección de control de la
velocidad del flujo como resistencias controlables. Sin embargo, la
relación entre la cantidad de aire que circula en los tubos de
inyección de control de la velocidad del flujo y la cantidad de
partículas recirculadas en frío se hace más estable que en las
cámaras de combustión conocidas. Y la histéresis, en la cual la
cantidad de partículas recirculadas en frío en la fase creciente del
suministro de aire es diferente a la de la fase decreciente del
suministro de aire, se disuelve.
La figura 5 es una vista lateral que ilustra
esquemáticamente una segunda realización de una disposición de
tubos de inyección de control de la velocidad del flujo y un
sistema de tuberías del controlador de la cantidad de movimiento de
partículas según la presente invención y la figura 6 muestra una
característica de control de la circulación de partículas de la
realización de la figura 5.
En la realización, se dispone un mecanismo para
suministrar y detener el flujo de aire a través de los tubos de
inyección de control de la velocidad del flujo, de tal manera que se
puede cambiar simultáneamente el funcionamiento de una serie de
tubos de inyección de control de la velocidad del flujo de acuerdo
con un valor objetivo de la velocidad del flujo de partículas.
La estructura principal de la realización es la
misma que en la primera realización. El aire procedente de la fuente
(12) de suministro de aire se suministra a través del medidor de
flujo (32) y las válvulas de apertura y cierre (33a), (33b),...,
(33j) y entra en los tubos de inyección de control de la velocidad
del flujo (30a) (30b),..., (30j).
Se suministra una entrada fija de velocidad del
flujo de partículas y una salida del medidor de flujo (32) a un
controlador (34) para controlar la apertura y cierre de las
válvulas (33a), (33b),..., 33j.
En la realización, se puede abrir una parte
arbitraria de los tubos de inyección de control de la velocidad del
flujo (30a), (30b),..., (30j) en respuesta al objetivo de entrada
de velocidad del flujo de partículas objetivo. Los tubos de
inyección de control de velocidad del flujo de partículas en forma
de escalera de mano (30a), (30b),..., (30j) sirven de resistencia
controlable para el flujo de partículas. Las partículas cercanas a
los tubos de inyección de control de la velocidad del flujo
difícilmente se moverán.
En la figura 6 se muestra un ejemplo de la
relación del número de los tubos de inyección de control de la
velocidad del flujo de aire (el número de válvulas abiertas) y la
cantidad de partículas recirculadas en frío. El control en este
método puede denominarse control escalonado. En otras palabras,
según el número de tubos de inyección para el control de la
velocidad del flujo de aire abiertos, la cantidad de partículas
recirculadas en frío cambia de manera escalonada.
La figura 7 es una vista que ilustra
esquemáticamente una tercera realización de una disposición de tubos
de inyección de control de la velocidad del flujo y un sistema de
tuberías del controlador de la cantidad de movimiento de partículas
según la presente invención.
La realización incluye un mecanismo para
suministrar y detener el flujo de aire en los tubos de inyección de
control de la velocidad del flujo y un mecanismo de regulación para
ajustar la cantidad de aire a cualquier valor. Se puede cambiar el
número de tubos de inyección de control de la velocidad del flujo y
al mismo tiempo se puede cambiar la cantidad de aire a través de los
tubos de inyección.
La estructura principal de la realización es la
misma que la de la primera realización. El aire procedente de la
fuente (12) de suministro de aire es alimentado a través del medidor
de flujo (32) y de las válvulas de regulación del flujo (35a),
(35b),..., (35j) y entra en los tubos de inyección de control de la
velocidad del flujo (30a), (30b),..., (30j). Se suministra al
controlador (34) una entrada fija de velocidad del flujo de
partículas y la salida del medidor de flujo (32) para controlar las
válvulas de regulación de la velocidad del flujo (35a), (35b), ...,
(35j).
En la realización, la entrada de velocidad del
flujo de partículas objetivo se consigue mediante una combinación de
la operación de abrir únicamente una parte de los tubos de inyección
de control de la velocidad del flujo (30a), (30b),....(30j) y la
operación de cambiar la cantidad de gas suministrado a las válvulas
de regulación de la velocidad del flujo abiertas (35a), (35b),...,
(35j). Como resultado, además del control de la velocidad del flujo
de partículas mediante el control activado/desactivado descrito en
la segunda realización, se modifica la cantidad de gas que circula
por los tubos de inyección de control de la velocidad del flujo para
variar de manera suave la velocidad del flujo de partículas.
La figura 8 muestra la relación entre el número
de válvulas abiertas simultáneamente y la cantidad de partículas
recirculadas en frío en la realización. Como resulta evidente a
partir de la figura 8, se obtiene un control más suave en
comparación con los sistemas que usan únicamente válvulas de
apertura y cierre.
En la presente realización, la cantidad de aire a
través de las válvulas de regulación de la velocidad del flujo
abiertas (35a), (35b),..., (35j) y la cantidad total de aire a
través de la totalidad de los tubos de inyección de control de la
velocidad del flujo (30a), (30b),..., (30j) son esencialmente
proporcionales. Cuanto mayor es la cantidad de partículas
recirculadas en frío, mayor es la velocidad del flujo de aire.
La figura 9 es una vista lateral que ilustra
esquemáticamente una cuarta realización de una disposición del tubo
de inyección de control de la velocidad del flujo y un sistema de
tuberías.
El funcionamiento de esta realización es el mismo
que el de la segunda realización, salvo que la cantidad de aire
utilizada para el control de la circulación de partículas puede
mantenerse constante independientemente de la cantidad de
circulación de partículas.
El aire procedente (12) de suministro de aire es
suministrado a través del medidor (32) de flujo, las válvulas de
apertura y cierre (33a), (33b),..., (33j) y entra en los tubos de
inyección de control de la velocidad del flujo (30a), (30b),...,
(30j). Se conecta una válvula de by-pass (36) de
ajuste de la velocidad del flujo a un lado de salida del medidor
(32) de flujo. El lado de salida de la válvula de
by-pass (36) de ajuste de la velocidad del flujo se
conecta a una parte superior de la unidad de control (3) de la
circulación de partículas (no mostrada).
Se proporcionan una entrada fija de velocidad del
flujo de partículas y la salida del contador de flujo (32) al
controlador (0034). Éste controla la apertura y el cierre de las
válvulas de apertura y cierre (33a), (33b),..., (33j) y el grado de
apertura de la válvula de by-pass (36) de ajuste de
la velocidad del flujo.
En la realización, la válvula de
by-pass (36) de ajuste de la velocidad del flujo
puede mantener constante la cantidad de aire que circula por el
aparato (por ejemplo, la caldera de lecho fluidizado circulante),
incluso si el número de válvulas abiertas (33a), (33b),..., (33j)
cambia.
Según la presente realización, por ejemplo, en
una caldera, la cantidad necesaria de oxígeno tiende a ser
constante, lo que puede ser causado por el cambio de la cantidad de
partículas recirculadas en frío.
El concepto de control es el siguiente. El
controlador (0034) decide el número de válvulas (33a), (33b),...,
(30j) a abrir, sobre la base de la cantidad de partículas
recirculadas en frío, utilizando una función conocida. El
controlador (0034) toma la cantidad total de aire Q_{T} que
circula a través de los tubos de control de la velocidad del flujo
(30a), (30b), ..., (30j) cuando todas las válvulas (33a), (33b),
..., (33j) están abiertas (en este estado, la cantidad de partículas
recirculadas en frío es máxima). La válvula de
by-pass (36) de ajuste de la velocidad del flujo se
controla de tal manera que la indicación del medidor (32) de flujo
sea siempre igual a la cantidad total Q_{T}.
El control de esta realización puede aplicarse
asimismo a la tercera realización.
La figura 10 es una vista en sección que muestra
de manera esquemática la unidad de control de circulación de
partículas a la cual se aplica la realización.
Los elementos constituyentes principales son los
mismos que los de la primera realización.
Se dispone un registro de by-pass
(válvula de by-pass de ajuste de la velocidad del
flujo) (36) en el sistema de aire (conectado a la caja de aire (21c)
para formar el lecho fluidizado (20c) en un lado del sistema de
recirculación en frío (5) y allí se dispone un mecanismo para
desviar una parte del aire que circula por la caja de aire (21c)
hacia la parte superior de la unidad de control de la circulación de
partículas (3).
Esta realización se aplica principalmente a los
instantes de arranque y paro de la instalación, por ejemplo, una
instalación de combustión. Una parte del aire que circula por un
lecho fluidizado es desviado para reducir la velocidad del aire para
parar la circulación de partículas entre lechos fluidizados
adyacentes.
En una caldera de lecho fluidizado circulante, la
cantidad de combustión es pequeña y la cantidad de circulación total
de partículas es asimismo pequeña durante el arranque. Por
consiguiente, no es necesario, en términos del balance térmico de la
caldera, hacer fluir partículas hacia el sistema de recirculación en
frío (5). Sin embargo, dado que la cantidad total de partículas en
circulación es pequeña, los niveles de las capas fluidizadas (20a)
(20b) (20c) son bajos, en particular, el nivel del lecho fluidizado
(20c) es bajo. Por consiguiente, si no se dispone un mecanismo
mecánico para cerrar un canal de flujo de partículas, como en el
estado de la técnica anteriormente conocido, aparecerán los
siguientes problemas y no podrán ser resueltos: las partículas
procedentes del lecho fluidizado (20b) circulan hacia el lecho
fluidizado (20c) o el calor será absorbido en la superficie de
transmisión (24) mientras que esto no ocurrirá durante el periodo
de arranque.
Por el contrario, en esta realización, cuando se
desee suprimir el movimiento de las partículas desde el lecho
fluidizado (20b) al lecho fluidizado (20c) por ejemplo, durante el
arranque, el registro de by-pass (válvula de
by-pass de ajuste de la velocidad del flujo) (36)
puede abrirse para reducir la velocidad del aire del lecho
fluidizado (20c).
Esta realización puede aplicarse a cualquiera de
las realizaciones primera a tercera.
Claims (11)
1. Aparato de lecho fluidizado que comprende al
menos un primer y un segundo lechos fluidizados (20b, 20c) que están
unidos para un movimiento de partículas de manera esencialmente
horizontal desde el primer lecho (20b) al segundo lecho (20c),
caracterizado porque comprende adicionalmente un controlador
del movimiento de partículas que incluye una pluralidad de tubos de
inyección de control de la velocidad del flujo
(30a-30j) espaciados, cada uno de los cuales
presenta una pluralidad de agujeros de inyección (31), en el que los
tubos de inyección están distribuidos para formar una disposición
bidimensional de dichos agujeros (31) a lo largo de una región
atravesada por las partículas en su movimiento de manera
esencialmente horizontal entre ambos lechos.
2. Aparato de lecho fluidizado, según la
reivindicación 1, en el que dichos tubos de inyección de control de
la velocidad del flujo (30a-30j) están dispuestos a
intervalos tales que dichos inyectores sirven como resistencia
contra el movimiento de las partículas cuando no se emite gas a
través de dichos inyectores.
3. Aparato de lecho fluidizado, según las
reivindicaciones 1 ó 2, en el que la relación entre el espacio entre
los tubos de inyección de control de la velocidad del flujo
(30a-30j) y su diámetro no es mayor de 10.
4. Aparato de lecho fluidizado, según cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 3, comprendiendo adicionalmente una
válvula de regulación de la velocidad del flujo (32b) dispuesta en
un tubo para el suministro de gas de circulación a dicho tubo de
inyección de control de la velocidad del flujo
(30a-30j)
5. Aparato de lecho fluidizado, según cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 3, comprendiendo adicionalmente una
válvula de regulación de la velocidad del flujo
(35a-35j) dispuesta en cada uno de los tubos de
entrada de cada tubo de inyección de control de la velocidad del
flujo citada (30a-30j)
6. Aparato de lecho fluidizado, según cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 3, comprendiendo adicionalmente una
válvula de tipo activar/desactivar (33a-33j)
dispuesta en cada tubo de entrada de cada mencionado tubo de
inyección de control de la velocidad del flujo
(30a-30j).
7. Aparato de lecho fluidizado, según cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 6, comprendiendo adicionalmente un tubo
de derivación que deriva de un tubo para suministro de gas de
circulación a dichos tubos de inyección y que está conectado a un
espacio por encima de dicho segundo lecho fluidizado (20c), y una
válvula de ajuste de la velocidad del flujo (36) dispuesta en dicho
tubo de derivación.
8. Aparato de lecho fluidizado, según cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 6, comprendiendo adicionalmente un tubo
de derivación que deriva de una conducción de flujo para suministrar
gas de circulación a una parte inferior (21c) de dicho segundo lecho
fluidizado (20c) y que está conectado a un espacio por encima de
dicho segundo lecho fluidizado (20c), y una válvula de ajuste de la
velocidad del flujo (36) dispuesta en dicho tubo de derivación.
9. Aparato de lecho fluidizado, según cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho controlador del
movimiento de partículas se dispone para controlar la velocidad del
flujo de partículas desde dicho primer lecho fluidizado (20b) a
dicho segundo lecho fluidizado (20c), estando dichos tubos de
inyección de control de la velocidad de flujo dispuestos uno encima
del otro como escalones de una escalera de mano en dicha región
atravesada por las partículas en su movimiento de manera
esencialmente horizontal entre ambos lechos fluidizados, estando
determinados los espacios verticales entre los escalones de tal
manera que las tuberías funcionan como una resistencia contra el
flujo de partículas, y estando la resistencia controlada por la
cantidad de gas soplado a través de dichos agujeros de inyección
(31).
10. Aparato de lecho fluidizado, según cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 8, en el que dicho controlador de
movimiento de partículas se dispone para controlar la velocidad del
flujo de partículas desde dicho primer lecho fluidizado (20b) hacia
dicho segundo lecho fluidizado (20c), estando dispuestos dichos
tubos de inyección de control de la velocidad del flujo uno encima
del otro como escalones de una escalera de mano en dicha región
atravesada por las partículas en su movimiento de manera
esencialmente horizontal entre ambos lechos fluidizados, en el que
dicho controlador comprende adicionalmente un suministrador de gas
para suministrar un gas para ser soplado a través de los agujeros de
inyección, y un controlador de la cantidad de gas soplado para
controlar la cantidad del gas soplado a través de dichos agujeros de
inyección.
11. Aparato de lecho fluidizado, según cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, en el que dichos agujeros de
inyección están dispuestos en el lado inferior de los tubos de
inyección.
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