ES2230230T3 - Instalacion de limpieza para eliminar el ollin. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para una instalación de limpieza para eliminar hollín o depósitos internos similares en un canal de flujo (9) de un sistema de tratamiento, como una caldera, un intercambiador térmico, un filtro de gases residuales o similares, proyectando intermitentemente un medio fluido o gaseoso en el sistema de tratamiento, dicho dispositivo comprendiendo un paso de flujo (5) entre unos medios de válvula asociados y el canal de flujo (9), dichos medios de válvula permitiendo la entrada intermitente de un medio fluido o gaseoso proyectado en el paso de flujo, caracterizado por el hecho de que el paso de flujo (5) está provisto de otra entrada (8) que permite un flujo continuo de un gas protector ¿en la sección final¿ del paso de flujo (5) en el canal de flujo (9) del sistema de tratamiento.

Description

Instalación de limpieza para eliminar el hollín.

La presente invención se refiere a un dispositivo para ser usado en una instalación de limpieza para eliminar hollín o depósitos internos similares en un canal de flujo en un sistema de tratamiento, como una caldera, un intercambiador térmico, un filtro de gases residuales o similares, mediante la proyección intermitente de un medio fluido o gaseoso en el canal de flujo del sistema de tratamiento, dicho dispositivo comprendiendo un paso de flujo entre los medios de válvula asociados y el canal de flujo, dichos medios de válvula dejando pasar intermitentemente un medio fluido o gaseoso proyectado en el paso de flujo. La invención también se refiere a una instalación de limpieza de este tipo.

Los sedimentos de hollín o similares en una instalación de caldera se producen a menudo en el interior de las superficies calientes y en los tubos que están en contacto con los gases residuales. Esto reduce seriamente la conductividad térmica, y en consecuencia también la eficiencia de la caldera, si no son extraídos.

Para la eliminación de estos depósitos se conocen métodos como la limpieza mecánica o la limpieza con abrasivos usando una corriente, agua o aire como medios de limpieza para la eliminación del hollín. Algunos de estos métodos de limpieza requieren la desconexión de la instalación de la caldera, mientras que otros métodos permiten que la caldera permanezca en funcionamiento con un nivel de eficiencia reducido. Con algunos métodos, como la limpieza con abrasivos con aire, el proceso de limpieza puede ser realizado durante el funcionamiento habitual de la caldera. Un ejemplo de otro tipo de estos sistemas es conocido por la EP-A-0 865 023, en el que se usa un generador de sonido para liberar los sedimentos.

El equipamiento de limpieza es a menudo sometido al calor y al impacto de los gases corrosivos dentro de la instalación de la caldera. Esto ocasiona un durabilidad limitada del equipamiento de limpieza debido al ambiente agresivo de los gases residuales. Por esta razón, el equipamiento de limpieza se instala a menudo fuera de la cámara de gas de la caldera.

El equipamiento de limpieza con abrasivos para la eliminación de hollín mediante aire a presión es atractivo en la práctica, puesto que el equipamiento requiere sólo una pequeña cantidad de espacio fuera de la caldera y nada de espacio dentro de la caldera.

El equipamiento de limpieza comprende normalmente un recipiente de presión desde el cual el aire a presión es introducido en varias válvulas de diafragma. Las válvulas son controladas por unos medios de control. Los medios de control activan las válvulas en una secuencia preprogramada y en las tuberías de la caldera controladas por cada válvula asociada se proyecta el aire a presión.

El aire es proyectado durante 0,1-1 segundos en un intervalo de aproximadamente 2-10 minutos. Este ciclo de limpieza, es decir la duración y la frecuencia, puede ser ajustado dependiendo de los requisitos, como el tipo de combustible, la cantidad de contaminación y la salida de la caldera. El recipiente a presión normalmente funciona a aproximadamente 7-8 bar. No obstante, también puede ser ajustado dependiendo de las necesidades reales de la instalación de la caldera.

No obstante, la instalación permanente de los tubos de propulsión en la pared de la caldera causa un deterioro de los componentes del equipamiento de eliminación de hollín expuestos a los gases del interior de la caldera y en particular de los componentes de las válvula y la membrana.

Existen muchos tipos de calderas diferentes en las plantas eléctricas. Particularmente, las plantas de combustión de desperdicios municipales, las plantas abastecidas con biomasa y las instalaciones de recuperación de calor residual generan gases residuales corrosivos durante el proceso de combustión.

Los componentes son sometidos en particular a la corrosión debido a los gases residuales calientes y agresivos en el intervalo de los ciclos, es decir, cuando no se proyecta nada de aire a través de la unidad de válvula y el paso del tubo asociado, hacia la caldera. Cuando no fluye aire forzado en la unidad de válvula, los gases residuales escaparán de la corriente de gas principal en la caldera y llenarán el espacio de paso. Esto origina un desgaste mecánico y la corrosión de los componentes expuestos del equipamiento de limpieza lo que, a su vez, reduce la eficiencia de limpieza y origina de nuevo una disminución de la eficiencia de la instalación de la caldera.

En consecuencia, el objetivo de la invención es proporcionar un dispositivo que reduce la corrosión de los componentes expuestos del equipamiento de limpieza en una instalación de limpieza de hollín.

Este objeto es conseguido por un dispositivo y una instalación de limpieza del tipo inicialmente mencionado, donde el paso del flujo está provisto de otra entrada que permite un flujo continuo de gas protector en la sección final del paso de flujo en el canal de flujo del sistema de tratamiento.

Mediante la presente invención, la corrosión se reduce debido a que se genera un colchón de aire en el extremo del paso de flujo durante el intervalo de los ciclos de la operación de limpieza, gracias a que se proyecta o se fuerza aire constantemente a través de la entrada. Esto significa que los componentes están cubiertos por este colchón y protegidos contra los gases corrosivos del intercambiador térmico o similar. Por la presente, los medios de válvula están protegidos contra la corrosión, y las pruebas han mostrado que la durabilidad de los componentes expuestos frente al interior de la caldera o similar mejora significativamente. Esto también significa que los componentes, como el alojamiento de la válvula, pueden estar hechos de un material económico como hierro colado sin comprometer la durabilidad de los medios de válvula.

En la forma de realización preferida de la invención, el paso de flujo comprende un espacio anular entre un elemento tubular interno y un elemento tubular externo, el elemento tubular externo estando provisto de una entrada de aire que genera un flujo de aire continuo alrededor del paso de flujo en el sistema de tratamiento. De esta manera, se asegura una distribución uniforme del flujo de aire dando como resultado un colchón de aire que es particularmente un buen cobertor.

En una primera forma de realización de la invención, el aire es llevado al paso de flujo y a la zona final del interior del paso de flujo utilizando simplemente el efecto Venturi debido a la velocidad del flujo de gas en la caldera, el intercambiador térmico o similar. No obstante, en una forma de realización de alternativa, la entrada de aire está provista de un inyector para el suministro de aire en el paso de flujo. Esto significa que el aire puede ser forzado en la entrada de aire para la creación del colchón de aire protector en la sección final interior, incluso aunque la subpresión creada por la velocidad de flujo de los gases o similares sea insuficiente para la creación de un colchón de aire.

En otra forma de realización, el dispositivo está provisto de una pluralidad de entradas de aire. De esta manera, la cantidad de aire puede ser mejorada y la forma del colchón de aire puede ser ajustada según la posición radial de las entradas de aire alrededor del paso de flujo.

En una forma de realización preferida de la invención, la entrada de aire está provista de medios reemplazables de restricción del flujo. En una forma de realización particular, los medios reemplazables de restricción del flujo pueden consistir en una placa de cobertura provista de una o más aberturas a través de las cuales se permite entrar el aire en el espacio anular. De esta manera, el flujo de aire continuo de la entrada puede ser restringido de modo que la cantidad de aire entrante no afecta a los gases en el interior de la caldera.

En otro aspecto de la invención, está prevista una unidad de válvula para ser usada en una instalación de limpieza para eliminar el hollín o depósitos internos similares en un canal de flujo de un sistema de tratamiento, como una caldera, un intercambiador térmico, un filtro de gases residuales o similares, proyectando intermitentemente un medio fluido o gaseoso en el sistema de tratamiento, dicha unidad de válvula comprendiendo una válvula de diafragma que incluye una primera y una segunda cámara, dicha primera cámara recibiendo aire a presión desde un suministro de aire, y dicha segunda cámara estando provista de medios de control de la válvula y de una salida para liberar el aire en la cámara cuando se activa la válvula de diafragma, y una salida de válvula conectada a un dispositivo de paso de flujo según el primer aspecto, donde están previstos medios de comunicación del flujo entre la salida de la segunda cámara y la entrada del paso de flujo del dispositivo.

Cuando la válvula de diafragma libera aire a presión, que normalmente está a 8 bar o quizá más, el aire de retención del diafragma es liberado en la segunda cámara a través de la salida y hacia la atmósfera. Esto crea un ruido fuerte, como una explosión, que puede ser superior a 100 dBA. No obstante, en una unidad de válvula según la invención, está provisto un silenciador mediante el cual la emisión de ruido se reduce considerablemente.

En la forma de realización preferida de una unidad de válvula según la invención, los medios de comunicación del flujo incluyen un conducto tubular. De esta manera, la reducción del ruido se puede conseguir de una manera simple y fiable, puesto que un conducto tubular es relativamente fácil de incorporar en los dispositivos de válvula existentes.

En otra forma de realización de la unidad de válvula, los medios de comunicación del flujo incluyen un suministro adicional de aire externo hacia la entrada del dispositivo de paso de flujo, y este suministro de aire adicional consiste preferiblemente en aire frío. Así, se puede asegurar un flujo de aire constante en el paso de flujo, ya que el calor generado durante la liberación de la presión de retención puede ser eliminado mediante un suministro de aire frío adicional.

La invención se describe a continuación con detalle en referencia a los dibujos anexos, en los que:

Fig. 1 muestra una vista esquemática de una instalación de limpieza,

Fig. 2 muestra una vista esquemática de un dispositivo de limpieza según una forma de realización preferida de la invención,

Fig. 3 muestra una vista esquemática de otro tipo de dispositivo de limpieza según la técnica precedente, y

Figs. 4 y 5 muestran dos formas de realización de una unidad de válvula con silenciador según la invención.

La Figura 1 muestra una instalación de limpieza para la limpieza por abrasivos con aire a presión para la eliminación de los sedimentos internos de un intercambiador térmico, una caldera o una instalación preferiblemente tubular similar. La instalación comprende varias unidades de válvula 1 conectadas a un recipiente de aire a presión 2. El recipiente 2 se comunica con las unidades de válvula 1 individuales a través de un conducto principal 3, y los conductos de suministro 4 asociados. Las unidades de válvula están controladas por un sistema de control (no mostrado) mediante el cual se regula el ciclo operativo de las unidades de válvula 1 individuales y de todo el ciclo de limpieza en conjunto.

La unidad de válvula 1 se muestra en detalle en las Figuras 2 y 3. Como se muestra en la figura 2, la unidad de válvula 1 comprende una válvula solenoide 10 que está provista de medios de control 11 para controlar la válvula 10. Se suministra aire a presión a la válvula 10 desde los conductos de suministro 3, 4. Cuando la válvula 10 se abre, el aire a presión es proyectado en un paso de flujo 5 y en el canal de flujo 9 de un sistema de tratamiento, como una caldera o la cámara inversa de un intercambiador térmico.

El paso de flujo 5 comprende, en la forma de realización preferida de la invención, una estructura tubular de doble pared que comprende un elemento tubular interno 7 y un elemento tubular externo 6 dispuestos de forma concéntrica. El elemento externo 6 está provisto de una entrada de aire 8 a través de la cual el aire puede ser extraído o forzado (no mostrado) en el espacio anular entre los dos elementos tubulares 6, 7. Desde este espacio anular, el aire es llevado hacia el extremo de la sección del paso de flujo 15 donde se forma un colchón de aire, evitando de esta manera que los gases residuales en el canal de flujo 9 entren en el paso de flujo y entren en contacto con los componentes de la válvula 10.

El aire o cualquier gas protector similar puede ser aspirado en el canal de flujo 9 debido al flujo de gas en el canal de flujo 9. De forma alternativa, el aire puede ser suministrado mediante la conexión de un suministro de aire o gas en la entrada de aire 8.

En la figura 2, la unidad de válvula 1 es mostrada en una instalación fija. En la figura 3, se muestra una instalación desmontable según la técnica precedente. La válvula 10 está conectada con el canal de flujo 9 por medio de una pieza tubular flexible 12 fijada mediante medios de ajuste 13 en ambos extremos.

En la figura 4, se muestra una unidad de válvula 1. La válvula de diafragma 10 comprende una primera y una segunda cámara separadas por un diafragma o membrana (no mostrada). La válvula 10 es accionada por unos medios de control, como una válvula solenoide o similar. Cuando la válvula es activada moviendo el diafragma, el aire a presión fluye desde la primera cámara hacia la salida de la válvula y hasta el paso de flujo 5. El diafragma está provisto de una pequeña abertura a través de la cual el aire a presión fluye hacia la segunda cámara y llena esta cámara de aire, de modo que se establecen presiones iguales en ambos lados de la membrana / diafragma. La presión en la segunda cámara es aplicada sobre toda la superficie de la membrana, mientras que sólo una parte mínima de la membrana está sometida a la presión de la primera cámara. Así se presiona la membrana contra la salida de la válvula y se mantiene cerrada la válvula.

La segunda cámara se comunica con la presión atmosférica a través de una abertura de ventilación en la válvula de control. En posición de descanso, un pistón de la válvula de control mantendrá la abertura de ventilación cerrada para conservar la presión en la segunda cámara y de ese modo mantener la válvula cerrada entre los cierres de limpieza con abrasivos. Cuando la válvula de control está activada, el pistón se retira y el aire de retención a presión de la segunda cámara es rápidamente liberado hacia el exterior a través de la abertura de ventilación 18. La abertura 18 está provista de un tubo de flujo de aire 16 conectado a la entrada 8 del dispositivo de paso de flujo 5 en el extremo opuesto. De esta manera, se evita un ruido de explosión debido a la rápida liberación del aire cuando la válvula es activada. En lugar de eso, el aire es conducido hacia el paso de flujo, de modo que el efecto de abrasión de la válvula puede incluso ser ligeramente mejorado.

En la figura 5, se muestra una modificación de la forma de la realización de la figura 4. Aquí, el conducto tubular 16 está provisto de un suministro externo de aire frío a través de un conducto 17. Cuando la válvula está cerrada y no se libera nada de aire a través del tubo flexible 16, se puede seguir aspirando aire externo hacia el paso de flujo a través de la entrada 8. El aire externo puede ser aire del ambiente o cualquier otro suministro de aire gaseoso.

Mediante la invención se observa que, aparte de la entrada de aire ambiental a través de la entrada de aire, otros gases protectores pueden ser usados sin salirse del ámbito de la invención tal y como se define en las reivindicaciones.

Claims (15)

1. Dispositivo para una instalación de limpieza para eliminar hollín o depósitos internos similares en un canal de flujo (9) de un sistema de tratamiento, como una caldera, un intercambiador térmico, un filtro de gases residuales o similares, proyectando intermitentemente un medio fluido o gaseoso en el sistema de tratamiento,

dicho dispositivo comprendiendo un paso de flujo (5) entre unos medios de válvula asociados y el canal de flujo (9), dichos medios de válvula permitiendo la entrada intermitente de un medio fluido o gaseoso proyectado en el paso de flujo,

caracterizado por el hecho de que

el paso de flujo (5) está provisto de otra entrada (8) que permite un flujo continuo de un gas protector "en la sección final" del paso de flujo (5) en el canal de flujo (9) del sistema de tratamiento.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el cual el paso de flujo (5) comprende un espacio anular entre un elemento tubular interno y un elemento tubular externo (7, 6), el elemento tubular externo (6) estando provisto de una entrada (8) que proporciona un flujo de gas continuo "en la sección final" del paso de flujo en el canal de flujo del sistema de tratamiento.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 o 2, en el cual la entrada (8) está provista de un inyector para el suministro de aire o un gas protector similar en el paso de flujo (5).

4. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el cual el dispositivo está provisto de una pluralidad de entradas de aire.

5. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 3, en el cual la entrada de aire o gas está provista de unos medios reemplazables de restricción del flujo.

6. Dispositivo según la reivindicación 5, en el cual los medios reemplazables de restricción del flujo son una placa de cobertura provista de una o más aberturas a través de las cuales se permite que el aire fluya hacia el espacio anular.

7. Unidad de válvula (1) que comprende un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 para una instalación de limpieza para eliminar hollín o depósitos internos similares en un canal de flujo en un sistema de tratamiento, como una caldera, un intercambiador térmico, un filtro de gases residuales o similar, proyectando intermitentemente un medio fluido o un gaseoso en el sistema de tratamiento, dicha unidad de válvula (1) comprendiendo adicionalmente:

una válvula de diafragma (10) que incluye una primera y una segunda cámara, dicha primera cámara recibiendo aire a presión desde un suministro de aire y dicha segunda cámara estando provista de unos medios de control de la válvula (11) y de una salida para la liberación de aire en la cámara cuando se activa la válvula de diafragma (10), y una salida de válvula conectada al dispositivo, de modo que están previstos unos medios de comunicación del flujo (16) entre la salida de la segunda cámara y la entrada (8) del paso de flujo (5) del dispositivo.

8. Unidad de válvula según la reivindicación 7, en la cual los medios de comunicación del flujo (16) incluyen un conducto tubular.

9. Unidad de válvula según la reivindicación 7 o 8, en la cual los medios de comunicación del flujo (16) incluyen un suministro adicional de aire externo hacia la entrada (8) del dispositivo, este suministro de aire adicional consistiendo preferiblemente en aire frío.

10. Instalación de limpieza para eliminar hollín o depósitos internos similares en un canal de flujo de un sistema de tratamiento, como una caldera, un intercambiador térmico, un filtro de gases residuales o similar, proyectando intermitentemente un medio fluido o gaseoso en el sistema de tratamiento, dicha instalación de limpieza comprendiendo un recipiente a presión y una o más unidades de válvula según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, dichas unidades de válvula estando cada una conectada, a través de un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, con el canal de flujo del sistema de tratamiento,

caracterizada por el hecho de que

el dispositivo incluye al menos un paso de flujo (5) provisto de otra entrada (8) que permite un flujo continuo de gas protector "en la sección final" del paso de flujo (5) en el canal de flujo (9) del sistema de tratamiento.

11. Instalación de limpieza según la reivindicación 10, en la cual el paso de flujo (5) comprende un espacio anular entre un elemento tubular interno y un elemento tubular externo, (7, 6) el elemento tubular externo (6) estando provisto de un flujo de gas continuo alrededor del paso de flujo (5) del sistema de tratamiento.

12. Instalación de limpieza según la reivindicación 10 o 11, en la cual la entrada (8) está provista de un inyector para el suministro de aire o un gas protector similar en el paso de flujo.

13. Instalación de limpieza según las reivindicaciones 10 a 12, en la cual el dispositivo está provisto de una pluralidad de entradas de aire.

14. Instalación de limpieza según las reivindicaciones 11 a 12, en la cual la entrada de aire o gas (8) está provista de medios reemplazables de restricción del flujo.

15. Instalación de limpieza según la reivindicación 14, en la cual los medios reemplazables de restricción del flujo son una placa de cobertura provista de una o más aberturas a través de las cuales se permite que el aire fluya hacia el espacio anular.