ES2239513B1 - Instalacion para el suministro de combustibles solidos pulverizados a los quemadores de un horno de quemado. - Google Patents

Abstract

Instalación para el suministro de combustibles sólidos pulverizados a los quedamores de un horno de quemado, que comprende un circuito de impulsión encargado de transportar un combustible sólido pulverizado a una determinada presión y velocidad, y una serie de colectores encargados de tomar el combustible del circuito de transporte y conducirlo hasta las toberas de inyección en el horno. De acuerdo con la invención se dota a los conductos (5) de salida del circuito de impulsión, que parten de los colectores de combustible (4), de entradas auxiliares de aire (8), a través de las que se inyecta aire a una presión controlada y regulable. Permite controlar la presión de trabajo de las toberas de inyección.

Description

Instalación para el suministro de combustibles sólidos pulverizados a los quemadores de un horno de quemado.

La presente invención se refiere a una instalación para el suministro de combustibles sólidos pulverizados a un horno de quemado, por ejemplo para el suministro de carbón o coke pulverizado.

Los combustibles sólidos pulverizados son ampliamente utilizados en diferentes aplicaciones, tales como en hornos de cocción de productos cerámicos.

Para el suministro de este tipo de combustible es ya conocida por la patente española n° 491.983 y su certificado de adición nº 499.255, una instalación que esta compuesta por una tolva de alimentación, un molino triturador encargado de pulverizar el producto combustible, un circuito transportador neumático del material pulverizado, y una serie de colectores que toman la mezcla combustible-aire y la conducen hasta los quemadores del horno. Esta instalación es la encarga de transportar y distribuir neumáticamente el combustible a los diferentes puntos de inyección y combustión.

En las instalaciones del tipo indicado es necesario fijar la presión del aire de transporte del producto combustible pulverulento, según dos parámetros principales:

a) La velocidad/presión de salida de la mezcla combustible (relacionada con la cinética) de combustión, dependiente de la altura del horno, cámara de combustión, etc.).

b) El mantenimiento de la velocidad crítica a todo lo largo del circuito de alimentación, para evitar la decantación del polvo. Sobre este punto hay que remarcar que cuando la velocidad baja y el polvo tiene tendencia a asentarse como una base densa en la mitad inferior de la tubería, el polvo asentado reduce la sección de paso de la tubería, hasta que se logra una velocidad adecuada, suficiente para eliminar esta decantación.

La mezcla polvo/aire transportada por la tubería es introducida en el horno a través de unos distribuidores de accionamiento neumático. La cantidad de polvo de combustible introducida en cada quemador depende de la concentración polvo/aire que disponemos. Podría considerarse por ejemplo como valor estándar de cálculo aproximado 6 Kg./hora de combustible en polvo, que correspondería a una potencia calorífica de quemador de 50.000 Kcal/hora, aproximadamente.

Para conseguir una pulverización que garantice un nivel de combustible inquemado inferior al 2% en el espectro de llama, con una zona de ignición estable en la salida del quemado, se trabaja con velocidades de salida de aire entre 10 y 15 m/segundo.

Estas características de regulación provocan los siguientes defectos en la dosificación del caudal de combustible aportado al horno.

1.- La desuniformidad de distribución de concentración a la sección transversal de la tubería, crea diferencias de caudal entre la salida de inyección de distribuidor de combustible.

2.- La desuniformidad de distribución de concentración a la sección longitudinal de la tubería, crea diferencias de caudal entre las salidas de inyección de cada distribuidor de combustible.

3.- El exceso de la concentración de la mezcla aire/combustible, en puntos en los que la fase densa esta próxima a las salidas de distribuidor, producen sobrecocción y, por tanto, defectos en el material del proceso.

El objeto de la presente invención es eliminar los problemas expuestos mediante una instalación que permita inyectar en el circuito de transporte aire a presión para poder modificar a voluntad la relación entre el combustible en polvo y el aire que llega al horno.

En la instalación de la invención, modificando la presión de trabajo por medio de una válvula a través de la que se regula la cantidad de aire inyectado, se puede producir un efecto Venturi (de presión) o un incremento de la pérdida de carga (sobrepresión) que variará el caudal aportado por el conducto general de transporte de combustible.

Con la instalación de la invención, el caudal de aire introducido, diluye la concentración del combustible en polvo, reduciendo la relación kilos-combustible/m^{3} de aire que se aporta al horno a través de cada inyector.

Otra ventaja de la instalación de la invención es que el caudal de aire aportado refrigera el conducto y tobera de inyección de combustible en el horno al producir los siguientes efectos sobre estos elementos: a) aportación de aire a baja temperatura, y b) al cerrar la válvula de alimentación se crea una presión positivo respecto al horno, impidiendo que la temperatura del mismo se transmita por los conductos de suministro.

Una ventaja mas de la instalación de la invención es que al incrementar el caudal que aportamos con el sistema, se aumenta la velocidad de salida de la mezcla de combustible con las toberas del horno, mejorando la combustión.

Estas y otras ventajas se logran con la instalación de la invención, que se caracteriza porque a los conductos de salida del circuito de impulsión de combustible se los dota de entradas auxiliares de aire, a través de la que se inyecta aire a una presión controlada y regulable, mediante la que se controla la presión de trabajo de las toberas de inyección.

La inyección de aire se lleva a cabo a través de conductos en los que se instalan válvulas de seccionamiento que permite controlar la presión de inyección. En estos conductos se disponen también, aguas abajo de la válvula citada, una toma de presión, para conocer en todo momento el valor de la misma.

Las características y ventajas expuestas podrán comprenderse mejor con la siguiente descripción, hecha con referencia a los dibujos adjuntos, en los que se muestra un ejemplo de realización no limitativo.

En los dibujos:

La figura 1 es una vista en planta de una instalación tradicional para el suministro de combustibles sólidos pulverizados a hornos de quemar.

La figura 2 es un alzado lateral de la instalación de la figura 1.

La figura 3 es una sección transversal de la instalación, tomada según la línea de corte III-III de la figura 1, a mayor escala.

La figura 4 es una sección longitudinal parcial del horno, según la línea de corte IV-IV de la figura 3.

La figura 5 es una sección longitudinal parcial del conducto de suministro de combustible en polvo, perteneciente a una instalación constituida de acuerdo con la invención.

Una instalación tradicional para el fin expuesto incluye, según puede apreciarse en las figuras 1 a 3, un molino 1 encargado de triturar y pulverizar un combustible sólido que es suministrado a través de la conducción 2, desde un depósito o tolva. El combustible sólido pulverizado es impulsado a través de la conducción 3, mediante un ventilador 3'. A lo largo de la conducción 2 van dispuestos colectores de combustible 4, de los que parten conductos 5, preferentemente de naturaleza flexible, que llegan hasta una tobera 6 de inyección al horno de combustión 7.

Según se aprecia en las figuras 1 y 2, la conducción 2 puede prolongarse a partir del último colector 4, para retornar el combustible sobrantes al molino 1 o bien introducirlo directamente al ventilador 3'.

Según se aprecia en la figura 5, de acuerdo con la invención se dota a los conductos 5 de una entrada auxiliar de aire 8 a través de la que se inyecta aire a presión procedente de una conducción de aire a presión 9, mediante un conducto 10 en cuya conexión con la conducción 9 se instala una válvula 11 de seccionamiento que permite controlar el aire inyectado en los conductos 5, mediante un control efectuado a partir de una toma de presión 12.

Como es usual, cada colector 4 lleva montado un distribuidor o mecanismo de control 13.

Con la disposición mostrada en la figura 5 se puede modificar la presión de trabajo, diluir la concentración del combustible en polvo que será suministrado a través del conducto 5 a los inyectores 6, al mismo tiempo que el caudal de aire suministrado refrigera tanto el conducto 5 como la tobera de inyección 6. En el caso de que se cierre la válvula de alimentación del combustible, mediante el distribuidor 13, se crea en el conducto 5 una presión positiva respecto al horno, que impide que la temperatura del mismo se transmita a través de los conductos 5. Por último, como ya se ha señalado, el aumento de caudal que se consigue con la inyección de aire, aumenta la velocidad de salida de la mezcla de combustible por la tobera 6, mejorando la combustión.

La instalación de la invención es igualmente aplicable para el suministro de coke de petróleo o carbón tipo "micromatic", a los quemadores de un horno de quemado. En este caso, el combustible lo recibe la instalación ya micronizado al tamaño de combustión y transporte, de modo que no serán necesarios medios de molturación, que serán sustituidos por silos de almacenamiento para el combustible micronizado. El resto de la instalación, tal y como se ha descrito, incluyendo tuberías de transporte neumático para el combustible, distribuidores, inyectores de carbón, etc., serán coincidentes, de modo que la instalación objeto de la invención será igualmente aplicable. Como puede comprenderse, el combustible micronizado aportado a los silos puede provenir de un molino anexo a la instalación o de un camión o cuba de
transporte.

Claims (3)

1. Instalación para el suministro de combustibles sólidos pulverizados a los quemadores de un horno de quemado, que comprende un molino triturador encargado de pulverizar el material combustible, un circuito de impulsión encargado del transporte del combustible pulverizado a una determinada presión y velocidad, y una serie de colectores encargados de tomar el combustible del circuito de transporte y conducirlo hasta las toberas de inyección en el horno, caracterizada porque se dota a los conductos de salida del circuito de impulsión de entradas auxiliares de aire, a través de la que se inyecta aire a una presión controlada y regulable, mediante la que se controla la presión de trabajo de las toberas de inyección.

2. Instalación según la reivindicación 1, caracterizada porque la inyección de aire citado se lleva a cabo a partir de un conducto de suministro de aire a presión, a través de válvulas de seccionamiento que permiten controlar la presión de inyección.

3. Instalación según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque la inyección de aire se lleva a cabo a través de conductos que parten de la conducción de suministro de aire a presión, en cuyos conductos se instala una toma de presión situada aguas abajo de la válvula de seccionamiento citada.