ES2313874T3 - Canal de entrada de gases para un separador de tipo ciclon. - Google Patents

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Abstract

Canal de entrada (2) para los gases en un separador de tipo ciclón (1), comprendiendo el referido canal dos caras laterales (4A, 4B, 5) de las cuales una es denominada cara extradós o superficie lateral dirigida hacia fuera (5), mientras que la otra cara es la cara intradós o superficie lateral dirigida hacia dentro (4A, 4B), la que termina en el saliente del ciclón D; como asimismo comprende este canal una cara de techo (10) y una cara de base (11); la referida cara intradós (4A, 4B), que une el punto S del comienzo del canal con el punto D del saliente del ciclón, es de un perfil tal que esta superficie lateral comprenda por lo menos dos tangentes distintas, de tal manera que una tangente T pueda cortar la cara intradós (5) en un punto A, situado corriente arriba del pie B de la perpendicular a la cara extradós, trazada del saliente D del ciclón; canal éste que está caracterizado porque la mencionada cara intradós (4A, 4B) comienza a partir del referido punto S con una primera parte, que es de un perfil rectilíneo R, seguida de una segunda parte con un perfil curvilíneo V, hasta el punto de inflexión (6), o bien seguida de una segunda parte rectilínea (4B1), que está unida con el saliente D del ciclón, estando el punto S situado por la salida del horno.

Description

Canal de entrada de gases para un separador de tipo ciclón.
La presente invención se refiere a un canal de entrada de gases para un separador de tipo ciclón.
La invención es aplicada especialmente, aunque no de manera exclusiva, en las grandes instalaciones o plantas - por ejemplo, de 250 hasta 600 Megavatios - las que comprenden varios separadores de tipo ciclón, dispuestos uno at lado del otro por la salida del horno. En estas instalaciones, debido a las dimensiones a causa del paso de distintas vigas, falta el espacio para disponer correctamente el canal de entrada de los separadores. Por consiguiente, la disposición del canal de entrada de un separador de tipo ciclón por la salida del horno es normalmente la que está representada en la Figura 1, en la cual se puede observar - en una vista esquematizada, realizada desde arriba - el separador de tipo ciclón 1 con su canal de entrada 2 por la salida del horno 3. Este canal de entrada comprende dos caras laterales, 4 y 5; una cara de base así como una cara de techo, que no pueden ser apreciadas en esta vista.
La cara 4 es denominada cara intradós, mientras que la cara 5 es conocida como cara extradós. Por razones de espacio, es muy frecuente que la cara intradós forme un ángulo \alpha agudo con respecto a la cara de salida de la cámara.
Tal como ya indicado en relación con las dimensiones, esta forma de disposición del canal no resulta favorable cara a una buena eficacia del separador.
En efecto, teniendo en cuenta la inclinación con un ángulo agudo \alpha de la cara intradós 4, las partículas sólidas de los gases por la salida del horno 3 son, en gran medida, recogidas por esta cara, lo cual hace que las mismas sean concentradas para ser enviadas, en su mayoría, sobre el saliente D del ciclón o bien que la insuficiente centrifugación de las partículas permite que ellas se escapen hacia el orificio en el faldón de captación del vórtice.
La Patente Núm. 5 771 844 de los Estados Unidos revela un separador de tipo ciclón en el que el canal de entrada 12 se prolonga hacia el interior del horno y en el cual la cara intradós 13 del canal de entrada está, en su primera parte, curvada hacia el interior del horno.
La presente invención tiene el objeto de perfeccionar la eficacia de estos separadores de tipo ciclón a través de unas formas de disposición especiales para el canal de entrada.
Por consiguiente, la presente invención tiene por objeto un canal de entrada de gases para un separador de tipo ciclón, comprendiendo el referido canal dos caras laterales, de las que una es denominada cara extradós o superficie lateral dirigida hacia fuera, mientras que la otra cara lateral es la cara intradós o superficie lateral dirigida hacia dentro, que termina en el saliente del ciclón D, como asimismo comprende este canal una cara de techo y una cara de base; la referida cara intradós, que une el punto S del comienzo del canal con el punto D del saliente del ciclón, es de un perfil tal que esta superficie lateral comprenda por lo menos dos tangentes distintas, de tal manera que una tangente T pueda cortar la cara extradós en un punto A, situado corriente arriba del pie B de la perpendicular a la cara extradós, trazada del saliente D del ciclón; canal éste que está caracterizado por el hecho de que la mencionada cara intradós comienza a partir del referido punto S con una primera parte - que tiene un perfil rectilíneo R - seguida de una segunda parte con un perfil curvilíneo V hasta el punto de inflexión o bien seguida de una segunda parte rectilínea, que está unida con el saliente D del ciclón, estando el punto S situado por la salida del horno.
Según otra característica, resulta que la cara intradós comprende unas ranuras inclinadas hacia abajo desde la salida del horno y en dirección hacia el separador de tipo ciclón. Esta forma de disposición, que puede ser aplicada también sobre la cara extraída, tiene la finalidad de favorecer la transmisión de las partículas sólidas dentro del canal de entrada hacia la parte inferior del ciclón.
Según otra característica es así, que la cara de techo del canal de entrada constituye un arqueado con un perfil que tiene - en el sentido de la longitud del canal y desde la salida del horno hacia la entrada del ciclón - una primera parte descendente, seguida de una parte ascendente.
Según otra característica más resulta, que el referido arqueado es de tal manera que el estrechamiento de la altura dentro de cada tramo del canal de entrada sea mayor por el lado de la cara intradós que por el lado de la cara extradós.
A continuación, la presente invención está descrita con referencia a los planos adjuntos, en los cuales:
La Figura 1 muestra - de forma esquematizada y tal como ya comentado - la forma de disposición según el anterior estado de la técnica;
La Figura 2 indica la vista esquematizada de un separador de tipo ciclón, que comprende un canal de entrada según la presente invención indicándose, en particular, el perfil de la cara intradós;
La Figura 3 muestra de forma separada el canal de entrada según una variante de realización;
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Las Figuras 4, 5 y 6 representan tres vistas esquematizadas, que permiten apreciar una forma de disposición complementaria - efectuada para la cara intradós y, dado el caso, para la cara extradós - del canal de entrada y como complemento de la forma de disposición efectuada para la cara intradós, indicada en las Figuras 2 o 3; mientras que
Las Figuras 7 y 8 son dos vistas esquematizadas, que permiten apreciar una forma de disposición complementaria, efectuada para la cara del techo del canal de entrada, indicando la Figura 7 el canal de entrada en el sentido longitudinal, mientras que la Figura 8 lo muestra en una vista de sección transversal.
Por consiguiente, haciendo referencia a la Figura 2, se puede observar un separador de tipo ciclón 1 que está unido con la salida de los gases de escape de un horno 3 a través de un canal de entrada 2. Esta Figura indica dos caras laterales del canal 2, es decir, la cara 4A, denominada cara intradós, y la cara 5, denominada cara extradós.
Conforme a la invención, la cara intradós 4A comienza - en el punto S de salida del horno 3 - con una parte rectilínea R, seguida de una parte curvilínea V, que comprende el punto de inflexión 6. La tangente en el punto de inflexión 6 corta la cara extradós 5 por el punto A, situado corriente arriba del punto B, pie de la perpendicular \Delta a la cara extradós, trazada desde el saliente D del ciclón. Esta forma de disposición permite disponer de una primera zona 7 para la recogida de las partículas sólidas, seguida de una zona 8 para el cambio de dirección de las partículas sólidas.
La Figura 3 muestra una variante de realización de la invención, según la cual la cara intradós 4B comienza a partir del referido punto 5, tal como en la Figura 2, y a la misma sigue una primera parte, que tiene un perfil rectilíneo R, seguida de una segunda parte 4B1, también de forma rectilínea y unida con el saliente D del ciclón 1.
La prolongación de la primera parte hasta el perfil rectilíneo R corta la cara extradós 5 en un punto A, situado corriente arriba del punto B, pie de la perpendicular a la cara extradós 5, trazada a partir del saliente D del ciclón.
De este modo, y gracias al perfil de la cara intradós 4A de la Figura 2 o 4B de la Figura 3, las partículas sólidas de los gases, que salen del horno 3, son reenviadas sobre la cara extradós 5 a la entrada al ciclón, y se aprovecha así el radio máximo de la centrifugación.
Con independencia de esta forma de disposición conforme a las Figuras 2 y 3, resulta conveniente prever - sobre todo en la cara intradós 4A y 4B, pero también en la cara extradós 5 - unas ranuras 9, tal como esto lo indica la Figura 4, que representa de forma esquematizada el separador de tipo ciclón 1 con su canal de entrada 2 en elevación. Estas ranuras 9 están inclinadas hacia abajo a partir de la salida del horno en dirección hacia el separador/ciclón 1. Esta forma de disposición tiene por objeto favorecer la separación gravitatoria a la entrada del ciclón.
La Figura 5 representa sencillamente un croquis simplificado, que muestra el tramo de entrada de los gases dentro del canal 2 en el sentido de la flecha F de la Figura 4, y este croquis permite diferenciar las cuatro caras del canal, a saber, la cara intradós 4A y 4B, la cara extradós 5, la cara de techo 10 y la cara de base 11.
Las ranuras inclinadas 9, indicadas de manera esquematizada en la Figura 4, están realizadas en la cara extradós 5, pero también podrían estar realizadas en la cara intradós, 4A y 4B.
Estas ranuras 9 están inclinadas con un ángulo entre 5 y 25 grados en relación con la horizontal.
La Figura 6 representa un esquema, que muestra el tramo de las ranuras. De una manera conveniente, las ranuras tienen una altura h comprendida entre 200 y 400 mms., así como una profundidad inferior a 50 mms., y las mismas están separadas entre si por unas partes macizas 12 con una altura h1, comprendida entre 100 y 300 mms.
Finalmente, las Figuras 7 y 8 indican una forma de disposición, efectuada en la cara de techo 10 de tal manera, que las partículas sólidas, por una parte, se puedan despegar del techo 13 del ciclón y, por la otra parte, puedan desplazarse - por el techo - de la cara intradós, 4A y 4B, hacia la cara extradós 5, como lo indica la flecha 14 (Figura 8), favoreciendo así, por un lado, la separación gravitatoria así como, por el otro lado, el alargamiento del radio de centrifugación de las partículas sólidas.
Tal como esto puede ser apreciado en las dos Figuras 7 y 8, esta forma de disposición consiste en un arqueado 15 del techo.
Este arqueado 15 constituye un perfil izquierdo de tres dimensiones, el cual produce - en el sentido longitudinal del canal 2, tal como lo indica la Figura 7 y, en primer lugar, a la salida del horno 3 - una concentración del tramo del canal y después una expansión del tramo, previo a su entrada en el ciclón 1.
Sin embargo, en el sentido transversal - y tal como lo indica la Figura 8 que representa, a título de ejemplo, el tramo VIII-VIII de la Figura 7 - el arqueado asimétrico 15 reduce la altura de paso dentro del canal, a continuación de la cara extradós 5 y en dirección de la cara intradós, 4A y 4B.
Para un separador de tipo ciclón que tiene, por ejemplo, un diámetro de 10 metros, una altura de 25 metros y una altura de canal de 4 metros, el arqueado 15 tiene, en el sentido longitudinal (Figura 7), una inclinación inferior al 20% en una longitud de 5 metros, es decir, 1 metro de altura de arqueado. En el sentido transversal y según la Figura 8, la transición es progresiva entre el techo de altura reducida del lado intradós 4 al lado extradós 5 de altura no reducida.
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Claims (5)

1. Canal de entrada (2) para los gases en un separador de tipo ciclón (1), comprendiendo el referido canal dos caras laterales (4A, 4B, 5) de las cuales una es denominada cara extradós o superficie lateral dirigida hacia fuera (5), mientras que la otra cara es la cara intradós o superficie lateral dirigida hacia dentro (4A, 4B), la que termina en el saliente del ciclón D; como asimismo comprende este canal una cara de techo (10) y una cara de base (11); la referida cara intradós (4A, 4B), que une el punto S del comienzo del canal con el punto D del saliente del ciclón, es de un perfil tal que esta superficie lateral comprenda por lo menos dos tangentes distintas, de tal manera que una tangente T pueda cortar la cara intradós (5) en un punto A, situado corriente arriba del pie B de la perpendicular a la cara extradós, trazada del saliente D del ciclón; canal éste que está caracterizado porque la mencionada cara intradós (4A, 4B) comienza a partir del referido punto S con una primera parte, que es de un perfil rectilíneo R, seguida de una segunda parte con un perfil curvilíneo V, hasta el punto de inflexión (6), o bien seguida de una segunda parte rectilínea (4B1), que está unida con el saliente D del ciclón, estando el punto S situado por la salida del horno.
2. Canal conforme a la reivindicación 1) y caracterizado porque la cara intradós (4A, 4B) comprende unas ranuras (9), que están inclinadas hacia abajo desde la salida del horno y en dirección hacia el separador/ciclón (1).
3. Canal conforme a una de las reivindicaciones 1) o 2) y caracterizado porque la cara extradós (5) comprende unas ranuras (9), que están inclinadas hacia abajo desde la salida del horno y en dirección hacia el separador/ciclón (1).
4. Canal conforme a una de las reivindicaciones anteriores y caracterizado porque la referida cara de techo forma un arqueado, que constituye un perfil que comprende - en el sentido longitudinal del canal (Figura 7), desde la salida del horno y en dirección de la entrada al ciclón - una primera parte descendente, seguida de una parte ascendente.
5. Canal conforme a la reivindicación 4) y caracterizado porque el mencionado arqueado es de tal manera que el estrechamiento de la altura dentro de cada tramo del canal de entrada es más importante por el lado de la cara intradós (4A, 4B) que por el lado de la cara extradós (5).
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