ES2886229T3 - Instalación de incineración para material sólido y método para sustituir su inserto de tobera - Google Patents

Instalación de incineración para material sólido y método para sustituir su inserto de tobera Download PDF

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Abstract

Una instalación de incineración para material sólido que tiene - una entrada de material de combustión (1) a través de la cual se puede introducir material sólido, - una cámara de combustión (2) en la que se introduce el material sólido y en la que se quema el material sólido, - una rejilla de combustión (3) con la que el material sólido y el material sólido quemado pueden ser transportados a través de la cámara de combustión (2), - un suministro primario de aire debajo de la parte superior de la rejilla de combustión (3), - al menos una tobera dispuesta por encima de la rejilla de combustión (3) con la que se puede proporcionar un medio gaseoso, teniendo la tobera una entrada de gas y una salida de gas, caracterizada por que la entrada de gas está implementada por una tubería de tobera (11) y la salida de gas está implementada por un inserto de salida (12), estando el inserto de salida (12) al menos parcialmente insertado en la tubería de tobera (11) en donde el inserto de salida (12) está conectado a la tubería de tobera (11) mediante una unión soldada (13), estando dispuesta la unión soldada (13) en el exterior de la tubería de tobera (11).

Description

DESCRIPCIÓN
Instalación de incineración para material sólido y método para sustituir su inserto de tobera
La presente invención versa sobre una instalación de incineración para material sólido, tal como residuos o biomasa, teniendo la instalación de incineración una entrada de material de combustión a través de la cual ha de introducirse el material sólido, una cámara de combustión en la cual se introduce el material sólido y en la cual arde el material sólido, por lo cual se producen gases de combustión, una rejilla de combustión con la cual el material sólido y el material sólido quemado pueden ser transportados a través de la cámara de combustión, un suministro primario de aire debajo de la parte superior de la rejilla de combustión, al menos una tobera dispuesta por encima de la rejilla de combustión con la cual pueden proporcionarse un medio gaseoso tal como aire secundario, aire terciario y/o un gas portador pobre en oxígeno, teniendo la tobera una entrada de gas y una salida de gas.
La instalación de incineración suele comprender una rejilla de combustión dispuesta en una sección inferior de la cámara de combustión con la que el material sólido y el material sólido quemado pueden ser transportados a través de la cámara de combustión desde la entrada de material de combustión hasta un recipiente para escoria. Suele suministrarse aire primario desde debajo de la rejilla de combustión al material sólido dispuesto sobre la rejilla de combustión, para que el material sólido dispuesto en la rejilla de combustión se queme con el aire primario.
Además, se proporcionan toberas encima de la rejilla de combustión con las que puede proporcionarse a los gases de combustión aire secundario, aire terciario para una combustión secundaria o un gas portador pobre en oxígeno.
Puede disponerse al menos un paso vacío corriente abajo de la cámara de combustión que se extiende vertical u horizontalmente, en donde los gases de combustión fluyen desde la cámara de combustión a través del al menos un paso vacío hasta un generador de vapor de recuperación térmica. En particular, pueden implementarse dos, tres o más pasos vacíos paralelos.
Puede disponerse el generador de vapor de recuperación térmica corriente abajo del paso vacío (en secciones) vertical y/u horizontalmente, siendo también posible una orientación oblicua.
Las paredes de la cámara de combustión, el o los pasos vacíos y el generador térmico suelen estar dotados de intercambiadores (es decir, tubos) térmicos, en donde se proporciona el medio de intercambio térmico de los intercambiadores térmicos en particular a un colector cilíndrico común de caldera.
El dispositivo de purificación de gas de combustión corriente abajo del generador de vapor de recuperación térmica puede comprender elementos para la eliminación de polvo, el depurado y/o la desulfuración (tales como SCR o SNCR) del gas de combustión. Puede disponerse una chimenea corriente abajo del dispositivo de purificación del gas de combustión.
Suele haber múltiples toberas dispuestas encima de la rejilla de combustión para proporcionar aire secundario, aire terciario y/o un gas portador pobre en oxígeno, en donde las toberas de medio gaseoso específico están conectadas con sus entradas a un suministro común. Las toberas también se encuentran sujetas a una pared de la cámara de combustión. Si se han de sustituir las toberas debido al desgaste o para proporcionar un comportamiento de flujo diferente al medio gaseoso proporcionado, se precisa desconectar toda la tobera del suministro central y de la pared. En consecuencia, se requiere un gran esfuerzo para sustituir una tobera respectiva.
A partir del documento EP 0 498 014 A1 se conoce una instalación de incineración para material sólido con las características del preámbulo de la reivindicación 1. El documento GB 795 252 A divulga una cámara de horno que tiene medios de encendido para la combustión de un combustible que contiene ceniza, en donde la cámara del horno tiene una tobera para suministrar aire secundario. La tobera comprende un conducto de descarga de aire secundario con un paso circular de descarga de aire que termina en la superficie interna de una pared de la cámara del horno. Un inserto de tobera está montado en el extremo de la salida del paso de descarga de aire. El inserto de tobera está conectado con el paso de descarga de aire con soldaduras dispuestas en la superficie interna de la pared del paso de descarga de aire.
En vista de esto, un objetivo de la presente invención es proporcionar una instalación de incineración, en la cual se reduce el esfuerzo para mantener o intercambiar una tobera.
Se logra este objetivo mediante una instalación de incineración con las características de la reivindicación independiente y por un método para mantener la instalación de incineración. Se han descrito realizaciones preferidas de la invención en las reivindicaciones dependientes y en toda la descripción, en donde pueden combinarse entre sí características individuales de las realizaciones preferidas de una forma técnicamente significativa.
Se logra el objetivo en particular por que se implementa la entrada de gas mediante una tubería de tobera que preferiblemente está conectada a un conducto de suministro común para el medio gaseoso y que está conectada con una pared de la cámara de combustión, y por que la salida de gas está implementada por un inserto de salida (separado), estando insertado el inserto de salida al menos parcialmente en la tubería de tobera, en donde el inserto de salida está conectado con la tubería de tobera mediante una unión soldada. Para que la unión soldada sea fácilmente accesible, se dispone en el exterior de la tubería de tobera.
La invención también sugiere un método para sustituir un inserto de salida de una tobera en una instalación de incineración, en particular, en una instalación de incineración según la invención, que comprende las siguientes etapas:
- destruir una unión soldada entre el inserto usado de salida de la tobera y una tubería de tobera, estando dispuesta la unión soldada en el exterior de la tubería de tobera,
- retirar el inserto usado de salida fuera de la tubería de tobera,
- insertar un inserto nuevo de salida en la tubería de tobera,
- soldar el inserto nuevo de salida a la tubería de tobera.
En otras palabras, la presente invención sugiere proporcionar una tobera en una instalación de incineración que está fabricada de múltiples partes, en donde una tubería de tobera, que tenga, en particular, un diámetro constante (interno y/o externo), conecta la tobera con un suministro común para medio gaseoso y con una pared de la cámara de combustión, y en donde el inserto de salida, que comprende elementos para proporcionar las propiedades de flujo deseadas al medio gaseoso, está dispuesto, al menos parcialmente y de forma intercambiable, en la tubería de tobera. Además, se proporciona una conexión soldada entre la tubería de tobera y el inserto de salida, conexión soldada que se proporciona en particular en tal ubicación, para que la conexión soldada pueda ser destruida, al menos cuando se apague la instalación de incineración. De esta forma, el inserto de salida puede ser intercambiado fácilmente, pudiendo conectarse el inserto nuevo de salida con la tubería de tobera mediante soldadura. En consecuencia, no solo es posible proporcionar un inserto de salida que proporciona la misma propiedad de flujo al medio gaseoso, sino que también puede ser posible proporcionar un inserto de salida que proporcione una propiedad de flujo diferente que el inserto usado de salida.
El diámetro externo de la sección del inserto de salida insertado en la tubería de tobera tiene el mismo tamaño/dimensión que el diámetro interno de la tubería de tobera.
Aunque es principalmente suficiente que el inserto de salida tenga un diámetro interno constante que sea menor que el diámetro interno de la tubería de tobera, se prefiere que el inserto de salida comprenda al menos un elemento que proporcione una propiedad de flujo deseada al medio gaseoso.
Por ejemplo, el diámetro interno del inserto de salida puede disminuir a lo largo de su extensión desde el lado de entrada hasta el lado de salida y puede aumentar opcionalmente después de alcanzar un diámetro mínimo.
El inserto de salida también puede comprender una parte vorticial, tal como una parte de guiado que se extiende de forma helicoidal en su sección transversal interna de flujo, con la cual se puede proporcionar un vórtice al medio gaseoso.
El inserto de salida también puede comprender una parte deflectora, con la cual se deflecta, al menos parcialmente, el flujo del medio gaseoso, para que la dirección principal de la corriente de medio gaseoso que sale del inserto de salida esté inclinada con respecto a la dirección axial de la tubería de tobera.
También es posible que el inserto de salida comprenda un elemento desviador, con el cual se desvía el flujo del medio gaseoso en dos, tres o más flujos secundarios, estando inclinadas entre sí las direcciones principales de los flujos secundarios.
Preferiblemente, la unión soldada es accesible desde la cámara de combustión, para que pueda ser destruida manualmente durante el mantenimiento de la instalación de incineración, cuando se apague la instalación de incineración.
En una realización, puede hacerse que el inserto de salida tenga un reborde que hace contacto con una cara terminal de la tubería de tobera, proporcionándose la unión soldada entre el reborde y una circunferencia externa de la cara terminal de la tubería de tobera. De esta forma, la unión soldada es fácilmente accesible pero no afecta a las propiedades de flujo que son proporcionadas desde el inserto de salida al medio gaseoso.
Para que la tubería de tobera esté fijada a una pared de la instalación de incineración, se sugiere disponer parcialmente la tubería de tobera en una pared interna que delimita la cámara de combustión, en donde la tubería de tobera se adentra en la cámara de combustión y en donde la unión soldada está dispuesta en una sección de la tubería de tobera que se extiende al interior de la cámara de combustión.
Ahora, se explicarán la invención y los antecedentes técnicos con respecto a las figuras, que muestran una realización a modo de ejemplo de la invención. Las figuras muestran de forma esquemática
Figura 1: una vista lateral de una parte de una instalación de incineración y
Figura 2: una tobera de la instalación de incineración que tiene una tubería de tobera y un inserto de salida.
La instalación de incineración comprende una cámara de combustión 2 con una entrada de material de combustión 1, a través de la cual se puede introducir en la cámara de combustión 2 material sólido de combustión, tal como residuos. En el fondo de la cámara de combustión 2 se implementa una rejilla de combustión 3, con la cual se puede transportar el material sólido y el material quemado (es decir, cenizas) hacia una salida 4 de escoria.
Se proporciona aire primario para la combustión del material sólido desde debajo de la rejilla de combustión 3. Los gases de combustión producidos en la cámara de combustión 2 son suministrados a pasos vacíos 5 que se extienden verticalmente. Corriente abajo de los pasos vacíos 5 se dispone un generador de vapor de recuperación térmica 6 que se extiende horizontalmente.
En el generador de vapor de recuperación térmica 6, se dispone un intercambiador térmico sobrecalentador 7, un intercambiador térmico evaporador 8 y un intercambiador térmico economizador 9, estando todos conectados con un colector cilíndrico común 10 de caldera.
En la figura 2, se representa una tobera para proporcionar un medio gaseoso, tal como aire secundario, aire terciario y/o un gas portador pobre en oxígeno en la cámara de combustión 2.
La cámara de combustión 2 está delimitada por una pared 15. La tobera comprende una tubería de tobera 11 y un inserto de salida 12. La tubería de tobera 11 está conectada en el lado izquierdo con un suministro común de medio gaseoso (no mostrado). La tubería de tobera 11 se extiende a través de la pared 15 al interior de la cámara de combustión 2.
El inserto de salida 12 está insertado en la tubería de tobera 11, en donde el inserto de salida 12 comprende un reborde 13, que hace contacto contra una cara terminal de la tubería de tobera 11.
El inserto de salida 12 está conectado con la tubería de tobera 11 mediante una unión soldada 13, que está dispuesta en una circunferencia externa de la tubería de tobera 11 y detrás del reborde 14.
El inserto de salida 12 puede intercambiarse fácilmente destruyendo la unión soldada 13, para que después se pueda retirar el inserto de salida 12 de la tubería de tobera 11. Después de insertar un inserto nuevo de salida 12, el inserto nuevo de salida 12 puede conectarse con la tubería de tobera 11 mediante soldadura.
Aunque la realización representada del inserto de salida 12 solamente tiene un diámetro interno ligeramente inferior al del diámetro interno de la tubería de tobera 11, el inserto de salida 12 también puede tener diferentes elementos (tales como desviadores, vorticiales o similares) para afectar a las propiedades de flujo del medio gaseoso proporcionado.
Números de referencia
1 entrada de material de combustión
2 cámara de combustión
3 rejilla de combustión
4 salida de escoria
5 paso vacío
6 generador de vapor de recuperación térmica
7 intercambiador térmico sobrecalentador
8 intercambiador térmico evaporador
9 intercambiador térmico economizador
10 colector cilíndrico de caldera
11 tubería de tobera
12 inserto de salida
13 unión soldada
14 reborde
15 pared

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Una instalación de incineración para material sólido que tiene
- una entrada de material de combustión (1) a través de la cual se puede introducir material sólido,
- una cámara de combustión (2) en la que se introduce el material sólido y en la que se quema el material sólido,
- una rejilla de combustión (3) con la que el material sólido y el material sólido quemado pueden ser transportados a través de la cámara de combustión (2),
- un suministro primario de aire debajo de la parte superior de la rejilla de combustión (3),
- al menos una tobera dispuesta por encima de la rejilla de combustión (3) con la que se puede proporcionar un medio gaseoso, teniendo la tobera una entrada de gas y una salida de gas,
caracterizada por que
la entrada de gas está implementada por una tubería de tobera (11) y la salida de gas está implementada por un inserto de salida (12), estando el inserto de salida (12) al menos parcialmente insertado en la tubería de tobera (11) en donde el inserto de salida (12) está conectado a la tubería de tobera (11) mediante una unión soldada (13), estando dispuesta la unión soldada (13) en el exterior de la tubería de tobera (11).
2. La instalación de incineración según la reivindicación 1, en donde la unión soldada (13) es accesible desde la cámara de combustión (2).
3. La instalación de incineración según una de las reivindicaciones anteriores, en donde el inserto de salida (12) tiene un reborde (14) que hace contacto contra una cara terminal de la tubería de tobera (11), en donde se proporciona la unión soldada (13) entre el reborde (14) y una circunferencia externa de la cara terminal de la tubería de tobera (11).
4. La instalación de incineración según una de las reivindicaciones anteriores, en donde la tubería de tobera (11) está dispuesta en una pared (15) que delimita la cámara de combustión (2), en donde la tubería de tobera (11) se adentra en la cámara de combustión (2) y la unión soldada (13) está dispuesta en una sección de la tubería de tobera (11) que se extiende al interior de la cámara de combustión (2).
5. La instalación de incineración según una de las reivindicaciones anteriores, en donde la unión soldada (13) está implementada por al menos uno de los siguientes:
- una costura de soldadura continua,
- múltiples cordones de soldadura,
- múltiples puntos de soldadura.
6. La instalación de incineración según una de las reivindicaciones anteriores, en donde el inserto de salida (12) comprende al menos uno de los siguientes:
- una parte de múltiples salidas,
- una parte deflectora,
- una parte vorticial.
7. La instalación de incineración según una de las reivindicaciones anteriores, que tiene, además
- un paso vacío (5) corriente abajo de la cámara de combustión (2),
- un generador de vapor de recuperación térmica (6) corriente abajo del paso vacío (5),
- un dispositivo de purificación de gas de combustión corriente abajo del generador de vapor de recuperación térmica (6).
8. Un método para sustituir un inserto de salida (12) de una tobera en una instalación de incineración, que comprende las siguientes etapas:
- destruir una unión soldada (13) entre el inserto de salida (12) usado de la tobera y una tubería de tobera (11), estando dispuesta la unión soldada (13) en el exterior de la tubería de tobera (11),
- retirar el inserto de salida (12) usado fuera de la tubería de tobera (11),
- insertar un inserto de salida (12) nuevo en la tubería de tobera (11),
- soldar el inserto de salida (12) nuevo en la tubería de tobera (11).
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