IT9019554A1 - Sistema di scarico delle ceneri pesanti da caldaie per la produzione di vapore - Google Patents

Description

"SISTEMA DI SCARICO DELLE CENERI PESANTI DA CALDAIE PER LA PRODU-ZIONE DI VAPORE"

RIASSUNTO

Si descrive un sistema di scarico delle ceneri pesanti dal fondo delle caldaie per la produzione di vapore, costituito da una tramoggia dotata di un sistema di valvole azionate oleodinamicamente che hanno la funzione di separare l'ambiente tramoggia dall'ambiente estrattore, costituendo nell'interno della tramoggia un polmone di accumulo che consente di effettuare nell'estrattore e nell'impianto a valle brevi fermate per eventuali manutenzioni e che permette di evitare la caduta diretta sul nastro dell'estrattore di grossi blocchi agglomerati di ceneri, consentendo inoltre di evitare inutile irraggiamento sul nastro estrattore nel caso di caldaie policombustibili, quando esse vengono alimentate a gas o ad olio. A valle della zona di scarico delle ceneri dall'estrattore è inoltre previsto un sistema di macinazione, raffreddamento, trasporto e stoccaggio delle ceneri.

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un sistema di scarico delle ceneri pesanti da caldaie per la produzione di vapore, che integra e perfeziona l'apparecchiatura per l'estrazione continua a secco di ceneri pesanti descritta nel precedente brevetto europeo 0 252 967 B1 dello stesso richiedente.

In tale brevetto europeo si descrive infatti una apparecchiatura basata su di un nastro trasportatore resistente alle alte temperature e costruito in modo da potersi dilatare in ogni senso, e consistente in due elementi separati ma uniti che effettuano le funzioni separate di supporto del carico e di comando. Tale nastro è racchiuso in un cassone di acciaio a tenuta stagna applicata al fondo della caldaia, in modo tale che il nastro riceve e scarica le ceneri in modo continuo.

Benché tale apparecchiatura funzioni in modo eccellente e costituisca già una soluzione ottimale al problema di estrarre a secco le ceneri pesanti dalle caldaie, si è riscontrato che sarebbe utile un sistema di intercettazione delle ceneri tra fondo della caldaia e nastro trasportatore, onde consentire brevi fermate del nastro per manutenzione, evitare la caduta diretta sul nastro di grossi blocchi di ceneri agglomerate, ed eliminare l'inutile irraggiamento del nastro quando una caldaia policombustibile viene alimentata ad olio o gas.

La presente invenzione risolve perfettamente questo problema in quanto si prevede di collegare l'estrattore alla caldaia tramite una tramoggia di transizione delle ceneri, che viene utilizzata come polmone ed il cui fondo può essere chiuso con una serie di valvole a portellone ad azionamento idraulico.

Ciò consente di poter effettuare brevi interventi di manutenzione nell'estrattore e nelle macchine ad esso collegBte senza dover interrompere il funzionamento della caldaia, dato che la tramoggia costituisce un polmone di accumulo di considerevole capacità.

Nelle caldaie policombustibili, durante il funzionamento ad olio, la chiusura delle valvole evita un inutile irraggiamento del nastro.

La posizione intermedia di semiapertura, delle valvole a portellone, mentre consente il passaggio delle ceneri di normale granulometria, impedisce l'impatto violento sul nastro dei blocchi di dimensioni maggiori, e la presenza di tali grandi blocchi di ceneri in tramoggia viene accertata dall'operatore, che aziona l'apertura totale delle valvole provocandone la caduta pilotata sul nastro. L'accertamento può essere eseguito con qualsiasi mezzo adatto allo scopo, per esemplo come telecamera ad infrarossi.

Nel precedente brevetto europeo G 252 967 non veniva descritto alcun sistema specifico di trattamento delle ceneri dopo il loro scarico dall'estrattore, e si menzionava soltanto il fatto che poteva essere prevista una valvola ad azionamento ciclico per limitare od impedire l'ingresso di aria fredda, che nelle caldaie in depressione poteva essere utilizzata quale sistema per convogliare l'aria stessa in controcorrente, cosi da reintrodurre in caldaia il calore ceduto all'aria delle ceneri e dalla combustione sul nastro degli incombusti, così da aumentare il rendimento della caldaia e/o ridurre il consumo di combustibile.

Con la presente invenzione si prevede ora un complesso di frantumazione e trasporto pneumatico delle ceneri con possibilità di riciclo in caldaia delle ceneri frantumate per bruciare completamente gli incombusti e disperdere le ceneri pesanti frantumate nelle ceneri leggere che vengono trasportate dai fumi e captate in gran parte dei filtri di protezione dell'impianto.

Il tempo di permanenza delle ceneri sul nastro estrattore non è infatti sufficiente a provocare la completa combustione del carbone incombusto, nè a provocare un completo raffreddamento delle ceneri, ciò ne rende disagevole, a valle della valvola a funzionamento ciclico che limita l'ingresso di aria falsa in caldaia, la successiva movimentazione e stoccaggio.

L'estrattore è stato pertanto integrato con un sistema che comprende una frantumazione continua, un trasporto e raffreddamento pneumatico ed uno stoccaggio.

La valvola ciclica a valle dell'estrattore non è più necessaria in quanto il sistema chiuso impedice l'entrata di aria falsa.

E1 inoltre possibile reinviare in caldaia le ceneri frantumate per consentire la completa combustione degli incombusti e la dispersione delle ceneri pesanti nelle ceneri volanti.

La frantumazione è divisa normalmente in due stadi, e precisamente una prefrantumazione che riduce anche i blocchi di dimensioni eccezionali ad una pezzatura di 80 mm, ed una frantumazione secondarla che ne riduce la pezzatura a max 8 mm.

Tale operazione si rende necessaria per dare la possibilità del successiva trasporto e raffreddamento pneumatico.

Il complesso di raffreddamento e trasporta può essere realizzato sia con sistemi meccanici che con sistemi pneumatici, e questi ultimi possono essere sia in pressione con eiettori o con compe, che in depressione con esaustori. Il sistema pneumatico appare comunque preferibile, sia perchè è più affidabile, sia perchè per il suo minore ingombro è più adattabile ad essere intallato come aggiunta ad impianti già esistenti, ed il sistema attualmente preferito è il sistema pneumatico in pressione con eiettori.

Gli scopi, le caratteristiche ed i vantaggi del sistema secando la presente invenzione appariranno del resto ancor più chiari ed evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una sua forma di realizzazione preferita, riportata comunque a puro titolo esemplificativo e non limitativo della portata del trovato, e fatta con riferimento alle varie figure delle annesse tavole di disegni illustrativi, in cui:

la Figura 1 è una vista in elevazione parzialmente sezionata della zona di fondo caldaia, con la tramoggia di transizione e l'estrattore;

la Figura 2 è uno schema complessivo dell'impianto; e

la Figura 3 è uno schema tipico del complesso di macinazione, raffreddamento e trasporto pneumatico.

Facendo dapprima riferimento alle Figure 1 e 2, in esse si vedono anche diversi elementi già descritti nel precedente brevetto europeo D 252 967 e che per comodità verranno indicati con gli stessi numeri di riferimento ad essi assegnati in tale brevetto. L'estrattore, indicato nel suo complesso in Figura 2 col numero di riferimento 20, è costituito dal nastro trasportatore formato da una serie di piastre in acciaio 1, dotate di spondine laterali 11, che assolvono alla funzione portante il carico, mentre la trazione è effettuata da un nastro a rete di acciaio 2 azionato per attrito da un tamburo di trazione cilindrico 7 e posto in tensione da un tamburo di rinvio 13. Il tratto superiore portante del nastro è sostenuto da rulli piani 3, mentre in tratto inferiore di ritorna è sostenuto da ruote 4, il tutto essendo sostenuto da un cassone di contenimento 15. Ulteriori dettagli sulla struttura e sul funzionamento dell'estrattore possono essere desunti dal menzionato brevetto europeo 0 252 967 che viene qui incorporato per riferimento.

Tra l'estrattore 20 e la caldaia 30 seconda la presente invenzione viene prevista la tramoggia di transizione 40, che è collegata al fondo caldaia mediante la guardia idraulica 41. La tramoggia comprende pareti laterali 42 opportunamente rivestite internamente in materiale refrattario e dotate di sportelli di ispezione 43. Il fondo della tramoggia è datato di valvole o portelloni 44, anch'essi rivestiti in materiale refrattario sul lato esposto alla fiamma, e dotati di articolazioni per l'attacco sia alla carpenteria della tramoggia sia ai cilindri idraulici 45 che ne attuano il movimenta.

In Figura 1 viene illustrata in linee piene la posizione completamente aperta ed in linee tratteggiate la posizione completamente chiusa di dette valvole 44. Tuttavia la loro posizione normale di lavoro è quella intermedia di semiapertura, all'incirca in prolungamento dell'inclinazione delle pareti laterali 42 della tramoggia, in modo da fermare eventuali blocchi di ceneri agglomerate, nel qual caso l'operatore aprirà poi totalmente le valvole 44 per far cadere dolcemente tali blocchi sul nastro, mentre la posizione totalmente chiusa viene assunta quando si debbano effettuare brevi fermate del nastro, nel qual caso la tramoggia servirà da polmone di accumulo, oppure quando una caldaia policombustibile viene alimentata a gas o ad olio rendendo superfluo l'uso dell'estrattore.

Facendo ora riferimento alle Figure 2 e 3, si vede in esse anche il complesso di macinazione, raffreddamento e trasporto delle ceneri scaricate dall'estrattore 20. Dette ceneri vengono macinate una prima volta in un prefrantumatore 50 ed attraverso uno o più eiettori del tipo Venturi 51, alimentati da apposite soffianti 52, vengono avviate al sistema di trasporto pneumatico a pressione o convogliatore 53 che le convoglia al silo ceneri 54.

L'eiettore 51 è di semplice costruzione, compatto e non ha alcuna parte in movimento.

Il materiale da trasportare raggiunge la zona di lancio attraverso una tramoggetta di ingresso da dove viene portato in un tubo di trasporta attraverso un effetto di iniezione. Per mantenere tale effetto la zona di ingresso è fluidificata, cosi da permettere che il flusso di materiale 3ia trasportato efficientemente.

I compressori 52 sono costituiti da una unità compatta silenziata di idonea capacità e pressione attrezzati con motore elettrico di adeguata potenza.

Sono compresi tutti i dispositivi di sicurezza e controllo nonché il valvolame di intercettazione.

Il silo ceneri 54 è equipaggiato con un frantumatore 55; un ciclone ed un filtro 56 per la depolverazione del supero d'aria; una valvola di sovradepressione 57, di sicurezza contro eventuali livelli di pressione o depressione inaccettabili nel silo; un indicatore di livello 5B; uno scaricatore telescopico 59 con valvola di intercettazione 60 per lo scarico delle ceneri in autocisterne 61; ed una tramoggia 6Z dotata di valvola rotante 63 di alimentazione per l'impianto di trasporto pneumatico di riciclo.

Il filtro 56 automatico a pannelli è realizzato con estrazione dei pannelli laterale, pannelli in tessuto resistente alla temperatura, lavaggio in contropressione d’aria, e completo di temporizzatore elettronico per il comando e la regolazione dei tempi di lavaggio e di pausa del filtro ventilatore centrifugo con motore elettrico direttamente accoppiato.

Il silo ceneri 54 in alternativa è direttamente collegato alle tubazioni facenti capo agli elettrofiltri.

Da quanto sopra descritto si può cosi vedere che il sistema secondo la presente invenzione raggiunge pienamente gli scopi prefissati e costituisce un impianto completo per il trattamento delle ceneri pesanti delle caldaie per la produzione di vapore, ma si deve nuovamente ricordare che il sistema è stato descritto e titolo esemplificativo nelle sua forma di realizzazione illustrativa rappresentata nei disegni, e pertanto numerose modifiche, varianti, aggiunte e/o sostituzioni di elementi potranno esservi apportate, senza per questo discostarsi nè dallo spirito nè dallo scopo del trovato, e senza nemmeno uscire dal suo ambito di protezione, come risulta anche definito nelle rivendicazioni annesse.

RIVENDICAZIONI

1. Sistema di scarico delle ceneri pesanti da caldaie per la produzione di

Claims (10)

1. Il silo ceneri 54 è equipaggiato con un frantumatore 55; un ciclone ed un filtro 56 per la depolverazione del supero d'aria; una valvola di sovradepressione 57, di sicurezza contro eventuali livelli di pressione o depressione inaccettabili nel silo; un indicatore di livello 5B; uno scaricatore telescopico 59 con valvola di intercettazione 60 per lo scarico delle ceneri in autocisterne 61; ed una tramoggia 6Z dotata di valvola rotante 63 di alimentazione per l'impianto di trasporto pneumatico di riciclo. Il filtro 56 automatico a pannelli è realizzato con estrazione dei pannelli laterale, pannelli in tessuto resistente alla temperatura, lavaggio in contropressione d’aria, e completo di temporizzatore elettronico per il comando e la regolazione dei tempi di lavaggio e di pausa del filtro ventilatore centrifugo con motore elettrico direttamente accoppiato. Il silo ceneri 54 in alternativa è direttamente collegato alle tubazioni facenti capo agli elettrofiltri. Da quanto sopra descritto si può cosi vedere che il sistema secondo la presente invenzione raggiunge pienamente gli scopi prefissati e costituisce un impianto completo per il trattamento delle ceneri pesanti delle caldaie per la produzione di vapore, ma si deve nuovamente ricordare che il sistema è stato descritto e titolo esemplificativo nelle sua forma di realizzazione illustrativa rappresentata nei disegni, e pertanto numerose modifiche, varianti, aggiunte e/o sostituzioni di elementi potranno esservi apportate, senza per questo discostarsi nè dallo spirito nè dallo scopo del trovato, e senza nemmeno uscire dal suo ambito di protezione, come risulta anche definito nelle rivendicazioni annesse. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di scarico delle ceneri pesanti da caldaie per la produzione di vapore, comprendente in combinazione: (a) un estrattore costituito da un nastro trasportatore resistente alle alte temperature, costituito in modo da potersi dilatare in ogni senso, e consistente in due elementi separati ma uniti che effettuano le funzioni di supporto dei carico e di comando; (b) un cassone di contenimento a tenuta stagna; (c) una tramoggia di transizione applicata al fondo della caldaia ed unita all'estrattore; e (d) un complesso di macinazione, raffreddamento e trasporto delle ceneri scaricate dall'estrattore.
2. 2. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il nastro trasportatore è costituito da una serie di piastre in acciaio formanti un canale continuo e svolgenti la funzione portante del carico, e da un nastro a rete di acciaio ad alta resistenza con funzione di trazione.
3. 3. Sistema secando la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la tramoggia di transizione è dotata sul suo fondo di valvole a portellone che possono assumere una posizione normale di lavoro semiaperta, all'incirca in prosecuzione delle pareti laterali della tramoggia, una posizione chiusa per arresti dell'estrattore in cui la tramoggia funge da polmone di accumulo, o quando la caldaia non produce ceneri ed una posizione aperta per lo scarico guidato di blocchi di ceneri agglomerate.
4. 4. Sistema secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che le valvole a portellone sono comandate da cilindri idraulici.
5. 5. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il complesso di macinazione, raffreddamento e trasporto è a funzionamento pneumatico in pressione e comprende un eiettore tipo Venturi, un convogliatore, un silo di raccolta e relativi dispositivi di controllo.
6. 6. Sistema secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che le ceneri pesanti frantumate vengono reimmesse in caldaia per essere disperse nelle ceneri leggere ed essere totalmente combuste.
7. 7. Sistema secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che il silo di raccolta comprende un frantumatore, un ciclone filtro, dispositivi di sicurezza e di controllo della pressione e del livello e dispositivi per lo scarico alternativo delle ceneri verso mezzi di trasporto veicolari o verso un impianto di trasporto pneumatico per il riciclo in caldaia.
8. 8. Sistema secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che l'eiettore tipo Venturi comprende un dispositivo prefrantumatore, una tramoggetta di ingresso ed un compressore di lancio deile ceneri nel convogliatore.
9. 9. Sistema secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che le pareti e le valvole a portellone della tramoggia di transizione sono rivestite con materiali refrattari.
10. 10. Sistema di scarico delle ceneri pesanti da caldaie per la produzione di vapore, sostanzialmente come in precedenza descritto e come mostrato nelle annesse tavole di disegni illustrativi, per gli scopi sopra specificati.