MX2013008443A - Sistema y metodo de extracción y enfriamiento de las cenizas pesadas con aumento de la eficiencia global de la caldera. - Google Patents

Abstract

Se describe un sistema de enfriamiento (1) para las cenizas pesadas del tipo conveniente que se usará en asociación con una cámara de combustión (2), particularmente para las velocidades de flujo grandes de las cenizas que se derivan, por ejemplo, del combustible fósil sólido en una unidad de producción de energía, cuyo sistema (1) comprende: una correa de transporte (31) para transportar las cenizas pesadas, que es conveniente para colocarse debajo de la cámara de combustión (2) y que tiene una caja de contención (3) y una superficie de transporte (311) equipada con las aberturas (9) para el tránsito del aire de enfriamiento, cuya superficie de transporte (311) es conveniente para recibir las cenizas producidas en la cámara de combustión (2) sustancialmente en forma de lecho continuo; y los medios de enfriamiento para enfriar las cenizas pesadas recibidas en dicha superficie de transporte (31 1), cuyos medios de enfriamiento comprenden por lo menos una región dividida (4) ubicada debajo de dicha superficie de transporte (311) y los medios de alimentación forzada (11) para una alimentación forzada del aire de enfriamiento en dicha región dividida (4).

Description

SISTEMA Y MÉTODO DE EXTRACCIÓN Y ENFRIAMIENTO DE LAS CENIZAS PESADAS CON AUMENTO DE LA EFICIENCIA GLOBAL DE LA CALDERA Campo de la Invención La presente invención se refiere a un sistema de enfriamiento de cenizas pesadas del tipo apto para ser usado en asociación con una cámara de combustión, en particular para grandes cantidades de flujo de ceniza que derivan por ejemplo de combustible fósil sólido en una unidad de producción de energía.

Antecedentes de la Invención Los sistemas conocidos de extracción y enfriamiento en seco de ceniza pesada producida en cámaras de combustión (o calderas) por combustible sólido se basan en la refrigeración del lecho de ceniza. A tal fin, este último es transportado sobre una correa resistente a altas temperaturas dispuesta inmediatamente por debajo de la garganta de la caldera. El aire de enfriamiento vuelve al interior del sistema de extracción por la presión negativa presente dentro de la caldera, pasa a través de apropiadas aberturas de una caja que contiene la correa. El aire recorre por lo tanto el sistema y el lecho de ceniza en contracorriente al sentido de la dirección, operando así el enfriamiento de la ceniza y de los equipos.

Un sistema de extracción y enfriamiento de ese tipo que se acaba de describir es descrito en EP 0252 967.

El mencionado mecanismo de intercambio térmico entre ceniza y aire en contracorriente condiciona el tamaño del sistema de extracción y enfriamiento, en términos de: la cantidad de flujo usado, donde la velocidad del aire mismo dentro del sistema debe ser maximizada para aumentar como consecuencia el coeficiente de intercambio térmico con la ceniza; y la distancia entre ejes y la velocidad de la correa transportadora, parámetros que son optimizados para aumentar el tiempo de permanencia de la ceniza en contacto con el aire y limitar la altura del estrato de ceniza.

En efecto, la eficiencia de enfriamiento de la ceniza está limitada por la superficie expuesta y disponible para el intercambio térmico con el aire. En particular, dada la naturaleza aislante de la ceniza, los primeros estratos rozados por el aire se enfrían mientras que los estratos de ceniza internos se mantienen a temperatura.

Por lo tanto, un primer aspecto perfectible de los sistemas conocidos está relacionado al modo de intercambio térmico entre la ceniza y el aire de enfriamiento.

La relación entre la cantidad de aire de enfriamiento y ceniza es típicamente 3:1, es decir, son necesarias 3 toneladas de aire para enfriar 1 tonelada de ceniza pesada. Sin embargo, desde el momento que, el flujo descendente del enfriamiento de la ceniza, todo el aire introducido en la caldera se extrae de la parte inferior de este, la cantidad de aire de enfriamiento no debe exceder el 0.5 a 2, 0% del total de aire de combustión. En realidad, si se altera además tal límite la relación estequiométrica entre el combustible y el aire se determina una reducción de la eficiencia de la combustión y en un aumento de las pérdidas al conducto.

En particular, en los sistemas conocidos arriba citados los factores que contribuyen al aumento en la eficiencia de combustión (términos positivos) son: la energía química de la, recuperada a través del calor sensible del aire de enfriamiento gracias a la post-combustión sin quemar sobre la correa de extracción favorecida por el aire; el calor sensible de la ceniza, recuperado a través del calor sensible del aire de enfriamiento reintroducida en la caldera; y la recuperación del flujo radiante a la garganta de la caldera, absorbido por los componentes del sistema irradiados y trasladados al aire de enfriamiento y a las cenizas extraídas.

El factor que determina una disminución de la eficiencia de caldera (término negativo) es la perdida de la eficiencia al precalefactor aire/humos. Este último implica el uso de aire a temperatura ambiente que enfría justamente los humos de combustión, mediante precalentamiento. Tal aire precalentado es enviado a la cámara de combustión. Sin embargo, esta cantidad específica de aire debe ser reducida para tener en cuenta el aire introducido desde el fondo de la caldera, y por lo tanto la menor entrada de aire de enfriamiento en el pre-calentamiento determina temperaturas más elevadas de los humos de salida desde este último.

Por lo tanto, también desde el punto de vista de la eficiencia total de combustión el sistema de intercambio térmico entre ceniza y aire de enfriamiento es perfectible.

También hay que señalar que el continuo crecimiento de la demanda de combustibles fósiles sólidos para la producción de energía eléctrica hace siempre más frecuente también la combustión de carbón o lignitos con elevado grado de ceniza. La combustión de estos últimos en calderas de elevada potencia da lugar a una producción significativa de ceniza pesada, incluso de hasta 100 toneladas/hora, que a menudo contienen elevados porcentajes sin quemar. El enfriamiento en seco o casi seco de tales cantidades requiere notables flujos de aire de enfriamiento, también de dos o tres veces mayores que los combustibles fósiles con alto poder calorífico.

Esto conduce el importante inconveniente que, en los sistemas del estado de la técnica consideradas anteriormente, la cantidad de aire necesaria para el enfriamiento de las cenizas es mucho más alto que el porcentaje máximo re-introducible en la cámara de combustión a través de la garganta de la caldera.

Breve Descripción de la Invención De acuerdo a lo expuesto en la sección anterior, el problema técnico planteado y resuelto por la presente invención es el de proporcionar un sistema y un método que resulten optimizados en términos de intercambio térmico entre cenizas extraídas y aire de enfriamiento y que permitan superar los inconvenientes mencionados con referencia al estado de la técnica.

Este problema se resuelve mediante un sistema de acuerdo con la reivindicación 1 y mediante un método de acuerdo con la reivindicación 17.

Características preferidas de la presente invención están presentes en las reivindicaciones que dependen de la misma.

Como se explica a detalle a continuación, la invención proporciona que un sistema de insuflaje: es decir, sistema de alimentación forzada - se asocia a la correa extractora principal conectada a la garganta de la caldera - que toma el aire del ambiente y lo empuja hacia el interior de la caja que contiene el extractor mismo, en correspondencia de una o más regiones divididas que están debajo de la superficie de transporte de la correa. Esta última presenta aberturas dedicadas - típicamente orificios o fisuras en forma de fresados - que permiten el paso del aire de enfriamiento a través de ello y por lo tanto a través del extracto de ceniza.

En esta configuración, la división que permite dirigir el aire de enfriamiento a través de los orificios-fisuras, limitando al mínimo fugas de aire fuera de las regiones de interés. Por lo tanto, cuando el aire de enfriamiento atraviesa el lecho de cenizas realiza con ella un intercambio térmico del tipo así llamado "flujo cruzado", caracterizado por una eficiencia de intercambio térmico muy superior a la de los sistemas de extracción secos ya conocidos, y que debido a la mayor área de superficie de caída de ceniza afectando la transferencia térmica. El aire de enfriamiento se introduce en la caldera de la parte inferior de esta.

En una configuración preferida, cualquier fugas de aire de enfriamiento, salientes de luces presentes entre la superficie de transporte y dicha región dividida debajo sin atravesar el lecho de cenizas son recirculadas a las regiones divididas del extractor principal, preferiblemente por medio del mismo sistema de insuflaje.

La invención permite por lo tanto maximizar la eficiencia del intercambio térmico entre la ceniza sobre la correa extractora y el aire de enfriamiento por lo tanto la eficiencia de enfriamiento de las cenizas.

Esto implica una fuerte reducción de la relación entre la cantidad de aire de enfriamiento y el flujo de cenizas extraída y por lo tanto la posibilidad de limitar al mínimo la cantidad de aire de enfriamiento reintroducida en cámara de combustión desde la parte inferior, con una consiguiente fuerte reducción de las pérdidas asociadas al intercambiador aire/humos y un aumento de la eficiencia total neta de combustión.

Además, la configuración de la invención, particularmente en las modalidades preferidas ilustradas más adelante, permite realizar el sistema de extracción y enfriamiento extremamente compacta y simplificada, también para la posibilidad de eliminar un sistema de enfriamiento para húmedo auxiliar presente en algunos sistemas conocidos.

En una configuración particularmente preferida, también hay una etapa adicional de enfriamiento, preferiblemente situado el flujo descendente de una etapa de desintegración y basado sobre un intercambiador de calor auxiliar de tipo fajas de tubos atravesadas por un fluido operativo de enfriamiento.

En dicha etapa adicional de enfriamiento se espera una fluidización de la ceniza contenida en un volumen de enfriamiento, preferiblemente realizado mediante el mismo aire a temperatura ambiente tomado para el enfriamiento sobre la correa extractora principal. Esta fluidización permite un mejorado intercambio térmico con las superficies de las fajas toberas. El batiente de ceniza a fluidificar puede ser obtenido haciendo trabajar una extracción de la correa de transporte del flujo descendente del dispositivo de enfriamiento y análogo a la correa extractora principal.

De acuerdo con otra característica preferida de la invención, la correa extractora principal está conectada a la garganta de la caldera mediante una tolva que se puede cerrar selectivamente para bloquear el flujo de ceniza. Durante la fase de acumulación de la ceniza sobre la parte inferior cerrada de la válvula, está previsto un enfriamiento de la ceniza misma mediante el sistema de alimentación forzada de aire de enfriamiento, preferiblemente obtenida a través del mismo sistema de alimentación forzada principal asociado al enfriamiento de la correa.

Será apreciado que dicho sistema de enfriamiento permita evitar un importante inconveniente de los sistemas conocidos, o sea el hecho que, a la abertura de la válvula, se deban enfriar sobre la correa una gran cantidad de ceniza a elevada temperatura, potencialmente fuera de los parámetros nominales del sistema.

Breve Descripción de los Dibujos Otras ventajas, características y condiciones de uso de la presente invención resultaran evidentes por la siguiente descripción detallada de algunas modalidades preferidas, presentadas con fines ilustrativos sin limitar el alcance de la invención. Se hará referencia a las figuras de los dibujos adjuntos, en donde: Figura 1 muestra una representación esquemática en vista lateral de un sistema de extracción, enfriamiento y transporte de cenizas de acuerdo con una modalidad preferida de la invención; Figura 2 muestra una vista esquemática en sección transversal del sistema de Figura 1, realizada según la línea A-A de esta última e idónea para evidenciar una primera modalidad preferida de una región dividida de dicho sistema; Figura 2A muestra una vista esquemática en perspectiva de parte de la región dividida por deflectores laterales de Figura 2; Figura 3 muestra una vista esquemática en sección transversal del sistema de Figura 1, realizada según la línea A-A de esta última e idónea para evidenciar una segunda modalidad preferida de una región dividida del sistema; Figura 3A muestra una vista aumentada a detalle de la región dividida de Figura 3; Figura 4 muestra una vista esquemática aumentada a detalle del sistema de Figura 1, mostrando la presencia de etapas de enfriamiento adicionales de las cenizas; Figura 5 muestra una vista en sección transversal del sistema de Figura 1 realizada en correspondencia con la garganta de la caldera, mostrando un circuito de enfriamiento de la ceniza de la tolva; Figura 6 muestra una vista en plano a detalle de la correa transportadora, mostrando las aperturas por donde pasa el flujo de aire de enfriamiento; y Figura 6A muestra una vista en sección transversal de la correa de la Figura 6, realizada según la línea A-A de esta última figura.

Descripción a Detalle de las Modalidades Preferidas Con respecto a la Figura 1, una modalidad preferida del sistema de extracción y enfriamiento de las cenizas pesadas de la invención se indica en su totalidad con 1. El sistema 1 es del tipo apto que puede ser usado en asociación con una cámara de combustión o una caldera 2, en particular para grandes cantidades de flujo de ceniza, que deriven, por ejemplo, de combustible fósil sólido en una unidad de producción de energía.

La caldera 2 puede ser una parte integral del sistema 1 o proporcionados por separado, y está equipada con una tolva 21 de extracción, la cual está recubierta en su interior de material refractario. La tolva 21 está asociada con un sistema que permite el cierre de su parte inferior y, después, de la garganta de la caldera 2, que se describirá con más detalles posteriormente.

En correspondencia con la parte inferior de la caldera 2, se coloca la parte inicial de la correa 31 trasportadora continua, moviéndose a lo largo de un recorrido cerrado. Durante su uso, la correa 31 recibe de la tolva 21 las cenizas producidas por la caldera 2 y las trasporta de manera sustancial en forma de lecho continuo. En particular, las cenizas son recibidas en una superficie superior 311 de transporte de la correa 31 durante su recorrido de ida. Sobre dicha superficie de trasporte 311, durante el movimiento de alejamiento de las cenizas de la parte inferior de la caldera 2, tiene lugar el enfriamiento en seco de las propias cenizas, mediante un flujo de aire a temperatura ambiente que es enviado hacia el interior de una caja de contención 3 de la correa 31, según las modalidades que se describirá brevemente.

La correa transportadora 31 y su caja 3 pueden tener una construcción global según la tipología que se describe en EP 0 252967 o EP 0931 98 .

Por otra parte, como se muestra en las Figuras 6 y 6A, en la correa transportadora 31 existen unas aberturas 9 para el paso del aire de enfriamiento se hacen en la correa continua, por ejemplo en forma de orificios o, como se representa, fisuras de obtenidas, por el fresado.

Siempre con referencia a la Figura 1, el sistema 1 está equipado con medios de enfriamiento de las cenizas recibidas en la correa transportadora 31, aptos para determinar una alimentación de aire de enfriamiento en correspondencia de esas cenizas.

Tales medios de enfriamiento incluyen medios de alimentación forzada de aire, por ejemplo aquellos que se basan en un ventilador o en un compresor 11, y asociado en un conducto de aspiración del aire 111 ambiente, éste último preferiblemente equipado con medios de control adecuados operables selectivamente, en particular una válvula 112. El aire a temperatura ambiente aspirado es enviado a los conductos de alimentación, indicados totalmente por 13, que lo dirigen a una región dividida 4 asociadas con la correa 31. Incluso la alimentación a la región dividida 4 se controla preferentemente mediante unos especiales medios de regulación que se accionan selectivamente, en este caso en particular una válvula 134.

En la Figura 1, para mayor claridad se ha representado una única región dividida 4, dispuesta al pie del fondo de la caldera, con respecto a la dirección de avance de la superficie de transporte 311 e interiormente a esta, interpuesta entre un tramo de ida y el de retorno de la correa 31. Sin embargo, la división preferentemente se extiende en el sentido de la longitud hasta la totalidad de la parte inferior de la superficie de transporte 311 (come se muestra en las Figuras 2, 2A y 3, 3A).

Además, en una modalidad, se pueden prever distintas regiones divididas distribuidas de manera discreta a lo largo de la superficie de transporte 311, inferiormente a ella.

La región dividida 4 es adecuada para limitar la fuga del aire de enfriamiento, para que el aire pase casi totalmente por las aberturas 9 de la correa transportadora 31, para así enfriar de manera eficaz el lecho de cenizas recibido en la superficie de trasporte 311.

El ventilador o compresor 11 entonces se genera un gradiente de presión adecuado para contrarrestar las pérdidas de cargas distribuidas y concentradas a lo largo del circuito 13 y asociadas con la correa de transporte 31 y al estrato de ceniza.

En una primera modalidad mostrada en las Figuras 2 y 2A, la región dividida 4 es afectada por deflectores 6 transversales, dispuestos transversalmente a la superficie 311 de transporte, con respecto a la dirección de este avance y limitada lateralmente por dos deflectores longitudinales 7, que comprende de acuerdo con dicha dirección de avance.

Los deflectores laterales 7 están dispuestos cerca de la superficie de transporte 311 y de sus rodillos de soporte, para no interferir con el movimiento de cada pieza y, al mismo tiempo, para reducir al mínimo las aberturas de fuga de aire de enfriamiento alimentado hacia la región dividida 4.

Además, la disposición de los deflectores transversales 6 de la región dividida por debajo de la superficie de transporte 311 asegura un sello para el aire de enfriamiento, asistiendo a la acción de sellado a las fugas de aire lateralmente, por medio de los deflectores 7.

Siempre en este ejemplo, la región dividida 4 es delimitada de la parte inferior por una placa 5 por superficies inclinadas, para la recuperación de cualquier fina pérdida durante el transporte sobre la superficie 311. El deflector 7 longitudinal cada uno tiene su correspondiente puerta 72 inferior.en el extremo, que se puede abrir selectivamente hacia el exterior mediante un mecanismo 71, preferentemente del tipo bisagra, para el flujo descendente de los finos hacia la parte inferior de la caja de contención 3 (donde pueden ser recuperados por un sistema de limpieza que no se muestra). Preferentemente, el sistema de flujo descendente de los finos basados en los elementos de puerta 72 -mecanismos 71 se cronometra.

En una segunda modalidad de la región dividida 4, que se muestra en las Figuras 3, 3A, aún se proporcionan los deflectores transversales 6, en este caso asociados con mamparas o deflectores laterales 51 que se extienden longitudinalmente a lo largo de la correa 31, prácticamente paralelos a ella, superiormente a la superficie de transporte 311 y cada uno a lo largo de un costado respectivamente de este, donde el contacto o la proximidad de dichos deflectores 51 con las extremidades 81 de contención de la correa transportadora 31, permite limitar el paso del aire que no pasa a través de los orificios de la correa 31.

En esta segunda modalidad, cada una de las superficies inclinadas de la placa 5 presenta una puerta en el extremo inferior 725 que se puede abrir hacia afuera selectivamente mediante un mecanismo 715, preferentemente de tipo bisagra, a los efectos de flujo descendente de los finos hacia la parte inferior de la caja de contención 3. Por lo tanto, cuando - durante el funcionamiento normal - la puerta 725 está cerrada, se mantiene un aire apretado, por estar en contacto directo con la pared lateral de la caja 3.

Una modalidad adicional puede proporcionar la presencia combinada de las mamparas laterales dispuestas en la superficie de transporte superior, de los deflectores laterales colocados en la parte inferior a este último y con las puertas que se abren selectivamente y de una baldosa este último típicamente sin puertas como en la primera modalidad que se describió anteriormente.

La configuración global de los medios de enfriamiento es tal que el estrato de ceniza transportada sobre la superficie 311 es enfriado por un flujo de aire a temperatura ambiente que pasa a través de él transversalmente desde la parte inferior hacia la parte superior a lo largo de toda la región de enfriamiento forzado constituida por la región dividida 4 y comprendida entre el primero y el último deflector transversal 6. El aire de enfriamiento que ha atravesado el lecho de cenizas vuelve a la caldera 2 desde su parte inferior ya que, como bien lo saben los expertos en la técnica presentada, sus valores de presión son inferiores al ambiente de la caja 3.

Como ya se ha mencionado, el mecanismo de intercambio entre el aire y la ceniza así obtenidos está caracterizado por una elevada eficiencia térmica, gracias a la notable superficie de ceniza disponible a contacto con el aire a temperatura ambiente.

En las Figuras 2, 2A y 3, 3A también se representan los típicos bordes laterales de contención 8 que flanquean longitudinalmente toda la superficie de transporte 311.

Siempre con referencia en la Figura 1, para evitar el ingreso incontrolado hacia la caldera 2 del aire de enfriamiento que se insinúa por las aberturas de la región dividida 4, en la presente modalidad se proporcionan medios de recirculación del aire en dicha región, preferentemente accionables mediante los mismos medios de alimentación forzada 11. En el presente ejemplo, dichos medios proporcionan un conducto de aire 131 desde la caja 3 en comunicación con los conductos de alimentación 13.

En particular - y con respecto a las Figuras 2, 2A / 3, 3A - el circuito 13-131 puede tomar aire de una región 15 comprendida entre la caja 3 y los deflectores laterales 7 (Figura 2) o entre la caja 3 y las partes inferiores del puente 5 (Figura 3) y enviarla nuevamente a la región dividida 4 que está por debajo de la superficie de transporte 311. El aire recirculante tendrá una temperatura cercana al ambiente por no haber atravesado el lecho de cenizas.

También en este ejemplo de modalidad preferida, dichos fugas de aire pueden ser interceptados mediante unos medios de control de presión 16, en uso, para detectar a través de sensores una diferencia de presión entre una primera área 161 en la caja 3 arriba de la superficie de transporte y una segunda área 162 en dicha caja 3 por debajo de la correa transportadora 31.

En la Figura 1, estas áreas 161 y 162 se representan como si estuvieran en correspondencia con una porción de caja 3 inmediatamente inferior a la cámara de combustión 2. El área 162 puede incluso coincidir con la ya mencionada área 15, puesto que las presiones de dos áreas son prácticamente iguales.

Los medios de control de la presión 16 se comunican con los medios de recirculación del aire y, por lo tanto, con los medios de alimentación forzada 11 mediante una válvula de regulación 132 selectivamente accionable. Preferentemente, se proporciona un sistema de control automático asociado al sistema 1 y a los medios 16 que, si se detecta una sobrepresión en la segunda región 162, acciona la válvula 132 de manera tal que determina una extracción de aire mediante el conducto 131 y su redireccionamiento hacia el interior de la región dividida 4, restableciendo en cero la diferencia de presión entre las dos áreas 161 y 162. Así se impide la transferencia desde el área 162/15 hacia el área 161.

Siempre con respecto a la Figura 1 y ahora también a la Figura 5, preferentemente el sistema 1 proporciona unos medios de alimentación de aire de enfriamiento hacia la tolva de extracción 21 de la caldera 2, aptos para permitir un enfriamiento de las cenizas retenidas en dicha tolva cuando está cerrada, por ejemplo durante las breves pausas para el mantenimiento de la correa 31 o por cualquier otra exigencia operativa o modalidad de gestión discontinua del sistema 1. Dichos medios preferentemente se accionan mediante los mismos medios de alimentación forzada 11 y se basan en medios de alimentación 100, también en este caso con una capacidad de aire regulable selectivamente, por ejemplo mediante una o más válvulas 101.

Como se ha mencionado anteriormente, la tolva proporciona un sistema de cierre que permite la acumulación de las cenizas pesadas en ella. Dicho sistema está formado preferentemente por una o más válvulas refractarias 212 generalmente servo controladas y accionables según un movimiento de cierre giratorio.

Dichos medios de alimentación de aire de enfriamiento hacia la tolva 21 permiten el enfriamiento de las cenizas durante la fase de acumulación en la tolva y se accionan preferentemente de forma automática por el cierre de las válvulas de fondo 212. El circuito de conductos 100 alimenta uno o más ingresos de aire 213 recabados en las válvulas de fondo 212, determinando una distribución homogénea del aire desde la parte baja de la tolva 21. El aire que entra a la tolva 21 es enviado naturalmente con una presión que supera la perdida de carga generada por el estrato de ceniza acumulada, procurando así un enfriamiento idóneo del lecho de ceniza presente en las mismas válvulas.

Siempre con referencia a la Figura 1 y ahora también a la Figura 4, en esta configuración el sistema 1 también incluye un segundo montaje / caja de la correa trasportadora, indicada globalmente por 30 y análogo al primero, dispuesto en el flujo descendente al final de la correa transportadora principal 31 mediante interposición de un triturador de cenizas 17 y de un dispositivo de enfriamiento auxiliar 18 del tipo de haz de tubos 183.

La presencia de la segunda correa transportadora 30 puede ser recomendable según la cantidad y el tamaño de las cenizas. Se le pueden asociar medios de alimentación forzada de aire en una o más regiones divididas y, posiblemente, unos medios de recirculación del aire análogos a los que ya se describieron con respecto a la primera correa transportadora 31 y preferentemente integrados con estos. En dicha configuración, el aire de enfriamiento introducido en la región por debajo de la correa 30 es redireccionado a la caldera 2 por el régimen mismo de presión allí existente.

El dispositivo de trituración 17, que puede comprender fases de trituración múltiples en secuencia, permite aumentar la superficie de las cenizas disponible para el enfriamiento, aumentando así su eficiencia global.

El dispositivo de enfriamiento auxiliar 18 proporciona que la ceniza se acumule en el interior de un volumen 181 limitado por paredes 182 preferentemente metálicas y asociado a las haces de tubos 183, siempre preferentemente metálicos, y atravesados continuamente por un fluido de baja temperatura, preferentemente agua. Siempre en una configuración óptima, dichos conductos 183 están dispuestos horizontalmente o, por lo menos, se desarrollan en dirección ortogonal con respecto a la del flujo de gas de fluidificación que introduciremos a la brevedad.

La segunda correa transportadora 30 es controlada con una velocidad de alimentación y una longitud de trasporte tales que realizan un batiente de ceniza en el interior del dispositivo de enfriamiento 18 que se asocia al mismo, trabajando como extracto de ceniza. En la base del volumen de enfriamiento, existe un circuito de alimentación de gas de fluidificación 133, preferentemente de capacidad selectivamente regulable mediante los medios pertinentes, por ejemplo una válvula 135.

El gas de fluidificación del presente ejemplo es el aire, en particular el mismo aire de enfriamiento de alimentación forzada mediante los medios 11 y a través de la válvula 134 y el circuito de conductos 13.

Dicha alimentación de aire de fluidificación afecta preferentemente todo el perímetro externo de las paredes 182. El aire enviado así hacia el interior del volumen 181 fluidifica la ceniza presente, promoviendo un elevadísimo número de impactos de las partículas de ceniza con la superficie de los tubos 183 enfriados por el agua. De esta manera se obtiene un enfriamiento adicional eficaz de la ceniza, que será aún más apreciada, cuánto más pequeñas son las partículas de ceniza fluidizada.

La invención también tiene por objeto un método de extracción y enfriamiento y recuperación de la energía de las cenizas pesadas como se ha descrito con respecto al sistema 1.

Los medios de enfriamiento de las cenizas en la tolva y su correspondiente método arriba descrito y como objeto de las reivindicaciones que siguen podrían ser objeto de protección independiente con respecto a la invención como está definida en 1 y 17, y en particular de forma independiente con respecto a la previsión de los medios de enfriamiento de aire basados en una superficie dividida.

De forma similar, también el sistema de fluidización de las cenizas en un enfriador con haces de tubos y su correspondiente método como arriba descritos y como objeto de las reivindicaciones dependientes que siguen podrían ser objeto de protección independiente con respecto a la invención como definida en las reivindicaciones 1 y 17, y en especial manera independientemente de la previsión de medios de enfriamiento por aire basados en la región dividida.

La presente invención se ha descrito hasta aquí con respecto a formas predefinidas de modalidad. Se entiende que pueden existir otras modalidades que se refieren al mismo núcleo de invención, y que todas se incluyen en el ámbito de la protección de las reivindicaciones aquí expuestas.

Claims (22)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema (1) de enfriamiento de cenizas pesadas del tipo apto para ser usado en asociado a una cámara de combustión (2) , en particular por grandes cantidades de flujos de cenizas, derivadas, por ejemplo, de combustible fósil sólido en una unidad de producción de energía, cuyo sistema (1) comprende: una correa transportadora (31) para transportar las cenizas pesadas, apta para ser puesta inferiormente con respecto a la cámara de combustión (2) y que tiene una caja de contención (3) y una superficie de transporte (311) equipada con aberturas (9) por el transito del aire de enfriamiento; cuya superficie de transporte (311) es apta para recibir las cenizas producidas en la cámara de combustión (2) sustancialmente en forma de lecho continuo; y medios de enfriamiento de las cenizas pesadas recibidas en dicha superficie de transporte (311), que incluyen medios de enfriamiento que comprenden por lo menos una región dividida (4) dispuesta en la parte inferior de dicha superficie de transporte (311), y medios de alimentación forzada (11) para una alimentación forzada de aire de enfriamiento en dicha región dividida (4), en donde dicha región dividida (4) está configurada de tal manera que limita las fugas de aire alimentado hacia ella, y en donde la disposición global es tal que, en uso, el aire de enfriamiento alimentado en dicha región dividida (4) atraviesa dichas aberturas (9) en dicha superficie de transporte (311) y el lecho de ceniza recibido en esta última.

2. El sistema (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicha región dividida (4) se desarrolla longitudinalmente a lo largo de la superficie de trasporte (311) sustancialmente a lo largo de toda su extensión.

3. El sistema (1) de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde la región dividida (4) está delimitada lateralmente por uno o más pares de deflectores longitudinales (7) que se extienden a lo largo de la dirección de avance de la correa transportadora (31).

4. El sistema (1) de acuerdo con la reivindicación anterior, en donde uno o ambos deflectores longitudinales (7) tienen una puerta (72) que se puede abrir selectivamente para el reflujo de los finos hacia la parte inferior de la caja de contención (3).

5. El sistema (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la región dividida (4) es delimitada inferiormente por una placa (5) de superficies inclinadas para recuperar los finos.

6. El sistema (1) de acuerdo con la reivindicación anterior, en donde dicha placa (5) comprende una o más pares de puertas laterales (725), que se abren selectivamente para el reflujo de los finos hacia la parte inferior de la caja de contención (3).

7. El sistema (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende uno o más pares de mamparas laterales (51) que se extienden al costado longitudinalmente a lo largo de dicha superficie de transporte (311), superiormente a ella, y en correspondencia de la región dividida (4) para limitar las fugas de aire.

8. El sistema (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicha región dividida (4) comprende una pluralidad de deflectores transversales (6) dispuestos transversalmente a la superficie de transporte (311) con respecto a la dirección de avance de la correa (31) y que crean un sello de laberinto para el aire alimentado hacia dicha región dividida (4).

9. El sistema (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende medios de recirculación del aire (131) para reticulación de aire en dicha región dividida (4), apto para extraer aire de dicha caja de contención (3) y preferentemente accionables mediante los mismos medios de alimentación forzada (11).

10. El sistema (1) de acuerdo con la reivindicación anterior, comprende medios de control de presión (16) en comunicación con los medios de recirculación del aire (131), cuyo medios de control, en uso, son aptos para detectar una diferencia de presión entre una primera área (161) en la caja (3) dispuesta superiormente a la superficie de trasporte (311) y una segunda área (162) en la caja (3) externa a dicha región dividida (4) y dispuesta inferiormente a la superficie de transporte (311).

11. El sistema (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende medios de alimentación de aire de enfriamiento (100) alimentado en una tolva de extracción (21) de la cámara de combustión (2), aptos para permitir un enfriamiento de las cenizas retenidas en dicha tolva (21) cuando esta está cerrada, en donde los medios de alimentación de aire (100) se accionan preferentemente a través de estos medios de alimentación forzada (11).

12. El sistema (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende medios de alimentación del aire de fluidización (133) para aire fluidizado alimentado en un dispositivo de enfriamiento auxiliar (18) dispuesto al final de la correa transportadora (31), aptos para determinar una movilización fluidizada de las cenizas recibidas, en donde los medios de alimentación del aire de fluidización (133) se accionan a través de los mismos medios de alimentación forzada (11).

13. El sistema (1) de acuerdo con la reivindicación anterior, en donde el dispositivo de enfriamiento auxiliar (18) es del tipo de haz de tubos (183).

14. El sistema (1) de acuerdo con la reivindicación 12 o 13, que comprenden un triturador (17) dispuesto arriba de dicho dispositivo de enfriamiento auxiliar (18).

15. El sistema (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de 12 a 14, comprende una segunda correa transportadora (30) dispuesta al final de dicho dispositivo de enfriamiento auxiliar (18).

16. El sistema (1) de acuerdo con las reivindicaciones 9, 11 y 12 o de acuerdo con cualquiera reivindicación que depende de ellas, en donde los medios de alimentación forzada (11), de los medios de recirculación del aire (131), los medios de alimentación de aire (100) para alimentar el aire en una tolva y los medios de alimentación del aire de fluidización (133) están conectados para formar un circuito único dotado de válvulas de regulación del flujo selectivamente accionables.

17. Un método de enfriamiento de cenizas pesadas, del tipo apto a ser usado en un sistema que incluye una cámara de combustión (2), en particular para grandes cantidades de flujo de cenizas que derivan, por ejemplo, de combustible fósil sólido en una unidad de producción de energía, y este método comprende las etapas de: extraer y transportar las cenizas producidas en la cámara de combustión (2) sobre una superficie de transporte (311) sustancialmente en forma de lecho continuo, cuya superficie de transporte (311) está equipada de aberturas (9) para el tránsito del aire de enfriamiento; y la alimentación forzada de aire de enfriamiento en una región dividida (4) dispuesta inferiormente a dicha superficie de transporte (311) y configurada de manera tal que limita las fugas del aire alimentado en el mismo, de manera tal que el aire de enfriamiento alimentado en dicha región dividida (4) atraviese las aberturas (9) en esta superficie de transporte (311) y el lecho de ceniza recibido en esta última, y sucesivamente sea redireccionado hacia la cámara de combustión (2) de la parte inferior de los mismos.

18. El método de acuerdo con la reivindicación 17, que proporciona una recirculación de aire en dicha región dividida (4) mediante de una extracción de aire que no ha atravesado el lecho de ceniza desde une caja de contención (3) de la superficie de transporte (311).

19. El método de acuerdo con la reivindicación anterior, en donde la recirculación del aire es activada selectivamente en función de un valor de una diferencia de presión entre una primera área (161) en dicha caja (3) dispuesta superiormente a la superficie de trasporte (311) y una segunda área (162) en dicha caja (3) externa a la región dividida (4) dispuesta inferiormente a dicha superficie de trasporte (311).

20. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19, que proporciona una alimentación de aire de enfriamiento en una tolva de extracción (21) de la cámara de combustión (2), para permitir el enfriamiento de las cenizas retenidas en la tolva (21) cuanto la tolva está cerrada.

21. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de 17 a 20, que proporciona una alimentación del aire de fluidización en un dispositivo de enfriamiento auxiliar (18) dispuesto al final de dicha superficie de transporte (311), cuya s alimentación del aire determina una movilización fluidizada de las cenizas recibidas en dicho dispositivo de enfriamiento.

22. El método de acuerdo con la reivindicación anterior, que comprende una etapa de trituración al principio del dispositivo de enfriamiento auxiliar (18). o RESUMEN Se describe un sistema de enfriamiento (1) para las cenizas pesadas del tipo conveniente que se usará en asociación con una cámara de combustión (2), particularmente para las velocidades de flujo grandes de las cenizas que se derivan, por ejemplo, del combustible fósil sólido en una unidad de producción de energía, cuyo sistema (1) comprende: una correa de transporte (31) para transportar las cenizas pesadas, que es conveniente para colocarse debajo de la cámara de combustión (2) y que tiene una caja de contención (3) y una superficie de transporte (311) equipada con las aberturas (9) para el tránsito del aire de enfriamiento, cuya superficie de transporte (311) es conveniente para recibir las cenizas producidas en la cámara de combustión (2) sustancialmente en forma de lecho continuo; y los medios de enfriamiento para enfriar las cenizas pesadas recibidas en dicha superficie de transporte (311), cuyos medios de enfriamiento comprenden por lo menos una región dividida (4) ubicada debajo de dicha superficie de transporte (311) y los medios de alimentación forzada (11) para una alimentación forzada del aire de enfriamiento en dicha región dividida (4), en donde dicha región dividida (4) está configurado para limitar el flujo de salida de aire alimentado de la misma, y en donde la disposición general es tal que, en uso, la alimentación de aire de enfriamiento a dicha región dividida (4) se cruza con dichas aberturas (9) en dicha superficie de transporte (311) y el lecho de cenizas recibido en este último (Fig . 1 ) .