BRPI0711202A2 - sistema de refrigeração para a extração a seco das cinzas pesadas de fundo para fornos durante a etapa de armazenamento na tremonha - Google Patents

Abstract

Sistema de refrigeração para a extração a seco das cinzas pesadas de fundo para fornos durante a etapa de armazenagem na tremonha. A presente invenção se refere a um sistema de refrigeração para a extração a seco da saída das cinzas pesadas de fundo formadas nos fornos para combustíveis sólidos, durante a etapa de armazenamento na tremonha, caracterizado por entradas de ar (2) apropriadas, dispostas nas paredes laterais da tremonha (1) no fundo da tremonha, através das quais uma quantidade controlada de ar entra, aspirado pela baixa pressão, na câmara de combustão (12), apto a obter um sistema de distribuição equilibrado e uniforme para tal ar durante a etapa de armazenamento na tremonha (1), o qual otimiza a refrigeração das cinzas que caem, deixando inalterada a quantidade total de ar que entra no forno, Os cabeçotes de distribuição das entradas (2) são ligados no ambiente do extrator (6) pela tampa (7), através de um duto (3) apropriado, dotado de uma válvula (8) automática, a qual é aberta durante a etapa de armazenamento, permitindo que o ar de refrigeração passe por ditas entradas (2) dispostas nas paredes laterais da tremonha (1). Uma refrigeração mais eficiente pode ser obtida através da adição de água, que entra pelos bicos (14), apropriadamente dispostos dentro da tremonha (1). A quantidade de água pode ser ajustada de tal forma que a função de melhoria na refrigeração das cinzas é atuada sem umedecê-la.

Description

Sistema de refrigeração para a extração a seco das cinzas pesadas de fundo parafornos durante a etapa de armazenagem na tremonha.

Nos sistemas de extração de cinzas a seco (veja a PatenteEuropéia EP 0.471.055 B1), a refrigeração das cinzas no transportador do extrator e nostransportadores subseqüentes é conseguida através da trocar térmica por convecçãoforçada com o ar retornando para dentro do sistema sendo aspirado pela baixa pressãoquer existe no fundo do forno. O ar de refrigeração retorna através de entradasapropriadas dispostas nas paredes laterais do extrator e dos transportadoressubseqüentes e se move através do contra fluxo de cinzas passando através da linhadas maquinas de transporte até que este alcance a câmara de combustão. O modo deoperação do sistema de extração conhecido fornece energia para fechar as válvulas dofundo do forno e para armazenar as cinzas dentro da tremonha. Esta operação permiteuma ótima flexibilidade do sistema, permitindo realizar as operações de manutenção.

Durante a etapa de armazenagem na tremonha, as cinzas começam a assentar nasválvulas de fundo e inicialmente, quando o peso das cinzas ainda não é tal grande, o arde refrigeração pode passar na tremonha resfriando as cinzas recém assentadas,passando através do leito de material e das cinzas que caem livres, cruzando-as emcontra fluxo. Conforme aumenta o peso das cinzas acima das válvulas de fundo, o ar ficasujeito a arrastes cada vez maiores na entrada da tremonha, a quantidade do ar ficacada vez menor até que esta seja totalmente estancada. Neste caso, nenhumaintervenção externa permite a refrigeração das cinzas que estão sendo armazenadas e,de acordo com a capacidade restante da tremonha, a quantidade de cinzas em altatemperatura descarregada no extrator durante a abertura das válvulas de fundo é tal queeste não pode ser resfriada pelo sistema do ar em contra fluxo e isto faz com que adiantesurjam problemas de desgaste e de mau funcionamento devidos as deformações locais,em particular nos membros de moagem a jusante do extrator.

Mesmo quando o tempo de armazenagem é curto, adistribuição do ar na tremonha não é constante devido ao fato de que o perfil dearmazenamento das cinzas na tremonha não é uniforme, tanto nos fornos de combustãofrontal quanto nos fornos de combustão tangencial, assim podem se formar zonas nãomuito bem resfriadas devido à dificuldade do ar em cruzar o leito de cinzas formado.

Além disto, no caso de extratores a seco, os quaisapresentam inclinações maiores que o ângulo de declive natural do materialtransportado, podem existir cinzas armazenadas na secção da curva. Neste caso, asecção entre a correia transportadora e a tampa é ocupada pelo material, obstruindo apassagem e restringindo o ar de refrigeração em passar para a zona abaixo da correiatransportadora. As cinzas finas, as quais são ficam depositadas sob a correiatransportadora assim causando mau funcionamentos no sistema de recuperação dascinzas finas, são arrastadas junto com o ar.

Estes problemas são plenamente resolvidos através dosistema de acordo com a presente invenção, a qual fornece um número apropriado deentradas de ar de refrigeração, dispostas nas paredes laterais da tremonha dearmazenamento na parte acima da altura máxima das cinzas. Tais entradas lateraispodem ser conectadas umas com as outras através de apenas um duto ligado noextrator e dimensionado de tal forma que pode ser obtida uma distribuição uniforme do arde refrigeração através das paredes da tremonha. No duto que liga a tremonha aoextrator é montada uma válvula a qual é aberta quando deve ser assegurada arefrigeração das cinzas também durante a etapa de armazenamento.

Na etapa de armazenamento, com a válvula de fundofechada, o ar de refrigeração que entra no sistema através da admissão nas paredeslaterais do extrator cruza este caminho alternativo em relação ao caminho que o arrealiza durante a operação em modo normal.

Caso seja necessário, o efeito de refrigeração do ar queentra é aumentado através da adição de água por meio de bicos dispostos tanto nasparedes laterais da tremonha quanto nas entradas de ar da tremonha. A posição dasentradas de ar e dos bicos é tal que é garantida a entrada livre de ar mesmo no caso decinzas armazenadas até a altura máxima esperada. O vapor resultante retorna para oforno, aspirado pela baixa pressão deste, e auxilia como uma refrigeração extra quecruza as cinzas que caem em contra fluxo. A quantidade de água a ser enviada para osbicos é finamente ajustada com base na temperatura das cinzas e nos valores do fluxoindicados por sensores apropriados, de tal forma que este apropriadamente auxilia narefrigeração das cinzas sem umedecê-las.

As características inovadoras, objetos e vantagens dapresente invenção, ficarão mais claras a partir da descrição que se segue e das figurasem anexo, relativas às formas não Iimitativas de realização, nas quais as diversas figurasmostram:

A figura 1 é uma vista lateral de um extrator de cinzas dotado de entradas de ar nasparedes laterais da tremonha de armazenamento ligado, por meio de uma válvula, noambiente de extrator;

A figura 2 é uma vista superior das entradas na tremonha de armazenamento e daconexão com o ambiente do extrator;

A figura 3 é uma vista em secção transversal do extrator na tremonha dearmazenamento mostrando a presença dos bicos de fornecimento da água derefrigeração;

A figura 4 é uma vista em secção transversal do extrator na tremonha dearmazenamento mostrando a presença dos bicos de fornecimento da água derefrigeração dispostos nas entradas laterais; e

A figura 5 é uma vista em secção transversal do extrator na tremonha dearmazenamento mostrando a presença dos bicos de fornecimento da água derefrigeração dispostos nas entradas laterais.

Em relação ao todo, é desejável especificar que os númerosde referência iguais, nas diferentes figuras, indicam elementos iguais ou similares.

O sistema de refrigeração das cinzas, objeto da presenteinvenção, permite, durante a etapa de armazenamento das cinzas na tremonha (1), arefrigeração das cinzas enquanto estas caem através da abertura do forno (12), atravésde um sistema com entradas laterais (2). Uma vez que o duto de distribuição de ar (3) édiretamente ligado no extrator (6), a entrada do ar do ambiente ocorre através dasmesmas entradas laterais (4) usadas durante a etapa de operação normal. Assim, aquantidade de ar usada para refrigerar é sempre a mesma tanto durante a operaçãocontínua quanto e etapa de armazenamento.

As entradas de ar extra (2) são dispostas nas paredeslaterais da tremonha (1) em alturas que são superiores a altura máxima das cinzasarmazenadas sobre as válvulas de fundo (5), de tal forma que podem ser evitadas asobstruções e o mau funcionamento das entradas (2) devido a grande altura das cinzas.

Tais entradas de ar (2) são alimentadas por cada lado da tremonha (1) por um único duto(3), ligado na tampa (7) do extrator (6) através de uma válvula (8) que pode ser tantomanual quanto automática. Desta forma, quando tem início a etapa de armazenamentona tremonha (1), com as válvulas (5) fechadas, através da abertura da válvula (8) o ar derefrigeração é sugado a partir do exterior por meio das entradas laterais (4) devido abaixa pressão dentro da câmara de combustão.

A abertura da válvula (8) é operada simplesmente pelofechamento das válvulas de fundo (5). Após o fechamento das válvulas de fundo (5), o araspirado do exterior e através das entradas laterais (4) entra no extrator (6), e por nãoestar apto a entrar no forno uma vez que as válvulas de fundo (5) estão fechadas, éobrigado a ir adiante na direção do duto (3). As válvulas de fundo (5) não são fechadaspelo ar, e como resultado uma certa quantidade de ar ira permanecer passando atravésdo fundo, até que a camada de cinzas armazenadas sobre as válvulas (5) fechetotalmente a passagem.

O uso do sistema de refrigeração das cinzas durante aetapa de armazenamento é útil também em configurações de plantas as quaisapresentam uma inclinação do extrator maior que o ângulo de declive natural do materialtransportado. Em tal caso, e durante a etapa de extração na curva, podem ocorrer algunsdepósitos de cinzas em conexão com os deslizamentos do material no percursoinclinado.Quando isto acontece, a área de passagem (9) incluídaentre a correia transportadora (13) e a tampa (7) é totalmente obstruída e então o ar derefrigeração é obrigado a passar por sobre a parte de transporte inferior. Uma vez que oar de refrigeração está repleto de cinzas finas, estas se depositam no fundo do sistemade recuperação (11), assim obstruindo-o. Alternativamente, e caso a válvula (8) sejaaberta o ar pode desviar pela parte superior evitando a obstrução do sistema derecuperação (11).

Este modo de entrada de ar no forno apresenta inúmerasvantagens em relação à refrigeração das cinzas armazenadas, devido a uma distribuiçãode ar mais uniforme em relação a toda a superfície de passagem das cinzas que caem,sem a necessidade de aumentar a quantidade de ar que entra no forno.

Uma outra configuração do sistema de refrigeração natremonha prevê o uso de água de refrigeração (14) através de bicos apropriadamentedispostos dentro da tremonha, os quais auxiliam na refrigeração das cinzas armazenadasnas válvulas de fundo (5), atravessando estas após terem sido firmemente fechadas demodo a refrigerar, mas não umedecer as cinzas. A quantidade de água fornecida pelosbicos é, de fato, ajustada com base na temperatura e nos valores do fluxo das cinzasarmazenadas, medidos através de sensores apropriados (não mostrados) dispostosdentro de tremonha. O vapor que sai durante a refrigeração por água é aspirado pelabaixa pressão no forno e é misturado com a fumaça da combustão e assim aumenta arefrigeração das cinzas que caem da câmara de combustão. Tal expediente extra resultaem uma contribuição importante para o processo de refrigeração das cinzas uma vez queeste tira vantagem do calor latente de vaporização da água, o qual subtrai calor dascinzas armazenadas na tremonha, mas deixa seca as cinzas recuperadas no fundo datremonha através do sistema de extração conhecido.

Claims (5)

1. Sistema de refrigeração para cinzas pesadas, formadasnos fornos para combustíveis fósseis, durante a etapa de armazenamento na tremonha(1), caracterizado por entradas de ar (2) apropriadas, dispostas nas paredes laterais datremonha (1) no fundo do forno, através das quais uma quantidade controlada de arentra aspirado pela baixa pressão, na câmara de combustão, através do duto (3) ligadona tampa (7) do recipiente metálico dentro do qual o extrator (6) é incluído.

2. Sistema de refrigeração, de acordo com a reivindicação-1, caracterizado pelo fato de que a refrigeração das cinzas armazenadas é melhoradaatravés da adição de água, fornecida para a tremonha (1), em uma quantidade de modoa resfriar as cinzas sem umedecê-las.

3. Sistema de refrigeração, de acordo com a reivindicação-2, caracterizado pelo fato de que a água de refrigeração é fornecida através de bicos(14) apropriados, dispostos ou nas paredes laterais da tremonha (1) ou nas entradas dear (2) na tremonha.

4. Sistema de refrigeração, de acordo com a reivindicação-1, caracterizado por uma seqüência de tubos (2) para uma distribuição uniforme do arde refrigeração e uma válvula de bloqueio (8), manual ou automática, a qual é abertaapós o fechamento das válvulas de fundo (5) ligando ditos tubos (2) ao ambiente doextrator (6), permitindo que o ar de refrigeração entre na tremonha (1).

5. Sistema de refrigeração, de acordo com a reivindicação-3, caracterizado pelo fato de que a quantidade de água fornecida para os bicos (14) érigidamente dosada com base nos valores do fluxo e da temperatura das cinzasarmazenadas, medidos por meio de sensores apropriados instalados dentro da tremonha(1), e a saída do vapor do processo de refrigeração sendo levada para fora juntamentecom a fumaça da combustão.