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LIMPIEZA DE GASESLos productos de la combustin contienen partculas slidas que flotan como la ceniza volante mezclada con escoria de carbn (holln), las cuales tienen que ser retiradas para mantener una eficiencia de transferencia de calor, a tiempo que previenen las obstrucciones de los pasos de los humos

MANIPULACIN DE CENIZALa ceniza y residuos de la combustin de combustibles slidos se descargan en diferentes puntos del flujo de humos de la caldera como:Parte inferior del hogar Paso posterior de caldera Calentador de aireAparato de recogida de partculas de ceniza volante en polvo Molinos de pulverizacin en los que se recoge una pequea cantidad de piritas en la ceniza del combustibleLa ceniza recogida en la parte baja del hogar (a veces como escoria), que en calderas de carbn pulverizado y en hogares mecnicos puede llegar hasta una temperatura de 2400F (1316C), se enfra en agua conforme sale del hogar, hasta una temperatura que sea aceptable para el equipo de manipulacin de la ceniza.

SISTEMAS DE ESCORIALos sistemas de manipulacin de la escoria del fondo del cenicero se pueden clasificar en dos grandes grupos: intermitentes y continuos. El sistema de cenicero lleno de agua es intermitente, con perodos fuera de servicio (la escoria se almacena hasta varias horas antes de ser retirada), y en servicio. El transportador de cadena sumergido que retira la escoria a medida que se descarga de la caldera es continuo.TRANSPORTADOR DE CADENA SUMERGIDAes un transportador mecnico que cuenta con una artesa superior llena de agua y otra artesa inferior seca; uno de los extremos del transportador tiene una inclinacin que emerge del agua, lo que facilita la separacin del agua y de la ceniza. Las placas de sellado sujetas a la parte inferior del hogar, se sumergen en el agua de la artesa superior para mantener la estanqueidad a gases.

La escoria de la parte inferior del hogar cae a la artesa superior llena de agua y se transporta lentamente por los eslabones que son arrastrados por dos cadenas. Para mantener la temperatura del agua en la artesa, muchas plantas emplean un sistema de refrigeracin en circuito cerrado. La velocidad de la cadena de transporte es lenta para minimizar su desgaste y maximizar el agua escurrida.El contenido en humedad de la ceniza escurrida es del orden del 30% en peso, cifra que vara segn el destino y consistencia de la misma. La ceniza sin agua procedente del transportador se manipula y procesa de varias formas, segn sean los requerimientos de la planta

Sistema de piritasLas piritas son trozos de hierro y rocas extradas con el carbn, que se separan de ste en los pulverizadores; se pueden retirar manual, hidrulica o neumticamente. dada la naturaleza abrasiva de las piritas, la tubera que se use tiene que ser resistente a la abrasin. En el sistema neumtico, el aire de transporte procede de un sistema de vaco o de un sistema a presin, y transporta las piritas hasta la zona de vertido.Almacenamiento de ceniza y descargaLa ceniza en polvo seca se transporta hasta un silo para su almacenamiento, antes de descargarla en camiones o en vagones para su transporte; esta descarga se puede realizar en estado de polvo seco o acondicionando su humedad. La carga en seco utiliza vehculos de transporte cerrados; durante la operacin de carga el material queda completamente estanco respecto al medio ambiente, minimizando las emisiones de polvo.SOPLADORES DE HOLLINLos sopladores son dispositivos mecnicos utilizados durante el funcionamiento, para la limpieza de las deposiciones de ceniza del lado de humos de la caldera (escoria y polvo), de forma peridica.

Un soplador se compone de:Un elemento tubular o lanza que se introduce en el interior de la caldera y que transporta el medio de limpieza Unas toberas en el extremo de la lanza, para acelerar y dirigir el medio de limpieza Un sistema mecnico para introducir o girar la lanza Un sistema de controlMedios de limpiezaEl medio de limpieza utilizado en los sopladores puede ser: Vapor saturado Vapor sobrecalentadoAire comprimidoAgua Mezclas de aguaVapor o de aguaaire

En la mayora de los casos se prefiere el vapor sobrecalentado, porque la experiencia indica que la humedad del vapor saturado puede erosionar las superficies de los tubos. Un kg de vapor sobrecalentado, comparado con un kg de vapor saturado, tiene un mayor potencial de limpieza, debido a la mayor velocidad a travs de las toberas del soplador, que compensa la desventaja de la prdida energtica del chorro debido a la menor densidad.En calderas grandes se utiliza aire comprimido- Con compresores alternativos de alta presin, entre 350 a 500 psig(24,1 a 34,5) barCon compresores centrfugos de elevadas relaciones de flujo, a presiones de 150 a 225 psig(10,3 a 15,5) barDependiendo de la deposicin a retirar y del tipo de soplador, las presiones normales de toberas para sopladores oscilan Para el vapor entre 70 a 350 psig(4,8 a 24,1 bar) Para el aire entre 60 a 220 psig( 4,1 a 15,2 bar)Presin mxima de impactoEs una medida de la energa proyectada sobre la deposicin, a una distancia dada de la tobera del soplador, y constituye un parmetro fundamental que depende del tamao y configuracin de la tobera, y de la presin, temperatura y calidad del vapor.TIPOS DE SOPLADORESSoplador de posicin fija:Es un soplador no retrctil, rotativo o no, utilizado para retirar el polvo o ceniza ligeramente adherida a los bancos tubulares o a los conductos de humos; es ms econmico de instalar y funciona mejor que el soplador retrctil.

Soplador retrctil de carrera largaSe utiliza en calderas de recuperacin de la industrial qu- mica, Fig XXIII.3. Para la limpieza de bancos tubulares, el extremo de la lanza tubular lleva un juego de toberas para el medio de limpieza, que se extiende hasta el interior de la cavidad de la caldera; este tipo de soplador tiene un recorrido entre 2 ft a 56 ft

Soplador de lanza de aguaLa lanza de agua con velocidad variable se utiliza en las superficies de las paredes del hogar, cuando las deposiciones de escoria no se pueden retirar por los sopladores de pared convencionales, de aire o de vapor. Se utilizan en instalaciones que queman lignitos o carbones subbituminosos, que tienen cenizas de alta reflectividad.

Sopladores para limpieza de calentadores de aireLos calentadores de aire tubulares se limpian con un soplador especial de carrera larga, no rotativo, que lleva un elemento multitobera soportado interiormente, similar a las toberas utilizadas en los sopladores rotativos de posicin fija.

APLICACIN A Calderas que queman carbn pulverizadose muestra la seccin transversal de una caldera de servicio pblico que quema carbn pulverizado, en la que se indican las ubicaciones de los diversos sopladores. El espaciado vertical depende de la temperatura de los humos y de las caractersticas de la ceniza del carbn, y suele estar entre 12 a 14 ft

CALENTADORES DE AIRELos calentadores de aire se utilizan para calentar el aire comburente y mejorar el proceso de la combustin en las plantas generadoras de vapor. Los humos constituyen la fuente energtica, y el calentador recoge y utiliza el calor residual de los mismos, lo que incrementa la eficiencia global de la caldera un 5 10%. Los calentadores de aire pueden utilizar otras fuentes trmicas, como el vapor procedente de la extraccin de una turbina, dependiendo de la aplicacin particular de que se trate.CLASIFICACINSegn su principio operativo en el proceso de transferencia de calor, se clasifican en dos grandes grupos:Recuperativos, en los que la transferencia de calor se verifica de forma directa y continua, a travs de la pared que separa los fluidos, lo que garantiza la permanente separacin de los flujos que intervienen en el proceso de intercambio trmico.Regenerativos, en los que la transferencia de calor es indirecta, haciendo uso de un medio que se expone, alternativamente, al fluido calefactor (para tomar su energa trmica) y al fluido a calentar (para cedrsela).Calentadores de aire recuperativosEl calor se transfiere a travs de una superficie de intercambio trmico, que garantiza la separacin de los flujos de humos y aire que llegan al calentador; esta superficie puede estar conformada por: Un determinado conjunto de tubos, cuya superficie global es la del calentador de aire para el intercambio calorfico Un conjunto de placas paralelas que canalizan, por separado, los dos fluidos que intervienen en el proceso

Calentadores de aire regenerativosEl calor se transfiere indirectamente, ya que disponen de un determinado medio de almacenamiento de calor que, peridica y alternativamente, por rotacin o con dispositivos de vlvulas de inversin, se expone a los flujos caliente y fro, utilizndose como medio de almacenamiento una gran variedad de materiales.En estas unidades de generadores de vapor de plantas termoelctricas, se emplean paquetes de elementos ensamblados, muy tupidos, de chapas de acero corrugado que utilizan la rotacin, como procedimiento para sumergir el medio en los respectivos flujos.Accionamiento de ventiladoresLos ventiladores funcionan accionados por motores elctricos de induccin de jaula de ardilla, porque son ms baratos, fiables y eficientes que otros tipos de accionamientos en un amplio campo de cargas.En instalaciones de velocidad variable de gran potencia, se usan acoplamientos magnticos o hidrulicos En instalaciones de velocidad variable de menor potencia, se usan motores de induccin con rotor devanadoVentilador de tiro forzadoEl ventilador de tiro forzado tiene una presin de descarga bastante alta para equilibrar la resistencia total de los conductos de aire, calentador de aire, quemadores, lecho de combustible y cualquier otra resistencia entre la descarga del ventilador y el hogar, lo que hace de ste el punto de tiro equilibrado o de presin cero.La capacidad volumtrica del ventilador de tiro forzado a la salida debe ser igual a la cantidad total de aire comburente necesario ms las fugas del lado de aire esperadas en el calentador de aire.Ventilador de tiro inducidoLas unidades que operan con tiro equilibrado, o sin ventilador de tiro forzado, precisan un ventilador de tiro inducido para mover los gases combustin. El peso de los gases utilizados para el clculo del tiro inducido comprende: Los gases de combustin, correspondiente a la mxima carga de caldera Las infiltraciones de aire en el cerramiento de la caldera desde la atmsfera circundante Las fugas en el calentador de aire, desde el lado de aire hacia el de humosUn ventilador de tiro inducido tiene los mismos fundamentos que un ventilador de tiro forzado, excepto que ste manipula gases a mayor temperatura, que pueden contener ceniza erosiva; la temperatura de los humos se calcula para la caldera a plena carga. Los cojinetes, normalmente refrigerados por agua, disponen de escudos contra la radiacin trmica, situados en el eje entre el rotor y los cojinetes, para evitar el recalentamiento de los mismos.