XIII.- PULVERIZADORES DE CARBÓN
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El desarrollo de la pulverización de carbón es paralelo al de la tecnología de combustión del carbón
pulverizado; los primitivos sistemas utilizaban molinos con carga de bolas para pulverizar el carbón, y
silos para el almacenaje antes de quemarlo.
La evolución tecnológica para eliminar los silos y quemar el carbón, transportado directamente por
vía neumática desde los pulverizadores, requiere equipamientos más sensibles y fiables, necesidad que
cumplimentan los pulverizadores verticales con extracción por chorro de aire.
Actualmente se dispone de una amplia gama de pulverizadores, como:
-
MPS, Fig XIII.2a
Loesche, Fig XIII.2b
Los tipos
, que cubren las necesidades de las plantas termoeléctricas
-
El tipo EL, que cubre los requisitos industriales de cargas menoresque emplean elementos rodantes sobre mesas o platos giratorios que muelen finamente el carbón que se
extrae del molino mediante aire, para su transporte directo a los quemadores.
Para mantener operativas las modernas plantas termoeléctricas que queman carbón, es fundamental
disponer de unas características operativas fiables en los pulverizadores de combustible.
Un pulverizador tiene que ser capaz de manipular una amplia variedad de carbones y de acomodarse
a las oscilaciones de la demanda de la red eléctrica.
Una diferencia fundamental entre los sistemas de caldera y los pulverizadores de carbón, radica en
que éstos se dimensionan y operan como máquinas de flujo másico, mientras que cualquier caldera se
regula térmicamente, por lo que el poder calorífico del combustible juega un papel importante.
XIII.- PULVERIZADORES VERTICALES CON EXTRACCIÓN POR CHORRO DE AIRE
Principios operativos.-
molturador por rodadura; el rodillo pasa sobre una capa de material granular, que está sobre una mesa o
plato giratorio, comprimiéndola.
En la Fig XIII.1 se indican los elementos que intervienen en un mecanismo- El movimiento del rodillo provoca un desplazamiento entre partículas, a la vez que la presión del mismo crea cargas
de compresión sobre ellas
- El desplazamiento de las partículas bajo la presión aplicada provoca su trituración por fricción, que es el mecanismo
dominante en este proceso de reducción de tamaños
XIII.-391
- La capa granular comprimida tiene una influencia amortiguadora, que reduce la efectividad de la molienda y disminuye
drásticamente la velocidad de desgaste de los elementos molturadores
- En una zona de molturación, si las superficies de trabajo están
muy próximas entre sí, con una separación cercana a las dimensiones
de las partículas del producto, se aumenta el desgaste de las tres
partes en contacto: rodillo, partícula y plato; la velocidad de desgaste
anómalo se puede elevar hasta 100 veces la normal a ese combustible,
en el campo de los pulverizadores
- También se observa un elevado desgaste en los elementos (rodillo,
partícula y plato), cuando hay una presencia significativa de rocas
de cuarzo, con tamaños iguales o superiores al del espesor de la capa
de molienda
Conforme se efectúa la pulverización del carbón, las partículas finas se evacúan del proceso para
limitar excesos en la molturación, en el consumo energético y en el desgaste.
Las Fig XIII.2a.b presentan un pulverizador vertical MPS y otro Loesche mostrando los elementos
esenciales del diseño con extracción por chorro de aire:
- Un plato gira accionado por su parte inferior y unos rodillos que ruedan sobre el plato
- El molino se alimenta con carbón bruto por la parte superior, de forma que el paso de las partículas bajo los rodillos
reduce el tamaño del carbón
- El efecto combinado de la fuerza centrífuga y el desplazamiento de la capa de carbón por los rodillos, vierten parcialmente
el carbón ya molido por el borde del plato molturador
- Un flujo ascendente de aire fluidifica y arrastra el carbón pulverizado
El aire se introduce por una puerta anular (anillo inyector); el flujo de aire ascendente mezclado con
las partículas de carbón pulverizado, constituye la fluidificación por encima de la garganta.
- La velocidad del aire es lo suficientemente baja como para arrastrar sólo las partículas molidas más pequeñas, junto
con las filtradas a través de la capa de carbón
- El flujo de aire +sólidos, que asciende como lecho fluidificado, configura el estado inicial de la clasificación de tamaños
- El flujo de aire precalentado sirve también para secar el carbón, lo que mejora el proceso de combustión
Los pulverizadores verticales son equipos efectivos para el proceso de secado del carbón dentro del
pulverizador, en los que se han manipulado carbones con contenidos en humedad del orden del 40% en
peso y temperatura del
niveles de humedad, aunque la temperatura del
especiales, al tiempo que se aumentan los riesgos de eventuales incendios en el pulverizador.
Conforme el flujo de
y la velocidad del flujo disminuye, facilitándose el retorno de las partículas mayores directamente
hacia la zona de molienda. El estado final de la separación de tamaños se realiza mediante un clasificador,
separador centrífugo, colocado en la parte superior del pulverizador.
aireprimario 750ºF (400ºC). También se pueden procesar carbones con mayoresaireprimario, más elevada, requiere de materiales estructuralesaire +sólidos va ascendiendo dentro del pulverizador, la sección de paso aumenta- La mezcla carbón+aire fluye hasta unas aberturas en ángulo, en donde se la imprime una rotación y fuerza centrífuga
inducida
- Las partículas más gruesas de la mezcla carbón+aire impactan en la periferia del clasificador, se separan de la suspensión
y caen hacia la zona de molturación
- Las partículas más finas permanecen suspendidas en la mezcla y salen con ésta hacia los conductos de combustible a
quemadores
Control del pulverizador.-
aire, hay dos flujos de entrada: el de aire y el de carbón, por lo que para conseguir una operación satisfactoria
del pulverizador hay que controlar y regular adecuadamente ambos flujos.
En un pulverizador con extracción de carbón pulverizado por chorro deXIII.-392
Fig XIII.1.- Mecanismo de molienda en molino de rodillos
Fig XIII.2a.- Pulverizador vertical de rodillos tipo MPS
Fig XIII.2b.- Pulverizador vertical de rodillos Loesche
XIII.-393
Fig XIII.3.- Recirculación de carbón en un pulverizador vertical
Demanda total flujo combustible
Estación selectora de combustible
Regulador flujo total
combustible
Flujo combustible
total
Polarización individual
pulverizador
Polarización pulverizador
Estación selectora pulverizadores
Flujo aire primario diferencial
Tubo Pitot
Temperatura salida pulverizador
Regulador temperatura
carbón + aire
Punto ajuste temperatura
salida pulverizador
Coordinador
cortatiros
Polarización flujo aire primario
Polarización
individual
aire primario
Límite flujo
aire cruzado
Límite flujo
mínimo
aire primario
Regulador flujo
aire primario
Estación selectora flujo
aire primario
Atemperación Caliente
Cortatiros control temperatura aire primario
Cortatiros control
aire primario
Estación selectora
velocidad alimentador
A regulador velocidad alimentador
Velocidades alimentadoras
A otros pulverizadores
Fig XIII.4.- Esquema del sistema de control del pulverizador
En la regulación del flujo de carbón se utilizan algunos métodos antiguos, que son totalmente satisfactorios
en la mayoría de los casos:
- Se emplean cintas alimentadoras volumétricas y gravimétricas
- La medida exacta del flujo de carbón permite controlar el aire y el carbón al mismo tiempo
Requisitos de diseño.-
de pulverizadores, que cumplen con unos objetivos específicos como:
En los sistemas de combustión de carbón pulverizado se aplican diversos diseños- Finura óptima para el carbón de diseño, en todo el campo operativo del pulverizador
- Respuesta rápida frente a los cambios de carga
- Operación estable y segura, para todo el margen de cargas
XIII.-394
- Servicio continuado a lo largo de prolongados períodos de tiempo
- Mantenimiento aceptable, particularmente en los elementos molturadores
- Posibilidad de asumir variaciones en las características del carbón de diseño
- Facilidad de mantenimiento mínimo, número de partes móviles y acceso adecuado
- Mínimo espacio ocupado
Durante muchos años, su desarrollo se concentró en la modificación de los elementos molturadores,
(anillo, bolas pista y bolas). En la década de 1920 se introdujo el pulverizador tipo E y en la de 1950 se
ensayó un diseño que utilizaba dos platos horizontales de eje vertical, tipo EL, Fig XIII.5a:
- El plato inferior gira, mientras que el superior, sobre el que actúan resortes para crear una presión de molturación, es
estacionario
- Entre estos platos, superior e inferior, se coloca un juego de bolas
- La fuerza ejercida por el plato superior empuja las bolas contra la capa de carbón que está sobre la pista del anillo
inferior
Los pulverizadores tipos E y EL tienen identificaciones numéricas que indican el diámetro medio de
la pista huella de molturación del plato inferior, en (“).
El tipo E se ha construido hasta el tamaño E-70, y capacidad de 17 ton/h (15 Tm/h).
El tipo EL se ha construido hasta el tamaño EL-76, y capacidad de 20 ton/h (18 Tm/h)
Las partes de mayor desgaste en ambos pulverizadores son, los dos anillos plato y el conjunto de
las bolas de molturación, que se fabrican con aleaciones resistentes a la abrasión y son fácilmente sustituibles.
En 1970 aparece el pulverizador tipo MPS, Fig XIII.2, vertical, de rodillos rueda y extracción por
chorro de aire, que difiere de los otros molinos de rodillos en que:
- Los rodillos rueda del MPS cargan las tres ruedas simultáneamente, mediante un sistema que permite un desplazamiento
radial independiente en cada una de ellas, facilitando la continua alineación de los rodillos rodantes con la pista de
molturación, conforme éstas se van desgastando.
- Los rodillos rueda permiten el paso de grandes objetos extraños, como hierros o rocas, que puedan entrar en la zona de
molienda
- Puede mantener las características operativas de diseño, incluso aunque los rodillos hayan perdido el 40% de su peso
por el desgaste
Fig XIII.5a.- Pulverizadores de pista y bolas
XIII.-395
Fig XIII.5b.- Pulverizador de pista y rodillos
Tabla XIII.1.- Características de pulverizadores tipos EL y MPS
Concepto “EL” (pista y bolas) “MPS” (pista y rodillos)
Rango de tamaños EL-71 a EL-76 MPS-56 a MPS-118
Capacidad, ton/h (t/h) 1,5 a 20 (1,4 a 18) 17 a 105 (15 a 95)
Potencia motor, HP (kW) 25 a 300 (18 a 224) 200 a 1.250 (149 a 933)
Nivel de velocidad Medio Bajo
Velocidad plato, rev/min 231 a 90 32 a 21
Operación Presurizada Presurizada
Clasificador Interno, centrífugo Interno, centrífugo
Ajuste de clasificación Interno Interno
Límite de secado
temperatura aire primario 700ºF (321ºC) temperatura aire primario 750ºF (399ºC)
Corrección carga / humedad Ninguna hasta límite temperatura Correcc. carga con > 4% hum. superficial
Límite máximo temperatura salida 250ºF (121ºC) 210 F (99 C)
Efecto desgaste sobre operación Ninguno si se añaden bolas rellenadas Consumo +15% para desgaste completo
Sistema control, aire/combustible Nivel molino con alimentador de plato Control paralelo flujos aire y carbón
Control paralelo con alimentador cinta
Relación aire/combustible en peso 1,75/1 a plena carga 1,75/1 a plena carga
Inventario interior Medio, tras 2 ó 3 minutos de parada Alto, tras 5 ó 6 minutos de parada
Respuesta a demanda de carga > 10 % /minuto > 10 % / minuto
Consumo específico, kW/ton (kW/t) Bajo, 14 (15) con ventilador aire primario Bajo, 14 (15) con ventilador aire primario
Nivel de ruido, dB > 90 > 90, 85 (atenuado)
Vibración Moderada Baja
4 0% H
2O ó 4 0% H2O óLos MPS operan con una velocidad que produce una fuerza centrífuga (en la circunferencia media
de la pista de molturación) del orden de 0,8 veces la aceleración de la gravedad; su baja velocidad contribuye
a reducidos niveles de vibración y a la posibilidad de manipular grandes objetos extraños. Para su
accionamiento incorpora unos engranajes que hacen posible las más complejas operaciones de reparación
y sustitución de componentes, utilizando una amplia variedad de opciones, al tiempo que el molino
se mantiene en servicio.
XIII.-396
Los componentes principales de los pulverizadores MPS a sustituir a causa del desgaste, comprenden
fundamentalmente:
- Los rodillos rueda molturadores
- Los segmentos que componen la pista de rodadura
- Otras partes menores, como son las placas guía
- Los recubrimientos de material cerámico
- Las piezas de la garganta o anillo de aire
La vida útil frente al desgaste de todas las partes en contacto con el carbón, depende fundamentalmente
de su abrasividad y puede ser del orden de 8000
MPS se basa en el diámetro medio de la pista o anillo de molturación.
÷ 100000 horas. El tamaño de los pulverizadoresXIII.2.- PULVERIZADORES HORIZONTALES CON EXTRACCIÓN POR CHORRO DE AIRE
Los pulverizadores horizontales se dividen en dos grandes grupos: de alta y baja velocidad.
Fig XIII.6.- Pulverizador horizontal de alta velocidad
Pulverizadores horizontales de alta velocidad.-
verticales; operan a unas 600 rev/min y muelen por
Sirven para las mismas aplicaciones que losimpacto
aplastamiento
, de forma que:
- El carbón entra en la sección de impacto y experimenta inicialmente una reducción de tamaño pasando a continuación
entre las partes molturadoras móviles y estacionarias para sufrir la reducción final de tamaño, Fig XIII.6
- En la fase final, un ventilador extractor exhaustor facilita un flujo de aire para el secado, y para el transporte del carbón
pulverizado
- El carbón atraviesa el pulverizador muy rápidamente, de modo que sólo existe una pequeña cantidad de carbón en el
mismo
- El pulverizador horizontal de alta velocidad limita su uso a carbones con una humedad máxima del 20%, debido al
corto tiempo de residencia del carbón para su secado
Tecnología de molienda+secado.-
Otro pulverizador formado por un molino de paletas + ventiladorse indica en la Fig XIII.7; este diseño es similar al anterior en algunos puntos; se emplea para el secado
y molienda de carbones pardos lignitos, que son de muy baja calidad, con elevados contenidos en ceniza
y humedad y bajo poder calorífico.
El contenido de humedad (en peso) supera el 50% y la suma de la humedad y ceniza puede sobrepasar
el 60%. Los molinos de paletas muelen por
impacto
trituración
, con un proceso de secado muy rápido.
XIII.-397
Estos equipos cumplimentan el secado a pesar del corto tiempo de residencia, mediante la sustitución
del
hogar de la caldera, a unos 1900ºF (1038ºC).
aireprimario por un gas con temperatura extremadamente alta, tomado de la parte superior delFig XIII.7.- Pulverizador batidor con ventilador en eje único
- El humo procedente de una zona fría, como puede ser la salida del calentador de aire
más caliente para regular convenientemente la temperatura del flujo de mezcla que sale del pulverizador
- El carbón se mezcla con el flujo de gases aguas arriba del pulverizador, con vistas a un secado previo y a una reducción
de la temperatura de entrada del carbón en el molino
- El estado final del proceso tiene lugar en la sección del ventilador que mantiene constantemente una ligera depresión
en el molino.
comburente, se mezcla con humoLos pulverizadores de paletas funcionan con velocidad variable, con el fin de controlar las características
operativas del molino en los regímenes de alimentación del carbón. Se emplean equipos de un eje
para ofrecer más simplicidad ó de dos ejes para dar más flexibilidad.
Debido a la baja calidad del carbón pardo lignito que los molinos de paletas suelen manipular, éstos
tienen que procesar enormes cantidades de aire y, por tanto, se construyen en tamaños muy grandes.
En USA hay muy pocos yacimientos de carbón pardo lignito cuyas características requieran esta
tecnología de
Turquía hacen del carbón pardo lignito un combustible muy importante en la generación termoeléctrica.
molienda+secado; sin embargo, los yacimientos de Alemania, Australia, Europa del Este yPulverizadores de baja velocidad.-
ciertas aplicaciones, es el molino tubular con carga de bolas, que está constituido por un cilindro de eje
horizontal cargado parcialmente con bolas de pequeño diámetro, Fig XIII.8.
Un modelo antiguo de pulverizador, todavía en uso para- El cilindro está recubierto con un material resistente al desgaste y convenientemente perfilado para mejorar la acción
de caída de las bolas, que constituyen su carga muerta
- La velocidad de rotación del cilindro es el 80% de la velocidad para la cual la fuerza centrífuga supera a la gravedad,
nivel de velocidad con el que las bolas al girar quedan adheridas a la superficie del cilindro
- La molienda se produce por la acción de la caída de las bolas, entre las cuales quedan atrapadas las partículas de
carbón que chocan entre sí
Los pulverizadores tubulares con carga de bolas pueden ser de simple y doble flujo.
- En el molino de simple flujo, el aire y el carbón entran por uno de los extremos y la mezcla aire + carbón sale por el extremo
opuesto
- El molino de doble flujo se alimenta con carbón y aire por ambos extremos, mientras que el carbón pulverizado y seco
XIII.-398
se extrae por ambos extremos del cilindro mediante aire
En ambos molinos tubulares con carga de bolas, los clasificadores son exteriores al molino de forma
que las partículas de carbón sobredimensionadas vuelven a él, junto con el carbón bruto alimentado.
El molino tubular con carga de bolas no desarrolla una fluidificación similar como la de los pulverizadores
verticales, por lo que en cierto modo, la mezcla pobre de aire y carbón limita la capacidad de secado.
Cuando hay que moler carbones con más del 20% de humedad en peso se utilizan equipos auxiliares,
como los secadores trituradores.
Fig XIII.8.- Sistema de pulverización presurizada en molino tubular con carga de bolas
Los molinos tubulares con carga de bolas se han sustituido por pulverizadores verticales con extracción
por chorro de aire:
- Requieren mayor espacio
- Consumen más energía que los molinos verticales
- Son más difíciles de regular
- Poseen un mayor desgaste de sus materiales
Sin embargo siguen siendo los más adecuados para moler materiales extremadamente abrasivos,
de baja humedad y con extrema dificultad de molienda, como por ejemplo el coque de petróleo. El amplio
tiempo de residencia que caracteriza los molinos tubulares, los hace efectivos para una molienda muy
fina.
Los componentes que integran un sistema que quema carbón, se disponen conforme a factores de
índole económica, teniendo en cuenta las propiedades específicas del carbón para el que se diseñan, junto
con las características funcionales y operativas del proceso, como:
- La finura del producto carbón pulverizado
- La temperatura de salida del molino de la mezcla carbón pulverizado+aire
- La relación en peso aire/carbón
Los pulverizadores de carbón que se integran en las plantas que lo queman, forman parte del sistema
de combustión
directa
indirecta
XIII.-399
Combustión indirecta.-
En un sistema de combustión indirecta, el carbón pulverizado se separadel aire
de la humedad evaporada
de la energía térmica intrínseca
, antes de ir al proceso de combustión
Para realizar el proceso de combustión, el carbón pulverizado que se encuentra almacenado se inyecta
en el quemador mediante un nuevo aire de transporte; este almacenaje intermedio en silos, rara
vez se utiliza en la actualidad para la generación de vapor, pero sí se emplea en algunas tecnologías especiales,
como en la
gasificación del carbón
inyección de carbón en los hornos altos
Combustión directa.-
En un sistema de combustión directa, el carbón pulverizado y el aireprimarioque salen del molino, van directamente a los quemadores para el proceso de combustión.
El aire
La humedad evaporada
La energía térmica intrínseca
que entraron en el molino junto con el carbón que se ha pulverizado,
forman parte del proceso de combustión.
Más del 99% de los molinos tipo MPS emplean un sistema de combustión directa, que consta de:
- Un alimentador que regula el flujo de carbón bruto procedente de un silo hacia el pulverizador
- Una fuente térmica que precalienta el aireprimario para conseguir el secado del carbón
- Un ventilador de aireprimario para el pulverizador, que puede ir ubicado en dos posiciones:
a) Aguas arriba del molino pulverizador presurizado como soplante
b) Aguas abajo del molino pulverizador en depresión, como exhaustor extractor
- Un molino pulverizador configurado como una unidad
presurizada
succionadora
- Un sistema de conductos por el que se transporta la mezcla de carbón y aireprimario, desde el pulverizador hasta los
quemadores asociados al molino
- Un conjunto de quemadores de carbón que mezclan el combustible con el resto de airecomburente
- Un sistema de control y dispositivos de regulación
Estos componentes se pueden disponer de varias formas, según sean los condicionantes económicos
asociados al proyecto.
Cuando el sistema de combustión directa incorpora pulverizadores presurizados, se debe elegir entre
las dos situaciones siguientes:
- Ventiladores de aire
- Ventiladores de aire
un calentador de aire
cada molino
primario caliente, con un ventilador para cada uno de los pulverizadoresprimario frío, para el conjunto de pulverizadores que tenga el generador de vapor, aguas arriba deprimario, todo ello dentro de un sistema de suministro de aire caliente con un ramal individual paraLos
ventiladores calientes son más baratos, porque no requieren de un calentador de aireprimario.Fig XIII.9a.- Quemadores de carbón pulverizado para bajos NOx
XIII.-400
Fig XIII.9b.- Quemadores de carbón pulverizado
Los
ventiladores fríos tienenmenor coste de operación
mayor coste de instalación
, especialmente cuando se trata de unidades
para sistemas grandes, Fig XIII.10 y 11.
El
El control se realiza por medio de cortatiros:
aireprimario se controla para regular la velocidad y la temperatura, a la salida de cada molino.XIII.-401
- Dos de ellos, los de aire caliente y frío, regulan la temperatura del aire que entra en el pulverizador, y están conectados
de forma que cuando uno se abre el otro se cierra
- El tercero es independiente y controla el volumen de aire
primario global hacia el pulverizador correspondienteAlgunos fabricantes emplean sólo dos cortatiros, lo que provoca falta de estabilidad y una lenta
respuesta frente a los cambios de carga.
Los pulverizadores para la combustión directa están ligados al sistema de combustión, empleándose
un conjunto de curvas que relacionan las características de operación a lo largo de todo el intervalo de
cargas del generador de vapor, que son:
- El flujo volumétrico
- Las velocidades en puntos críticos
- Las caídas de presión en el sistema
,
número de molinos que se tienen en servicio y la capacidad de producción de cada uno, Fig XIII.12.
curvas que tienen en cuenta ela) La curva A representa el flujo de vapor de la caldera en función de la salida de carbón del pulverizador;
las líneas individuales indican el número de molinos en funcionamiento
Se puede suponer, a título de ejemplo, que si la plena carga de la caldera con un flujo de vapor de
2,5.10
315 kg/seg
6 lb/h
, se alcanza con 5 molinos en servicio, dando cada uno de ellos
8,9.10
112 kg/seg
4 lb/h
de carbón, también
se podría alcanzar la plena carga con 4 molinos, proporcionando cada uno de ellos
1,1.10
140 kg/seg
5 lb/h
Con 3 molinos, el máximo flujo de vapor sería del orden de
2,1.10
265 kg/seg
6 lb/h
La línea de carga mínima del pulverizador representa un límite basado en:
- Las propiedades del carbón
- La estabilidad de ignición
- El inicio de vibraciones mecánicas
Este límite es variable y el valor representado de
30000 lb/h
37,7 kg/seg
de carbón significa una relación de
cargas
Máxima
Mínima
relativamente elevada.b) La curva B muestra el flujo de aire
primario en las condiciones de salida del pulverizador.El flujo máximo de aire es de
55800 ft
26,34 m
3/min3/s
, para un molino MPS-89, correspondiente a un flujo de
carbón de
124.000 lb/h
15,6 kg/s
Fig XIII.10.- Sistema de carbón pulverizado con ventilador caliente para combustión directa
XIII.-402
Fig XIII.11.- Sistema de carbón pulverizado con ventilador frío para combustión directa
Fig XIII.12.- Curvas de coordinación entre el pulverizador MPS y el quemador
El flujo de aire
mínimo de diseño del equipo es un 55% del flujo máximo, del orden de30700 ft
14,49 m
3/min3/s de aire
;
para facilitar una operación estable del quemador, este flujo mínimo precisa de un ajuste, siendo el valor
a corregir del orden de
37000 ft
17,46 m
3/min3/s
, que marca los mínimos que corresponden a las curvas D y E.
c) La curva C corresponde a la relación
aire
combustible
bajas, y depende del tipo de carbón y de su finura.
que es crítica para la ignición estable a cargasXIII.-403
Si la curva B permitiese realmente una mezcla
este límite se tomaría igual al valor correspondiente al del flujo mínimo del carbón.
aire-combustible inferior a la del límite de estabilidad,d) La curva D proporciona la velocidad interna del pulverizador.-
ser, al menos, de
La velocidad en la garganta debe7000 ft/min
35,56 m/seg
, para evitar el derrame de carbón en la caja de viento del molino, calculada
en las condiciones de entrada del aire al molino.
Con
volumen específico y a una velocidad que raras veces constituye un problema con cargas bajas.
Con
carbones de alta humedad, la elevada temperatura requerida para el secado da lugar a un elevadocarbón muy seco se puede precisar:El aumento del flujo mínimo de aire
La reducción de la sección de paso de la garganta
. Las restricciones
en el área de la garganta pueden provocar, a cargas elevadas, excesivas caídas de presión.
e) La curva E indica la velocidad del aire
flujo de carbón que hay en el molino,
primario en tuberías hacia los quemadores, en función deles la relación:Vel. aire
Superficie total del flujo en tuberías que le conectan con sus quemadores respectivos
primario= Volumen del aire en las condiciones de salida del molinoLa velocidad mínima admisible es de
3000 ft/min
15,2 m/s
, que es la que permite arrastrar el carbón pulverizado
con el flujo de
sean particularmente largos; depende de
aireprimario; esta velocidad es importante en los tramos horizontales de tubería quela densidad y viscosidad del aire
la carga de partículas y del tamaño de éstas
Para el campo de tuberías de quemadores, el límite de
3000 ft/min
15,2 m/s
se ajusta sólo por densidad y por
carga de partículas
aire
combustible
La Fig XIII.13 muestra una curva de corrección para la velocidad mínima.
Uno de los requisitos que caracterizan el funcionamiento del pulverizador es el tamaño de las partículas
que salen del mismo, siendo el más frecuente para la combustión del carbón, el que corresponde a
la totalidad de partículas que pasan por las aberturas del tamiz estándar de 200 mallas por pulgada ó
200 mesh ó (74 micras). La porción en peso del carbón pulverizado que pasa a través de este tamiz se
emplea como medida de la capacidad que tiene el pulverizador, considerándose el tamaño de 74 micras el
adecuado para una buena combustión en lecho suspendido y para un completo quemado del carbón.
El tamaño requerido en la finura de las partículas se determina combinando las características de
la
.combustión del carbón
cámara de combustión del hogar
Para
que corresponde a un 70% ó más del tamiz estándar de 200 mesh (74 micras); este valor se ha fijado
como una característica de la combustión, tras un detallado estudio de la utilización de quemadores
para bajos NO
en la cámara hogar de combustión. Las partículas bastas, mayores que las que pasan por el tamiz
de 100 mesh (150 micras), contribuyen a una alta pérdida por inquemados.
carbones bituminosos quemados en recintos refrigerados por agua, la finura requerida es lax y de la necesidad de menores temperaturas de llama que aumentan el tiempo de residenciaTemperatura de salida.-
elevadas en la mezcla de
cuando hay
El carbón con bajo contenido en volátiles requiere temperaturas másaire +carbón, con el fin de asegurar una combustión estable, especialmentemenores aportes en el quemador
bajas cargas en la caldera
.
XIII.-404
Fig XIII.13.- Curva de corrección para velocidad mínima
Tabla XIII.2.- Requisitos de finura del carbón pulverizado para varios sistemas de combustión
(% que pasa a través del tamiz estándar de USA, 200 mesh (Btu/lb
x 2,326 = kJ/kg)Alto rango (Clasificación ASTM)
% carbono fijo Poder calorífico, Btu/lb
Hogar o proceso 97,9 a 86,0 85,9 a 78,0 77,9 a 69,0 > 13000 13000 a 11000 < 11000
Caldera naval - 85 80 80 75
Refrigerado por agua 80 87 70 70 65 60
Horno de cemento 90 85 80 80 80 -
Horno alto No aplicable No aplicable No aplicable 80 80 No aplicable
Bajo rango (C
fijo< 69%)Tabla XIII.3.- Temperatura típica de mezcla a la salida del pulverizador, para diversos carbones
Contenido en volátiles
Tipo de combustible sobre puro (seco y sin ceniza) Temperatura salida ºF (ºC) *
Lignito y sub-bituminoso - 125 a 140 (52 a 60)
Bituminoso, alto en volátiles 30 150 (60)
Bituminoso, bajo en volátiles 14 a 22 150 a 180 (66 a 82)
Antracita, carbón de escombrera 14 200 a 210 (93 a 99)
Coque de petróleo 0 a 8 200 a 250 (93 a 121)
* La capacidad del pulverizador se reduce con temperatura < 125ºF ó (52ºC),
cuando se muelen lignitos de alta humedad
La temperatura a la salida del pulverizador de la mezcla
(66ºC). Si es necesario se pueden emplear temperaturas más altas, del orden de 212ºF (100ºC); cualquier
temperatura superior a ésta plantea problemas en la lubricación; elevadas temperaturas de la
mezcla a la salida significan también altas temperaturas de entrada al molino, lo que conlleva un mayor
riesgo de incendio en el pulverizador.
Los sistemas de combustión indirecta:
aire + combustible es del orden de 150ºF- Implican un almacenaje intermedio del pulverizado en silo
- Requieren temperaturas más elevadas para asegurar un secado completo y evitar problemas de manipulación con el
carbón pulverizado
Cuando el carbón tiene hasta un 10% de humedad en bruto, la temperatura de 180ºF (82ºC) es suficiente
para asegurar su secado.
Para la combustión directa, los requisitos de temperatura de mezcla a la salida se determinan por:
- El contenido en volátiles que tenga el carbón
- La necesidad de una combustión estable
XIII.4.- GRINDABILIDAD
Para determinar el tamaño que debe tener un pulverizador, la grindabilidad (triturabilidad o molturabilidad)
es la característica física más importante del carbón a tener presente en la fase de diseño, que
indica la facilidad con la que se puede moler.
XIII.-405
El principio operativo del ensayo para determinar el Índice de Grindabilidad Hardgrove (HGI), se
describe en la norma D-409 de la ASTM; consiste en la aplicación de una cantidad fija y determinada de
trabajo molturador, sobre una muestra preparada y calibrada.
El equipo para determinar la grindabilidad es un pulverizador, Fig XIII.14, de no más de 50 cm de
altura, y que gira un total de 60 vueltas por lo que desarrolla una cantidad fija de trabajo molturador sobre
la muestra de carbón procesada.
El producto molido producido que pasa a través de un determinado tamiz estándar, es la medida de
la facilidad de molienda o índice de grindabilidad del carbón considerado.
Fig XIII.14.- Equipo de ensayo de grindabilidad Hardgrove
Fig XIII.15.- Equipo de ensayo MPS 32 de grindabilidad
El valor nominal del índice de grindabilidad utilizado por los fabricantes de pulverizadores es HGI =
50; con este valor, para el carbón de referencia, el factor corrector de la capacidad del pulverizador es 1.
El índice (HGI) no tiene límite superior en la escala de grindabilidad.
La grindabilidad no depende de la dureza, por cuanto algunos materiales que tienen naturaleza fibrosa
no son duros, y sin embargo son difíciles de moler; los materiales tenaces, viscosos o plásticos son
de difícil molturación.
XIII.-406
Propiedades de desgaste.-
combinados de la abrasión y de la erosión. El mecanismo dominante en el desgaste de un componente
de un equipo pulverizador, depende de:
En los pulverizadores de carbón, el desgaste es consecuencia de los efectos- La función que tenga asignada el componente en cuestión
- Las propiedades del carbón a moler, como la abrasividad y erosividad, que son propiedades difíciles de medir y que
influyen en el coste de mantenimiento del equipo
Abrasividad.-
a desgaste; la abrasividad está relacionada con la cantidad y distribución de los tamaños de
Proporciona una indicación del tiempo de vida de una parte del pulverizador sometidacuarzo y piritapresentes en el carbón, mayores que el tamaño correspondiente a 100 mesh (150 micras).
Para determinar la cantidad de estos dos materiales presentes en una muestra, se dispone de métodos
estándar como el
ASTM - D2492 para pirita
ASTM - D2799 para cuarzo
; no existen métodos aceptados universalmente para
determinar el tamaño de las partículas de cuarzo y pirita en el carbón.
Erosividad.-
de una superficie sobre la que impacta un flujo de partículas sólidas suspendidas en un fluido. Para
una combinación dada de partículas y tipo de material de superficie, el régimen de desgaste por erosión
crece con
Erosión no es lo mismo que abrasión; la erosión es la eliminación progresiva de materialla velocidad del flujo de fluido
el tamaño de las partículas en suspensi ón
el tipo de sólidos contenidos en el flujo de fluido
En la superficie de desgaste de materiales dúctiles que admiten grandes deformaciones, la magnitud
del desgaste por erosión crece con el ángulo de impacto hasta 35
Para materiales frágiles, fácilmente quebradizos, el régimen de erosión aumenta hasta un ángulo
de impacto de 70º, pero a partir de este valor el material rechazado interfiere con el impactante y la correspondiente
medida es errónea.
÷ 45º, a partir del cual disminuye.Humedad.-
unidad y, en particular, en el del pulverizador.
La humedad en el carbón se determina según la norma ASTM-D3302.
El contenido de humedad en el combustible es un parámetro clave en el diseño de laFig XIII.16.- Índice de grindabilidad Hardgrove (HGI) en función del % de humedad del combustible
Entre las diferentes clases de humedad que existen podemos considerar:
- La humedad estructural presente en el carbón en el yacimiento geológico; puede influir mucho en la grindabilidad, especialmente
en el caso de carbones subbituminosos y lignitos, Fig XIII.16
XIII.-407
- La humedad superficial es la aportada en las operaciones de manipulación, transporte, procesos diversos y almacenaje
del carbón. La humedad global, suma de la superficial y de la estructural, influye mucho en el secado y, por tanto, en la temperatura
del aire que entra en el pulverizador
- La humedad de equilibrio corresponde a la absorción de humedad atmosférica por parte del carbón secado térmicamente
La humedad depende del tipo de carbón, más que de la cantidad de agua que se le haya podido aportar
en procesos posteriores a su extracción de la mina.
Los carbones USA tienen una humedad estructural que varía entre:
- Un 2% para el carbón bituminoso Appalachian
- Un 40% para los lignitos
Cuando se trata de lignitos pardos, la humedad estructural puede llegar al 70%.
Selección del tamaño del pulverizador.-
del tamaño y número de molinos, que se precisan en el mismo.
Por lo que respecta al calor y al carbón a aportar al hogar, vienen determinados por los cálculos de
combustión y por el flujo de vapor en el generador.
Lo último a realizar en el diseño de un pulverizador es la determinaciónLa capacidad equivalente requerida en el pulverizador es =
Flujo de carbón
Factor de corrección de la capacidad
El factor de corrección de la capacidad incluye los factores de finura y grindabilidad que se muestran
en la Fig XIII.17, y la corrección por la humedad del combustible.
La mayoría de los molinos con rodillos, incluyendo el MPS, requieren corregir su capacidad debido a
la humedad, mientras que los pulverizadores tipo EL no precisan corrección alguna.
El número de pulverizadores se determina dividiendo la capacidad equivalente requerida, entre la
capacidad nominal correspondiente al pulverizador seleccionado, basada en un 70% de paso a través de
200 mesh y grindabilidad HGI = 50.
Fig XIII.17.- Factor de corrección de la capacidad del pulverizador en función de la grindabilidad
La capacidad nominal del pulverizador se toma de la información dada por el fabricante, junto con
los datos y tamaño del pulverizador.
El posible intercambio de pulverizadores, entre
- Menos número de tamaños mayores
- Más número de tamaños menores
, se establece después
de contrapesar los costes de inversión y los requisitos de operación.
Se suele añadir un pulverizador de más, para que la caldera pueda operar a plena carga cuando un
XIII.-408
molino se mantiene fuera de servicio para ejecutar en él trabajos de mantenimiento.
La selección del tipo y tamaño del pulverizador se complica al considerar suministros de carbón de
diversas fuentes y tener que cumplir con los requisitos de emisiones medioambientales; hay programas
informáticos que analizan las características operativas del pulverizador para un extenso número de
carbones, que ayudan en este proceso de selección. Si el carbón para el que se determinó el tamaño del
pulverizador fuese muy diferente del previsto en el diseño, puede suceder que los pulverizadores estén
sobredimensionados limitando el margen de regulación de la caldera contemplado previamente; en este
supuesto, habrá que reconsiderar el mantener el carbón inicial como combustible.
XIII.5.- CONSUMO ENERGÉTICO
Los costes principales de operación de un pulverizador son:
capital de inversión
consumo energético
mantenimiento
Los costes de energía y mantenimiento se expresan como costes referidos a la unidad de masa de
carbón pulverizado, y dependen de los métodos de operación de la planta.
Cuando se comparan diseños de pulverizadores, hay que tener en cuenta el consumo energético correspondiente
al ventilador de
El consumo energético para los pulverizadores EL ó MPS, con sus respectivos ventiladores, para
un carbón de
aireprimario y al pulverizador.HGI = 50
finura 70%
, es de 15 kW/Tm, cuando operan a la capacidad nominal y con elementos molturadores
nuevos.
Cuando el poder calorífico disminuye, se gasta más energía en moler y manipular el material, y el
consumo es superior a 24 kW/Tm.
Mantenimiento.-
parámetro que varía con la abrasividad del carbón. El coste de mantenimiento depende también de los
procedimientos de operación propios de la planta.
La vida de desgaste de los molinos MPS se sitúa entre 25.000
del mantenimiento anual pueden variar ampliamente con el tamaño del molino, ya que el coste de
las piezas es inversamente proporcional al tamaño del pulverizador, siendo más caras cuanto más pequeño
sea el molino.
Para el pulverizador MPS-67, el coste de mantenimiento es:
El coste de materiales y mano de obra depende de la vida útil frente al desgaste,÷ 60.000 horas, y los costes promedios- El 60% del coste de la energía consumida, para una vida de desgaste del orden de 25.000 horas
- El 20% para una vida útil de 60.000 horas
Para el pulverizador MPS-89, los porcentajes a aplicar para los tiempos citadas son del 40% y del
10%, respectivamente.
En una estimación inicial, los costes de mantenimiento se pueden tomar igual a:
- La mitad de los costes de energía para pequeños
- La tercera parte de los costes de energía para molinos grandes
Materiales cerámicos.-
de mantenimiento. La resistencia a la erosión del material cerámico con 97% de alúmina, es del orden
de 8 veces la que tiene un espesor equivalente de acero al C.
Las
La utilización de losetas cerámicas para reducir la erosión disminuye el gastochapas metálicas revestidas de materiales cerámicos se emplean en los siguientes componentes:- Conos clasificadores
- Carcasas por encima del nivel de la garganta
- Torre de descarga en los molinos MPS
El
revestimiento cerámico se utiliza en los:XIII.-409
- Codos de tuberías de carbón pulverizado a quemadores
- Escudos de desgaste de los soportes de rodillos de pulverizadores MPS
Las losetas cerámicas se colocan con cuidado para evitar el socavamiento y pérdida del propio revestimiento,
no siendo adecuadas para algunos tipos de erosión, ya que ángulos de choque elevados resultan
destructivos para materiales frágiles.
Incendios y explosiones.-
hasta dejarlo en el tamaño y forma requeridos para alcanzar una buena combustión; a veces, la
combustión se presenta y desarrolla en zonas no previstas con resultados desastrosos.
Los
la sorprendente velocidad con la que se puede desarrollar un incendio exige siempre una acción inmediata.
Los incendios en pulverizadores se pueden producir en zonas de alta temperatura de los molinos, o en
zonas de baja temperatura ricas en carbón.
Como norma, no se deben producir deposiciones de carbón en las zonas que se encuentren aguas
arriba de la garganta ya que son zonas de alta temperatura.
Hay que tener presente que un pulverizador de carbón muele el combustibleincendios en pulverizadores se tratan por procedimientos de urgencia bien planificados, ya que- Una acumulación de carbón en la cámara de viento del pulverizador puede provocar un flujo insuficiente de aire o el
desgaste de la garganta; si el carbón no se elimina con rapidez hacia el sistema de eliminación de piritas, puede entrar en ignición
con el aireprimario a alta temperatura.
- El carbón puede entrar también en la cámara de viento del pulverizador cuando se quita de servicio de una forma
anormalmente rápida, en donde puede arder sin peligro alguno e incluso puede que pase desapercibido este tipo de incendio.
- Los incendios en zonas frías y ricas en combustible se pueden desarrollar con más lentitud, pero estos incendios están
alimentados con enormes cantidades de carbón y pueden destruir rápidamente las partes internas del pulverizador
El detector más común de un incendio es la temperatura de la mezcla
del molino. Se puede obtener información útil sobre peligros potenciales observando el funcionamiento,
especialmente en instalaciones con pulverizadores múltiples.
aire-combustible a la salida- Si todos los pulverizadores están operativos con idéntico régimen de alimentación de carbón, y el aire
automático, todos los molinos deben tener la misma relación
aire
combustible
- En estas condiciones, una diferencia de temperatura significativa entre la salida y entrada del pulverizador, puede indicar
la existencia de un incendio, hecho que se debe investigar inmediatamente
- Otras posibles causas de temperaturas diferentes entre los diversos pulverizadores, pueden ser:
Una defectuosa calibración del alimentador
Un incorrecto flujo de aire
primario está enprimarioUna variación de la humedad del carbón que llega a cada uno de los molinos
También se pueden provocar grandes daños por incendio cuando se alimenta un carbón ardiendo
desde los silos o tolvas; este tipo de incendio se trata mediante un rápido vaciado del carbón que está ardiendo
a través de:
- Una tubería de transferencia o canalón independiente
- El apagado del carbón con agentes de extinción de fuegos aplicados sobre la superficie del carbón
En las interrupciones de servicio súbitas, como el disparo de un pulverizador, la repentina pérdida
del flujo de aire provoca el colapso del lecho fluidificado que se encuentra sobre el nivel de la garganta del
molino, por lo que el carbón cae en la caja de viento y entra en contacto con diversas superficies metálicas
que están normalmente muy calientes; en esta situación:
a) Los carbones de baja calidad empiezan a quemar en estado de rescoldo sin llama, a los pocos minutos de estar a
450ºF (232ºC)
XIII.-410
b) Tras la agitación provocada por la acción mecánica de las paletas de piritas al tratar de poner nuevamente el molino
en servicio, o por el restablecimiento del flujo de aire
de carbón pueden provocar explosiones, peligro que se minimiza retirando el carbón acumulado bajo estrictas condiciones a
controlar, como:
- Garantizar la seguridad del personal, evacuando a los operarios de todos aquellos puestos de trabajo que puedan
resultar afectados por una eventual explosión, que origine la rotura de la carcasa del molino o de los conductos a quemadores
- Aislar el pulverizador de todo flujo de aire, inyectando en su interior un fluido inerte o vapor de agua para crear
una atmósfera inerte
c) Una vez el carbón está aislado e inertizado, se desplaza hacia el sistema eliminador de piritas; la atmósfera inerte
impide, en las nubes de polvo levantadas por el funcionamiento del pulverizador, la aparición de cualquier rescoldo de carbón.
primario previo a la nueva puesta en servicio del pulverizador, las nubesUna explosión tiene lugar con alguna frecuencia
durante la operación
en períodos de cambio de carga
en las puestas o en las retiradas de servicio
Durante la puesta en servicio de un pulverizador, la mezcla
pasa desde
por lo que existe una mezcla transitoria intermedia, ideal para una explosión de polvo de carbón, si
existe una fuente ignitora suficientemente fuerte, como la que podría provocar el rescoldo que se desarrolla
en el carbón residual que queda en la zona caliente del molino, tras un disparo ó interrupción súbita
de operación.
aire +carbón en el recinto del molinouna situación en que es muy pobre en combustible, hasta otra final en que es rica en combustible,Control.-
el de la Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA) USA, y la norma NFPA-8503, que
recoge los valores mínimos para los controles de seguridad, que se deben usar en los pulverizadores.
El Código de Normas para el diseño y aplicación de sistemas pulverizadores de carbón, es- El flujo de aire
dispara el
alimentador de carbón
flujo de aire
primario inferior al mínimo establecido por el fabricante dispara el sistema pulverizador, que a su vezprimario
- El cierre de todas las válvulas de tuberías a quemadores dispara el
alimentador de carbón
flujo de aire
primariopulverizador
Otros indicativos de mal funcionamiento que pueden requerir el disparo manual del pulverizador:
- Una temperatura de salida del molino muy alta, probablemente indica un incendio
- La imposibilidad de mantener la temperatura de salida por encima de 125ºF (52ºC) implica una pérdida de capacidad
de molienda
Sistemas especiales de seguridad.-
del pulverizador, cuando no se dispone del adecuado flujo de
independiente que circunvala una parte de la lógica del control, precisamente la que impide operar al
motor de accionamiento del pulverizador. Para impedir el mal uso de la característica que facilita el bypass,
la eliminación del carbón residual es posible por la actuación de la lógica de disparo del molino.
Se ha desarrollado un sistema especial para hacer frente a un fenómeno observado en conductos
tras la actuación de un disparo, que consiste en la presencia de una fina capa de carbón en polvo, en la
zona del sistema de
después de haberse colapsado el lecho fluidificado; se puede interceptar mediante una disposición de
toberas rociadoras de agua bajo la garganta del molino que actúan con la señal de disparo del molino.
Junto con este sistema de rociado automático durante el ciclo de inertización y limpieza, puede funcionar
otro conjunto de toberas tangenciales de lavado, de accionamiento manual, que mejora la eliminación
del carbón residual de la trampa de piritas.
El procedimiento de eliminar el carbón residual tras un disparoaireprimario, requiere de un by-pass de controlaireprimario; esta capa se debe a una nube turbulenta de polvo de carbón, que persisteXIII.-411
XIII.6.- PULVERIZADORES AVANZADOS
Clasificadores giratorios.-
la finura estándar del 70% que pasa a través del tamiz de 200 mesh. Si el porcentaje se
eleva hasta el 80% se cumplimentan los límites de emisiones establecidos en la década final del siglo XX.
Los porcentajes de finura pueden superar el 95% pasando a través de 200 mesh, pero estos niveles
tan altos sólo se alcanzan cuando se utiliza un clasificador giratorio.
El diseño del pulverizador de carbón tipo EL se presenta en la Fig XIII.19, mientras que la Fig
XIII.20 indica el interés de este clasificador giratorio, más efectivo en la reducción del tamaño de las
partículas bastas, que reduciendo aún más el tamaño de las más finas.
Se observa que la finura correspondiente al 93% pasando a través del tamiz de 200 mesh, está
muy cerca del límite para grandes pulverizadores verticales. Se han desarrollado otras configuraciones
de rotores clasificadores, como los de:
En la actualidad, para el sistema de combustión directa, se está reconsiderandojaula de ardilla
diversos tipos de paletas
dos etapas, con una primera de tipo estacionario
Fig XIII.18.- Diagrama esquemático lógico del sistema de seguridad
XIII.-412
Fig XIII.19.- Clasificador giratorio para pulverizador tipo EL
Fig XIII.20.- Distribución del tamaño de partículas
Cada uno de estos clasificadores rotatorios representa una solución para problemas relacionados con:
- La actualización de unidades
- La distribución del tamaño de partículas
- El consumo energético del accionamiento
- Las características operativas del pulverizador
XIII.-413
Mejoras.-
En los pulverizadores de carbón MPS, las mejoras más importantes han sido:- La introducción de la segmentación en los anillos de la parte giratoria de la garganta, lo que ha reducido los costes relacionados
con el desgaste por erosión
- La mejora del sistema de carga variable mediante muelles resorte
Lo normal es hacer funcionar los sistemas de carga de los resortes de los molinos verticales, con
una carga prefijada constante; si esta carga se modifica con la carga de la alimentación de carbón al
molino, tal como se muestra en la Fig XIII.21, los beneficios se concretan en:
- Un reducido consumo energético a bajas cargas
- La posibilidad de operar a carga baja sin vibración alguna
- La pérdida reducida de presión a altas cargas, cuando se incrementa la carga de resortes por encima de los valores
prefijados
Fig XIII.21.- Carga/Fuerza resorte, en MPS-89 respecto al flujo de carbón
XIII.7.- MOLIENDA ULTRAFINA
Los molinos verticales de rodillos tienen un límite práctico, que corresponde al paso del 95% del producto
molido a través del tamiz de 200 mesh. Conforme más fino es el producto, el material reciclado en
la cámara de molienda también es más fino, por lo que la capa comprimida del carbón que se muele se
hace más fluida y menos estable.
Para una molienda muy fina se necesitan otros equipos, como el pulverizador tubular con carga de
bolas, que ofrece un prolongado tiempo de residencia lo que propicia un producto extremadamente fino;
se construyen en tamaños grandes, que son los que se precisan en sistemas de combustión directa
Una aplicación interesante de la molienda muy fina consiste en alimentar con combustible sólido a
los ignitores especiales que queman carbón, reduciendo así el consumo de combustibles líquidos (fuelóleos),
durante la operación de puesta en servicio y durante los períodos de estabilización de fuegos en las
operaciones a bajas cargas.
Los molinos que emplean bolas, generalmente para molienda húmeda, cuentan con una pequeña
carga de bolas en el interior de un recipiente cilíndrico que se agitan por rotación; la pulverización se produce
por la molienda de los sólidos que fluyen a través de la zona de carga de las bolas.
En los molinos que trabajan por fricción a alta velocidad, Fig XIII.22, el rotor tiene una serie de discos,
dotado cada uno de barras de impacto que configuran una etapa de molienda; muelen combinando
dos factores:
- En el primero hay etapas en las que predomina el impacto
- En el segundo destaca la etapa final de fricción
Estos molinos han atraído la atención para la preparación de un combustible adecuado para su
combustión en ignitores especiales, que sustituyan a los clásicos mecheros de fuelóleo utilizados para el
encendido y estabilidad de la llama.
XIII.-414
Las etapas que se integran en la molienda están separadas por diafragmas, en las que el carbón,
para pasar de una etapa a la siguiente, se mueve hacia el centro, contra la fuerza centrífuga.
El carbón capturado en cada etapa constituye una superficie que protege a la carcasa del molino
de un rápido desgaste; estos molinos se construyen con capacidades que llegan a las 4,5 Tm/h y pueden
ser de un paso, o estar equipados con clasificadores centrífugos externos para el control de tamaños.
Fig XIII.22.- Configuración de la cámara de molienda de un molino de fricción a alta velocidad
El carbón micronizado es un carbón pulverizado tal que su 100% pasa a través de un tamiz estándar
de 315 mesh. La salida de los molinos de fricción a alta velocidad tiene una finura que se corresponde
con
la que pasa el 98% a través del 200 mesh
y el 86% a través del 325 mesh
Un carbón molido con estas características es tan fino que se puede encender fácilmente sin necesidad
de precalentar el
Los molinos de fricción a alta velocidad tienen un elevado consumo energético y se puede decir que
la potencia del motor es la suficiente para facilitar la energía de secado de la mayoría de los carbones.
aireprimario comburente.XIII.-415
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