XIII.- PULVERIZADORES DE CARBNhttp://libros.redsauce.net/

El desarrollo de la pulverizacin de carbn es paralelo al de la tecnologa de combustin del carbn

pulverizado; los primitivos sistemas utilizaban molinos con carga de bolas para pulverizar el carbn, y

silos para el almacenaje antes de quemarlo.

La evolucin tecnolgica para eliminar los silos y quemar el carbn, transportado directamente por

va neumtica desde los pulverizadores, requiere equipamientos ms sensibles y fiables, necesidad que

cumplimentan los pulverizadores verticales con extraccin por chorro de aire.

Actualmente se dispone de una amplia gama de pulverizadores, como:

- Los tipos

MPS, Fig XIII.2aLoesche, Fig XIII.2b

, que cubren las necesidades de las plantas termoelctricas

- El tipo EL, que cubre los requisitos industriales de cargas menores

que emplean elementos rodantes sobre mesas o platos giratorios que muelen finamente el carbn que se

extrae del molino mediante aire, para su transporte directo a los quemadores.

Para mantener operativas las modernas plantas termoelctricas que queman carbn, es funda-

mental disponer de unas caractersticas operativas fiables en los pulverizadores de combustible.

Un pulverizador tiene que ser capaz de manipular una amplia variedad de carbones y de acomo-

darse a las oscilaciones de la demanda de la red elctrica.

Una diferencia fundamental entre los sistemas de caldera y los pulverizadores de carbn, radica en

que stos se dimensionan y operan como mquinas de flujo msico, mientras que cualquier caldera se

regula trmicamente, por lo que el poder calorfico del combustible juega un papel importante.

XIII.- PULVERIZADORES VERTICALES CON EXTRACCIN POR CHORRO DE AIRE

Principios operativos.- En la Fig XIII.1 se indican los elementos que intervienen en un mecanismo

molturador por rodadura; el rodillo pasa sobre una capa de material granular, que est sobre una mesa o

plato giratorio, comprimindola.- El movimiento del rodillo provoca un desplazamiento entre partculas, a la vez que la presin del mismo crea cargas

de compresin sobre ellas

- El desplazamiento de las partculas bajo la presin aplicada provoca su trituracin por friccin, que es el mecanismo

dominante en este proceso de reduccin de tamaos

XIII.-391

- La capa granular comprimida tiene una influencia amortiguadora, que reduce la efectividad de la molienda y dismi-

nuye drsticamente la velocidad de desgaste de los elementos molturadores

- En una zona de molturacin, si las superficies de trabajo estn

muy prximas entre s, con una separacin cercana a las dimensiones

de las partculas del producto, se aumenta el desgaste de las tres

partes en contacto: rodillo, partcula y plato; la velocidad de desgas-

te anmalo se puede elevar hasta 100 veces la normal a ese combus-

tible, en el campo de los pulverizadores

- Tambin se observa un elevado desgaste en los elementos (rodillo,

partcula y plato), cuando hay una presencia significativa de rocas

de cuarzo, con tamaos iguales o superiores al del espesor de la capa

de molienda

Conforme se efecta la pulverizacin del carbn, las partculas finas se evacan del proceso para

limitar excesos en la molturacin, en el consumo energtico y en el desgaste.

Las Fig XIII.2a.b presentan un pulverizador vertical MPS y otro Loesche mostrando los elementos

esenciales del diseo con extraccin 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 carbn bruto por la parte superior, de forma que el paso de las partculas bajo los rodillos

reduce el tamao del carbn

- El efecto combinado de la fuerza centrfuga y el desplazamiento de la capa de carbn por los rodillos, vierten parcial-

mente el carbn ya molido por el borde del plato molturador

- Un flujo ascendente de aire fluidifica y arrastra el carbn pulverizado

El aire se introduce por una puerta anular (anillo inyector); el flujo de aire ascendente mezclado con

las partculas de carbn pulverizado, constituye la fluidificacin por encima de la garganta.

- La velocidad del aire es lo suficientemente baja como para arrastrar slo las partculas molidas ms pequeas, junto

con las filtradas a travs de la capa de carbn

- El flujo de aire +slidos, que asciende como lecho fluidificado, configura el estado inicial de la clasificacin de tamaos

- El flujo de aire precalentado sirve tambin para secar el carbn, lo que mejora el proceso de combustin

Los pulverizadores verticales son equipos efectivos para el proceso de secado del carbn dentro del

pulverizador, en los que se han manipulado carbones con contenidos en humedad del orden del 40% en

peso y temperatura del aireprimario 750F (400C). Tambin se pueden procesar carbones con mayores

niveles de humedad, aunque la temperatura del aireprimario, ms elevada, requiere de materiales estruc-

turales especiales, al tiempo que se aumentan los riesgos de eventuales incendios en el pulverizador.

Conforme el flujo de aire +slidos va ascendiendo dentro del pulverizador, la seccin de paso au-

menta y la velocidad del flujo disminuye, facilitndose el retorno de las partculas mayores directamente

hacia la zona de molienda. El estado final de la separacin de tamaos se realiza mediante un clasifica-

dor, separador centrfugo, colocado en la parte superior del pulverizador.

- La mezcla carbn+aire fluye hasta unas aberturas en ngulo, en donde se la imprime una rotacin y fuerza centrfuga

inducida

- Las partculas ms gruesas de la mezcla carbn+aire impactan en la periferia del clasificador, se separan de la sus-

pensin y caen hacia la zona de molturacin

- Las partculas ms finas permanecen suspendidas en la mezcla y salen con sta hacia los conductos de combustible a

quemadores

Control del pulverizador.- En un pulverizador con extraccin de carbn pulverizado por chorro de

aire, hay dos flujos de entrada: el de aire y el de carbn, por lo que para conseguir una operacin satis-

factoria del pulverizador hay que controlar y regular adecuadamente ambos flujos.

XIII.-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.- Recirculacin de carbn en un pulverizador vertical

Demanda total flujo combustible

Estacin selectora de combustible

Regulador flujo total combustible

Flujo combustible total

Polarizacin individual pulverizador

Polarizacin pulverizador

Estacin selectora pulverizadores

Flujo aire primario diferencial Tubo Pitot

Temperatura salida pulverizador

Regulador temperatura carbn + aire

Punto ajuste temperatura salida pulverizador

Coordinador cortatiros

Polarizacin flujo aire primario

Polarizacin individual aire primario

Lmite flujoaire cruzado

Lmite flujo mnimoaire primario

Regulador flujo aire primario

Estacin selectora flujo aire primario

Atemperacin Caliente

Cortatiros control temperatura aire primario

Cortatiros control aire primario

Estacin selectoravelocidad alimentador

A regulador velocidad alimentador

Velocidades alimentadoras

A otros pulverizadores

Fig XIII.4.- Esquema del sistema de control del pulverizador

En la regulacin del flujo de carbn se utilizan algunos mtodos antiguos, que son totalmente satis-

factorios en la mayora de los casos:

- Se emplean cintas alimentadoras volumtricas y gravimtricas

- La medida exacta del flujo de carbn permite controlar el aire y el carbn al mismo tiempo

Requisitos de diseo.- En los sistemas de combustin de carbn pulverizado se aplican diversos di-

seos de pulverizadores, que cumplen con unos objetivos especficos como:

- Finura ptima para el carbn de diseo, en todo el campo operativo del pulverizador

- Respuesta rpida frente a los cambios de carga

- Operacin estable y segura, para todo el margen de cargas

XIII.-394

- Servicio continuado a lo largo de prolongados perodos de tiempo

- Mantenimiento aceptable, particularmente en los elementos molturadores

- Posibilidad de asumir variaciones en las caractersticas del carbn de diseo

- Facilidad de mantenimiento mnimo, nmero de partes mviles y acceso adecuado

- Mnimo espacio ocupado

Durante muchos aos, su desarrollo se concentr en la modificacin de los elementos molturadores,

(anillo, bolas pista y bolas). En la dcada de 1920 se introdujo el pulverizador tipo E y en la de 1950 se

ensay un diseo que utilizaba dos platos horizontales de eje vertical, tipo EL, Fig XIII.5a:

- El plato inferior gira, mientras que el superior, sobre el que actan resortes para crear una presin de molturacin, 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 carbn que est sobre la pista del anillo

inferior

Los pulverizadores tipos E y EL tienen identificaciones numricas que indican el dimetro medio de

la pista huella de molturacin del plato inferior, en ().

El tipo E se ha construido hasta el tamao E-70, y capacidad de 17 ton/h (15 Tm/h).

El tipo EL se ha construido hasta el tamao 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 molturacin, que se fabrican con aleaciones resistentes a la abrasin y son fcilmente sus-

tituibles.

En 1970 aparece el pulverizador tipo MPS, Fig XIII.2, vertical, de rodillos rueda y extraccin por

chorro de aire, que difiere de los otros molinos de rodillos en que:

- Los rodillos rueda del MPS cargan las tres ruedas simultneamente, mediante un sistema que permite un desplaza-

miento radial independiente en cada una de ellas, facilitando la continua alineacin de los rodillos rodantes con la pista de

molturacin, conforme stas se van desgastando.

- Los rodillos rueda permiten el paso de grandes objetos extraos, como hierros o rocas, que puedan entrar en la zona de

molienda

- Puede mantener las caractersticas operativas de diseo, 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.- Caractersticas de pulverizadores tipos EL y MPS

Concepto EL (pista y bolas) MPS (pista y rodillos) Rango de tamaos 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 BajoVelocidad plato, rev/min 231 a 90 32 a 21

Operacin Presurizada PresurizadaClasificador Interno, centrfugo Interno, centrfugo

Ajuste de clasificacin Interno Interno Lmite de secado

temperatura aire primario 700F (321C) temperatura aire primario 750F (399C)Correccin carga / humedad Ninguna hasta lmite temperatura Correcc. carga con > 4% hum. superficial

Lmite mximo temperatura salida 250F (121C) 210 F (99 C)Efecto desgaste sobre operacin Ninguno si se aaden bolas rellenadas Consumo +15% para desgaste completo

Sistema control, aire/combustible Nivel molino con alimentador de plato Control paralelo flujos aire y carbnControl paralelo con alimentador cinta

Relacin aire/combustible en peso 1,75/1 a plena carga 1,75/1 a plena cargaInventario interior Medio, tras 2 3 minutos de parada Alto, tras 5 6 minutos de parada

Respuesta a demanda de carga > 10 % /minuto > 10 % / minutoConsumo especfico, 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)Vibracin Moderada Baja

40% H2O 40% H2O

Los MPS operan con una velocidad que produce una fuerza centrfuga (en la circunferencia media

de la pista de molturacin) del orden de 0,8 veces la aceleracin de la gravedad; su baja velocidad contri-

buye a reducidos niveles de vibracin y a la posibilidad de manipular grandes objetos extraos. Para su

accionamiento incorpora unos engranajes que hacen posible las ms complejas operaciones de repara-

cin y sustitucin 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, compren-

den fundamentalmente:- Los rodillos rueda molturadores

- Los segmentos que componen la pista de rodadura

- Otras partes menores, como son las placas gua

- Los recubrimientos de material cermico

- Las piezas de la garganta o anillo de aire

La vida til frente al desgaste de todas las partes en contacto con el carbn, depende fundamental-

mente de su abrasividad y puede ser del orden de 8000 100000 horas. El tamao de los pulverizadores

MPS se basa en el dimetro medio de la pista o anillo de molturacin.

XIII.2.- PULVERIZADORES HORIZONTALES CON EXTRACCIN 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.- Sirven para las mismas aplicaciones que los

verticales; operan a unas 600 rev/min y muelen por

impacto aplastamiento

, de forma que:

- El carbn entra en la seccin de impacto y experimenta inicialmente una reduccin de tamao pasando a continua-

cin entre las partes molturadoras mviles y estacionarias para sufrir la reduccin final de tamao, Fig XIII.6

- En la fase final, un ventilador extractor exhaustor facilita un flujo de aire para el secado, y para el transporte del car-

bn pulverizado

- El carbn atraviesa el pulverizador muy rpidamente, de modo que slo existe una pequea cantidad de carbn en el

mismo

- El pulverizador horizontal de alta velocidad limita su uso a carbones con una humedad mxima del 20%, debido al

corto tiempo de residencia del carbn para su secado

Tecnologa de molienda+secado.- Otro pulverizador formado por un molino de paletas + ventila-dor se indica en la Fig XIII.7; este diseo es similar al anterior en algunos puntos; se emplea para el se-

cado y molienda de carbones pardos lignitos, que son de muy baja calidad, con elevados contenidos en ce-

niza y humedad y bajo poder calorfico.

El contenido de humedad (en peso) supera el 50% y la suma de la humedad y ceniza puede sobre-

pasar el 60%. Los molinos de paletas muelen por

impactotrituracin

, con un proceso de secado muy rpido.

XIII.-397

Estos equipos cumplimentan el secado a pesar del corto tiempo de residencia, mediante la sustitu-

cin del aireprimario por un gas con temperatura extremadamente alta, tomado de la parte superior del

hogar de la caldera, a unos 1900F (1038C).

Fig XIII.7.- Pulverizador batidor con ventilador en eje nico

- El humo procedente de una zona fra, como puede ser la salida del calentador de airecomburente, se mezcla con humo

ms caliente para regular convenientemente la temperatura del flujo de mezcla que sale del pulverizador

- El carbn se mezcla con el flujo de gases aguas arriba del pulverizador, con vistas a un secado previo y a una reduc-

cin de la temperatura de entrada del carbn en el molino

- El estado final del proceso tiene lugar en la seccin del ventilador que mantiene constantemente una ligera depresin

en el molino.

Los pulverizadores de paletas funcionan con velocidad variable, con el fin de controlar las caracte-

rsticas operativas del molino en los regmenes de alimentacin del carbn. Se emplean equipos de un eje

para ofrecer ms simplicidad de dos ejes para dar ms flexibilidad.

Debido a la baja calidad del carbn pardo lignito que los molinos de paletas suelen manipular, stos

tienen que procesar enormes cantidades de aire y, por tanto, se construyen en tamaos muy grandes.

En USA hay muy pocos yacimientos de carbn pardo lignito cuyas caractersticas requieran esta

tecnologa de molienda+secado; sin embargo, los yacimientos de Alemania, Australia, Europa del Este y

Turqua hacen del carbn pardo lignito un combustible muy importante en la generacin termoelctrica.

Pulverizadores de baja velocidad.- Un modelo antiguo de pulverizador, todava en uso para ciertas aplicaciones, es el molino tubular con carga de bolas, que est constituido por un cilindro de eje

horizontal cargado parcialmente con bolas de pequeo dimetro, Fig XIII.8.- El cilindro est recubierto con un material resistente al desgaste y convenientemente perfilado para mejorar la accin

de cada de las bolas, que constituyen su carga muerta

- La velocidad de rotacin del cilindro es el 80% de la velocidad para la cual la fuerza centrfuga 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 accin de la cada de las bolas, entre las cuales quedan atrapadas las partculas de

carbn que chocan entre s

Los pulverizadores tubulares con carga de bolas pueden ser de simple y doble flujo.

- En el molino de simple flujo, el aire y el carbn entran por uno de los extremos y la mezcla aire + carbn sale por el ex-

tremo opuesto

- El molino de doble flujo se alimenta con carbn y aire por ambos extremos, mientras que el carbn 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 partculas de carbn sobredimensionadas vuelven a l, junto con el carbn bruto alimentado.

El molino tubular con carga de bolas no desarrolla una fluidificacin similar como la de los pulveri-

zadores verticales, por lo que en cierto modo, la mezcla pobre de aire y carbn limita la capacidad de se-

cado. Cuando hay que moler carbones con ms del 20% de humedad en peso se utilizan equipos auxilia-

res, como los secadores trituradores.

Fig XIII.8.- Sistema de pulverizacin presurizada en molino tubular con carga de bolas

Los molinos tubulares con carga de bolas se han sustituido por pulverizadores verticales con ex-

traccin por chorro de aire:- Requieren mayor espacio

- Consumen ms energa que los molinos verticales

- Son ms difciles de regular

- Poseen un mayor desgaste de sus materiales

Sin embargo siguen siendo los ms adecuados para moler materiales extremadamente abrasivos,

de baja humedad y con extrema dificultad de molienda, como por ejemplo el coque de petrleo. 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 carbn, se disponen conforme a factores de

ndole econmica, teniendo en cuenta las propiedades especficas del carbn para el que se disean, junto

con las caractersticas funcionales y operativas del proceso, como:- La finura del producto carbn pulverizado

- La temperatura de salida del molino de la mezcla carbn pulverizado+aire

- La relacin en peso aire/carbn

Los pulverizadores de carbn que se integran en las plantas que lo queman, forman parte del siste-

ma de combustin

directaindirecta

XIII.-399

Combustin indirecta.- En un sistema de combustin indirecta, el carbn pulverizado se separa

del airede la humedad evaporadade la energa trmica intrnseca

, antes de ir al proceso de combustin

Para realizar el proceso de combustin, el carbn pulverizado que se encuentra almacenado se in-

yecta en el quemador mediante un nuevo aire de transporte; este almacenaje intermedio en silos, rara

vez se utiliza en la actualidad para la generacin de vapor, pero s se emplea en algunas tecnologas es-

peciales, como en la

gasificacin del carbn inyeccin de carbn en los hornos altos

Combustin directa.- En un sistema de combustin directa, el carbn pulverizado y el aireprimario

que salen del molino, van directamente a los quemadores para el proceso de combustin.

El aireLa humedad evaporadaLa energa trmica intrnseca

que entraron en el molino junto con el carbn que se ha pulverizado,

forman parte del proceso de combustin.

Ms del 99% de los molinos tipo MPS emplean un sistema de combustin directa, que consta de:

- Un alimentador que regula el flujo de carbn bruto procedente de un silo hacia el pulverizador

- Una fuente trmica que precalienta el aireprimario para conseguir el secado del carbn

- 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 depresin, como exhaustor extractor

- Un molino pulverizador configurado como una unidad

presurizadasuccionadora

- Un sistema de conductos por el que se transporta la mezcla de carbn y aireprimario, desde el pulverizador hasta los

quemadores asociados al molino

- Un conjunto de quemadores de carbn que mezclan el combustible con el resto de airecomburente

- Un sistema de control y dispositivos de regulacin

Estos componentes se pueden disponer de varias formas, segn sean los condicionantes econmi-

cos asociados al proyecto.

Cuando el sistema de combustin directa incorpora pulverizadores presurizados, se debe elegir en-

tre las dos situaciones siguientes:- Ventiladores de aireprimario caliente, con un ventilador para cada uno de los pulverizadores

- Ventiladores de aireprimario fro, para el conjunto de pulverizadores que tenga el generador de vapor, aguas arriba de

un calentador de aireprimario, todo ello dentro de un sistema de suministro de aire caliente con un ramal individual para

cada molino

Los ventiladores calientes son ms baratos, porque no requieren de un calentador de aireprimario.

Fig XIII.9a.- Quemadores de carbn pulverizado para bajos NOx

XIII.-400

Fig XIII.9b.- Quemadores de carbn pulverizado

Los ventiladores fros tienen

menor coste de operacinmayor coste de instalacin

, especialmente cuando se trata de unidades

para sistemas grandes, Fig XIII.10 y 11.

El aireprimario se controla para regular la velocidad y la temperatura, a la salida de cada molino.

El control se realiza por medio de cortatiros:

XIII.-401

- Dos de ellos, los de aire caliente y fro, regulan la temperatura del aire que entra en el pulverizador, y estn conectados

de forma que cuando uno se abre el otro se cierra

- El tercero es independiente y controla el volumen de aireprimario global hacia el pulverizador correspondiente

Algunos fabricantes emplean slo dos cortatiros, lo que provoca falta de estabilidad y una lenta

respuesta frente a los cambios de carga.

Los pulverizadores para la combustin directa estn ligados al sistema de combustin, emplendo-

se un conjunto de curvas que relacionan las caractersticas de operacin a lo largo de todo el intervalo de

cargas del generador de vapor, que son:

- El flujo volumtrico- Las velocidades en puntos crticos- Las cadas de presin en el sistema

, curvas que tienen en cuenta el

nmero de molinos que se tienen en servicio y la capacidad de produccin de cada uno, Fig XIII.12.

a) La curva A representa el flujo de vapor de la caldera en funcin de la salida de carbn del pulveri-

zador; las lneas individuales indican el nmero de molinos en funcionamiento

Se puede suponer, a ttulo de ejemplo, que si la plena carga de la caldera con un flujo de vapor de

2,5.106 lb/h 315 kg/seg

, se alcanza con 5 molinos en servicio, dando cada uno de ellos

8,9.104 lb/h 112 kg/seg

de carbn, tam-

bin se podra alcanzar la plena carga con 4 molinos, proporcionando cada uno de ellos

1,1.105 lb/h 140 kg/seg

Con 3 molinos, el mximo flujo de vapor sera del orden de

2,1.106 lb/h 265 kg/seg

La lnea de carga mnima del pulverizador representa un lmite basado en:

- Las propiedades del carbn

- La estabilidad de ignicin

- El inicio de vibraciones mecnicas

Este lmite es variable y el valor representado de

30000 lb/h 37,7 kg/seg

de carbn significa una relacin de

cargas MximaMnima

relativamente elevada.

b) La curva B muestra el flujo de aireprimario en las condiciones de salida del pulverizador.

El flujo mximo de aire es de

55800 ft3/min 26,34 m3/s

, para un molino MPS-89, correspondiente a un flujo de

carbn de

124.000 lb/h 15,6 kg/s

Fig XIII.10.- Sistema de carbn pulverizado con ventilador caliente para combustin directaXIII.-402

Fig XIII.11.- Sistema de carbn pulverizado con ventilador fro para combustin directa

Fig XIII.12.- Curvas de coordinacin entre el pulverizador MPS y el quemador

El flujo de airemnimo de diseo del equipo es un 55% del flujo mximo, del orden de

30700 ft3/min 14,49 m3/s de aire

;

para facilitar una operacin estable del quemador, este flujo mnimo precisa de un ajuste, siendo el valor

a corregir del orden de

37000 ft3/min 17,46 m3/s

, que marca los mnimos que corresponden a las curvas D y E.

c) La curva C corresponde a la relacin

airecombustible

que es crtica para la ignicin estable a cargas

bajas, y depende del tipo de carbn y de su finura.

XIII.-403

Si la curva B permitiese realmente una mezcla aire-combustible inferior a la del lmite de estabili-

dad, este lmite se tomara igual al valor correspondiente al del flujo mnimo del carbn.

d) La curva D proporciona la velocidad interna del pulverizador.- La velocidad en la garganta debe

ser, al menos, de

7000 ft/min 35,56 m/seg

, para evitar el derrame de carbn en la caja de viento del molino, calculada

en las condiciones de entrada del aire al molino.

Con carbones de alta humedad, la elevada temperatura requerida para el secado da lugar a un ele-

vado volumen especfico y a una velocidad que raras veces constituye un problema con cargas bajas.

Con carbn muy seco se puede precisar:

El aumento del flujo mnimo de aire La reduccin de la seccin de paso de la garganta

. Las restric-

ciones en el rea de la garganta pueden provocar, a cargas elevadas, excesivas cadas de presin.

e) La curva E indica la velocidad del aireprimario en tuberas hacia los quemadores, en funcin del

flujo de carbn que hay en el molino, es la relacin:

Vel. aire primario=

Volumen del aire en las condiciones de salida del molinoSuperficie total del flujo en tuberas que le conectan con sus quemadores respectivos

La velocidad mnima admisible es de

3000 ft/min 15,2 m/s

, que es la que permite arrastrar el carbn pulve-

rizado con el flujo de aireprimario; esta velocidad es importante en los tramos horizontales de tubera que

sean particularmente largos; depende de

la densidad y viscosidad del airela carga de partculas y del tamao de stas

Para el campo de tuberas de quemadores, el lmite de

3000 ft/min 15,2 m/s

se ajusta slo por densidad y por

carga de partculas

airecombustible

.

La Fig XIII.13 muestra una curva de correccin para la velocidad mnima.

Uno de los requisitos que caracterizan el funcionamiento del pulverizador es el tamao de las part-

culas que salen del mismo, siendo el ms frecuente para la combustin del carbn, el que corresponde a

la totalidad de partculas que pasan por las aberturas del tamiz estndar de 200 mallas por pulgada

200 mesh (74 micras). La porcin en peso del carbn pulverizado que pasa a travs de este tamiz se

emplea como medida de la capacidad que tiene el pulverizador, considerndose el tamao de 74 micras el

adecuado para una buena combustin en lecho suspendido y para un completo quemado del carbn.

El tamao requerido en la finura de las partculas se determina combinando las caractersticas de

la

combustin del carbncmara de combustin del hogar

Para carbones bituminosos quemados en recintos refrigerados por agua, la finura requerida es la

que corresponde a un 70% ms del tamiz estndar de 200 mesh (74 micras); este valor se ha fijado

como una caracterstica de la combustin, tras un detallado estudio de la utilizacin de quemadores

para bajos NOx y de la necesidad de menores temperaturas de llama que aumentan el tiempo de resi-

dencia en la cmara hogar de combustin. Las partculas bastas, mayores que las que pasan por el ta-

miz de 100 mesh (150 micras), contribuyen a una alta prdida por inquemados.

Temperatura de salida.- El carbn con bajo contenido en voltiles requiere temperaturas ms elevadas en la mezcla de aire +carbn, con el fin de asegurar una combustin estable, especialmente

cuando hay

menores aportes en el quemadorbajas cargas en la caldera

.

XIII.-404

Fig XIII.13.- Curva de correccin para velocidad mnima

Tabla XIII.2.- Requisitos de finura del carbn pulverizado para varios sistemas de combustin (% que pasa a travs del tamiz estndar de USA, 200 mesh (Btu/lb x 2,326 = kJ/kg)

Alto rango (Clasificacin ASTM)Alto rango (Clasificacin ASTM)Alto rango (Clasificacin ASTM)% carbono fijo Poder calorfico, Btu/lbPoder calorfico, Btu/lbPoder calorfico, Btu/lb

Hogar o proceso 97,9 a 86,0 85,9 a 78,0 77,9 a 69,0 > 13000 13000 a 11000 < 11000Caldera naval - 85 80 80 75

Refrigerado por agua 80 87 70 70 65 60Horno de cemento 90 85 80 80 80 -

Horno alto No aplicable No aplicable No aplicable 80 80 No aplicable

Bajo rango (Cfijo< 69%)

Tabla XIII.3.- Temperatura tpica de mezcla a la salida del pulverizador, para diversos carbones

Contenido en voltilesTipo de combustible sobre puro (seco y sin ceniza) Temperatura salida F (C) *

Lignito y sub-bituminoso - 125 a 140 (52 a 60)Bituminoso, alto en voltiles 30 150 (60)Bituminoso, bajo en voltiles 14 a 22 150 a 180 (66 a 82)

Antracita, carbn de escombrera 14 200 a 210 (93 a 99)Coque de petrleo 0 a 8 200 a 250 (93 a 121)

* La capacidad del pulverizador se reduce con temperatura < 125F (52C), cuando se muelen lignitos de alta humedad

La temperatura a la salida del pulverizador de la mezcla aire + combustible es del orden de 150F

(66C). Si es necesario se pueden emplear temperaturas ms altas, del orden de 212F (100C); cual-

quier temperatura superior a sta plantea problemas en la lubricacin; elevadas temperaturas de la

mezcla a la salida significan tambin altas temperaturas de entrada al molino, lo que conlleva un mayor

riesgo de incendio en el pulverizador.

Los sistemas de combustin indirecta:

- Implican un almacenaje intermedio del pulverizado en silo

- Requieren temperaturas ms elevadas para asegurar un secado completo y evitar problemas de manipulacin con el

carbn pulverizado

Cuando el carbn tiene hasta un 10% de humedad en bruto, la temperatura de 180F (82C) es su-

ficiente para asegurar su secado.

Para la combustin directa, los requisitos de temperatura de mezcla a la salida se determinan por:

- El contenido en voltiles que tenga el carbn

- La necesidad de una combustin estable

XIII.4.- GRINDABILIDAD

Para determinar el tamao que debe tener un pulverizador, la grindabilidad (triturabilidad o moltu-

rabilidad) es la caracterstica fsica ms importante del carbn a tener presente en la fase de diseo, que

indica la facilidad con la que se puede moler.

XIII.-405

El principio operativo del ensayo para determinar el ndice de Grindabilidad Hardgrove (HGI), se

describe en la norma D-409 de la ASTM; consiste en la aplicacin 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 ms de 50 cm de

altura, y que gira un total de 60 vueltas por lo que desarrolla una cantidad fija de trabajo molturador so-

bre la muestra de carbn procesada.

El producto molido producido que pasa a travs de un determinado tamiz estndar, es la medida de

la facilidad de molienda o ndice de grindabilidad del carbn considerado.

Fig XIII.14.- Equipo de ensayo de grindabilidad Hardgrove

Fig XIII.15.- Equipo de ensayo MPS 32 de grindabilidad

El valor nominal del ndice de grindabilidad utilizado por los fabricantes de pulverizadores es HGI =

50; con este valor, para el carbn de referencia, el factor corrector de la capacidad del pulverizador es 1.

El ndice (HGI) no tiene lmite superior en la escala de grindabilidad.

La grindabilidad no depende de la dureza, por cuanto algunos materiales que tienen naturaleza fi-

brosa no son duros, y sin embargo son difciles de moler; los materiales tenaces, viscosos o plsticos son

de difcil molturacin.

XIII.-406

Propiedades de desgaste.- En los pulverizadores de carbn, el desgaste es consecuencia de los efec-tos combinados de la abrasin y de la erosin. El mecanismo dominante en el desgaste de un componen-

te de un equipo pulverizador, depende de:- La funcin que tenga asignada el componente en cuestin

- Las propiedades del carbn a moler, como la abrasividad y erosividad, que son propiedades difciles de medir y que

influyen en el coste de mantenimiento del equipo

Abrasividad.- Proporciona una indicacin del tiempo de vida de una parte del pulverizador sometida

a desgaste; la abrasividad est relacionada con la cantidad y distribucin de los tamaos de cuarzo y pi-

rita presentes en el carbn, mayores que el tamao correspondiente a 100 mesh (150 micras).

Para determinar la cantidad de estos dos materiales presentes en una muestra, se dispone de m-

todos estndar como el

ASTM - D2492 para piritaASTM - D2799 para cuarzo

; no existen mtodos aceptados universalmente para

determinar el tamao de las partculas de cuarzo y pirita en el carbn.

Erosividad.- Erosin no es lo mismo que abrasin; la erosin es la eliminacin progresiva de mate-

rial de una superficie sobre la que impacta un flujo de partculas slidas suspendidas en un fluido. Para

una combinacin dada de partculas y tipo de material de superficie, el rgimen de desgaste por erosin

crece con

la velocidad del flujo de fluidoel tamao de las partculas en suspensi n el tipo de slidos contenidos en el flujo de fluido

En la superficie de desgaste de materiales dctiles que admiten grandes deformaciones, la magni-

tud del desgaste por erosin crece con el ngulo de impacto hasta 35 45, a partir del cual disminuye.

Para materiales frgiles, fcilmente quebradizos, el rgimen de erosin aumenta hasta un ngulo

de impacto de 70, pero a partir de este valor el material rechazado interfiere con el impactante y la co-

rrespondiente medida es errnea.

Humedad.- El contenido de humedad en el combustible es un parmetro clave en el diseo de la unidad y, en particular, en el del pulverizador.

La humedad en el carbn se determina segn la norma ASTM-D3302.

Fig XIII.16.- ndice de grindabilidad Hardgrove (HGI) en funcin del % de humedad del combustible

Entre las diferentes clases de humedad que existen podemos considerar:- La humedad estructural presente en el carbn en el yacimiento geolgico; puede influir mucho en la grindabilidad, es-

pecialmente en el caso de carbones subbituminosos y lignitos, Fig XIII.16

XIII.-407

- La humedad superficial es la aportada en las operaciones de manipulacin, transporte, procesos diversos y almacenaje

del carbn. La humedad global, suma de la superficial y de la estructural, influye mucho en el secado y, por tanto, en la tem-

peratura del aire que entra en el pulverizador

- La humedad de equilibrio corresponde a la absorcin de humedad atmosfrica por parte del carbn secado trmica-

mente

La humedad depende del tipo de carbn, ms que de la cantidad de agua que se le haya podido apor-

tar en procesos posteriores a su extraccin de la mina.

Los carbones USA tienen una humedad estructural que vara entre:- Un 2% para el carbn bituminoso Appalachian

- Un 40% para los lignitos

Cuando se trata de lignitos pardos, la humedad estructural puede llegar al 70%.

Seleccin del tamao del pulverizador.- Lo ltimo a realizar en el diseo de un pulverizador es la de-

terminacin del tamao y nmero de molinos, que se precisan en el mismo.

Por lo que respecta al calor y al carbn a aportar al hogar, vienen determinados por los clculos de

combustin y por el flujo de vapor en el generador.

La capacidad equivalente requerida en el pulverizador es =

Flujo de carbn Factor de correccin de la capacidad

El factor de correccin de la capacidad incluye los factores de finura y grindabilidad que se mues-

tran en la Fig XIII.17, y la correccin por la humedad del combustible.

La mayora de los molinos con rodillos, incluyendo el MPS, requieren corregir su capacidad debido a

la humedad, mientras que los pulverizadores tipo EL no precisan correccin alguna.

El nmero de pulverizadores se determina dividiendo la capacidad equivalente requerida, entre la

capacidad nominal correspondiente al pulverizador seleccionado, basada en un 70% de paso a travs de

200 mesh y grindabilidad HGI = 50.

Fig XIII.17.- Factor de correccin de la capacidad del pulverizador en funcin de la grindabilidad

La capacidad nominal del pulverizador se toma de la informacin dada por el fabricante, junto con

los datos y tamao del pulverizador.

El posible intercambio de pulverizadores, entre

- Menos nmero de tamaos mayores- Ms nmero de tamaos menores

, se establece des-

pus de contrapesar los costes de inversin y los requisitos de operacin.

Se suele aadir un pulverizador de ms, para que la caldera pueda operar a plena carga cuando un XIII.-408

molino se mantiene fuera de servicio para ejecutar en l trabajos de mantenimiento.

La seleccin del tipo y tamao del pulverizador se complica al considerar suministros de carbn de

diversas fuentes y tener que cumplir con los requisitos de emisiones medioambientales; hay programas

informticos que analizan las caractersticas operativas del pulverizador para un extenso nmero de

carbones, que ayudan en este proceso de seleccin. Si el carbn para el que se determin el tamao del

pulverizador fuese muy diferente del previsto en el diseo, puede suceder que los pulverizadores estn

sobredimensionados limitando el margen de regulacin de la caldera contemplado previamente; en este

supuesto, habr que reconsiderar el mantener el carbn inicial como combustible.

XIII.5.- CONSUMO ENERGTICO

Los costes principales de operacin de un pulverizador son:

capital de inversinconsumo energticomantenimiento

Los costes de energa y mantenimiento se expresan como costes referidos a la unidad de masa de

carbn pulverizado, y dependen de los mtodos de operacin de la planta.

Cuando se comparan diseos de pulverizadores, hay que tener en cuenta el consumo energtico co-

rrespondiente al ventilador de aireprimario y al pulverizador.

El consumo energtico para los pulverizadores EL MPS, con sus respectivos ventiladores, para

un carbn de

HGI = 50 finura 70%

, es de 15 kW/Tm, cuando operan a la capacidad nominal y con elementos mol-

turadores nuevos.

Cuando el poder calorfico disminuye, se gasta ms energa en moler y manipular el material, y el

consumo es superior a 24 kW/Tm.

Mantenimiento.- El coste de materiales y mano de obra depende de la vida til frente al desgaste,

parmetro que vara con la abrasividad del carbn. El coste de mantenimiento depende tambin de los

procedimientos de operacin propios de la planta.

La vida de desgaste de los molinos MPS se sita entre 25.000 60.000 horas, y los costes prome-

dios del mantenimiento anual pueden variar ampliamente con el tamao del molino, ya que el coste de

las piezas es inversamente proporcional al tamao del pulverizador, siendo ms caras cuanto ms pe-

queo sea el molino.

Para el pulverizador MPS-67, el coste de mantenimiento es:

- El 60% del coste de la energa consumida, para una vida de desgaste del orden de 25.000 horas

- El 20% para una vida til 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 estimacin inicial, los costes de mantenimiento se pueden tomar igual a:

- La mitad de los costes de energa para pequeos

- La tercera parte de los costes de energa para molinos grandes

Materiales cermicos.- La utilizacin de losetas cermicas para reducir la erosin disminuye el gas-

to de mantenimiento. La resistencia a la erosin del material cermico con 97% de almina, es del orden

de 8 veces la que tiene un espesor equivalente de acero al C.

Las chapas metlicas revestidas de materiales cermicos 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 cermico se utiliza en los:XIII.-409

- Codos de tuberas de carbn pulverizado a quemadores

- Escudos de desgaste de los soportes de rodillos de pulverizadores MPS

Las losetas cermicas se colocan con cuidado para evitar el socavamiento y prdida del propio re-

vestimiento, no siendo adecuadas para algunos tipos de erosin, ya que ngulos de choque elevados re-

sultan destructivos para materiales frgiles.

Incendios y explosiones.- Hay que tener presente que un pulverizador de carbn muele el combusti-ble hasta dejarlo en el tamao y forma requeridos para alcanzar una buena combustin; a veces, la

combustin se presenta y desarrolla en zonas no previstas con resultados desastrosos.

Los incendios en pulverizadores se tratan por procedimientos de urgencia bien planificados, ya que

la sorprendente velocidad con la que se puede desarrollar un incendio exige siempre una accin inmedia-

ta. Los incendios en pulverizadores se pueden producir en zonas de alta temperatura de los molinos, o en

zonas de baja temperatura ricas en carbn.

Como norma, no se deben producir deposiciones de carbn en las zonas que se encuentren aguas

arriba de la garganta ya que son zonas de alta temperatura.

- Una acumulacin de carbn en la cmara de viento del pulverizador puede provocar un flujo insuficiente de aire o el

desgaste de la garganta; si el carbn no se elimina con rapidez hacia el sistema de eliminacin de piritas, puede entrar en ig-

nicin con el aireprimario a alta temperatura.

- El carbn puede entrar tambin en la cmara de viento del pulverizador cuando se quita de servicio de una forma

anormalmente rpida, en donde puede arder sin peligro alguno e incluso puede que pase desapercibido este tipo de incendio.

- Los incendios en zonas fras y ricas en combustible se pueden desarrollar con ms lentitud, pero estos incendios estn

alimentados con enormes cantidades de carbn y pueden destruir rpidamente las partes internas del pulverizador

El detector ms comn de un incendio es la temperatura de la mezcla aire-combustible a la salida

del molino. Se puede obtener informacin til sobre peligros potenciales observando el funcionamiento,

especialmente en instalaciones con pulverizadores mltiples.

- Si todos los pulverizadores estn operativos con idntico rgimen de alimentacin de carbn, y el aireprimario est en

automtico, todos los molinos deben tener la misma relacin

airecombustible

- En estas condiciones, una diferencia de temperatura significativa entre la salida y entrada del pulverizador, puede in-

dicar 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 calibracin del alimentador

Un incorrecto flujo de aireprimarioUna variacin de la humedad del carbn que llega a cada uno de los molinos

Tambin se pueden provocar grandes daos por incendio cuando se alimenta un carbn ardiendo

desde los silos o tolvas; este tipo de incendio se trata mediante un rpido vaciado del carbn que est ar-

diendo a travs de:

- Una tubera de transferencia o canaln independiente

- El apagado del carbn con agentes de extincin de fuegos aplicados sobre la superficie del carbn

En las interrupciones de servicio sbitas, como el disparo de un pulverizador, la repentina prdida

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 carbn cae en la caja de viento y entra en contacto con diversas superficies metli-

cas que estn normalmente muy calientes; en esta situacin:

a) Los carbones de baja calidad empiezan a quemar en estado de rescoldo sin llama, a los pocos minutos de estar a

450F (232C)XIII.-410

b) Tras la agitacin provocada por la accin mecnica de las paletas de piritas al tratar de poner nuevamente el moli-

no en servicio, o por el restablecimiento del flujo de aireprimario previo a la nueva puesta en servicio del pulverizador, las nubes

de carbn pueden provocar explosiones, peligro que se minimiza retirando el carbn 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 explosin, 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 atmsfera inerte

c) Una vez el carbn est aislado e inertizado, se desplaza hacia el sistema eliminador de piritas; la atmsfera inerte

impide, en las nubes de polvo levantadas por el funcionamiento del pulverizador, la aparicin de cualquier rescoldo de car-

bn.

Una explosin tiene lugar con alguna frecuencia

durante la operacinen perodos de cambio de cargaen las puestas o en las retiradas de servicio

Durante la puesta en servicio de un pulverizador, la mezcla aire +carbn en el recinto del molino

pasa desde una situacin en que es muy pobre en combustible, hasta otra final en que es rica en combusti-

ble, por lo que existe una mezcla transitoria intermedia, ideal para una explosin de polvo de carbn, si

existe una fuente ignitora suficientemente fuerte, como la que podra provocar el rescoldo que se desa-

rrolla en el carbn residual que queda en la zona caliente del molino, tras un disparo interrupcin sbi-

ta de operacin.

Control.- El Cdigo de Normas para el diseo y aplicacin de sistemas pulverizadores de carbn, es

el de la Asociacin Nacional de Proteccin contra Incendios (NFPA) USA, y la norma NFPA-8503, que

recoge los valores mnimos para los controles de seguridad, que se deben usar en los pulverizadores.

- El flujo de aireprimario inferior al mnimo establecido por el fabricante dispara el sistema pulverizador, que a su vez

dispara el

alimentador de carbn flujo de aire primario

- El cierre de todas las vlvulas de tuberas a quemadores dispara el

alimentador de carbn 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 125F (52C) implica una prdida de capaci-

dad de molienda

Sistemas especiales de seguridad.- El procedimiento de eliminar el carbn residual tras un disparo

del pulverizador, cuando no se dispone del adecuado flujo de aireprimario, requiere de un by-pass de control

independiente que circunvala una parte de la lgica del control, precisamente la que impide operar al

motor de accionamiento del pulverizador. Para impedir el mal uso de la caracterstica que facilita el by-

pass, la eliminacin del carbn residual es posible por la actuacin de la lgica de disparo del molino.

Se ha desarrollado un sistema especial para hacer frente a un fenmeno observado en conductos

tras la actuacin de un disparo, que consiste en la presencia de una fina capa de carbn en polvo, en la

zona del sistema de aireprimario; esta capa se debe a una nube turbulenta de polvo de carbn, que persis-

te despus de haberse colapsado el lecho fluidificado; se puede interceptar mediante una disposicin de

toberas rociadoras de agua bajo la garganta del molino que actan con la seal de disparo del molino.

Junto con este sistema de rociado automtico durante el ciclo de inertizacin y limpieza, puede fun-

cionar otro conjunto de toberas tangenciales de lavado, de accionamiento manual, que mejora la elimi-

nacin del carbn residual de la trampa de piritas.

XIII.-411

XIII.6.- PULVERIZADORES AVANZADOS

Clasificadores giratorios.- En la actualidad, para el sistema de combustin directa, se est re-considerando la finura estndar del 70% que pasa a travs del tamiz de 200 mesh. Si el porcentaje se

eleva hasta el 80% se cumplimentan los lmites de emisiones establecidos en la dcada final del siglo XX.

Los porcentajes de finura pueden superar el 95% pasando a travs de 200 mesh, pero estos niveles

tan altos slo se alcanzan cuando se utiliza un clasificador giratorio.

El diseo del pulverizador de carbn tipo EL se presenta en la Fig XIII.19, mientras que la Fig

XIII.20 indica el inters de este clasificador giratorio, ms efectivo en la reduccin del tamao de las

partculas bastas, que reduciendo an ms el tamao de las ms finas.

Se observa que la finura correspondiente al 93% pasando a travs del tamiz de 200 mesh, est

muy cerca del lmite para grandes pulverizadores verticales. Se han desarrollado otras configuraciones

de rotores clasificadores, como los de:

jaula de ardilladiversos tipos de paletasdos etapas, con una primera de tipo estacionario

Fig XIII.18.- Diagrama esquemtico lgico del sistema de seguridad

XIII.-412

Fig XIII.19.- Clasificador giratorio para pulverizador tipo EL

Fig XIII.20.- Distribucin del tamao de partculas

Cada uno de estos clasificadores rotatorios representa una solucin para problemas relacionados con:

- La actualizacin de unidades

- La distribucin del tamao de partculas

- El consumo energtico del accionamiento

- Las caractersticas operativas del pulverizador

XIII.-413

Mejoras.- En los pulverizadores de carbn MPS, las mejoras ms importantes han sido:- La introduccin de la segmentacin en los anillos de la parte giratoria de la garganta, lo que ha reducido los costes re-

lacionados con el desgaste por erosin

- 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 alimentacin de carbn al

molino, tal como se muestra en la Fig XIII.21, los beneficios se concretan en:- Un reducido consumo energtico a bajas cargas

- La posibilidad de operar a carga baja sin vibracin alguna

- La prdida reducida de presin 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 carbn

XIII.7.- MOLIENDA ULTRAFINA

Los molinos verticales de rodillos tienen un lmite prctico, que corresponde al paso del 95% del pro-

ducto molido a travs del tamiz de 200 mesh. Conforme ms fino es el producto, el material reciclado en

la cmara de molienda tambin es ms fino, por lo que la capa comprimida del carbn que se muele se

hace ms 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 tamaos grandes, que son los que se precisan en sistemas de combustin directa

Una aplicacin interesante de la molienda muy fina consiste en alimentar con combustible slido a

los ignitores especiales que queman carbn, reduciendo as el consumo de combustibles lquidos (fuel-

leos), durante la operacin de puesta en servicio y durante los perodos de estabilizacin de fuegos en las

operaciones a bajas cargas.

Los molinos que emplean bolas, generalmente para molienda hmeda, cuentan con una pequea

carga de bolas en el interior de un recipiente cilndrico que se agitan por rotacin; la pulverizacin se pro-

duce por la molienda de los slidos que fluyen a travs de la zona de carga de las bolas.

En los molinos que trabajan por friccin a alta velocidad, Fig XIII.22, el rotor tiene una serie de dis-

cos, 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 friccin

Estos molinos han atrado la atencin para la preparacin de un combustible adecuado para su

combustin en ignitores especiales, que sustituyan a los clsicos mecheros de fuelleo utilizados para el

encendido y estabilidad de la llama.

XIII.-414

Las etapas que se integran en la molienda estn separadas por diafragmas, en las que el carbn,

para pasar de una etapa a la siguiente, se mueve hacia el centro, contra la fuerza centrfuga.

El carbn capturado en cada etapa constituye una superficie que protege a la carcasa del molino

de un rpido 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 centrfugos externos para el control de tamaos.

Fig XIII.22.- Configuracin de la cmara de molienda de un molino de friccin a alta velocidad

El carbn micronizado es un carbn pulverizado tal que su 100% pasa a travs de un tamiz estn-

dar de 315 mesh. La salida de los molinos de friccin a alta velocidad tiene una finura que se corresponde

con

la que pasa el 98% a travs del 200 mesh y el 86% a travs del 325 mesh

Un carbn molido con estas caractersticas es tan fino que se puede encender fcilmente sin nece-

sidad de precalentar el aireprimario comburente.

Los molinos de friccin a alta velocidad tienen un elevado consumo energtico y se puede decir que

la potencia del motor es la suficiente para facilitar la energa de secado de la mayora de los carbones.

XIII.-415