novos regulamentos ambientais forçaram muitos operadores de centrais a considerar opções alternativas para lidar com as cinzas em fundo da caldeira. Embora os sistemas de arrasto mecânico possam muitas vezes cumprir os requisitos regulamentares, o espaço pode colocar problemas e os custos podem ser significativos. Um design inovador moedor-transportador oferece uma série de vantagens sobre sistemas mais tradicionais.novas e pendentes regulamentações federais para armazenamento e manipulação de resíduos de combustão de carvão (CCR) estão levando muitas usinas a carvão para converter para novas tecnologias para o transporte de cinzas de fundo. As plantas nos Estados Unidos têm tradicionalmente reduzido as cinzas de fundo para depósitos de superfície em que os sólidos se estabelecem. Os regulamentos da Agência de proteção ambiental dos EUA (EPA) visam mitigar os riscos ambientais associados ao armazenamento de longo prazo de cinzas em depósitos, bem como a descarga de água de transporte a partir dos depósitos. A disposição da EPA de resíduos de combustão de carvão a partir de utilitários elétricos regra já forçou muitas plantas a converter seus sistemas de manuseio de cinzas, a fim de cumprir os critérios mínimos estabelecidos pela regra para tais confiscações.

As diretrizes sobre limitações de efluentes (ELG) podem conduzir outra onda de conversões, embora o regulamento esteja atualmente em espera para a água de transporte de cinzas de fundo, enquanto a EPA considera uma revisão para este fluxo e sistema de dessulfurização de gases de combustão de águas residuais. Se for aceite como proposto, o ELG estabeleceria um requisito de descarga zero para a água de transporte de cinzas no fundo, o que proibiria efectivamente a utilização de depósitos de superfície para as cinzas no fundo.sistemas mecânicos de arrasto

no momento da emissão destas regras, várias tecnologias tinham sido desenvolvidas pelos fabricantes de equipamentos originais da indústria (OEM) para acomodar aterro de cinzas de fundo em vez de revestimento de superfície. Uma dessas tecnologias é um sistema de arrasto mecânico colocado diretamente sob a caldeira em que as cinzas de fundo caem em uma funga com depósito de água com uma correia transportadora de corrente no fundo (Figura 1). Neste sistema, a água Age Para Apagar e fraturar a cinza quente enquanto a correia arrasta a cinza para cima de uma linha para drenar a água. A cinza húmida resultante pode então ser transportada para aterros. Esta tecnologia existia há anos e era preferida para as novas instalações no passado mais recente.

1. Sistema de arrasto mecânico convencional. Cortesia: Babcock & Wilcox

In The ELG, the EPA identified two technologies—a mechanical drag system or a remote mechanical drag system—as the best available technology (BAT) economically achievable. The EPA cited the need to include the remote system option due to potential space constraints at some plant boilers, recognizing under-boiler mechanical drag systems to be large and intrusive as a retrofit to established plants. Com efeito, a maior parte das instalações não cabia aos grandes transportadores sem grandes trabalhos de construção devido à estrutura do aço, às minas de carvão, às condutas de ar, aos tubos de vapor e a outros equipamentos na área. Além disso, os cascos de cinzas de baixo são muitas vezes localizados em um poço de baixo grau, tornando o reequipamento de um sistema de arrasto convencional quase impossível. Mesmo nos poucos casos em que estes transportadores poderiam ser retrofit, os custos de construção foram elevados devido ao trabalho envolvido para essencialmente remover e substituir o grande fungo de cinzas fundo.

a tecnologia de arrasto remoto foi desenvolvida especificamente para o mercado criado pelos novos regulamentos. O seu valor é que o funil de cinzas e o sistema de calhas hidráulicas por baixo da caldeira permanecem essencialmente intocados enquanto os transportadores de corrente de arrasto são instalados num local distante da área da caldeira no pátio da fábrica. Em vez de arrastar a lama de cinzas para lagoas, os fluxos são desviados para os transportadores remotos, onde os sólidos são assentados e aquecidos como os transportadores sub-caldeiras. No entanto, uma diferença fundamental com o sistema remoto é que toda a água do sistema é definida como água de transporte em oposição à água de Extinção, e a água de transporte está sujeita a uma exigência de descarga zero por o ELG proposto. Isto significa que toda a água do sistema deve ser recirculada, o que aumenta substancialmente os custos de capital, e Operações e manutenção (o&M).

desde a libertação do ELG, os proprietários e operadores das instalações deixaram claro que, sempre que possível, os sistemas de sub-caldeiras são preferidos, em grande medida para evitar a responsabilidade associada à utilização da água de transporte nos sistemas remotos. No entanto, a maioria dos projetos de conversão inicial eram sistemas remotos devido às restrições de espaço mencionadas anteriormente.

Sistema Transportador-Moedor

com as desvantagens das duas opções MTD identificadas sendo evidentes, surgiu uma nova tecnologia após a libertação do ELG em que os transportadores da cadeia de sub-caldeiras caberiam por baixo dos carregadores de cinzas existentes (Figura 2). Esta tecnologia serve como solução para o problema das restrições de espaço e dos elevados custos de instalação associados ao sistema convencional de arrasto mecânico sub-caldeira, evitando ao mesmo tempo a utilização de água de transporte e os requisitos de descarga zero. Nos últimos dois anos, ganhou aceitação e provou ser bem sucedido em três unidades operacionais com mais duas atualmente em construção.

2. Sistema de moedor-transportador. Cortesia: Babcock & Wilcox

uma característica crítica e distintiva do novo sistema transportador é que um triturador de clínquer é usado para esmagar a cinza antes de se alimentar nos transportadores. Trata-se dos mesmos tipos de trituradores utilizados nos sistemas de calhas para reduzir o tamanho antes do transporte por condutas. Em muitos casos, os antigos moedores podem ser mantidos no lugar, juntamente com o freixador de cinzas e portão quando o novo sistema transportador é instalado.

O moedor é uma característica chave para manter a tremonha. Porque normalmente há apenas alguns metros de altura por baixo da fundura, os transportadores devem ser pequenos. Os transportadores convencionais de corrente de arrasto de baixa caldeira são grandes para permitir a remoção de clínquer de dimensão considerável sem esmagamento. Mas com o novo sistema de moedor-transportador, a caixa de transporte só precisa ser dimensionada para atender a taxa de remoção volumétrica necessária, em vez de ser dimensionado para passar um único grande clínquer. Um perfil típico de uma caixa transportador-moedor tem cerca de dois pés de altura por dois a três pés de largura.tanto as correntes de arrasto convencionais como as correntes transportadoras de moedor têm cadeias paralelas, com voos de aço abrangendo as cadeias para empurrar cinzas ao longo do percurso. Uma vez que a cinza foi elevada para o topo da inclinação, ela despeja em um pára-quedas, enquanto a cadeia e montagem de voo gira 180 graus em torno de uma rolha da cabeça e progride de volta para baixo da inclinação e para a extremidade da cauda do transportador em um laço infinito.

O transportador convencional é conhecido como transporte de topo, porque a corrente de transporte da cinza está acima da volta com o chão da tremonha submersa separando os dois. O retorno é chamado de “seco” porque não está dentro do banho submerso de água. Este arranjo requer que a corrente se eleve acima do nível da água na fundura tanto na ponta da cabeça quanto na cauda. Considerando que o nível da água é tipicamente cerca de 15 pés acima do piso térreo, e permitindo alguma distância de viagem acima da água na linha inclinada para o orvalho, pode-se apreciar que tal sistema é difícil de reequipar em uma planta congestionada.a adição de um moedor no sistema transportador-moedor permite que o transportador permaneça abaixo do nível da água, tanto na cabeça como na cauda. Isso fornece a flexibilidade para transferir para um transportador subseqüente sob a água e organizar um trem de transportadores para permanecer em baixa elevação até que um espaço claro é alcançado para elevar acima do nível da água da tremonha, o que é normalmente feito com a correia final no bunker de eliminação fora do edifício da caldeira.

a trituradora torna isso possível porque a correia transportadora pode ser configurada para ser de baixo-carry com a corrida de retorno viajando acima da corrida de transporte dentro do banho de água. Como a cinza foi esmagada, ela pode passar através da corrida de retorno, que é suportada apenas sob a corrente com os voos pendurados em suspensão, o que significa que não há Chão separando as corridas de transporte e retorno. Isto cria um transportador totalmente fechado com o benefício adicional de eliminar derramamento de água e cinzas residuais aderindo aos voos na Corrida de retorno, o que é um incômodo tanto para as caldeiras convencionais e transportadores remotos.

O design de moedor-transportador também oferece flexibilidade de roteamento para trabalhar em torno de obstruções existentes na área da caldeira. Muitas vezes, a rota mais direta dos moedores para o local de armazenamento preferido é obstruída por colunas estruturais ou usinas de carvão. Mas como os transportadores são carregados em pontos individuais em vez de ao longo de todo o eixo da fundura, como com os transportadores convencionais, os transportadores moedores-transportadores podem ser orientados em qualquer direção necessária. Assim, enquanto o método mais direto é usar um transportador comum para coletar de vários moedores, há flexibilidade para usar um transportador único por baixo de cada moedor e, em seguida, transferir para um comum. Além disso, a capacidade de “virar” um trem de transporte girando em um ponto de transferência submerso oferece muitas opções de roteamento para evitar equipamentos existentes.

opções redundantes

outra característica atraente de um sistema transportador-moedor é que a redundância pode muitas vezes ser construída no layout transportador. No caso dos cinzeiros com trituradores duplos em cada uma das pernas das calças, pode ser instalado um moedor-transportador para recolher todos os trituradores de um lado das pernas das calças e pode ser instalado um transportador de 100% de capacidade separado por baixo do outro conjunto (Figura 3). Isso não é possível no projeto convencional de sub-caldeira com a sua única correia na parte inferior da fundura integral, o que requer uma unidade de corte para reparar uma quebra de corrente ou limpar uma compota na área de coleta de cinzas.

3. Sistema de moedor-transportador com transportadores redundantes. Cortesia: Babcock & Wilcox

Mesmo se um único moinho-transportador de arranjo é usado, a maioria dos trabalhos de manutenção não necessitam de uma interrupção de unidade, porque os transportadores podem ser isoladas das cinzas, funil fechando o funil portão acima, o moinho e o fechamento secundário de isolamento portão abaixo o moinho. Isto permite que a unidade de caldeiras continue a funcionar à medida que as cinzas são recolhidas no funil de cinzas pré-existente até que a manutenção esteja completa.os operadores de instalações que seleccionaram a tecnologia grinder-transportadora para os seus projectos de conversão de cinzas de fundo fizeram-no principalmente devido à substancial poupança em custos de capital (equipamento e instalação) proporcionada pelas características de projecto que foram destacadas. O&m as poupanças também podem ser substanciais quando comparadas com tecnologias concorrentes que ou se deslizam para equipamentos remotos ou transportam pneumaticamente as cinzas secas para um silo de armazenamento. Bombas e ventiladores usados nesses sistemas são consumidores de alta potência em comparação com transportadores de cadeia. Por exemplo, comparando dois projetos recentes em usinas cada um com duas unidades operacionais e uma potência de MW semelhante, a usina usando a tecnologia moinder-transportador exigiu apenas 10% da potência instalada como a usina que selecionou um sistema de arrasto mecânico remoto. Além disso, a eliminação da água de eclusa de alta pressão pode proporcionar grandes economias nos custos de manutenção associados com a reconstrução da bomba.os proprietários e operadores das centrais de carvão procuram continuamente formas de reduzir os custos para se manterem competitivos. Os encerramentos e as conversões de gás tornaram-se comuns para as instalações que enfrentam elevados custos de Conformidade associados a novos regulamentos. A tecnologia Grinder-transportadora para conversões de cinzas de baixo pode oferecer economias significativas tanto nas despesas de capital como nas despesas operacionais, e permitir que as unidades de carvão existentes permaneçam operacionais face a tais desafios.

—Tyler Little é engenheiro da Babcock & Wilcox Co.departamento de engenharia avançada.