PROCEDIMIENTO Y SISTEMA PARA DETERMINAR EL ENSUCIAMIENTO DE UN SISTEMA DE INTERCAMBIO TÉRMICO.

Procedimiento y sistema para determinar el ensuciamiento de un sistema de intercambio térmico. Campo de la invención La presente invención se refiere en general a la industria de procesos, tales como centrales eléctricas. En particular, la presente invención se refiere a la determinación del ensuciamiento en un sistema de intercambio térmico y el procedimiento de limpieza de dicho sistema, por ejemplo la caldera de una central eléctrica. Además, la presente invención se refiere a un procedimiento para optimizar la limpieza de partículas o suciedad de superficies de un sistema de procesos. De la patente US-A-4718376 se conoce un procedimiento y un sistema según el preámbulo de las reivindicaciones independientes Antecedentes de la invención La presente invención se refiere a la optimización de la limpieza del hollín. La disminución de emisiones tales como NOx disminuye también la necesidad de eliminación del hollín. La limpieza de partículas (suciedad) de las superficies es una rutina muy común en la industria de procesos. Por ejemplo, cuando se efectúa un proceso de combustión es esencial mantener limpias las superficies del termointecambiador para mejorar la eficiencia. Se utilizan muchos tipos distintos de limpiadores de hollín (sopladores), que se usan siguiéndose una determinada secuencia para mantener las superficies de intercambio térmico lo más limpias posible. La limpieza del hollín se realiza generalmente soplándose vapor sobre las superficies de intercambio térmico o utilizándose aire a presión u ondas de sonido para retirar la capa de partículas, principalmente hollín, de las superficies de transferencia térmica. A continuación, las partículas liberadas de la sección de la superficie de intercambio térmico a la que se le está soplando el hollín son arrastradas en la corriente de los gases de escape. El uso de los limpiadores de hollín es caro. Además, la limpieza de los tubos del termointercambiador con vapor sin ninguna capa de partículas en sus superficies desgasta notablemente las paredes de estos tubos. La erosión del termointercambiador es también una consecuencia muy cara. No obstante, si no se utilizan los limpiadores de hollín, los gastos serán también elevados. En consecuencia, es de suma importancia optimizar en gran medida el proceso de limpieza del hollín. Normalmente, la necesidad de la limpieza del hollín se calcula a partir de las temperaturas de los gases de escape y de las posibles anomalías de temperatura del vapor. Algunos sistemas pesan los tubos de intercambio térmico y, sobre la base de la masa de los tubos, se calcula la cantidad de la suciedad en los mismos. La información obtenida por estos procedimientos no proporciona necesariamente los datos exactos sobre qué tubos del termointercambiador tienen la mayor parte del hollín pegada a su superficie, y qué tubos están prácticamente limpios. En consecuencia, existe en la industria la necesidad de optimizar la limpieza del hollín, por lo que dicha limpieza del hollín se realizará de un modo más económico y eficiente, basándose en las mediciones de las condiciones reales del proceso. Objetos y resumen de la invención Un objeto de la invención es el de proporcionar un procedimiento de optimización de limpieza del hollín para que se utilice en la industria de procesos, en el cual la información sobre una secuencia de limpieza, tiempo entre períodos de funcionamiento, etc., variables de los dispositivos de limpieza, se optimicen basándose en la medición de las partículas arrastradas en la corriente de los gases del proceso. La medición se basa en la detección de la electricidad estática y/o del cambio de la misma en la corriente de gases del proceso. Otro objeto de la invención es el de proporcionar medios para obtener un conocimiento preciso del lugar y cantidad de suciedad dentro de un sistema de intercambio térmico, tal como la caldera de una central eléctrica. Según la invención, este conocimiento puede utilizarse para optimizar la limpieza de un sistema de intercambio térmico. Un procedimiento clásico para determinar el ensuciamiento en un sistema de intercambio térmico según la invención comprende los siguientes pasos: - La corriente de gases de escape la dirige una superficie de intercambio térmico de dicho sistema. - Una determinada parte de la superficie de intercambio térmico del citado sistema se limpia con un equipo de limpieza que posee un estado de parámetros de funcionamiento. Un equipo clásico de limpieza según la invención, por ejemplo, un soplador de vapor en una caldera, se dispone para limpiar una determinada parte de los tubos de intercambio térmico de la caldera. Una caldera clásica de gran tamaño comprende varias unidades separadas de equipo de limpieza, cada una de las cuales puede funcionar separadamente de las otras. Un soplador clásico de hollín de vapor de una caldera sopla vapor a una determinada presión sobre los tubos de 2   intercambio térmico que deben limpiarse y se mueve sobre esa parte de los tubos en un determinado punto del tiempo, y a una determinada velocidad. Estos parámetros de funcionamiento los puede normalmente ajustar el operador de la caldera. - De la superficie de intercambio término se desprenden partículas. Normalmente, y en su mayor parte, estas partículas son hollín. El hollín se forma en diferentes partes de las superficies de intercambio térmico con distinta rapidez dependiendo de los diferentes parámetros de proceso, por ejemplo, el tipo y la cantidad de combustible utilizado. La cantidad de partículas desprendidas por el equipo de limpieza de una determinada parte de las superficies de intercambio térmico depende, por ejemplo, de la presión de vapor del equipo de limpieza y de la cantidad de partículas que se ha formado en la parte concreta que se está limpiando. El tiempo transcurrido entre dos limpiezas de los mismos tubos de intercambio térmico afecta naturalmente a la cantidad de impurezas formadas en los tubos. - Las partículas desprendidas se dirigen a la corriente de gases de escape del sistema de intercambio térmico. - Se mide la cantidad y/o el tipo de las partículas liberadas en las corrientes de gases de escape, basándose en dichas mediciones, y se crean los datos de medición de partículas. Estas mediciones pueden realizarse con diferentes tipos de equipo. En las patentes previas US 6.031.378 y WO 02/06775 se proporcionan ejemplos y procedimientos de medición adecuados para este fin. Dicho sistema se denomina Sistema de Transferencia de Carga Eléctrica, o sistema ECT. En una realización de la invención, se mide el flujo de masa de partículas en la corriente de gases de escape. - En una memoria electrónica se crea información sobre la suciedad, uniéndose entre sí y almacenándose en dicha memoria electrónica las coordenadas de la parte de la superficie de intercambio térmico del sistema que se está limpiando, creándose los datos de medición durante la limpieza de dicha parte. Un sistema clásico para determinar la suciedad en un sistema de intercambio térmico según la invención comprende medios que permiten aplicar el procedimiento de la invención, por ejemplo: - Medios para detectar el estado de los parámetros de funcionamiento de un equipo de limpieza dispuesto para limpiar una determinada parte de la superficie de intercambio térmico de dicho sistema. Naturalmente, estos medios deberán proporcionar al sistema, en forma electrónica, el estado de los parámetros de funcionamiento deseados. - Medios para medir la cantidad y/o tipo de partículas en la corriente de gases de escape del sistema de intercambio térmico, por ejemplo el Sistema de Transferencia por Carga Eléctrica, o Sistema ECT. - Medios para crear los datos de medición de partículas de las partículas liberadas en la corriente de gases de escape. Estos son normalmente un programa informática ejecutable en, por ejemplo, la memoria de un PC o cualquier otro ordenador adecuado. - Una memoria electrónica de, por ejemplo, un PC. - Medios para crear información sobre la suciedad en la memoria electrónica uniéndose entre sí y almacenándose en dicha memoria electrónica las coordenadas de la parte de la superficie de intercambio térmico del sistema que se está limpiando, creándose los datos de medición durante la limpieza de dicha parte. Esto significa que se crea una base de datos, por ejemplo, en el disco duro del PC. Esta base de datos puede después utilizarse de muchos modos diferentes para examinar el ensuciamiento. El sistema de la invención puede comprender, por ejemplo: - Medios electrónicos para analizar la información sobre la suciedad y para crear una señal de control para el equipo de limpieza del sistema de intercambio térmico. Esto significa, por ejemplo, un programa informático que se utiliza para analizar la información sobre la suciedad en la memoria... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para determinar el ensuciamiento de un sistema de intercambio térmico, en cuyo procedimiento - la corriente de gas de escape la dirige una superficie de intercambio térmico de dicho sistema - una determinada parte de la superficie de intercambio térmico del citado sistema se limpia con un equipo de limpieza que posee un estado de parámetros de funcionamiento - de la superficie de intercambio término se desprenden partículas las partículas desprendidas se dirigen a la corriente de gases de escape del sistema de intercambio térmico, caracterizado porque: - se mide la cantidad y/o el tipo de las partículas liberadas en la corriente de gases de escape y, basándose en dichas mediciones, los datos de medición de partículas de las mismas - en una memoria electrónica se crea información sobre la contaminación uniéndose entre sí y almacenándose en dicha memoria electrónica las coordenadas de la parte de la superficie de intercambio térmico del sistema que se está limpiando, creándose los datos de medición durante la limpieza de dicha parte. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque: - el estado de los parámetros de funcionamiento del equipo de limpieza durante la limpieza de la parte de la superficie de intercambio térmico de dicho sistema se almacena en la memoria electrónica y se vincula con las coordenadas de la parte que se está limpiando con el equipo de limpieza y se crean los datos de medición de partículas durante la limpieza de dicha parte. 3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el estado de los parámetros de funcionamiento del equipo de limpieza, almacenado en la memoria electrónica, comprende el estado de al menos uno de los siguientes parámetros de funcionamiento: - Datos de identificación del equipo de limpieza. - Coordenadas del equipo de limpieza en el sistema de intercambio térmico. - Estado de funcionamiento del equipo de limpieza, es decir, si el equipo de limpieza está o no funcionando. - Velocidad del equipo de limpieza. - Información sobre el efecto del equipo de limpieza, por ejemplo, la presión de vapor utilizada. 4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la limpieza se efectúa mediante un equipo soplador de hollín. 5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el equipo de limpieza comprende alguno de los siguientes: - Soplador de hollín a base de vapor. - Soplador acústico de hollín. - Pistola de aire. - Limpiador de martillo. - Limpiador mecánico, por ejemplo, un cepillo metálico. 6. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se mide el flujo de masa de las partículas en la corriente de gases de escape. 7. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la información sobre la suciedad, almacenada en la memoria electrónica, se procesa en función de las coordenadas de la superficie de intercambio térmico, para determinar: - el momento óptimo para comenzar la limpieza de una parte concreta de la superficie de intercambio térmico de dicho sistema. 8. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la información sobre la suciedad, almacenada en la memoria electrónica, se procesa en función de las coordenadas de la superficie de intercambio térmico, para determinar: 8   - la velocidad óptima de un equipo de limpieza para la limpieza de una parte concreta de la superficie de intercambio térmico de dicho sistema. 9. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la información sobre la suciedad, almacenada en la memoria electrónica, se procesa en función de las coordenadas de la superficie de intercambio térmico, para determinar: - los parámetros óptimos de funcionamiento de un equipo de limpieza para la limpieza de una parte concreta de la superficie de intercambio térmico de dicho sistema. 10. Procedimiento según las reivindicaciones 7, 8 o 9, caracterizado porque la optimización se basa en una o más de las variables siguientes: - tiempo que debe transcurrir entre dos limpiezas de una parte concreta de la superficie de intercambio térmico de dicho sistema. - tendencia al ensuciamiento de las cenizas de una parte concreta de la superficie de intercambio térmico - contenido de carbón de las cenizas. 11. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la información sobre la suciedad, almacenada en la memoria electrónica, se utiliza para calcular la tendencia al ensuciamiento de las superficies de intercambio térmico en función de las coordenadas de la superficie de intercambio térmico. 12. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la información sobre la suciedad, almacenada en la memoria electrónica, se utiliza para calcular la distribución de la suciedad en las superficies de intercambio térmico en función de las coordenadas de la superficie de intercambio térmico. 13. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque: - se mide la distribución de partículas en una sección transversal del canal de gases, y - los datos medidos de la distribución de partículas se comparan con mediciones anteriores de dicha distribución, - utilizándose dicha comparación, se determina la tendencia al ensuciamiento y la localización de la suciedad en el sistema de intercambio térmico. 14. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la cantidad y/o tipo de partículas liberadas en la corriente de gases de escape se mide con un sistema de medición por Transferencia de Carga eléctrica. 15. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque: - las señales de CA y CC que representan partículas en la corriente de gases de escape se producen por el sistema de medición de Transferencia por Carga Eléctrica - se determinan la tendencia al ensuciamiento y la localización de la suciedad en el sistema de intercambio térmico, calculándose a partir de las señales de CA y CC. 16. Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado porque la cantidad de carbón sin quemar en el flujo de ceniza de la corriente de gases de escape se calcula a partir de las señales de CA y CC producidas por el sistema de medición de Transferencia por Carga Eléctrica en la corriente de gases de escape. 17. Sistema para determinar el ensuciamiento de un sistema de intercambio térmico, el cual comprende: - medios para detectar el estado de los parámetros de funcionamiento de un equipo de limpieza dispuesto para limpiar una determinada parte de la superficie de intercambio térmico de dicho sistema. - una memoria electrónica caracterizada porque comprende, además: - medios para medir la cantidad y/o tipo de partículas en la corriente de gases de escape del sistema de intercambio térmico, - medios para crear los datos de medición de las partículas liberadas en la corriente de gases de escape, - medios para crear información, en la memoria electrónica, información sobre el ensuciamiento, uniéndose entre sí y almacenándose en dicha memoria electrónica las coordenadas de la parte de la superficie de intercambio térmico del sistema que se está limpiando, creándose los datos de medición durante la limpieza de dicha parte. 9   18. Sistema según la reivindicación 17, caracterizado por: - medios electrónicos para crear una señal de control para el equipo de limpieza del sistema de intercambio térmico.   11   12