Método para el funcionamiento de un generador de vapor continuo.

Método para el funcionamiento de un generador de vapor continuo con una superficie de calentamiento delevaporador (4),

un precalentador (2) conectado aguas arriba a la superficie de calentamiento del evaporador (4) dellado del fluido, un dispositivo para la regulación del caudal másico del agua de alimentación , y una unidad decontrol del flujo de agua de alimentación (1) asociada a dicho dispositivo, cuya variable de control es el caudalmásico del agua de alimentación , y cuyo valor teórico para el caudal másico del agua de alimentacióndepende de un valor teórico L asociado a la capacidad del generador de vapor, caracterizado porque a la unidadde control del flujo de agua de alimentación (1) se proporciona como una de las variables de entrada, el valor real pEde la densidad del agua de alimentación en la entrada del precalentador (2).

Método para el funcionamiento de un generador de vapor continuo La presente invención hace referencia a un método para el funcionamiento de un generador de vapor continuo con una superficie de calentamiento del evaporador, a un precalentador conectado aguas arriba a la superficie de calentamiento del evaporador del lado del fluido, así como a un dispositivo para la regulación del caudal másico del

agua de alimentación hacia la superficie de calentamiento del evaporador.

Un método de esta clase se revela, por ejemplo, en la patente US-A-3196844.

En un generador de vapor continuo, el calentamiento de una pluralidad de tubos del generador de vapor, que en conjunto conforman la pared exterior hermética al gas de la cámara de combustión, conduce a una evaporación completa del fluido en los tubos del generador de vapor en una sección de paso. El fluido, convencionalmente agua, previamente a su evaporación es alimentado a un precalentador conectado aguas arriba a la superficie de calentamiento del evaporador del lado del fluido, convencionalmente también denominado economizador, y en dicho punto se realiza un calentamiento previo.

Dependiendo del estado de funcionamiento del generador de vapor continuo y, de esta manera, dependiendo de la capacidad actual del generador de vapor, se regula el caudal másico del agua de alimentación hacia la superficie de calentamiento del evaporador. Ante variaciones de carga, el flujo del evaporador y el aporte térmico a la superficie de calentamiento del evaporador deben variar de la manera más sincronizada posible dado que, de lo contrario, no se puede evitar de manera certera que se supere la entalpía específica del fluido en la salida de la superficie de calentamiento del evaporador. Una superación no deseada de la entalpía específica, dificulta el control de la temperatura del vapor vivo que sale del generador de vapor y, por otra parte, conduce a esfuerzos elevados del material y, de esta manera, a una vida útil reducida del generador de vapor.

Para evitar que se supere la entalpía específica y que se generen grandes fluctuaciones de temperatura en cada estado de funcionamiento del generador de vapor, se proporciona una unidad de control del flujo del agua de alimentación que también en el caso de cambios de carga, proporciona los valores teóricos necesarios en relación con el estado de funcionamiento.

De la patente EP 0639 253 se conoce un generador de vapor continuo en el que el flujo de agua de alimentación se regula mediante un cálculo previo de la cantidad de agua de alimentación. Como base para el método de cálculo, se utiliza el balance del flujo térmico de la superficie de calentamiento del evaporador, en el que se incluye el caudal másico del agua de alimentación, particularmente en la entrada de la superficie de calentamiento del evaporador.

En la práctica, sin embargo, la medición del caudal másico del agua de alimentación directamente en la entrada de la superficie de calentamiento del evaporador, resulta costosa en términos técnicos y no se puede realizar de manera fiable en todos los estados de funcionamiento. En lugar de ello, como alternativa, el caudal másico del agua de alimentación se mide en la entrada del precalentador, y se incluye en los cálculos de la cantidad de agua de alimentación, que no siempre es igual al caudal másico del agua de alimentación en la entrada de la superficie de calentamiento del evaporador.

Cuando varía la temperatura del medio que fluye hacia el precalentador, o cuando debido a una variación de aporte térmico varía la densidad del fluido en el interior del precalentador, se generan efectos de carga o de descarga de masa en el precalentador, y el caudal másico del agua de alimentación en la entrada del precalentador no es idéntico al caudal másico en la entrada de la superficie de calentamiento del evaporador. Si dichos efectos de carga o descarga no se consideran o sólo se consideran de manera insuficiente en la regulación del flujo del agua de alimentación, se puede generar la mencionada superación de la entalpía específica y, de esta manera, se pueden generar grandes fluctuaciones de la temperatura del fluido en la salida de la superficie de calentamiento del evaporador.

Además, la variable de las fluctuaciones de la temperatura depende de la velocidad del cambio de carga y en el caso de un cambio de carga rápido, resulta particularmente elevada. Por lo tanto, hasta el momento resultaba necesaria una limitación de la velocidad del cambio de carga y, de esta manera, la aceptación por defecto de una eficacia reducida del generador de vapor. Por otra parte, los cambios de carga rápidos y que no se pueden controlar, que se presentan en las perturbaciones eventuales del funcionamiento, reducen la vida útil del generador de vapor.

Por consiguiente, el objeto de la presente invención consiste en proporcionar un método para el funcionamiento de un generador de vapor de la clase mencionada anteriormente, que permita una variación considerablemente sincronizada del caudal másico del agua de alimentación a través de la superficie de calentamiento del evaporador,

y del aporte térmico a la superficie de calentamiento del evaporador en todos los estados de funcionamiento, sin costes técnicos considerables.

Dicho objeto se resuelve conforme a la presente invención, mediante el hecho de que el dispositivo para la

regulación del caudal másico del agua de alimentación se asocia a un dispositivo de control, cuya variable de control es el caudal másico del agua de alimentación , y cuyo valor teórico para el caudal másico del agua de alimentación depende de un valor teórico L asociado a la capacidad del generador de vapor, en donde al dispositivo de control se proporciona, como una de las variables de entrada, el valor real pE de la densidad del agua de alimentación en la entrada del precalentador.

La presente invención se basa en la consideración de que para la variación sincronizada del caudal másico del agua de alimentación y del aporte térmico a la superficie de calentamiento del evaporador, se debe realizar un balanceo del flujo térmico de la superficie de calentamiento del evaporador. De manera óptima, en la entrada de la superficie de calentamiento del evaporador, se debe prever una medición del caudal másico del agua de alimentación. Dado que, sin embargo, la medición directa del caudal másico del agua de alimentación en la entrada de la superficie de calentamiento del evaporador, no resulta fiable, dicha medición se realiza ahora en un punto antepuesto apropiado del lado del propio medio, es decir, en la entrada del precalentador. Dado que, sin embargo, los efectos de carga y de descarga de masa que se pueden presentar en el precalentador, podrían alterar el valor de medición, dichos efectos se deben compensar de una manera apropiada. Para ello, se debe realizar un cálculo del caudal másico del agua de alimentación en la entrada de la superficie de calentamiento del evaporador, mediante otras variables de medición simples de obtener. Las variables de medición particularmente apropiadas para la corrección del valor de medición para el caudal másico del agua de alimentación, obtenido en la entrada del precalentador, son la densidad media del fluido en la superficie de calentamiento del precalentador y su variación en el tiempo.

Para un cálculo particularmente preciso del flujo térmico a través de la superficie de calentamiento del evaporador, y también para una corrección posterior particularmente precisa del valor de medición para el caudal másico del agua de alimentación, se prevé de manera ventajosa la detección adicional de la densidad del fluido en la salida de la superficie de calentamiento del precalentador. De esta manera, se permite una detección particularmente precisa y, por consiguiente, también la consideración de los efectos de carga y descarga mencionados. En un perfeccionamiento ventajoso, adicional o alternativo, se utiliza como valor teórico para el caudal másico del

agua de alimentación, la expresión , en donde es el valor real del caudal másico del agua de alimentación en la entrada del precalentador,

es la variación en el tiempo de la densidad media del fluido en el

precalentador, y V es el volumen del precalentador. Mediante el aporte se estiman los efectos de carga y de descarga mencionados.

Cuando el aporte térmico en el fluido es estacionario en el interior del precalentador, es decir, que no varía en el

tiempo, para el cálculo del valor teórico se utiliza en lugar de la densidad media , aproximadamente la densidad pE del fluido en la entrada del precalentador. En este caso, se puede establecer la variación... [Seguir leyendo]

1. Método para el funcionamiento de un generador de vapor continuo con una superficie de calentamiento del evaporador (4) , un precalentador (2) conectado aguas arriba a la superficie de calentamiento del evaporador (4) del

lado del fluido, un dispositivo para la regulación del caudal másico del agua de alimentación , y una unidad de control del flujo de agua de alimentación (1) asociada a dicho dispositivo, cuya variable de control es el caudal

másico del agua de alimentación , y cuyo valor teórico

para el caudal másico del agua de alimentación depende de un valor teórico L asociado a la capacidad del generador de vapor, caracterizado porque a la unidad de control del flujo de agua de alimentación (1) se proporciona como una de las variables de entrada, el valor real pE de la densidad del agua de alimentación en la entrada del precalentador (2) .

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que a la unidad de control del flujo del agua de alimentación (1) como otra variable de entrada, se proporciona el valor real pA de la densidad del agua de alimentación en la salida del precalentador (2) .

3. Método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que la variable

se utiliza como valor teórico para el caudal másico del agua de alimentación, en donde

es el valor real del

caudal másico del agua de alimentación en la entrada del precalentador (2) ,

es la variación en el tiempo de la densidad media del agua de alimentación en el interior del precalentador (2) , y V es el volumen del precalentador (2) .

4. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que como valor aproximado para la densidad

media se utiliza la densidad pE del agua de alimentación en la entrada del precalentador (2) .

5. Método de acuerdo con la reivindicación 3 ó 4, en el que la variación en el tiempo de la densidad media

del agua de alimentación en el precalentador (2) se conforma mediante un elemento funcional con un comportamiento diferenciador.

6. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 5, en el que la señal de densidad de entrada se conecta con un elemento de retardo que presenta una constante de tiempo en relación al tiempo de recorrido del precalentador (2) , en correspondencia con una constante de tiempo en relación con la térmica del precalentador (2) retardada PT1, y la señal generada de esta manera es la señal de densidad de salida lanzada como señal negativa.

7. Método de acuerdo con la reivindicación 6, en el que tanto el tiempo de retardo como también la constante de tiempo en relación con la térmica del precalentador (2) se adaptan de manera recíproca a la carga del generador de vapor.

8. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, en donde la unidad de control del flujo del agua de alimentación (1) se puede conectar y desconectar según sea necesario.