SISTEMA

D E S C R I P C I Ó N

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se puede incluir dentro del campo tecnológico de las calderas industriales. En particular, la invención se refiere, tanto a un sistema de combustión de combustible sólido (por ejemplo carbón o biomasa) pulverizado, como a una caldera que incorpora dicho sistema. Los objetivos de esta invención son tanto la optimización del proceso para la reducción de las emisiones de óxidos de nitrógeno, como la optimización del rendimiento y el incremento de la flexibilidad de operación de la caldera.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Gran parte de los desarrollos de los últimos años para la optimización de las calderas industriales (por ejemplo, en unidades de generación eléctrica) se ha enfocado a la reducción de las emisiones de gases contaminantes, entre los que cabe destacar los óxidos de nitrógeno (NO _x ), generados en la combustión de combustibles fósiles, como el carbón, el fueloil o el gas natural en calderas industriales. Los NO _x comprenden principalmente NO y N0 ₂ y se encuentran entre los contaminantes gaseosos más perjudiciales para la salud y el medio ambiente. Los óxidos de nitrógeno son precursores del smog fotoquímico y la lluvia ácida, fenómenos con efectos directos sobre la salud de los animales, la vegetación y los seres humanos.

Las tecnologías aplicadas para la reducción de las emisiones de NO _x en calderas industriales pueden clasificarse principalmente en dos grupos: medidas primarias, que comprenden modificaciones y ajustes del proceso de combustión; y medidas secundarias, que se basan en el abatimiento de postcombustión.

Dentro las medidas primarias, una de las estrategias aplicadas es la basada en la estratificación de los aportes de aire y combustible a la caldera. En este sentido, las líneas de actuación en unidades existentes van desde el ajuste de los parámetros de combustión hasta la implementación de modificaciones en las calderas, tales como la instalación de quemadores de bajo NO _x , registros de OFA (aire sobre parrilla, del inglés "Over Fire Air") o de UFA (aire bajo parrilla, del inglés "Under Fire Air"), etc.

Dicha estratificación persigue desarrollar una combustión en dos o más etapas, de las que una primera etapa, también denominada etapa inicial, es más rica en combustible, mientras que una segunda etapa (y subsiguientes) son paulatinamente más pobres en combustible. Se trata de disminuir el oxígeno disponible en aquellas zonas en las que es crítico para la formación de NO _x , así como de reducir la cantidad de combustible que se quema a la máxima temperatura de llama. Mediante este procedimiento se actúa sobre el denominado NO _x térmico (desfavorecido por mezclas ricas) y sobre el NO _x del combustible (propiciando su transformación a N ₂ en la fracción procedente de la combustión de volátiles).

Un modo de ejecución del concepto de combustión estratificada en etapas descrita anteriormente es el detallado en la solicitud de patente internacional PCT/ES2010/070039, cuyo objeto se caracteriza por constituir un sistema constituido por una caldera equipada con una pluralidad de quemadores distribuidos en varios grupos dispuestos en distintos niveles o en zonas, diferenciando entre grupos de quemadores principales y auxiliares en función de si la inyección del combustible en la caldera a través de los quemadores se realiza de forma preferencial o solo en caso de necesidad. De manera adicional, el sistema comprende un grupo de molinos de combustible sólido que supera en al menos uno el número de molinos necesarios para generar la máxima carga de la caldera, así como el sistema también incorpora medios de transporte de combustible sólido que comunican los molinos con los quemadores.

La principal particularidad que introduce el sistema descrito en PCT/ES2010/070039 es que permite establecer patrones de aporte diferencial de combustible sólido entre cada grupo de quemadores, asociados a la consecución de un determinado objetivo operativo (reducción de NO _x , mejora de rendimiento, reducción de inquemados, etc.), de forma que dichos patrones no se vean modificados por la indisponibilidad puntual de uno de los molinos, ni requieran alejar las condiciones de operación de los molinos de sus condiciones de diseño. Para conseguir este objetivo, los molinos comprenden dos molinos auxiliares, que a su vez comprenden un molino de sustitución y un molino de apoyo, ambos conectados a los quemadores de cada uno de los grupos de quemadores principales y, de forma opcional, a un grupo de quemadores auxiliares. Mientras el molino de sustitución solamente operaría ante la parada de uno de los molinos principales, el molino de apoyo estaría siempre en funcionamiento generando un caudal de combustible sólido que se adicionaría a los grupos de quemadores principales.

El mayor inconveniente que presenta este sistema de combustión es que, en base al diseño considerado, se hace necesaria la existencia de dos molinos auxiliares (uno de sustitución y otro de apoyo), junto con numerosos elementos auxiliares (nuevos conductos de transporte del combustible, grupos de distribuidores, grupos de divisores de caudal, así como numerosos deflectores y válvulas de cierre) que dotan al sistema de una gran complejidad operativa y de una alta demanda de mantenimiento asociado.

Relacionada con la invención descrita en el documento anteriormente mencionado PCT/ES2010/070039, si bien con objetivo distinto, la patente alemana DE 833 099 hace referencia a un hogar de combustible sólido pulverizado dotado de varios molinos principales, cada uno de ellos conectado con grupos de quemadores a través de una serie de tuberías mediante la interconexión de cabezales distribuidores combinados. Esta patente incorpora de manera novedosa un molino de reserva cuyos conductos desembocan, también a través de un cabezal distribuidor, en los conductos de los molinos principales, entre estos y sus cabezales distribuidores. De manera teórica, dicho molino de reserva dispone de dos modos de operación, pudiendo sustituir a un molino principal en caso de fallo (modo sustitución), o apoyando de una forma uniforme la operación de los molinos principales en caso de picos de carga y siempre y cuando no haya ningún molino fuera de servicio (modo apoyo).

A diferencia de lo explicado para PCT/ES2010/070039, DE 833 099 tiene como único objetivo dotar a la caldera de una mayor flexibilidad de operación, quedando fuera de su alcance la capacidad de ajustar la distribución de combustible entre los diferentes grupos de quemadores sin la necesidad de alejar las condiciones de operación de los molinos de sus condiciones de diseño, de modo que la reducción de emisiones de óxidos de nitrógeno y la optimización del rendimiento no son objetivos directos de la patente DE 833 099. De manera adicional, el diseño descrito en DE 833 099 no resuelve el desafío operacional de cómo los mismos conductos que conectan el molino de apoyo con el resto de molinos pueden dimensionarse para vehicular unos caudales de combustible tan diferentes que se generan en base a los dos modos de operación disponibles (sustitución y apoyo). En ese sentido, un diseño del diámetro de estos conductos en base a la operación en modo de sustitución, produciría que, en condiciones de operación en modo de apoyo, las velocidades se reducirían en base al número de corrientes en que se divida la producción del molino de reserva, de tal manera que se podrían producir problemas de deposición de polvo de combustible en los conductos. Si, por el contrario, el diámetro se dimensiona para vehicular caudales de combustible según el modo de apoyo, se produciría, en caso de operación en modo de sustitución, un incremento en la velocidad de la mezcla, generándose una gran erosión de los conductos y un aumento considerable de la pérdida de carga en el circuito. Esta mayor pérdida de carga produciría un incremento en la presión del molino y, como consecuencia, una reducción en la capacidad de producción del mismo.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere, de acuerdo con un primer objeto, a un sistema de optimización para calderas de combustible sólido pulverizado, con vistas a reducir las emisiones de los óxidos de nitrógeno, así como a mejorar el rendimiento y la flexibilidad de operación de calderas industriales, como por ejemplo las existentes en las unidades de generación eléctrica. De acuerdo con un segundo objeto, la invención se refiere a una caldera de combustión que incorpora el mencionado sistema de optimización.

El sistema de optimización, de acuerdo con el primer objeto de la presente invención, está especialmente concebido para ser implementado en una caldera de combustión dotada de una cámara de combustión, así como el sistema está constituido por:

- una pluralidad de quemadores, que son quemadores de combustible sólido pulverizado, y que están distribuidos en varios grupos dispuestos en distintos niveles o zonas, donde cada grupo de quemadores está en general formado por un número predeterminado de quemadores distribuidos según columnas en la cámara de combustión, según es conocido en el estado de la técnica; - una pluralidad de molinos, para moler el combustible sólido, donde el número de molinos supera en al menos uno el número de molinos necesarios para generar la plena carga de la caldera; y

- medios de transporte, para comunicar los molinos con los quemadores, permitiendo transportar combustible sólido pulverizado desde los molinos hasta los quemadores.

Los grupos de quemadores comprenden grupos de quemadores principales, que reciben inyección de combustible de manera preferente. Los grupos de quemadores pueden comprender adicionalmente grupos de quemadores auxiliares, que reciben combustible solo en caso de necesidad, por ejemplo, avería en los quemadores principales. Alternativamente, según se comentará seguidamente, los quemadores auxiliares pueden ser empleados para introducir aire en la cámara de combustión, de acuerdo con la tecnología OFA mencionada en los antecedentes.

Por su parte, los molinos comprenden molinos principales y un molino auxiliar. Cada molino principal está conectado con todos los quemadores de un mismo grupo de quemadores principales. Los molinos principales están en funcionamiento siempre que la demanda de carga lo requiere. Por su parte, el molino auxiliar está conectado a cada uno de los grupos de quemadores principales y, de forma opcional, a uno o varios grupos de quemadores auxiliares. Por tanto, cada grupo de quemadores principales está conectado a su molino principal correspondiente, así como todos los grupos de quemadores principales están conectados en paralelo al molino auxiliar. La alimentación del molino auxiliar se deriva, según se explicará más adelante, al grupo de quemadores principales y, en su caso, de quemadores auxiliares, deseados.

La presente invención está preferentemente destinada a ser empleada en calderas en las que está previsto alcanzar la plena carga únicamente empleando los grupos de quemadores principales, por lo que, de manera preferente, no está previsto que los quemadores auxiliares entren en funcionamiento. Por ello, no resultan esenciales, ni para el funcionamiento ni para la comprensión de la presente invención, los detalles sobre si y, en su caso, cómo, están conectados los grupos de quemadores auxiliares a los molinos.

Los medios de transporte incorporan líneas de transporte principales, así como líneas de transporte auxiliares. Cada línea de transporte principal comunica un molino principal con un quemador correspondiente de su grupo de quemadores principales correspondiente. De manera preferente, para cada molino principal existen tantas líneas de transporte principales como columnas existen en la cámara de combustión, es decir, como quemadores hay en el grupo de quemadores correspondiente.

Por su parte, las líneas de transporte auxiliares, de las cuales, de manera preferente, por analogía con las líneas de transporte principales, existe una para cada columna de cada grupo de quemadores principales y, en su caso, auxiliares, comunican el molino auxiliar con cada grupo de quemadores principales y, en su caso, con el grupo o cada grupo de quemadores auxiliares. Las líneas de transporte auxiliares presentan, de manera preferente, el mismo diámetro que las líneas de transporte principales, así como cada una de las líneas de transporte auxiliares comprende los siguientes componentes:

- un tramo ascendente, preferentemente vertical, conectado con el molino auxiliar, del que recibe la carga de combustible sólido pulverizado;

- un tramo descendente, preferentemente vertical, conectado al tramo ascendente;

- un tramo de transición, intercalado entre el tramo ascendente y el tramo descendente;

- un distribuidor, para distribuir correspondientes caudales de combustible sólido pulverizado desde el tramo descendente hacia cada uno de los grupos de quemadores principales y, en su caso, auxiliares, donde cada distribuidor dispone de una entrada conectada con el tramo descendente de una de las líneas de transporte auxiliares y de varias salidas;

- líneas de reparto, de configuración descendente, preferentemente vertical, ubicadas en correspondientes salidas del distribuidor, y que desembocan en correspondientes líneas de transporte principal de cada uno de los grupos de quemadores principales y, en su caso, auxiliares.

La principal particularidad que introduce la invención consiste en que permite establecer, según se acaba de explicar, mediante un único molino auxiliar, patrones de aporte diferencial de combustible sólido entre cada grupo de quemadores, asociados a la consecución de un determinado objetivo operativo (reducción de NO _x , mejora de rendimiento, reducción de inquemados, etc.), de forma que dichos patrones no se vean modificados por la indisponibilidad puntual de uno de los molinos y que no se requiera para ello de la operación alejada de los molinos de sus condiciones de diseño. Por su parte, la particularidad fundamental de las líneas de transporte auxiliares es la presencia de líneas de reparto de configuración descendente, preferentemente vertical. De esta forma, el flujo del combustible sólido, tanto en los tramos descendentes, así como en los distribuidores y en las líneas de reparto, se ve favorecido por la gravedad, no precisándose una velocidad mínima del aire de transporte para la sustentación de las partículas de combustible. Si bien se prefiere que las líneas de reparto, así como los tramos descendentes, presenten dirección vertical, es decir, que formen un ángulo recto con la orientación horizontal, en realidad basta con que formen un ángulo, en sentido descendente, que sea suficiente como para proporcionar un desplazamiento del combustible que esté libre de atascos.

Mediante esta configuración, el molino auxiliar puede operar selectivamente tanto en modo sustitución, aportando combustible a los quemadores de uno de los molinos principales que eventualmente se encuentre fuera de servicio, o bien en modo de apoyo, generando corrientes de reparto de combustible que se adicionan a los grupos de quemadores principales y, en su caso, auxiliares para obtener los patrones de estratificación del combustible preestablecidos.

La presente invención solventa la problemática de asegurar la ausencia de deposiciones y atascos en las líneas de transporte auxiliares, en particular, en las líneas de reparto, cuando se opera el sistema en modo apoyo. En este sentido, la división que se produce en los distribuidores da lugar a corrientes de reparto que, si bien presentan velocidades inferiores a las velocidades requeridas para la sustentación del combustible en tramos de transición y en tramos ascendentes, no suponen un límite al flujo al ser éste asistido por la propia gravedad.

El hecho de que, tal como se ha explicado anteriormente, debido al efecto de la gravedad en los tramos descendentes y en las líneas de reparto, no existen limitaciones en el reparto de combustible en el distribuidor, que pudieran venir impuestos por la necesidad de asegurar una velocidad mínima de transporte en las líneas de reparto, se habilita adicionalmente un modo de operación combinado sustitución/apoyo. De esta forma, el molino auxiliar puede sustituir a un molino principal que esté fuera de servicio, con un porcentaje elevado de la carga nominal de dicho molino auxiliar, por ejemplo, por encima del 75%, y simultáneamente apoyar a uno o varios de los molinos principales empleando una porción restante de la carga nominal.

Los medios disponibles en el estado de la técnica para establecer estrategias de estratificación del combustible en calderas convencionales se reducen normalmente al ajuste de la producción de los molinos. En este sentido, los normalmente estrechos márgenes operativos de los molinos respecto a su capacidad nominal imponen una cota insalvable a los potenciales beneficios que una mayor estratificación puede ofrecer. Además, y no menos importante, esta forma de operar, alejada del punto óptimo de diseño de los molinos, tiene una influencia negativa en su funcionamiento que puede derivar en problemas mecánicos (desgaste, vibración, rechazo de combustible sólido, etc.) como en un empeoramiento en la granulometría del combustible sólido producido.

La presente invención, por el contrario, permite asegurar y ajustar los aportes de combustible a determinados grupos de quemadores principales, permitiendo establecer patrones de alimentación que pueden conllevar una gran estratificación entre distintos grupos de quemadores mediante la disponibilidad de un único molino auxiliar, sin la necesidad de operar los molinos alejados de su punto normal de diseño e independientemente del molino que eventualmente pueda quedar fuera de servicio para mantenimiento u otra finalidad.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1 muestra una realización preferente de la invención aplicada a una caldera frontal de combustible sólido pulverizado (carbón típicamente) equipada con ocho quemadores, dispuestos en cuatro niveles de dos columnas, donde para cada nivel se dispone de un quemador por columna. Se representan los quemadores y los medios de transporte asociados a una de las dos columnas, siendo su disposición análoga a la de la otra columna.

En la figura 2 se representa un patrón típico de alimentación estratificada de combustible por niveles para la reducción de las emisiones de NO _x en una caldera como la descrita en la figura 1 pero que no incorpora la invención descrita en la presente memoria.

La figura 3 muestra, para la caldera en cuestión, un patrón de estratificación del combustible más acentuado que en el caso de la figura 2, obtenido por la aplicación de la presente invención operando en el modo de apoyo para la consecución de una mayor reducción de los NO _x , pero guardando el compromiso con el control del nivel de inquemados del combustible al operar con todos los molinos en servicio (uno más que en el caso habitual de operación descrito en la figura 2).

La figura 4 muestra, para la caldera en cuestión, un patrón de estratificación del combustible similar al del caso de la figura 2, obtenido por aplicación de la presente invención operando en el modo de sustitución de un molino fuera de servicio.

La figura 5 muestra, para la caldera en cuestión, un patrón de estratificación del combustible similar al del caso de la figura 3, obtenido por aplicación de la presente invención operando en el modo combinado. En dicho modo de operación, por medio del molino auxiliar se sustituye parcialmente a un molino que está fuera de servicio y adicionalmente se genera un aporte diferencial de combustible entre los diferentes grupos de quemadores.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

A continuación, se ofrece una descripción de un modo posible de ejecución de la invención descrita. Su aplicación es extensiva tanto en el caso de ejecución en una caldera nueva como en el caso de adaptación de una existente.

Consideremos la caldera frontal representada en las figuras, en particular, en la figura 1 , que está equipada con una cámara de combustión (1 ), y con ocho quemadores agrupados en cuatro grupos de quemadores (2A, 2B, 2C, 2D) ubicados a diferentes niveles o alturas, donde cada grupo de quemadores (2A, 2B, 2C, 2D) comprende dos columnas, donde en cada una de las dos columnas se dispone un quemador ubicado en la pared frontal de la cámara de combustión (1 ), de modo que en cada grupo de quemadores (2A, 2B, 2C, 2D) hay dos quemadores, uno por cada columna. De entre los grupos de quemadores (2A, 2B, 2C, 2D), aquellos correspondientes a los tres niveles inferiores se denominan grupos de quemadores principales (2D, 2C, 2B), mientras que el grupo de quemadores del nivel superior se denomina grupo de quemadores auxiliares (2A). En las figuras se representa un caso en que solo existe un grupo de quemadores auxiliares (2A).

La alimentación de combustible sólido pulverizado (carbón típicamente) a la cámara de combustión (1 ) procede de cuatro molinos (3A, 3B, 3C, 3D), desde donde se distribuye una mezcla bifásica aire-combustible a los quemadores (2A, 2B, 2C, 2D) a través de unos medios de transporte que comprenden una red de transporte neumático formada por líneas de transporte (22, 23). Los molinos (3A, 3B, 3C, 3D), comprenden unos molinos principales (3D, 3C, 3B), que alimentan respectivamente los grupos de quemadores principales (2D, 2C, 2B), a través de correspondientes líneas de transporte principales (22).

La plena carga de la caldera puede alcanzarse con la aportación, operando de acuerdo con su carga nominal, de sólo tres de los molinos (3A, 3B, 3C, 3D), en particular de los molinos principales (3D, 3C, 3B). En la figura 1 se han representado por simplicidad únicamente las líneas de transporte (22, 23) hacia una de las dos columnas de los quemadores de los grupos de quemadores (2A, 2B, 2C, 2D), siendo la distribución para la otra columna totalmente análoga.

La presente invención está preferentemente destinada a ser empleada en calderas en las que está previsto alcanzar la plena carga únicamente empleando los grupos de quemadores principales (2D, 2C, 2B), por lo que, de manera preferente no está previsto que el grupo de quemadores auxiliares (2A) entre en funcionamiento. Por ello, no se representan en las figuras adjuntas los detalles sobre si están o no conectados y, en su caso, cómo, el grupo de quemadores auxiliares (2A) a los molinos (3A, 3B, 3C, 3D).

En este caso, de acuerdo con lo indicado en el párrafo anterior, se ha optado por representar un escenario en el que el grupo de quemadores auxiliares (2A) quedaría fuera de servicio en todo momento, por lo que el molino auxiliar (3A) solo se muestra conectado a los quemadores de cada uno de los grupos de quemadores principales (2D, 2C, 2B), si bien, de manera preferente, el molino auxiliar (3A) también puede estar conectado al grupo o, en su caso, grupos de quemadores auxiliares (2A), de manera análoga a lo que se explica para los grupos de quemadores principales (2D, 2C, 2B). En particular, la distribución representada tiene una aplicación preferente en la que los grupos de quemadores auxiliares (2A) se dedican a introducir aire en la cámara de combustión (1 ), de acuerdo con la tecnología OFA mencionada en el apartado de antecedentes.

De manera análoga a las líneas de transporte principales (22), las líneas de transporte (22, 23) comprenden adicionalmente líneas de transporte auxiliares (23), para conectar el molino auxiliar (3A) con los grupos de quemadores principales (2D, 2C, 2B) y, en su caso, opcionalmente aunque no se ha representado, con el grupo o los grupos de quemadores auxiliares (2A). Cada línea de transporte auxiliar (23) comprende un tramo ascendente (16), preferentemente vertical, que asciende hasta una elevación tal que, tras un tramo de transición (17), encara un tramo descendente (18), preferentemente vertical, hasta encontrarse con un correspondiente distribuidor (4) descendente, de los cuales existen dos, uno por columna de los grupos de quemadores principales (2D, 2C, 2B), donde cada distribuidor (4) presenta varias salidas cada una de las cuales se conecta con un quemador de cada uno de los tres grupos de quemadores principales (2D, 2C, 2B) y, en su caso, auxiliares (2A).

Los tramos de transición (17) pueden adoptar configuraciones variadas. De acuerdo con el ejemplo representado en las figuras, los tramos tramos de transición (17) son horizontales. Sin embargo, otras configuraciones son también posibles, como por ejemplo, tramos de transición (17) diagonales o tramos de transición (17) en forma de codo, por ejemplo a 180°, que no se representan en las figuras.

Cada distribuidor (4), correspondiente con una columna, puede repartir el caudal de combustible sólido procedente del molino auxiliar (3A) en tres corrientes de caudales regulables dirigidas hacia los quemadores de dicha columna pertenecientes a los grupos de quemadores principales (2D, 2C, 2B) y, en su caso, auxiliares (2A). El reparto de la mezcla bifásica procedente del molino auxiliar (3A) entre los grupos de quemadores principales (2D, 2C, 2B) y, en su caso, auxiliares, se regula mediante unos deflectores (5, 6) desplazables y unas válvulas de reparto (7, 8, 9) que aislan cada una de las vía de salida de los distribuidores (4). Dichos deflectores (5, 6) están dotados de mecanismos para su desplazamiento en una posición adecuada en función de la distribución requerida en caudales y granulometría del combustible sólido, permitiendo la operación del sistema en los tres modos deseados: modo de sustitución, modo de apoyo y modo combinado (es decir, simultáneamente modo de sustitución y modo de apoyo).

Por otra parte, las vías de salida de los distribuidores (4) desembocan en las líneas de transporte principales (22), correspondientes a los molinos principales (3D, 3C, 3B), mediante correspondientes líneas de reparto (19, 20, 21 ) en sentido descendente, preferentemente vertical, tal que se asegura el transporte de sólidos sin deposición con independencia de la velocidad del fluido. Cada línea de reparto (19, 20, 21 ) desemboca en un correspondiente entronque (10, 1 1 , 12) ubicado aguas abajo de una correspondiente válvula principal (13, 14, 15) localizada en cada línea de transporte principal, para aislar selectivamente el molino principal (3D, 3C, 3B) correspondiente respecto de la línea de reparto (19, 20, 21 ).

La configuración descrita para los medios de transporte permite la aplicación de metodologías de operación que no son factibles o mantenibles en el tiempo en las unidades de combustión convencionales, representadas en la figura 2, en las que cada grupo de quemadores (2A, 2B, 2C, 2D) está alimentado exclusivamente por un único molino (3A, 3B, 3C, 3D). Como ejemplo de estas metodologías con un solo molino (3A, 3B, 3C, 3D) por grupo de quemadores (2A, 2B, 2C, 2D), se destaca la estrategia de estratificación del combustible para la reducción de las emisiones de NO _x . Para una caldera frontal convencional, como la representada en la figura 2, con cuatro molinos (3A, 3B, 3C, 3D), normalmente capaz de generar la plena carga con tres de ellos en operación en carga nominal, se ha constatado una reducción significativa de los NO _x cuando se para el grupo superior de quemadores (2A) y se fuerza un patrón de alimentación caracterizado por una aportación superior por el grupo de quemadores inferiores (2D), donde dicha aportación es paulatinamente más reducida hacia los grupos de quemadores superiores (2C, 2B, 2A), tal y como se muestra en la figura 2. En dicha figura 2 se ha representado mediante porcentajes la cantidad de combustible sólido aportado por cada grupo de quemadores (2A, 2B, 2C, 2D) y la producida por cada molino (3A, 3B, 3C, 3D), tomando como referencia una producción nominal de 100% para cada uno de ellos.

Esta forma de operar, descrita en el párrafo anterior para el ejemplo del estado de la técnica representado en la figura 2, está limitada por la capacidad máxima de producción de los molinos (3A, 3B, 3C, 3D) y, en cualquier caso, condicionada por la disponibilidad de dichos molinos (3A, 3B, 3C, 3D). En este sentido, una parada de uno de los molinos (3B, 3C, 3D) asociados a los grupos de quemadores (2B, 2C, 2D) más inferiores obligaría al arranque del molino superior (3A) para generar la máxima carga de la caldera, lo que iría asociado a la entrada de combustible en la cámara de combustión (1 ) a través del grupo superior de quemadores (2A), con lo cual el equilibrio de NO _x se desplazaría de manera perjudicial hacia una mayor generación de NO _x .

En comparación con el sistema convencional que se acaba de comentar, el sistema de la presente invención permite ventajosamente establecer patrones de estratificación más acentuados desde el punto de vista de la reducción de los NO _x , como el representado en la figura 3. En dicha figura se muestran en porcentaje: la producción de cada molino (3A, 3B, 3C, 3D); el reparto de la producción del molino auxiliar (3A) entre cada grupo de quemadores principales (2D, 2C, 2B) operando en modo de adición; y el caudal total vehiculado por cada grupo de quemadores (2D, 2C, 2B). Igualmente se representa de manera gráfica la posición de las válvulas principales (13, 14, 15) y, de manera aproximada, de los deflectores (5, 6), que permiten la consecución del patrón de estratificación deseado. Tal y como se observa en la figura 3, los tres grupos de quemadores principales (2D, 2C, 2B) se alimentan a través de sus respectivos molinos principales (3D, 3C, 3B) operando ligeramente por debajo de su carga nominal, como consecuencia del arranque del molino auxiliar (3A). El molino auxiliar (3A) opera a la misma carga que los molinos principales (3D, 3C, 3B), repartiendo su producción, en base a la posición de los deflectores (5, 6), a los tres niveles inferiores. El reparto en cuestión sería un 7% para el grupo de quemadores superiores (2B), un 33% para el grupo de quemadores intermedio (2C) y un 60% para el grupo de quemadores inferiores (2D). El patrón anterior de aporte de combustible sólido es muy práctico en los casos en los que se plantee la co-combustión de carbón con algún otro combustible sólido alternativo (por ejemplo, biomasa). En este caso el combustible sólido alternativo (por ejemplo, biomasa) puede ser pulverizado en el molino auxiliar (3A) y de éste, en virtud de los medios de transporte definidos, ser alimentado a los grupos de quemadores principales (2D, 2C, 2B), junto con las respectivas corrientes de carbón pulverizado procedentes de los otros molinos.

La figura 4 muestra, con la misma simbología que la figura 3, una configuración que permite establecer un patrón de operación en caso de parada de uno de los molinos principales (3D, 3C, 3B), por ejemplo el molino principal (3B) que alimenta al tercer nivel de grupos de quemadores (2B), y no se requiera un aporte diferencial de combustible sólido entre cada grupo de quemadores (2D, 2C, 2B) por medio del molino auxiliar (3A). En este caso, los molinos principales (3D, 3C, 3B) en servicio generan una producción similar a la presentada en la figura 2, mientras que el molino auxiliar (3A) trabaja a una producción similar a la del molino principal (2B) fuera de servicio presentada también en esta figura 2. Respecto a la situación presentada en la figura anterior (figura 3), se cerrarían las válvulas de reparto (8, 9) correspondientes a las líneas de reparto (20, 21 ) de los dos grupos de quemadores inferiores (2D, 2C), así como la válvula principal (13) correspondiente al grupo de quemadores principales superior (2B), y se accionarían los deflectores de flujo (5, 6) de los distribuidores (4) para que se derive la totalidad de la alimentación del molino auxiliar (3A) al grupo de quemadores principales superior (2B).

Por último la figura 5 muestra, con la misma simbología que las figuras 3 y 4, la configuración que permite establecer un patrón de operación en caso de parada de uno de los molinos principales, (3B, 3C, 3D), por ejemplo el molino principal (3B), que alimenta al tercer nivel de grupos de quemadores (2B), y sí se requiera adicionalmente un aporte diferencial de combustible sólido entre cada grupo de quemadores (2B, 2C, 2D) por medio del molino auxiliar (2A). En este caso, todos los molinos (3A, 3C, 3D) en servicio trabajan a su carga nominal. Respecto a la situación presentada en la figura anterior (figura 4), se abrirían las válvulas de reparto (8, 9) correspondientes a las líneas de reparto (20, 21 ) de los dos grupos de quemadores inferiores (2D, 2C), y se accionarían los deflectores de flujo (5, 6) de los distribuidores (4) para conseg estratificación más acentuada presentada en la figura 3.