Qualquer que seja o tipo de caldeira a combustível sólido, todas apresentam um alto nível de eficiência, graças ao design e princípio do dispositivo. Nesta página, consideraremos e tentaremos entender como funcionam as caldeiras de combustível sólido. A principal diferença entre as caldeiras convencionais de combustível sólido e as caldeiras de combustível sólido de longa duração é que, no segundo caso, a combustão demora muito mais devido ao princípio da combustão. Portanto, vamos examinar o princípio de operação de caldeiras de combustível sólido e como funcionam as caldeiras de combustível sólido para entender como escolher uma caldeira.
O princípio de funcionamento de uma caldeira de combustível sólido de longa duração.
Normalmente, essas caldeiras de combustível sólido operam com o princípio de "combustão superior". Como funciona uma caldeira de queima longa? Antes que o oxigênio entre diretamente no forno, onde ocorre a combustão, ele é aquecido. Ele é aquecido para reduzir a quantidade de resíduos de combustão: fuligem, cinzas. O oxigênio não é fornecido de baixo para cima, mas de cima para baixo. Assim, apenas a camada superior de combustível sólido armazenado na fornalha queima. Devido ao fato de que o ar entra por cima, ele não penetra para baixo e o processo de combustão é impossível lá. Apenas a camada superior de combustível queima. Quando a camada superior queima, a alimentação para a camada inferior é ativada. Então, gradualmente, conforme a combustão progride, o ar é fornecido cada vez mais baixo. Graças a essa abordagem, a camada superior de combustível sempre queima e a de baixo permanece intacta até chegar a sua vez. Isso permite um consumo de combustível muito econômico e controle do processo de combustão. É com essa tecnologia que o combustível sólido se queima por muito tempo.
Essas caldeiras não são apenas econômicas, mas também ecológicas. Claro, desde que sejam utilizados materiais de construção resistentes ao fogo, que não só irão garantir a máxima eficiência da caldeira, isolando o calor, mas também protegendo contra possíveis incêndios.
Você pode entender claramente como funciona a caldeira de pirólise neste vídeo:
Classificação dos dispositivos de combustão
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Dispositivos de combustão de CALDEIRAS
Um dispositivo de combustão ou forno é uma parte de uma unidade de caldeira destinada à implementação de processos termooxidativos (combustão de combustível) a fim de obter produtos de combustão em alta temperatura. Ao mesmo tempo, o forno serve como um dispositivo de troca de calor no qual o calor é transferido por radiação da zona de combustão para as superfícies de aquecimento por radiação.
Por método de queima
combustível, todos os dispositivos de combustão são divididos em camada e câmara (vórtice). Em fornos em camadas, o combustível sólido granulado é queimado em uma camada situada em uma superfície de suporte correspondente (ver Fig. 1.1).
Por condição da camada de combustível
os fornos são subdivididos em camadas com uma densa camada suspensa - um leito fluidizado (TKS).
NO fornos de chama de câmara
a combustão de combustíveis gasosos, líquidos e sólidos pulverizados é realizada por meio de dispositivos de pulverização especiais, também chamados de queimadores.
A combustão do combustível em fornos de vórtice é realizada no estado suspenso do combustível, que é suportado pelo conjunto da forma da câmara e pela aerodinâmica do processo.
Fornos de camada,
para combustão de vários tipos de combustíveis sólidos são divididos em internos e externos, com grades horizontais e inclinadas.
Os fornos localizados dentro do forro da caldeira são chamados de internos.
FIG. 1.1. Métodos de combustão de combustível: a - em camadas (camada densa); b - em camadas (camada ponderada); • câmara em uma tocha; d - vórtice da câmara.1 - coletor; 2 - tubos de tela; 3 - grelha; 4 - superfícies de aquecimento submersíveis; 5 - grade de distribuição de ar (VRP); 6 - dispositivo queimador; 7 - sem-fim para abastecimento de combustível
Os fornos localizados fora do forro e adicionalmente presos à caldeira são chamados de remotos.
Dependendo do método de fornecimento de combustível e da organização do serviço, os fornos de camadas são subdivididos em manuais, semimecânicos e mecânicos.
À mão
fornos são chamados em que todas as três operações - fornecimento de combustível para o forno, shuraing e remoção de escória (resíduos focais) do forno - são realizadas manualmente pelo foguista. Via de regra, esses fornos possuem grelha horizontal. Esses fornos são normalmente chamados de fornos de grelha manual (RKR).
Semimecânico
são chamados de fornos nos quais uma ou duas operações são mecanizadas. Tais fornos incluem fornos de minas com grelhas inclinadas, onde o combustível carregado no forno manualmente, à medida que as camadas inferiores se queimam, se move ao longo das grelhas inclinadas sob a ação de sua própria massa. Fornos com lançadores mecânicos ou pneumomecânicos com grades rotativas (PZ-RPK).
Mecânico
fornos são chamados em que todas as três operações são mecanizadas. Estes incluem fornos: com um pano de grelha móvel (LTSR - uma grelha de corrente de correia, ChTSR - uma grelha de corrente em flocos, BCR - uma grelha de corrente sem fundo) e uma base fixa; com uma cama móvel e uma grelha fixa - fornos com uma barra de ruído (TSP), etc.
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Data adicionada: 2016-06-22; visualizações: 7503; TRABALHO DE ESCRITA DE ORDEM
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O princípio de funcionamento de uma caldeira de pirólise de combustível sólido baseia-se no processo de decomposição do combustível sólido em gás de pirólise e coque. Isso é conseguido por um suprimento de ar insuficiente. Devido ao fraco suprimento de ar, o combustível arde lentamente, mas não queima, como resultado, o gás de pirólise é formado. Como resultado, o gás se combina com o ar. a combustão ocorre e o calor é liberado, o que aquece o refrigerante. Graças a esse processo, existem muito poucas substâncias nocivas na fumaça e a fuligem e as cinzas são insignificantes. Portanto, no caso das caldeiras de pirólise, você também pode falar sobre o respeito ao meio ambiente.
Então, vamos dar uma olhada mais de perto no princípio de operação de uma caldeira de pirólise.
- O que é pirólise? A pirólise é um processo de combustão em condições de oxigênio insuficiente. O resultado dessa combustão são produtos de combustão sólidos e gás: resíduos sólidos são cinzas e uma mistura de hidrocarbonetos voláteis mais dióxido de carbono.
- O princípio de operação do gerador de gás(ou caldeira de pirólise), é que tal caldeira de combustível sólido divide o processo de aquecimento em dois processos. Primeiro, este é o processo usual de queima de combustível sólido, enquanto limita o fornecimento de oxigênio. Quando há falta de ar, o combustível sólido arde muito lentamente, liberando gás. Limita o fornecimento de oxigênio, a caldeira é muito simples, com amortecedor mecânico que, dependendo da quantidade de ar do forno, abre ou fecha. Nesse caso, você pode "ligar o aquecedor" manualmente abrindo levemente o amortecedor.
- Segunda parte do processo de combustão combustível, consiste na queima dos resíduos voláteis do processo de combustão no primeiro forno. No segundo forno, o chamado gás de pirólise queima - o resultado da queima de combustível sólido no primeiro forno.
- Ajustamento neste caso, como no caso do fornecimento de ar ao primeiro forno, é muito simples. O termostato controla o processo de combustão e altera o funcionamento da caldeira tanto quanto necessário para gerar a quantidade de calor necessária. Em princípio, não difere muito de um termostato para um aquecedor de água.
- A eficiência das caldeiras de pirólise. As caldeiras mais eficientes hoje são aquelas em que a combustão ocorre de cima para baixo.Claro, isso impõe certas dificuldades, por exemplo, em tais caldeiras, a tiragem forçada deve ser feita, porque o segundo queimador de gás de pirólise está localizado sob a grelha. Simplificando: o combustível é espalhado no produto residual do processo de combustão - em cinzas. Nesse caso, forma-se gás, que também é pós-queimado. O resultado: máxima liberação de calor, com combustão praticamente sem resíduos. Além disso, as cinzas podem ser usadas como fertilizante.
O princípio de operação da caldeira de pirólise é projetado de tal forma que além da combustão mais eficiente de combustível, também temos o mínimo de desperdício do processo de combustão... A principal desvantagem é o preço das caldeiras de pirólise, mas na verdade existem muitos aspectos positivos:
- Desperdício mínimo e limpeza mínima do forno, em comparação com outras caldeiras de combustível sólido.
- Bateria de longa duração sem cargas adicionais devido ao fornecimento de ar econômico.
- Automação processo de combustão. A própria caldeira regula quando aumentar a combustão e quando diminuir.
- Grandes combustíveis sólidos adequado para tais caldeiras, uma vez que em qualquer caso a pós-combustão do combustível ocorre quase completamente.
Método de queima de combustão de combustível no forno da caldeira
9) (111 UNION OF SOVIET SOCIALIST REPUBLINS 11/00 ESCRITA DA INVENÇÃO SHCHEYUYUEVas 1 tanovSSSR 979. NOMITÉ DO ESTADO DA URSS PARA INVENÇÕES E DESCOBERTAS, p. 1572, Certificado do Inventor 9 840582, classe R 23 R 21/00, (54) ( 57) MÉTODO DE COMBUSTÍVEL AC NO FORNO DO GATO para uma tocha de corrente elétrica através dele, igual à frequência das vibrações acústicas de COMBUSTÃO LEVEA quando o campo aplicado e a corrente elétrica transmitida aumentam a eficiência, a corrente de manutenção do tom de volta dos gases na fornalha. 1103040 Circulação 532 Assinatura VNIIPI do Comitê Estadual de Invenções e Descobertas da URSS F 113035, Moscou, Zh, Raushskaya nab., 4/5, ramo do PPP FPatent, Uzhgorod, Proektnaya st., 4 A invenção refere-se a energia e pode ser utilizada em câmeras de combustão de água quente e caldeiras a vapor. Existe um método conhecido de combustão em uma fornalha fornecendo combustível e um oxidante com subsequente ignição da mistura 1. O mais próximo em essência técnica da invenção é um método de queima de combustível em uma fornalha, uma caldeira quando um campo elétrico é aplicado ao queimador e passando por ele uma corrente elétrica alternada 121. As desvantagens dos métodos conhecidos são as desvantagens dos métodos conhecidos. eficiência relativamente baixa. O objetivo da invenção é aumentar a eficiência. Este objetivo é alcançado por o fato de que, de acordo com o método de queima de combustível no forno da caldeira, quando um campo elétrico é aplicado à tocha e uma corrente elétrica alternada passa por ela, a frequência da corrente alternada é mantida igual à frequência do tom fundamental de vibrações acústicas dos gases no desenho mostra uma caldeira na qual o método proposto pode ser utilizado. A caldeira contém um tubo de chama 1 com uma camisa 2 e um queimador 3. O tubo de chama 1 e o queimador 3 estão conectados a uma fonte de alta tensão (não mostrado no desenho) com uma hora ajustável Este sinal de saída: Durante o funcionamento da caldeira, o combustível entra no queimador 3. Ao mesmo tempo, 5 a fonte de alta tensão é ligada e um campo elétrico é aplicado à zona de combustão. Ao mesmo tempo, um tox elétrico alternado flui através da tocha com uma frequência igual à frequência do tom O fundamental das vibrações acústicas dos gases na pilha, que pode ser medida ou calculada. O método é implementado em uma caldeira com altura de 0,237 me diâmetro de tubo de incêndio de 0,068 m. Nesse caso, foi queimada a mesma quantidade de combustível e a mesma quantidade de água aquecida com a rede elétrica ligada e A frequência do tom fundamental das vibrações acústicas no forno foi determinada por cálculo e foi de 600 Hz para este forno. Em uma determinada frequência da corrente elétrica que passou pela tocha, o aumento no calor foi de 25-17.000 kJ em termos de 1 nm de gás queimado. A tensão e a corrente foram 3,7-5,7 kV e 1114 μA, respectivamente. Daí decorre que o consumo de energia foi de apenas 0,01 do ganho de calor O uso da invenção aumentará a eficiência da caldeira.
Olhar
Automação e mecânica de caldeiras de combustível sólido.
Apesar de todos os níveis de controle dos processos de combustão e da segurança operacional em geral, as caldeiras de combustível sólido praticamente não contêm dispositivos automáticos complexos. Devido ao fato de que na maioria das vezes a temperatura é regulada por mecanismos mecânicos, não há praticamente nada para quebrar nas caldeiras. Além disso, o design das caldeiras em si é simples e confiável. Portanto, é realista fazer a instalação de uma caldeira de combustível sólido com as próprias mãos, mas é melhor entrar em contato com um especialista. Você pode até fazer uma caldeira com suas próprias mãos, mas por que problemas desnecessários se você pode confiar tudo a profissionais?
Dispositivo de combustão (fornalha) - é parte integrante da planta da caldeira, na qual o combustível é queimado, os produtos da combustão são parcialmente resfriados e as cinzas são liberadas. Dependendo do método de combustão do combustível, os fornos são subdivididos em camadas e câmaras. Em fornos em camadas, o combustível sólido granulado é queimado, localizado em uma camada densa em uma grade soprada com ar. Nos fornos de câmara, o combustível gasoso, líquido ou sólido (este último em suspensão) é queimado em todo o volume da câmara de combustão. Diagramas de diferentes tipos de fornos são mostrados na fig. 16.4
FIG. 16,4. Diagrama esquemático dos fornos:
a - em camadas; b - com leito fluidizado; в - alargamento; r - vórtice; Ι - combustível; ΙΙ - ar; ΙΙΙ - gases de combustão
Pela natureza da organização do processo de combustão, os fornos de camada são diferenciados:
com uma grelha fixa e uma camada fixa de combustível nela;
uma grade fixa e uma camada de combustível movendo-se ao longo dela;
uma grade móvel que transporta a camada de combustível sobre ela.
Os fornos de câmara, por sua vez, são subdivididos em fornos de leito fervente (fluidizado), de flare e de vórtice. Em fornos de leito fluidizado, partículas finas de combustível sólido são fluidizadas por um fluxo de ar e, durante a combustão, movem-se aleatoriamente através do volume da câmara de combustão sem serem removidas dela. Em fornos de flare, o combustível queimado e o ar fornecido para a combustão formam uma tocha; a grelha de distribuição de gás está ausente neste caso. Em fornos de vórtice (ciclone), através da introdução tangencial do fluxo de ar na câmara de combustão cilíndrica, um fluxo turbilhonante de reagentes (ar e combustível na forma de pó, serragem e cascas) é criado, que são efetivamente misturados, como resultado de qual o combustível queima bem.
Os fornos podem estar localizados dentro do forro da caldeira (neste caso, são chamados de internos) e fora dele (fornos remotos). A potência térmica dos fornos internos é limitada pelas dimensões do revestimento da caldeira, o que é a sua desvantagem. Os fornos de camada são feitos à mão e mecanizados. Fornos manuais com grelha fixa são usados em caldeiras com capacidade de vapor de até 1 t / h, o carregamento de combustível é periódico. Os fornos mecanizados de camadas com grelha de corrente são usados em caldeiras com capacidade de vapor de 10 ... 35 t / h.
O forno em camadas, com grelha fixa e uma camada fixa de combustível sobre ela, possui um lançador mecânico pneumático. Contém uma grade do tipo RPK com grades rotativas em ferro fundido montadas em eixos. Com a ajuda do cabo, as fileiras de grades inclinam-se periodicamente e, através das rachaduras formadas entre elas, a escória da grade derrama-se no depósito de escória. Um spreader pneumomecânico com rotor com pás é acionado por motor elétrico por meio de uma transmissão por correia em V de três estágios, que fornece uma velocidade de rotor de 500, 600 e 700 rpm.
A fornalha de camada com uma grelha fixa e uma camada de combustível movendo-se ao longo dela sob seu próprio peso é destinada a operação em bloco ou
(16.1)
Calor T1absorvido por água e vapor na caldeira pode ser determinado a partir da equação
(16.2)
Aqui hne, hnв —
entalpia de vapor superaquecido e água de alimentação.
Considerando essas duas fórmulas juntas, é fácil obter uma fórmula para calcular o consumo de combustível, B:
(16.3)
O valor de ηk, tomado aqui em frações de unidade. De acordo com a fórmula acima, a eficiência da caldeira é calculada a partir dos dados de testes de equilíbrio (equilíbrio direto), o que torna possível medir com precisão o consumo de combustível em modo de funcionamento estacionário (estacionário). Portanto, o teste da caldeira deve ser precedido do seu funcionamento a longo prazo com carga constante, no qual o teste é realizado. A Fórmula 5, chamada fórmula de equilíbrio inverso, é usada nos cálculos da caldeira projetada. Neste caso, cada um dos componentes do qi é tomado de acordo com as recomendações desenvolvidas com base em testes repetidos de caldeiras em condições semelhantes às de projeto. Esta fórmula é usada nos casos em que não é possível medir com precisão o consumo de combustível. As caldeiras modernas são unidades bastante sofisticadas; sua eficiência ultrapassa 90%.
