Chaudières automatisées avec alimentation en combustible mécanique

Quel que soit le type de chaudière à combustible solide, toutes ont un haut niveau de rendement, grâce à la conception et au principe de l'appareil. Sur cette page, nous examinerons et essayerons de comprendre le fonctionnement des chaudières à combustible solide. La principale différence entre les chaudières à combustible solide conventionnelles et les chaudières à combustible solide à combustion longue est que dans le second cas, la combustion prend beaucoup plus de temps en raison du principe de combustion. Examinons donc le principe de fonctionnement des chaudières à combustibles solides et le fonctionnement des chaudières à combustibles solides afin de comprendre comment choisir une chaudière.

Le principe de fonctionnement d'une chaudière à combustible solide à combustion longue.

Typiquement, ces chaudières à combustible solide fonctionnent sur le principe de la "combustion par le haut". Comment fonctionne une chaudière à combustion longue? Avant que l'oxygène n'entre directement dans le four, où la combustion a lieu, il est chauffé. Il est chauffé afin de réduire à terme la quantité de déchets de combustion: suies, cendres. L'oxygène est fourni non pas de bas en haut, mais de haut en bas. Ainsi, seule la couche supérieure de combustible solide stockée dans la chambre de combustion brûle. En raison du fait que l'air entre par le haut, il ne pénètre pas vers le bas et le processus de combustion y est impossible. Seule la couche supérieure de carburant brûle. Lorsque la couche supérieure brûle, l'alimentation vers la couche inférieure est activée. Ainsi progressivement, au fur et à mesure que la combustion progresse, l'air est amené de plus en plus bas. Grâce à cette approche, la couche supérieure de carburant brûle toujours et celle du dessous reste intacte jusqu'à ce qu'elle arrive à son tour. Cela permet une consommation de carburant très économique et un contrôle du processus de combustion. C'est avec cette technologie que le combustible solide brûle très longtemps.

Ces chaudières sont non seulement économiques mais également écologiques. Bien sûr, à condition que des matériaux de construction résistants au feu soient utilisés, ce qui garantira non seulement l'efficacité maximale de la chaudière, isolera la chaleur, mais protégera également contre les incendies éventuels.

Vous pouvez clairement comprendre le fonctionnement de la chaudière à pyrolyse à partir de cette vidéo:

Pour la combustion du combustible dans les chaudières, les méthodes de combustion par couches et torches sont principalement utilisées.

Combustion de carburant en couches utilisé pour brûler un combustible solide sur une grille. L'air pour la combustion du carburant est fourni sous la grille. Dans ce cas, la couche de combustible peut occuper l'une des positions suivantes:

· Restez immobile sur la grille (Fig. 4 a). Le combustible est acheminé vers la grille avec une pelle à travers une ouverture d'alimentation, qui est également utilisée pour l'élimination des scories. L'air est fourni sous la grille et à travers les trous de la grille pénètre dans la couche de combustible. Étant donné que l'alimentation en combustible, le ponçage de la couche, l'élimination des scories de la grille et des cendres sous la grille se fait manuellement, de tels fours sont appelés fours à fonctionnement manuel;

· Restez immobile sur la grille dont la grille peut être tournée pour éliminer les scories (Fig. 4b). Le carburant est fourni par un épandeur rotatif. De tels fours sont appelés semi-mécaniques;

Figure. 4. Schémas des fours à couches:

a - foyer manuel; b - foyer semi-mécanique.


Fig. 5. Diagramme de four à couches mécaniques:

1 - treillis de butée mobile; 3 - boîte à charbon; 5 - canaux d'air; 6 - mine de scories; 7 - épandeur rotatif.

· Déplacer avec la grille de chaîne de courroie à basse vitesse vers l'avant de la chaudière. Le carburant est jeté à l'arrière de la grille mobile et, à mesure qu'il se déplace, s'enflamme, brûle et se transforme en laitier. Étant donné que les processus d'alimentation en combustible, d'entretien du lit et d'élimination des scories ne nécessitent pas de travail manuel, ces fours sont également mécaniques (Fig. 5);

· Être suspendu au-dessus de la grille, ce qui crée un flux d'air à haute pression (jusqu'à 10 kPa). L'air est introduit dans le lit et sa répartition uniforme sur la section du four est réalisée par une grille en acier avec des chapeaux d'air. Des morceaux de charbon effectuent un mouvement de levage et d'abaissement et brûlent à l'état suspendu, et les cendres tombent sur la grille. Pour éviter la fusion du laitier, la couche est refroidie par une surface chauffante immergée à des températures ne dépassant pas 800-950 ° C. Un tel lit est appelé lit fluidisé à basse température. Dans un lit fluidisé, les processus d'oxydation du carbone sont considérablement améliorés, ce qui permet une combustion de haute qualité de charbons à haute teneur en cendres avec une teneur en impuretés minérales allant jusqu'à 50 à 70% avec une mécanisation complète du fonctionnement du four.

Figure. 6. Schéma d'un four à lit fluidisé:

1 - bac à cendres; 2 - grille de distribution d'air; 3 - surface chauffante immergée; 4 - lit fluidisé de combustible.

Torchage de carburant(riz. 7) .La méthode de torche brûle des gaz inflammables, des combustibles liquides et des combustibles solides finement divisés. Les dispositifs qui introduisent du combustible et de l'air dans le four et assurent leur mélange sont appelés brûleurs.

Fig. 7. Schéma de torche de carburant

Les particules de carburant brûlent à la volée, se déplaçant à travers la chambre de combustion avec le flux d'air et de gaz. Par rapport aux fours à couches, les particules de combustible restent dans le four pendant un temps limité, l'alimentation en combustible dans le four est faible, ce qui fait que le processus de combustion est sensible à tout changement du mode de fonctionnement du four. Ainsi, par exemple, avec une augmentation excessive du débit d'air lors de la combustion du gaz, la flamme peut se détacher de la torche et la torche peut s'éteindre.

Les fours pour la combustion à la torche du combustible sont appelés fours à chambre et, selon le type de combustible - gazole ou charbon pulvérisé.

La torche à combustible brûlant a un rayonnement thermique élevé. Par conséquent, pour protéger les parois du four de la destruction par flux de chaleur, des surfaces de chauffage par rayonnement (écrans) sont installées le long des parois.

Comment fonctionne une chaudière à pyrolyse. Le dispositif et le principe de fonctionnement de la chaudière à pyrolyse.

Le principe de fonctionnement d'une chaudière à pyrolyse à combustible solide est basé sur le processus de décomposition du combustible solide en gaz de pyrolyse et coke. Ceci est réalisé par une alimentation en air insuffisante. En raison de la faible alimentation en air, le carburant brûle lentement, mais ne brûle pas, ce qui entraîne la formation de gaz de pyrolyse. En conséquence, le gaz se combine avec l'air. la combustion se produit et la chaleur est libérée, ce qui chauffe le liquide de refroidissement. Grâce à ce procédé, il y a très peu de substances nocives dans la fumée, et la suie et les cendres sont négligeables. Ainsi, dans le cas des chaudières à pyrolyse, vous pouvez également parler de respect de l'environnement.

Alors, regardons de plus près le principe de fonctionnement d'une chaudière à pyrolyse.

  • Qu'est-ce que la pyrolyse? La pyrolyse est un processus de combustion dans des conditions de manque d'oxygène. Le résultat d'une telle combustion est des produits de combustion solides et du gaz: les déchets solides sont des cendres et un mélange d'hydrocarbures volatils et de dioxyde de carbone.
  • Le principe de fonctionnement du générateur de gaz(ou chaudière à pyrolyse), c'est qu'une telle chaudière à combustible solide divise le processus de chauffage en deux processus. Premièrement, il s'agit du processus habituel de combustion de combustibles solides, tout en limitant l'apport d'oxygène. Lorsqu'il y a une pénurie d'air, le combustible solide brûle très lentement, libérant du gaz. Cela limite l'apport d'oxygène, la chaudière est très simple, avec un registre mécanique qui, en fonction de la quantité d'air dans le four, s'ouvre ou se ferme. Dans ce cas, vous pouvez «allumer le chauffage» manuellement en ouvrant légèrement le registre.
  • Deuxième partie du processus de combustion combustible, consiste à brûler les déchets volatils du processus de combustion dans le premier four. Dans le deuxième four, le soi-disant gaz de pyrolyse brûle - le résultat de la combustion de combustible solide dans le premier four.
  • Ajustement dans ce cas, comme dans le cas de l'alimentation en air du premier four, c'est très simple.Le thermostat contrôle le processus de combustion et modifie le fonctionnement de la chaudière autant que nécessaire pour générer la quantité de chaleur requise. En principe, il ne diffère pas beaucoup d'un thermostat pour chauffe-eau.
  • L'efficacité des chaudières à pyrolyse. Les chaudières de loin les plus efficaces sont celles dans lesquelles la combustion se produit de haut en bas. Bien entendu, cela pose certaines difficultés, par exemple, dans de telles chaudières, un tirage forcé doit être effectué, car le deuxième post-brûleur de gaz de pyrolyse est situé sous la grille. Pour le dire simplement: le carburant est dispersé dans les déchets du processus de combustion - en cendres. Dans ce cas, un gaz se forme, qui est également post-brûlé. Le résultat: un dégagement de chaleur maximal, avec une combustion pratiquement sans déchets. De plus, les cendres peuvent être utilisées comme engrais.

Le principe de fonctionnement de la chaudière à pyrolyse est conçu de telle manière que en plus de la combustion la plus efficace du carburant, nous avons également un minimum de déchets provenant du processus de combustion... Le principal inconvénient est le prix des chaudières à pyrolyse, mais il y a en fait beaucoup d'aspects positifs:

  • Déchets minimum et un nettoyage minimal du four, en comparaison avec d'autres chaudières à combustible solide.
  • Longue durée de vie de la batterie pas de charges supplémentaires grâce à une alimentation en air économique.
  • Automatisation processus de combustion. La chaudière elle-même règle quand augmenter la combustion et quand diminuer.
  • Gros combustibles solides convient pour de telles chaudières, car dans tous les cas la post-combustion du combustible a lieu presque complètement.

Conférence Sur le thème: "Méthodes de combustion du combustible dans le four de la chaudière"

1 TYPES DE CARBURANT

Combustible solide

- substances inflammables, dont le principal composant est le carbone. Les combustibles solides comprennent le charbon et le lignite, le schiste bitumineux, la tourbe et le bois. Les propriétés du carburant sont largement déterminées par sa composition chimique - la teneur en carbone, hydrogène, oxygène, azote et soufre. Les mêmes quantités de carburant donnent différentes quantités de chaleur pendant la combustion. Par conséquent, pour évaluer la qualité du carburant, son pouvoir calorifique est déterminé, c'est-à-dire la plus grande quantité de chaleur dégagée lors de la combustion complète de 1 kg de carburant (le pouvoir calorifique le plus élevé est le charbon). Fondamentalement, les combustibles solides sont utilisés pour obtenir de la chaleur et d'autres types d'énergie, qui sont dépensés pour obtenir des travaux mécaniques. En outre, plus de 300 composés chimiques différents peuvent être obtenus à partir de combustibles solides avec un traitement approprié (distillation); la transformation du lignite en types précieux de combustibles liquides - essence et kérosène - est d'une grande importance.

Briquettes

Les briquettes sont des combustibles solides formés lors du processus de compression des déchets issus du processus de travail du bois (copeaux, copeaux, poussières de bois) ainsi que des déchets ménagers (paille, écorces), de la tourbe.

Les briquettes de combustible sont pratiques pour le stockage, aucun liant nocif n'est utilisé dans la fabrication, ce type de combustible est donc écologique. Pendant la combustion, ils ne produisent pas d'étincelles, n'émettent pas de gaz polluant, ils brûlent uniformément et en douceur, ce qui garantit un processus de combustion suffisamment long dans la chambre de la chaudière. En plus des chaudières à combustible solide, ils sont utilisés dans les cheminées domestiques et pour la cuisson (par exemple, sur le gril).

Il existe 3 principaux types de briquettes:

1. Briquettes RUF. Briques rectangulaires formées.

2. Briquettes NESTRO. Cylindrique, peut également être percé de trous à l'intérieur (anneaux).

3. Pini & Kau - briquettes. Briquettes facettées (4,6,8 côtés).

Avantages des briquettes de combustible:

  1. Écologique.
  2. Stockage long et pratique. Grâce au traitement thermique, ils ne sont pas affectés par les champignons. Et grâce à la formation, ils sont utilisés de manière pratique.
  3. Une combustion longue et uniforme est due à la haute densité des briquettes.
  4. Pouvoir calorifique élevé. Presque deux fois plus élevé que celui du bois de chauffage ordinaire.
  5. Température de combustion constante.En raison de la densité uniforme.
  6. Rentable.
  7. Teneur minimale en cendres après combustion: 1-3%

Pellets ou pastilles de combustible.

Essentiellement le même principe de production que pour les briquettes. La lignine (polymère végétal) est utilisée comme liant.

Les matériaux sont les mêmes que pour les briquettes: écorce, copeaux, paille, carton. Tout d'abord, la matière première est broyée à l'état de pollen, puis, après séchage, un granulateur spécial forme des granules de forme spéciale à partir de la masse. Utilisé dans les chaudières à granulés. Les prix de ce type de combustible solide sont les plus élevés - cela est dû à la complexité de la production et à la popularité auprès des acheteurs.

Il existe les types suivants de ce combustible solide:

  1. Transformation du bois rond des essences dures et tendres en granulés.
  2. Granulés de tourbe
  3. Granulés obtenus à partir du traitement des balles de tournesol.
  4. Granulés de paille
  5. Les avantages des pellets:
  6. Écologique.
  7. Stockage. Grâce à des technologies de production spéciales, les granulés peuvent être stockés directement à l'air libre. Ils ne gonflent pas, ne se couvrent pas de champignons.
  8. Longue et même brûlante.
  9. À bas prix.
  10. En raison de leur petite forme, les pellets conviennent aux chaudières à chargement automatique.
  11. Large gamme d'applications (chaudières, poêles, cheminées)

Bois de chauffage

Morceaux de bois destinés à obtenir de la chaleur en brûlant dans des chaudières pour le chauffage aux combustibles solides, des foyers destinés au bois de chauffage. Pour plus de commodité, la longueur des bûches est généralement de 25 à 30 cm. Pour une utilisation la plus efficace, le niveau d'humidité le plus bas possible est requis. Pour le chauffage, la combustion est nécessaire aussi lentement que possible. De plus, en plus du chauffage, le bois de chauffage peut être utilisé, par exemple, dans les chaudières pour combustibles solides. Les espèces feuillues sont les mieux adaptées à ces paramètres: chêne, frêne, noisetier, aubépine, bouleau. Pire encore - le bois de chauffage de conifères, car ils contribuent au dépôt de résine et ont une faible valeur calorifique, alors qu'ils brûlent rapidement.

Le bois de chauffage est présenté en deux types:

  1. Scié.
  2. Ébréché.

2 COMPOSITION DU CARBURANT

Pour la formation du charbon, une accumulation abondante de matière végétale est nécessaire. Dans les anciennes tourbières, à partir de la période dévonienne, la matière organique s'est accumulée, à partir de laquelle des charbons fossiles se sont formés sans accès à l'oxygène. La plupart des gisements commerciaux de charbon fossile datent de cette période, bien qu'il existe également des gisements plus jeunes. On estime que les charbons les plus anciens ont environ 350 millions d'années. Le charbon se forme lorsque la matière végétale en décomposition s'accumule plus rapidement que la décomposition bactérienne ne se produit. Un environnement idéal pour cela est créé dans les marais, où l'eau stagnante, appauvrie en oxygène, interfère avec l'activité vitale des bactéries et protège ainsi la masse végétale d'une destruction complète? À un certain stade du processus, les acides libérés au cours du processus empêchent une nouvelle activité bactérienne. C'est ainsi que se forme la tourbe - le produit initial de la formation du charbon. Si ensuite elle est enfouie sous d'autres sédiments, la tourbe est comprimée et, perdant de l'eau et des gaz, est convertie en charbon. Sous la pression de couches sédimentaires de 1 km d'épaisseur, une couche de lignite de 4 mètres d'épaisseur est obtenue à partir d'une couche de tourbe de 20 mètres. Si la profondeur d'enfouissement du matériel végétal atteint 3 kilomètres, la même couche de tourbe se transformera en une couche de charbon de 2 mètres d'épaisseur. À une plus grande profondeur, environ 6 kilomètres, et à une température plus élevée, une couche de tourbe de 20 mètres devient une couche d'anthracite de 1,5 mètre d'épaisseur. En raison du mouvement de la croûte terrestre, les veines de charbon ont subi un soulèvement et un pliage. Au fil du temps, les parties surélevées ont été détruites en raison de l'érosion ou de la combustion spontanée, et les parties abaissées sont restées dans de larges bassins peu profonds, où le charbon est à au moins 900 mètres de la surface de la terre.

Charbons bruns.Ils contiennent beaucoup d'eau (43%) et ont donc un faible pouvoir calorifique. De plus, ils contiennent une grande quantité de substances volatiles (jusqu'à 50%). Formé à partir de résidus organiques morts sous pression de charge et sous l'influence de températures élevées à des profondeurs d'environ 1 kilomètre.

Les charbons. Ils contiennent jusqu'à 12% d'humidité (3-4% d'humidité interne), ils ont donc une valeur calorifique plus élevée. Ils contiennent jusqu'à 32% de substances volatiles, grâce auxquelles ils sont tout à fait inflammables. Formé à partir de lignite à des profondeurs d'environ 3 kilomètres.

Anthracites. Presque entièrement (96%) sont du carbone. Ils ont la valeur calorifique la plus élevée, mais sont peu inflammables. Formé à partir de charbon et sous forme d'oxydes HOX. Ils se réfèrent aux composants nocifs des produits de combustion, dont la quantité doit être limitée.

Soufre - contenus dans les combustibles solides sous forme de composés organiques SO et pyrite Sx, ils sont combinés en soufre volatil Sl. Le soufre est également inclus dans le carburant sous forme de sels sulfureux - sulfates - qui sont incapables de brûler. Le sulfate de soufre est généralement appelé cendre de carburant. La présence de soufre réduit considérablement la qualité des combustibles solides, car les gaz sulfureux SO2 et SO3 se combinent avec l'eau pour former de l'acide sulfurique - qui à son tour détruit le métal de la chaudière et pénétrer dans l'atmosphère nuit à l'environnement. C'est pour cette raison que la teneur en soufre des carburants - pas seulement des solides - est hautement indésirable.

Les cendres - carburant sont un mélange de ballast de divers minéraux restant après la combustion complète de toute la partie combustible de la ville. Les cendres affectent directement la qualité de la combustion du carburant - elles réduisent l'efficacité de la combustion.

Des questions:

1. Quels sont les principaux types de combustibles solides?

2. Qu'est-ce que la cendre?

3 APPLICATION DU CARBURANT

L'utilisation du charbon est diversifiée. Il est utilisé comme combustible domestique, énergétique, matière première pour les industries métallurgique et chimique, ainsi que pour l'extraction d'éléments rares et traces. La liquéfaction (hydrogénation) du charbon avec formation de combustible liquide est très prometteuse. Pour la production de 1 tonne de pétrole, 2 à 3 tonnes de charbon sont consommées, certains pays se sont presque entièrement approvisionnés en combustible grâce à cette technologie. Le graphite artificiel est obtenu à partir du charbon.

Le charbon brun diffère extérieurement du charbon par la couleur d'une ligne sur le plastique de porcelaine - il est toujours brun. La différence la plus importante avec le charbon bitumineux est sa faible teneur en carbone et sa teneur en COV et en eau nettement plus élevée. Cela explique pourquoi le lignite brûle plus facilement, donne plus de fumée, d'odeur, ainsi que la réaction susmentionnée avec le potassium caustique et produit peu de chaleur. En raison de sa forte teneur en eau pour la combustion, il est utilisé sous forme de poudre, dans laquelle il se transforme inévitablement lors du séchage. La teneur en azote est nettement inférieure à celle du charbon, mais la teneur en soufre est augmentée.

L'utilisation de lignite - comme combustible, la lignite est beaucoup moins utilisée dans de nombreux pays que le charbon, cependant, en raison de son faible coût dans les petites chaufferies privées, elle est plus populaire et prend parfois jusqu'à 80%. Il est utilisé pour la combustion pulvérisée (lors du stockage, le lignite sèche et s'effrite), et parfois le tout. Dans les petites centrales de cogénération provinciales, il est également souvent brûlé pour le chauffage, mais en Grèce et surtout en Allemagne, le lignite est utilisé dans les centrales à vapeur, produisant jusqu'à 50% de l'électricité en Grèce et 24,6% en Allemagne. La production d'hydrocarbures liquides à partir de lignite par distillation se répand à grande vitesse. Après distillation, le résidu convient à la production de suie. Un gaz combustible en est extrait et des réactifs carbone-alcali et de la cire de méthane (cire de montagne) sont obtenus. En faible quantité, il est également utilisé pour l'artisanat.

La tourbe est un minéral combustible formé au cours du processus de dépérissement naturel et de décomposition incomplète des plantes des marais dans des conditions d'humidité excessive et d'accès difficile à l'air. La tourbe est le produit de la première étape du processus éducatif sur le charbon. Les premières informations sur la tourbe en tant que "sol combustible" utilisé pour la cuisson remontent au 26ème siècle après JC.

Roche sédimentaire d'origine végétale, composée de carbone et d'autres éléments chimiques. La composition du charbon dépend de l'âge: l'anthracite est le plus ancien, le charbon est plus jeune et le plus jeune brun. Selon le vieillissement, il a une teneur en humidité différente: plus il est jeune, plus il y a d'humidité. Le charbon en train de brûler pollue l'environnement, en plus il est fritté en scories et déposé sur les grilles de la chaudière. Cela empêche une combustion normale.

Des questions:

  1. Application de carburant?
  2. La combustion de carburant est-elle nocive pour l'environnement et quel type est le plus

    ?

4 FAÇONS DE BRÛLER DU CARBURANT

Il existe trois modes de combustion du carburant: couche, torchère ou chambre et vortex.

1 - grille; 2 - porte de l'allumeur; 3 - porte de chargement; 4 - surfaces chauffantes; 5 - chambre de combustion.

Figure 4.1 - Schéma de four à couches

Ce dessin montre une méthode en couches de combustion de carburant, où une couche de carburant grumeleux repose immobile sur la grille et est soufflée avec de l'air.

La méthode en couches est utilisée pour brûler des combustibles solides.

Et ici est montrée une méthode de torche et de vortex de combustion de carburant.

1 - brûleur; 2 chambre de combustion; 3 - doublure; 4 - écran de four; 5 - surchauffeur à vapeur radiant monté au plafond; 6 - pétoncle.

Figure 4.2 - Four chambre

Figure 4.3 - Combustion de carburant Vortex

Avec la méthode de torche et de vortex, tous les types de combustibles peuvent être brûlés, seul le combustible solide est préalablement soumis à la rupture, le transformant en poussière. Lorsque le combustible est brûlé, toute la chaleur est transférée aux produits de combustion. Cette température est appelée température de combustion théorique du carburant.

Dans l'industrie, les chaudières en continu sont utilisées pour brûler des combustibles solides. Le principe de continuité est soutenu par une grille à laquelle un combustible solide est constamment alimenté.

Pour une combustion plus rationnelle du combustible, on construit des chaudières capables de le brûler dans un état poussiéreux. Les combustibles liquides sont brûlés de la même manière.

Des questions:

  1. Quelle est la méthode de combustion la plus rationnelle?
  2. Expliquez les avantages de la méthode de combustion à chambre.

5 PROCESSUS DE FONCTIONNEMENT DANS LES CHAUDIÈRES

Processus de travail dans les chaudières:

  • Formation de vapeur
  • Corrosion des surfaces chauffantes

Dans les chaudières, des processus tels que la formation de vapeur ont lieu:

  • Les conditions dans lesquelles la vapeur se forme dans les chaudières sont une pression constante et un apport continu de chaleur.
  • Étapes du processus de vaporisation: chauffage de l'eau à la température de saturation, vaporisation et chauffage à la vapeur à une température prédéterminée.

Même dans les chaudières, on peut observer la corrosion des surfaces chauffantes:

  • La destruction du métal sous l'influence de l'environnement est appelée corrosion.

La corrosion du côté des produits de combustion est appelée externe et du côté du milieu chauffé - interne.

Il existe une corrosion à basse température et à haute température.

Pour réduire la force destructrice de la corrosion, il est nécessaire de surveiller le régime de l'eau de la chaudière. Par conséquent, l'eau brute est prétraitée avant d'être utilisée pour alimenter des chaudières afin d'améliorer sa qualité.

La qualité de l'eau de chaudière est caractérisée par des résidus secs, la teneur totale en sel, la dureté, l'alcalinité et la teneur en gaz corrosifs

  • Filtre cationique de sodium - où l'eau est purifiée
  • Désaérateur - les agents agressifs, l'oxygène de l'air et le dioxyde de carbone sont éliminés.
  • Échantillons de tuyaux corrodés à l'extérieur et à l'intérieur.

Corrosion des surfaces chauffantes

La corrosion interne des chaudières à vapeur et à eau chaude est principalement des types suivants: oxygène, vapeur-eau, alcaline et sous-boue.

L'aspect principal de la corrosion par l'oxygène est les ulcères, généralement avec des oxydes de fer.

La corrosion vapeur-eau est observée lors du fonctionnement des chaudières avec des charges thermiques accrues. En raison de cette corrosion, sur les surfaces intérieures des tubes muraux et des dommages cassants aux endroits où l'eau de la chaudière est évaporée.

Des fosses sont formées à la suite de la corrosion sous-boue.

La corrosion externe peut être à basse température et à haute température.

Une corrosion à basse température peut se produire lorsque du carburant est brûlé. Une corrosion à haute température peut se produire lors de la combustion du mazout.

Automatisation et mécanique des chaudières à combustibles solides.

Malgré tous les niveaux de contrôle des processus de combustion et de la sécurité de fonctionnement en général, les chaudières à combustible solide ne contiennent pratiquement pas de dispositifs automatiques complexes. En raison du fait que le plus souvent la température est régulée par la mécanique, il n'y a pratiquement rien à casser dans les chaudières. De plus, la conception des chaudières elle-même est simple et fiable. Par conséquent, il est réaliste de faire l'installation d'une chaudière à combustible solide de vos propres mains, mais il est préférable de contacter des spécialistes. Vous pouvez même faire une chaufferie de vos propres mains, mais pourquoi des problèmes inutiles si vous pouvez tout confier à des professionnels?

Appareils de four

Appareils de four

Les appareils de combustion suivants sont utilisés dans les chaudières: pour la combustion du four et pour la combustion de la chambre. Ces dispositifs de combustion peuvent être de conception très différente, associés aux caractéristiques du carburant - libération de substances volatiles, teneur en cendres, teneur en humidité, taille des morceaux, propriétés du laitier, teneur en soufre dans le carburant, etc.

La combustion en couches de morceaux de combustible solide est réalisée par une grille située dans le volume du four, et l'air nécessaire à la combustion du combustible entre sous la grille.

Les dispositifs de combustion à chambre effectuent la combustion à l'état suspendu dans un courant d'air (solide à l'état pulvérisé), et l'air nécessaire à la combustion est fourni au même volume. Le volume destiné à la combustion de tout ou partie du carburant est appelé chambre de combustion (chambre) et est noté VT. Le dispositif de combustion est généralement caractérisé par sa puissance thermique, sa surface de grille R et le volume de la chambre de combustion. La quantité de chaleur dégagée dans le dispositif de combustion pendant une heure est appelée puissance, MW ou kcal / h, et est déterminée à partir de l'expression

Les dispositifs de combustion à couches font la distinction entre la surface totale de la grille R et le "miroir de combustion" Rz.g. Dans les fours à grille fixe, généralement R = Rz.g. pour les fours à chaîne, poussant obliquement les grilles, la surface du miroir de combustion est inférieure à la surface totale en raison de la présence de divers dispositifs.

Le fonctionnement d'un four à couches peut être estimé par la valeur de la contrainte thermique apparente de la grille ou du miroir de combustion, kW / m2 ou kcal / (m2-h):

c'est-à-dire la quantité de chaleur dégagée par unité de temps par unité de surface.

La quantité de chaleur dégagée par unité de temps par unité de volume de la chambre de combustion est appelée contrainte thermique visible de l'espace de combustion et est déterminée à partir de l'expression, kW / m3 ou kcal / (m3Xh):

Pour les fours à chambre, ils utilisent également la notion de contrainte thermique apparente de la section de la chambre de combustion Ftop, MW / m2 ou Mcal / (m2Xh), définie comme

où Ftop est la section horizontale de la chambre au niveau des axes du brûleur, m2.

Si le combustible principal est enflammé à partir d'une couche brûlante reposant sur la grille et d'une couche brûlante fixe, cet allumage est appelé allumage par le bas. Si le carburant est enflammé en raison du rayonnement de la flamme au-dessus de la couche de combustion, un tel allumage est appelé le supérieur.

Dans les fours à grille fixe, les deux types d'allumage du combustible ont lieu; lorsque la grille est en mouvement, un allumage supérieur moins efficace du carburant prévaut.

Les dispositifs de four pour la combustion en couches de combustible sont divisés en fonction de la méthode d'alimentation, de la nature du mouvement du combustible le long de la grille, du mouvement de la grille et de l'état de la couche de combustible. Avec un lit fixe de combustible, l'absence de mécanismes pour son déplacement sur la longueur ou la largeur de la grille, le dispositif de combustion est le plus simple; il est généralement chargé de carburant manuellement et s'appelle une chambre de combustion manuelle. Un tel dispositif de combustion n'est utilisé que pour les petites chaudières d'une capacité allant jusqu'à 1,16 MW (1 Gcal / h).

Conformément aux règles de Gosgortekhnadzor, toutes les chaudières - unités d'une capacité supérieure à 1,16 MW (2 t / h ou plus de 1 Gcal / h), destinées à la combustion de combustibles solides, doivent avoir des dispositifs de combustion mécanisés. Cette mécanisation peut couvrir l'alimentation en carburant du bunker situé au-dessus du dispositif de combustion, l'alimentation en carburant de la grille et son déplacement le long de celle-ci.

Les fours intermédiaires entre les fours à couches et à chambre pour brûler un combustible solide sont des fours à lit fluidisé ou "fluidisé" de combustible. En eux, un flux d'air et de gaz agit sur les particules de carburant à grains fins, grâce auxquels les particules de carburant deviennent mobiles et se déplacent - circulation dans la couche et le volume. La vitesse de l'air et des gaz dégagés ne doit pas dépasser une certaine valeur, une fois atteinte, l'entraînement des particules de carburant de la couche commence. Le débit auquel les particules commencent à se déplacer - "bouillant", est appelé critique. De tels fours nécessitent la même taille de morceaux de combustible. Les fours à couches sont utilisés pour les unités d'une capacité de chauffage allant jusqu'à 30 - 35 MW (25 - 30 Gcal / h); pour les chaudières plus grandes, les fours à combustion à chambre et à préparation préliminaire du combustible sont adoptés. Avant d'entrer dans les fours à chambre, le combustible est broyé à une granulométrie de plusieurs micromètres. L'air primaire transportant le combustible solide a une température plus basse que l'air secondaire et sa quantité est inférieure à celle requise pour la combustion. Le carburant et l'air sont fournis aux fours à chambre via des brûleurs spéciaux, dont l'emplacement sur les parois de la chambre de combustion peut être différent. Parfois, une partie de l'air secondaire est fournie sous la forme d'un souffle net à travers des buses à grande vitesse pour changer la position de la flamme dans la chambre de combustion.

Pour la combustion du carburant liquide, on utilise des fours à chambre, sur les parois desquels des buses à atomisation mécanique, à air, à vapeur ou mixte de carburant sont placées par l'avant ou en face. L'air nécessaire à la combustion du carburant est fourni au dispositif de pose de la buse de manière à ce qu'il s'écoule au plus près de la base (racine) de la flamme et à avoir un excès d'air minimum; le mazout est parfois brûlé dans des chambres de combustion avec des pré-fours - cyclones. Le combustible gazeux est brûlé dans des fours à chambre en utilisant différents types de brûleurs. Ces derniers se distinguent par un certain nombre de caractéristiques: pression de gaz devant les brûleurs - basse, moyenne et élevée; caractéristiques de conception; la nature du mélange - partiel ou complet - de gaz et d'air dans les brûleurs; par la méthode d'alimentation en gaz et en air: à un fil - avec seulement une alimentation en gaz et à deux fils - lorsque le gaz et l'air sont introduits dans le brûleur par des tuyaux et des conduits spéciaux; par la nature de la flamme - lumineuse ou faiblement lumineuse et par la longueur de la torche - longue ou courte.

Habituellement, dans les fours à chambre, il est nécessaire de fournir la combustion de deux types de combustibles - solide et liquide, liquide et gazeux, solide et gazeux. Il en résulte que les brûleurs sont structurellement réalisés pour la plupart de manière à pouvoir fixer leur nombre minimum, c'est-à-dire qu'ils les rendent combinés pour deux voire trois types de combustibles.Les fours à chambre sont conçus pour les chaudières de presque toutes les capacités.

Tous les appareils de combustion, en fonction de leur position par rapport à la chaudière, étaient auparavant divisés en internes, inférieurs et distants. Dans les unités modernes, les chambres de combustion sont fabriquées avec le blindage maximal possible.

Chaudières automatisées avec alimentation en combustible mécanique

et composition fractionnée.

L'influence de la teneur en humidité de la biomasse ligneuse sur l'efficacité des chaudières est extrêmement importante. Lors de la combustion d'une biomasse ligneuse absolument sèche à faible teneur en cendres, le rendement des unités de chaudière, tant en termes de productivité que d'efficacité, se rapproche de l'efficacité des unités de chaudière fonctionnant au combustible liquide (chaudières fonctionnant au diesel, fioul, etc.) et dans certains cas dépasse l'efficacité de fonctionnement des chaudières en utilisant certains types de charbon.

Une augmentation de la teneur en humidité de la biomasse ligneuse entraîne inévitablement une diminution de l'efficacité des chaufferies. Avec une augmentation de l'humidité, la chaleur de combustion plus faible diminue rapidement, la consommation de carburant augmente et la combustion devient plus difficile. Avec une teneur en humidité de 10% et une teneur en cendres de 0,7%, le pouvoir calorifique net sera de 16,85 MJ / kg, et avec une teneur en humidité de 50%, seulement 8,2 MJ / kg. Ainsi, la consommation de combustible de la chaudière à la même puissance changera de plus de 2 fois lors du passage du combustible sec au combustible humide. Vous devez en être conscient et développer et appliquer constamment des mesures pour empêcher la pénétration de précipitations atmosphériques, d'eau du sol, etc. dans le bois de chauffage.

La teneur en cendres de la biomasse ligneuse rend sa combustion difficile. La présence d'inclusions minérales dans la biomasse ligneuse est due à l'utilisation de procédés technologiques insuffisamment parfaits de récolte du bois et de sa première transformation. Il est nécessaire de privilégier de tels procédés technologiques dans lesquels la contamination des déchets de bois par des inclusions minérales peut être minimisée.

La composition fractionnée du bois concassé doit être optimale pour ce type d'appareil de combustion. Les écarts de granulométrie par rapport à l'optimum, à la fois vers le haut et vers le bas, réduisent l'efficacité des dispositifs de combustion. Les déchiqueteuses utilisées pour couper le bois en copeaux de combustible ne devraient pas montrer de grands écarts de taille des particules vers leur augmentation. Cependant, la présence d'un grand nombre de particules trop petites est également indésirable.

La réalisation d'économies de combustible dans les chaufferies fonctionnant aux déchets de bois dépend de la mesure dans laquelle le personnel de maintenance assure le développement et la mise en œuvre qualifiés en temps opportun de mesures pour le fonctionnement efficace et économique des chaudières basées sur la connaissance des spécificités de la biomasse ligneuse, considérée comme combustible.

Chaudières à vapeur à lit fluidisé basse température 10-50 tonnes / heure

La description

Brochure publicitaire - Chaudières à vapeur avec four NTKS
Présentation - Équipement pour
très efficaceutilisation de
biomasse à
production de chaleur et d'électricité
Chaudières à vapeur à chambre de combustion à lit «fluidisé» à basse température (NTKS) sont conçus pour la combustion de divers combustibles biologiques (copeaux de bois, tourbe broyée, lignine, etc.) et sont destinés à la production de vapeur surchauffée, pression de 14,0 à 39,0 bar et température de surchauffe jusqu'à 440 ° C. La vapeur surchauffée peut être utilisée pour produire de l'électricité, ainsi que pour les besoins technologiques et économiques du consommateur.

  • capacité de vapeur: de 10,0 à 50,0 tonnes / heure;
  • pression de service: de 14,0 à 45,0 bar;
  • température de surchauffe: jusqu'à 440 ºC;
  • facteur d'efficacité: pas moins de 87%.
  • les copeaux de bois;
  • sciure;
  • tourbe moulue;
  • granulés (tourbe, bois, paille, balle, etc.);
  • la lignine;
  • cosses de plantes céréalières;
  • tiges de maïs et de tournesol;
  • paille;
  • boues des stations d'épuration;
  • crottes de poulet;
  • Carburant de démarrage: gaz / diesel (à la demande du client);
  • Carburant de réserve: gaz / fioul (à la demande du client).

Les appareils de four à combustion en couches comprennent une grille de poussée inclinée, une grille à chaîne, etc. Le dispositif de combustion des chaudières avec NTKS présente un certain nombre d'avantages par rapport aux appareils de combustion traditionnels, à savoir:

  • Haute efficacité - pas moins de 87%

Dans les chaudières équipées d'un four NTKS, le processus de combustion de carburant hautement efficace avec un degré d'automatisation élevé est organisé, ce qui permet d'atteindre une efficacité maximale lors de la combustion de la biomasse. L'efficacité confirmée des chaudières avec NTKS n'est pas inférieure à 87%, ce qui est pratiquement impossible à atteindre dans les chaudières à combustion en couches.

  • Faible émission de polluants

Le processus de combustion de zone du combustible est organisé sur des grilles de poussée inclinées. Dans la première zone, la préparation thermique et l'allumage du carburant frais ont lieu, dans la deuxième zone il y a une combustion active, dans la troisième - la post-combustion des composants combustibles du carburant. Il est très difficile d'organiser un processus stable et une couche uniforme sur toute la surface du gril. L'alimentation en air primaire s'effectue également sous la grille zone par zone, et nécessite le contrôle de l'air de chaque zone. Cependant, ces fours sont très sensibles à la composition granulométrique du combustible brûlé et aux changements de ses caractéristiques thermiques. Avec une augmentation de la composition du combustible brûlé en fractions fines, une diminution de sa teneur en humidité ou de la vitesse de déplacement le long de la grille, la zone d'allumage se déplace en direction de la paroi avant du four. L'allumage précoce du combustible, accompagné d'une libération intense de substances volatiles, provoque une augmentation significative des pertes de chaleur avec sous-combustion chimique du combustible et une diminution de l'efficacité et de la fiabilité du four et de la chaudière dans son ensemble. Tous ces facteurs conduisent finalement à de mauvaises performances environnementales et à des émissions élevées de polluants dans les gaz d'échappement.

Dans les chaudières équipées d'un four NTKS, il n'y a pas de division en zones, tous les processus d'allumage et de combustion du combustible se produisent uniformément dans tout le volume de la couche de matériau inerte, dont la température peut être contrôlée et maintenue avec précision dans une plage donnée . L'air primaire est fourni par le bas sous toute la grille. L'ébullition de la couche de sable contribue à un mélange constant de haute qualité et à une distribution uniforme du carburant sur toute la couche de la couche. L'ensemble du processus est automatisé. Tous les fours NTKS subissent une simulation informatique préliminaire des processus de combustion. Tous ces facteurs se traduisent par de bonnes performances environnementales et de faibles émissions de polluants dans les gaz de combustion.

  • Pas besoin de préparation préalable du carburant

Dans les chaudières équipées d'un four NTKS, il n'y a pas besoin de séchage préalable du combustible, de briquetage, de granulation, etc., tandis que la combustion dans des fours à couches a un certain nombre de restrictions sur la teneur en humidité et la composition fractionnée du combustible.

  • Possibilité de brûler un mélange de différents combustibles

Dans les chaudières équipées de fours NTKS, il est possible de brûler un mélange de divers combustibles. Peu importe la température d'inflammation différente, la différence de teneur en humidité et le temps de combustion des différents combustibles dans le mélange.

La combustion d'un mélange de différents combustibles sur les grilles est problématique, car chaque type de combustible nécessite sa propre longueur de grille, ses propres vitesses de grille, etc., par conséquent, la combustion d'un mélange de différents combustibles sur la grille se produira avec une diminution en efficacité et une augmentation des émissions de polluants.

  • Manque de composants mécaniques dans le dispositif de combustion

Il n'y a pas d'ensembles mécaniques dans le dispositif de combustion NTKS. Pendant le fonctionnement de la chaudière, il n'est pas nécessaire de réparer périodiquement les composants mécaniques, de remplacer les éléments abrasés, le dispositif de combustion est conçu pour toute la durée de vie de la chaudière.

Les cheminées à combustion en couches impliquent la présence de grilles, de chaînes, de poussoirs obliques, etc., qui contiennent des unités mécaniques, nécessitent des réparations périodiques, le remplacement des éléments usés, le remplacement des grilles, etc. Tout cela augmente les coûts d'exploitation et raccourcit les intervalles de maintenance.

  • Conception simple, faible coût

La grille NTKS est formée par les grilles latérales du four, dans les tuyaux desquels des bouchons sont soudés pour distribuer l'air primaire. La conception est très simple et fiable et a un faible coût initial. Les coûts d'exploitation sont limités au réapprovisionnement périodique de la couche de sable en raison de l'usure abrasive et dépendent du type de carburant utilisé. Consommation estimée - jusqu'à 120 kg / jour.

Les grilles de combustion en couches sont de conception très complexe, ont une consommation élevée de métal, et donc un coût initial élevé et des coûts d'exploitation élevés.

  • Petite zone de la grille de combustion du miroir NTKS

Les fours NTKS ont une petite surface du miroir de combustion par rapport aux réseaux de combustion en treillis en raison de la présence d'une couche de sable et de la combustion du combustible dans tout le volume de la couche. Par exemple, la surface de la grille NTKS dans la section d'une chaudière d'une capacité de vapeur de 30 t / h est de 11,5 m², tandis que la surface de la grille basculante-poussante sera d'environ 32 m². Cette caractéristique permet une disposition de la chaudière plus rationnelle et l'obtention du rapport maximal entre la surface de la cellule de la chaudière et la capacité de l'équipement installé.

  • Haut degré d'automatisation

Les chaudières avec fours NTKS ont un haut degré d'automatisation avec un contrôle et un ajustement continus des paramètres réglés et permettent un fonctionnement automatique sur différents types de combustibles, sur divers mélanges de combustibles, pour passer d'un combustible à un autre sans arrêter la chaudière avec une participation minimale de le personnel de maintenance.

Lors de la combustion de certains types de biocarburants tels que la paille, les balles de céréales, etc. il est nécessaire de prendre en compte un certain nombre de caractéristiques de ce type de carburant
La température de début de déformation des cendres, par exemple pour la paille sèche, est de 735-840 ° C. C'est le problème le plus fondamental à considérer lors du choix d'une chaudière. Cette caractéristique des déchets de récolte comme combustible peut conduire à la formation d'agglomérats de cendres et de scories dans le four de la chaudière et sur les surfaces d'échange de chaleur par convection avec une corrosion ultérieure dans les lieux de dépôts et empêche la combustion et le fonctionnement normal de la chaudière. La seule solution correcte à ce problème est l'organisation d'un processus de combustion contrôlé, qui exclut la formation de zones à haute température. Dans les fours traditionnels à combustion en couches, tels que la grille basculante-poussée, la grille à chaîne, etc. il est donc impossible d'y parvenir, dans les zones de combustion intense, des endroits locaux avec une température élevée dépassant le point de fusion des cendres se forment. Dans les fours NTKS, le combustible pénètre dans le matériau inerte de mélange intensif de la couche (sable de quartz), étant uniformément réparti sur tout le volume de la couche, dont la température peut être contrôlée et maintenue avec précision dans une plage donnée.

Lors de la conception des chaudières, une attention particulière est accordée à la modélisation informatique des processus de combustion, ce qui permet, au stade de la conception, de voir les zones à problèmes et de sélectionner la configuration la plus optimale du four, d'obtenir le meilleur mélange des produits de combustion avec l'air et de sélectionner de manière optimale les endroits. pour l'entrée d'air secondaire et, si nécessaire, tertiaire, qui à son tour contribue à l'organisation de modes de combustion optimaux et de faibles émissions de polluants.

  • foyer et tuyau de descente à lit fluidisé;
  • unité convective;
  • surchauffeur;
  • cyclones portables;
  • châssis de chaudière;
  • échelles et plates-formes de chaudières;
  • unité de chauffage à air à étage froid;
  • unité de chauffage à air à étage chaud;
  • trémie de vidange de couche;
  • système de retour de report;
  • accessoires de chaudière;
  • conduits de gaz à l'intérieur de la chaudière;
  • conduits d'air à l'intérieur de la chaudière;
  • engins explosifs;
  • conduites de vapeur à l'intérieur de la chaudière;
  • tuyauterie à l'intérieur de la chaudière;
  • économiseur;
  • dispositif d'allumage;
  • ventilateurs et extracteurs de fumée;
  • système pneumo-pulsé pour nettoyer les surfaces chauffantes;
  • soute à combustible consommable;
  • silo à couche de sable;
  • dispositifs de sécurité;
  • instrumentation;
  • doublure et isolation;
  • équipement accessoire;
  • précipitateur électrostatique;
  • système de contrôle automatique;
  • matériaux auxiliaires et pièces pour l'installation.
  • Le four à lit «fluidisé» à basse température (NTKS) est un complexe qui comprend une grille de distribution d'air, un caisson de sous-grille d'air, des canaux d'évacuation des matières inertes et des cendres et déchets de scories, un dispositif de mise à feu.
  • Sur toute la longueur de la grille le long de l'axe longitudinal de la chaudière, il y a un canal pour enlever le matériau de la couche inerte et les cendres et les déchets de laitier du four. La sortie s'effectue à travers des fenêtres équipées de volets roulants.
  • Le principe de fonctionnement du four NTKS est basé sur la combustion de combustibles dans un lit fluidisé («bouillant») de matière inerte à des températures de 650-900 ° C.
  • Du sable de quartz ou de granit avec une composition fractionnée de 0,7 à 1,2 mm est utilisé comme charge.
  • Des chaudières avec fours NTKS sont exploitées en République de Biélorussie au mini-CHP de Vileika, Belorusskaya TPP, Luninetskaya CHP, Zhodinskaya CHP depuis plus de 10 ans.

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