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 d'éventuels incendies.
Vous pouvez clairement comprendre le fonctionnement de la chaudière à pyrolyse à partir de cette vidéo:
Classification des appareils à combustion
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Dispositifs de combustion des CHAUDIÈRES
Un appareil de combustion ou four fait partie d'une chaudière destinée à la mise en œuvre de procédés thermo-oxydants (combustion de combustibles) afin d'obtenir des produits de combustion à haute température. En même temps, le four sert de dispositif d'échange de chaleur dans lequel la chaleur est transférée par rayonnement de la zone de combustion aux surfaces de chauffage par rayonnement.
Par méthode de gravure
carburant, tous les dispositifs de combustion sont divisés en couche et chambre (vortex). Dans les fours à couches, le combustible solide en grumeaux est brûlé en une couche reposant sur une surface de support correspondante (voir Fig. 1.1).
Par état de la couche de combustible
les fours sont subdivisés en couches avec une couche suspendue dense - un lit fluidisé (TKS).
À fours à torche à chambre
la combustion de combustibles solides gazeux, liquides et pulvérisés est effectuée à l'aide de dispositifs de pulvérisation spéciaux, autrement appelés brûleurs.
La combustion du combustible dans les fours à vortex est effectuée à l'état suspendu du combustible, qui est soutenu par l'ensemble de la forme de la chambre et de l'aérodynamique du processus.
Fours à couches,
pour la combustion de divers types de combustibles solides sont divisés en interne et externe, avec des grilles horizontales et inclinées.
Les fours situés à l'intérieur du revêtement de la chaudière sont appelés internes.
Figure. 1.1. Méthodes de combustion des combustibles: a - couches (couche dense); b - couches (couche pondérée); в - chambre dans une torche; d - vortex de la chambre.1 - collecteur; 2 - tubes à tamis; 3 - grille; 4 - surfaces chauffantes submersibles; 5 - grille de distribution d'air (VRP); 6 - dispositif de brûleur; 7 - tarière pour l'alimentation en carburant
Les fours situés à l'extérieur du revêtement et attachés en plus à la chaudière sont appelés à distance.
En fonction de la méthode d'alimentation en combustible et de l'organisation du service, les fours à couches sont subdivisés en manuel, semi-mécanique et mécanique.
Par la main
des fours sont appelés dans lesquels les trois opérations - fourniture de combustible au four, éjection de celui-ci et élimination des scories (résidus focaux) du four - sont effectuées manuellement par le chauffeur. En règle générale, ces fours ont une grille horizontale. Ces fours sont généralement appelés fours manuels à grille (RKR).
Semi-mécanique
sont appelés fours dans lesquels une ou deux opérations sont mécanisées. De tels fours comprennent des fours de mine à grilles inclinées, où le combustible chargé manuellement dans le four, lorsque les couches inférieures brûlent, se déplace le long des grilles inclinées sous l'action de sa propre masse. Fours avec lanceurs mécaniques ou pneumomécaniques à grilles rotatives (PZ-RPK).
Mécanique
les fours sont appelés dans lesquels les trois opérations sont mécanisées. Il s'agit notamment des fours: avec une grille en tissu mobile (LTSR - une grille à chaîne à courroie, ChTSR - une grille à chaîne en flocons, BCR - une grille à chaîne sans fond) et un lit fixe; avec un lit mobile et une grille fixe - fours avec une barre de bruissement (TSP), etc.
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Date d'ajout: 2016-06-22; vues: 7503; COMMANDER DES TRAVAUX D'ÉCRITURE
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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 les plus efficaces aujourd'hui sont celles dans lesquelles la combustion se fait 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.
Méthode de torchage de la combustion du combustible dans le four de la chaudière
9) (111 UNION DES RÉPUBLIQUES SOCIALISTES SOVIÉTIQUES 11/00 ÉCRIT DE L'INVENTION SHCHEYUYUEVas 1 tanovSSSR 979. NOMITÉ D'ÉTAT DE L'URSS POUR LES INVENTIONS ET DÉCOUVERTES, p. 1572, certificat d'inventeur 9 840582, classe R 23 R 21/00, (54) ( 57) MÉTHODE DE COMBUSTIBLE AC DANS LA FOURNAISE DU CHAT pour une torche de courant électrique à travers elle, égale à la fréquence des vibrations acoustiques de LIGHT COMBUSTIONA lorsque le champ appliqué et le courant électrique transmis augmentent l'efficacité, le courant de maintien Ton arrière des gaz dans le four.1103040 Circulation 532 Abonnement VNIIPI du Comité d'État de l'URSS pour les inventions et les découvertes F 113035, Moscou, Zh, Raushskaya nab., 4/5, succursale du PPP FPatent, Uzhgorod, Proektnaya st., 4 L'invention concerne l'énergie et peut être utilisée dans les caméras de combustion d'eau chaude. Il existe un procédé connu de combustion dans un four en fournissant du combustible et un comburant avec allumage ultérieur du mélange 1. L'essence technique la plus proche de l'invention est un procédé de torchage du combustible dans un four, une chaudière lorsqu'une le champ électrique est appliqué à la torchère et lui fait passer un courant électrique alternatif 121. Les inconvénients des procédés connus sont les inconvénients des procédés connus. rendement relativement faible. Le but de l'invention est d'augmenter le rendement. Cet objectif est atteint en le fait que selon la méthode de torchage du combustible dans le four de la chaudière, lorsqu'un champ électrique est appliqué à la torche et qu'un courant électrique alternatif la traverse, la fréquence du courant alternatif est maintenue égale à la fréquence de la tonalité fondamentale de vibrations acoustiques des gaz dans le Le dessin montre une chaudière dans laquelle le procédé proposé peut être utilisé. La chaudière contient un tube de flamme 1 avec une chemise 2 et un brûleur 3. Le tube de flamme 1 et le brûleur 3 sont connectés à une source haute tension (non illustré sur le dessin) avec une heure réglable Ce signal de sortie Pendant le fonctionnement de la chaudière, le combustible entre dans le brûleur 3. En même temps, 5 la source haute tension est allumée et un champ électrique est appliqué à la zone de combustion. Dans le même temps, une toxine électrique alternée traverse la torche avec une fréquence égale à la fréquence du ton O fondamental des vibrations acoustiques des gaz dans la pile, qui peut être mesurée ou calculée. Le procédé est mis en œuvre dans une chaudière d'une hauteur de 0,237 m et d'un diamètre de tube à combustion de 0,068 m. Dans ce cas, la même quantité de combustible a été brûlée et la même quantité d'eau a été chauffée avec l'alimentation en marche et La fréquence de la tonalité fondamentale des vibrations acoustiques dans le four a été déterminée par calcul et était de 600 Hz pour ce four. À une fréquence donnée du courant électrique traversant la torche, l'augmentation de chaleur était de 25 à 17 000 kJ en termes de 1 nm de gaz brûlé. La tension et le courant étaient de 3,7 à 5,7 kV et 1114 μA, respectivement. Il s'ensuit donc que la consommation d'énergie n'était que de 0,01 du gain de chaleur, l'utilisation de l'invention augmentera le rendement de la chaudière.
Voir
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 un spécialiste. Vous pouvez même faire une chaufferie de vos propres mains, mais pourquoi des problèmes inutiles si vous pouvez tout confier à des professionnels?
Appareil de combustion (foyer) - il fait partie intégrante de la chaudière, dans laquelle le combustible est brûlé, les produits de combustion sont partiellement refroidis et les cendres sont libérées. Selon la méthode de combustion du combustible, les fours sont subdivisés en couches et en chambres. Dans les fours à couches, du combustible solide en grumeaux est brûlé, qui est situé dans une couche dense sur une grille soufflée avec de l'air. Dans les fours à chambre, le combustible gazeux, liquide ou solide (ce dernier en suspension) est brûlé dans tout le volume de la chambre de combustion. Les schémas des différents types de fours sont présentés sur la figure 16.4.
Figure. 16.4. Schéma de principe des fours:
a - en couches; b - avec un lit fluidisé; в - flare; r - vortex; Ι - carburant; ΙΙ - air; ΙΙΙ - fumées
Par la nature de l'organisation du processus de combustion, les fours à couches se distinguent:
avec une grille fixe et une couche fixe de carburant dessus;
une grille fixe et une couche de combustible se déplaçant le long de celle-ci;
une grille mobile qui transporte la couche de combustible dessus.
Les fours à chambre, à leur tour, sont subdivisés en fours à lit bouillant (fluidisé), torche et vortex. Dans les fours à lit fluidisé, les particules fines de combustible solide sont fluidisées par un flux d'air et, lors de la combustion, se déplacent au hasard dans le volume de la chambre de combustion sans en être évacuées. Dans les fours à torche, le combustible brûlé et l'air fourni pour la combustion forment une torche; la grille de distribution de gaz est absente dans ce cas. Dans les fours à vortex (cyclone), en introduisant tangentiellement le flux d'air dans la chambre de combustion cylindrique, un flux tourbillonnant de réactifs (air et carburant sous forme de poussière, de sciure et de cosses) est créé, qui sont effectivement mélangés, à la suite de dont le carburant brûle bien.
Les fours peuvent être situés à l'intérieur du revêtement de la chaudière (dans ce cas, ils sont appelés internes) et à l'extérieur (fours à distance). La puissance thermique des fours internes est limitée par les dimensions du revêtement de la chaudière, ce qui est leur inconvénient. Les fours à couches sont fabriqués à la main et mécanisés. Les fours manuels à grille fixe sont utilisés dans les chaudières d'une capacité de vapeur allant jusqu'à 1 t / h, le chargement de combustible dans celles-ci est périodique. Les fours à couches mécanisés avec une grille à chaîne sont utilisés dans les chaudières d'une capacité de vapeur de 10 à 35 t / h.
Le four à couches avec une grille fixe et une couche fixe de combustible dessus, a un lanceur mécanique pneumatique. Il contient une grille de type RPK avec des grilles rotatives en fonte montées sur des arbres. À l'aide de la poignée, les rangées de grilles s'inclinent périodiquement et, à travers les fissures formées entre elles, le laitier de la grille se déverse dans la trémie à scories. Un épandeur pneumomécanique à rotor à pales est entraîné par un moteur électrique via une transmission à courroie trapézoïdale à trois étages, qui fournit une vitesse de rotor de 500, 600 et 700 tr / min.
Le four à couches avec une grille fixe et une couche de combustible se déplaçant le long sous son propre poids est destiné à fonctionner en bloc ou
(16.1)
Chaleur Q1absorbée par l'eau et la vapeur dans la chaudière peut être déterminée à partir de l'équation
(16.2)
Ici hne, hnв —
enthalpie de la vapeur surchauffée et de l'eau d'alimentation.
En considérant ces deux formules ensemble, il est facile d'obtenir une formule de calcul de la consommation de carburant, B:
(16.3)
La valeur de ηk, prise ici en fractions d'unité. Selon la formule ci-dessus, le rendement de la chaudière est calculé en fonction des données des tests d'équilibrage (bilan direct), ce qui permet de mesurer avec précision la consommation de carburant en mode de fonctionnement stable (stationnaire). Par conséquent, le test de la chaudière doit être précédé de son fonctionnement à long terme à charge constante, au cours duquel le test est effectué. La formule 5, appelée formule d'équilibre inverse, est utilisée dans les calculs de la chaudière conçue. Dans ce cas, chacun des composants qi est prélevé selon les recommandations développées sur la base d'essais répétés de chaudières dans des conditions similaires à celles de conception. Cette formule est utilisée dans les cas où il n'est pas possible de mesurer avec précision la consommation de carburant. Les chaudières modernes sont des unités assez sophistiquées; leur efficacité dépasse 90%.
