Qualunque sia il tipo di caldaia a combustibile solido, tutte hanno un alto livello di efficienza, grazie al design e al principio del dispositivo. In questa pagina considereremo e cercheremo di capire come funzionano le caldaie a combustibile solido. La principale differenza tra le caldaie a combustibile solido convenzionali e le caldaie a combustibile solido a combustione lunga è che nel secondo caso la combustione richiede molto più tempo a causa del principio di combustione. Diamo quindi un'occhiata al principio di funzionamento delle caldaie a combustibile solido e al funzionamento delle caldaie a combustibile solido per capire come scegliere una caldaia.
Il principio di funzionamento di una caldaia a combustibile solido a combustione lunga.
Tipicamente, queste caldaie a combustibile solido funzionano secondo il principio della "combustione superiore". Come funziona una caldaia a combustione lunga? Prima che l'ossigeno entri direttamente nel forno, dove avviene la combustione, viene riscaldato. Viene riscaldato per ridurre in definitiva la quantità di rifiuti di combustione: fuliggine, cenere. L'ossigeno viene fornito non dal basso verso l'alto, ma dall'alto verso il basso. Pertanto, brucia solo lo strato superiore di combustibile solido immagazzinato nel focolare. A causa del fatto che l'aria entra dall'alto, non penetra verso il basso e il processo di combustione è impossibile lì. Solo lo strato superiore del carburante brucia. Quando lo strato superiore si brucia, l'alimentazione per lo strato inferiore è attivata. Quindi gradualmente, man mano che la combustione procede, l'aria viene fornita sempre più in basso. Grazie a questo approccio, lo strato superiore di carburante brucia sempre e quello sottostante rimane intatto fino a quando non arriva il suo turno. Ciò consente un consumo di carburante molto economico e il controllo del processo di combustione. È con questa tecnologia che il combustibile solido brucia per molto tempo.
Tali caldaie non sono solo economiche ma anche rispettose dell'ambiente. Naturalmente, a condizione che vengano utilizzati materiali da costruzione resistenti al fuoco, che non solo garantiranno la massima efficienza della caldaia, isolando il calore, ma proteggeranno anche da possibili incendi.
Puoi capire chiaramente come funziona la caldaia a pirolisi da questo video:
Classificazione dei dispositivi di combustione
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Dispositivi di combustione di CALDAIE
Un dispositivo di combustione o forno è una parte di un gruppo caldaia destinato alla realizzazione di processi termo-ossidativi (combustione di combustibili) al fine di ottenere prodotti di combustione ad alta temperatura. Allo stesso tempo, il forno funge da dispositivo di scambio termico in cui il calore viene trasferito per irraggiamento dalla zona di combustione alle superfici di riscaldamento per irraggiamento.
Di metodo di combustione
carburante, tutti i dispositivi di combustione sono suddivisi in strato e camera (vortice). Nei forni a strati, il combustibile solido e grumoso viene bruciato in uno strato che giace su una corrispondente superficie di supporto (vedere Fig. 1.1).
Di condizione dello strato di carburante
i forni sono suddivisi in strati con uno strato sospeso denso - un letto fluido (TKS).
A forni a torcia a camera
la combustione di combustibili solidi gassosi, liquidi e polverizzati viene effettuata con l'ausilio di appositi dispositivi di spruzzatura, altrimenti detti dispositivi bruciatori (BD).
La combustione del carburante nei forni a vortice viene effettuata nello stato sospeso del carburante, che è supportato dall'insieme della forma della camera e dall'aerodinamica del processo.
Forni a strati,
per la combustione di vari tipi di combustibili solidi si dividono in interni ed esterni, con griglie orizzontali e inclinate.
I forni situati all'interno del rivestimento della caldaia sono chiamati interni.
Fico. 1.1. Metodi di combustione del carburante: a - a strati (strato denso); b - a strati (strato ponderato); в - camera in una torcia; d - vortice della camera.1 - collezionista; 2 - tubi dello schermo; 3 - grattugiare; 4 - superfici riscaldanti sommerse; 5 - griglia di distribuzione dell'aria (VRP); 6 - dispositivo bruciatore; 7 - coclea per alimentazione carburante
I forni situati all'esterno del rivestimento e inoltre collegati alla caldaia sono chiamati remoti.
A seconda del metodo di alimentazione del combustibile e dell'organizzazione del servizio, i forni a strati si suddividono in manuali, semimeccanici e meccanici.
A mano
vengono chiamati forni in cui tutte e tre le operazioni - fornire combustibile al forno, proteggerlo e rimuovere le scorie (residui focali) dal forno - sono eseguite manualmente dal fuochista. Di regola, questi forni hanno una griglia orizzontale. Tali forni sono generalmente chiamati forni manuali a griglia (RKR).
Semi-meccanico
sono chiamati forni in cui una o due operazioni vengono meccanizzate. Tali forni includono forni da miniera con griglie inclinate, dove il combustibile caricato manualmente nel forno, man mano che gli strati inferiori si bruciano, si muove lungo le grate inclinate sotto l'azione della propria massa. Forni con lanciatori meccanici o pneumomeccanici a griglie rotanti (PZ-RPK).
Meccanico
si chiamano forni in cui tutte e tre le operazioni sono meccanizzate. Questi includono forni: con un telo a griglia mobile (LTSR - reticolo a catena della cinghia, ChTSR - reticolo a catena a scaglie, BCR - reticolo a catena senza fondo) e un letto fisso; con un letto mobile e una griglia fissa - forni con una barra frusciante (TSP), ecc.
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Data di inserimento: 22/06/2016; visualizzazioni: 7503; ORDINA LAVORO DI SCRITTURA
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Come funziona una caldaia a pirolisi. Il dispositivo e il principio di funzionamento della caldaia a pirolisi.
Il principio di funzionamento di una caldaia a combustibile solido di pirolisi si basa sul processo di decomposizione del combustibile solido in gas di pirolisi e coke. Ciò si ottiene con una fornitura d'aria insufficiente. A causa della debole alimentazione d'aria, il carburante brucia lentamente, ma non brucia, di conseguenza si forma il gas di pirolisi. Di conseguenza, il gas si combina con l'aria. avviene la combustione e viene rilasciato calore, che riscalda il liquido di raffreddamento. Grazie a questo processo, ci sono pochissime sostanze nocive nel fumo e fuliggine e cenere sono trascurabili. Quindi nel caso delle caldaie a pirolisi, puoi anche parlare di compatibilità ambientale.
Quindi, diamo un'occhiata più da vicino al principio di funzionamento di una caldaia a pirolisi.
- Cos'è la pirolisi? La pirolisi è un processo di combustione in condizioni di ossigeno insufficiente. Il risultato di tale combustione sono prodotti di combustione solidi e gas: i rifiuti solidi sono ceneri e una miscela di idrocarburi volatili più anidride carbonica.
- Il principio di funzionamento del generatore di gas(o caldaia a pirolisi), è che una tale caldaia a combustibile solido divide il processo di riscaldamento in due processi. Innanzitutto, questo è il normale processo di combustione di combustibile solido, limitando al contempo l'apporto di ossigeno. Quando c'è una carenza d'aria, il combustibile solido brucia molto lentamente, rilasciando gas. Limita l'apporto di ossigeno, la caldaia è molto semplice, con una serranda meccanica, che, a seconda della quantità di aria nel forno, si apre o si chiude. In questo caso, puoi "accendere il riscaldamento" manualmente aprendo leggermente la serranda.
- Seconda parte del processo di combustione combustibile, consiste nel bruciare i rifiuti volatili del processo di combustione nel primo forno. Nella seconda fornace, il cosiddetto gas di pirolisi brucia, il risultato della combustione di combustibile solido nella prima fornace.
- Regolazione in questo caso, come nel caso dell'alimentazione d'aria al primo forno, è molto semplice. Il termostato controlla il processo di combustione e modifica il funzionamento della caldaia tanto quanto necessario per generare la quantità di calore richiesta. In linea di principio, non differisce molto da un termostato per uno scaldabagno.
- L'efficienza delle caldaie a pirolisi. Le caldaie più efficienti oggi sono quelle in cui la combustione avviene dall'alto verso il basso.Naturalmente, ciò impone alcune difficoltà, ad esempio, in tali caldaie, è necessario eseguire un tiraggio forzato, perché il secondo postcombustore del gas di pirolisi si trova sotto la griglia. Per dirla semplicemente: il carburante viene disperso nel prodotto di scarto del processo di combustione - in cenere. In questo caso, si forma gas, che viene anche postcombustione. Il risultato: massimo rilascio di calore, con una combustione praticamente senza sprechi. Inoltre, la cenere può essere utilizzata come fertilizzante.
Il principio di funzionamento della caldaia a pirolisi è progettato in modo tale che oltre alla combustione più efficiente del carburante, abbiamo anche uno spreco minimo dal processo di combustione... Lo svantaggio principale è il prezzo delle caldaie a pirolisi, ma in realtà ci sono molti aspetti positivi:
- Minimo spreco e pulizia minima del forno, rispetto ad altre caldaie a combustibile solido.
- Lunga durata della batteria nessun carico aggiuntivo grazie alla fornitura d'aria economica.
- Automazione processo di combustione. La caldaia stessa regola quando aumentare la combustione e quando diminuirla.
- Grandi combustibili solidi adatto a tali caldaie, poiché in ogni caso la postcombustione del combustibile avviene quasi completamente.
Metodo di combustione del combustibile in torcia nel forno della caldaia
9) (111 UNION OF SOVIET SOCIALIST REPUBLINS 11/00 SCRITTURA DELL'INVENZIONE SHCHEYUYUEVas 1 tanovSSSR 979. NOMITTEE STATO DELL'URSS PER INVENZIONI E SCOPERTE, p. 1572, certificato dell'inventore 9 840582, classe R 23 R 21/00, (54) ( 57) METODO DI COMBUSTIBILE AC NELLA FORNO DEL GATTO per una torcia di corrente elettrica attraverso di essa, perché, con la stessa frequenza di alternanza pari alla frequenza delle vibrazioni acustiche di COMBUSTIONE LEGGERA quando il campo applicato e la corrente elettrica trasmessa aumentano l'efficienza, la corrente di mantenere i toni del gas nella fornace.1103040 Compilato da E. Yazykov Editore L. Povkhan Tekhred A. Babinets Corrector O. Bilak Ordine 4932/28 Circolazione 532 Abbonamento VNIIPI del Comitato statale dell'URSS per le invenzioni e le scoperte F 113035, Mosca, Zh, Raushskaya nab., 4/5, filiale del PPP FPatent, Uzhgorod, Proektnaya st., 4 L'invenzione riguarda l'energia e può essere utilizzata nella combustione di acqua calda da parte delle telecamere e caldaie a vapore. Esiste un metodo noto di combustione in un forno fornendo combustibile e un ossidante, seguito dall'accensione della miscela 1. L'essenza tecnica più vicina all'invenzione è un metodo di combustione del combustibile in una fornace, una caldaia quando un campo elettrico viene applicato alla torcia e attraversandola una corrente elettrica alternata 121. Gli svantaggi dei metodi noti sono. efficienza relativamente bassa. Lo scopo dell'invenzione è quello di aumentare l'efficienza, Questo obiettivo è raggiunto dal fatto che secondo al metodo di combustione del combustibile in torcia nel forno della caldaia, quando un campo elettrico viene applicato alla torcia e una corrente elettrica alternata lo attraversa, la frequenza della corrente alternata viene mantenuta uguale alla frequenza del tono fondamentale delle vibrazioni acustiche di gas nel forno. Il disegno mostra una caldaia in cui è possibile utilizzare il metodo proposto. La caldaia contiene un tubo di fiamma 1 con una camicia 2 e un bruciatore 3. Il tubo di fiamma 1 e il bruciatore 3 sono collegati a una fonte di alta tensione ( non mostrato nel disegno) con ora regolabile Questo segnale di uscita Durante il funzionamento della caldaia, il combustibile entra nel bruciatore 3. Contemporaneamente viene accesa la sorgente di alta tensione 5 e viene applicato un campo elettrico alla zona di combustione. Allo stesso tempo, un tossico elettrico alternato scorre attraverso la torcia con una frequenza pari alla frequenza del tono fondamentale O delle vibrazioni acustiche dei gas nella pila, che può essere misurata o calcolata. Il metodo è implementato in una caldaia con un'altezza di 0,237 me un diametro di un tubo da fuoco di 0,068 m. In questo caso, la stessa quantità di combustibile è stata bruciata e la stessa quantità di acqua è stata riscaldata con l'alimentazione accesa e La frequenza del tono fondamentale delle vibrazioni acustiche nel forno è stata determinata mediante calcolo ed era di 600 Hz per questo forno. Ad una data frequenza della corrente elettrica passata attraverso la torcia, l'aumento di calore era di 25-17000 kJ in termini di 1 nm di gas combusti. La tensione e la corrente erano rispettivamente 3,7-5,7 kV e 1114 μA. Ne consegue che il consumo di energia era solo 0,01 del guadagno di calore, l'uso dell'invenzione aumenterà l'efficienza della caldaia.
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Automazione e meccanica delle caldaie a combustibile solido.
Nonostante tutti i livelli di controllo sui processi di combustione e sulla sicurezza operativa in generale, le caldaie a combustibile solido praticamente non contengono dispositivi automatici complessi. A causa del fatto che il più delle volte la temperatura è regolata dalla meccanica, non c'è praticamente nulla da rompere nelle caldaie. Inoltre, il design delle caldaie è semplice e affidabile. Pertanto, è realistico eseguire l'installazione di una caldaia a combustibile solido con le proprie mani, ma è meglio contattare uno specialista. Puoi persino realizzare un locale caldaia con le tue mani, ma perché problemi inutili se puoi affidare tutto a professionisti?
Dispositivo di combustione (focolare) - è parte integrante dell'impianto caldaia, in cui si brucia il combustibile, si raffreddano parzialmente i prodotti della combustione e si rilascia la cenere. A seconda del metodo di combustione del combustibile, i forni sono suddivisi in stratificati e a camera. Nei forni a strati, viene bruciato un combustibile solido e grumoso, che si trova in uno strato denso su una griglia soffiata con aria. Nei forni a camera, combustibile gassoso, liquido o solido (quest'ultimo in sospensione) viene bruciato su tutto il volume della camera di combustione. Gli schemi dei diversi tipi di forni sono mostrati in fig. 16.4.
Fico. 16.4. Diagramma schematico dei forni:
a - a strati; b - con un letto fluido; в - flare; r - vortice; Ι - carburante; ΙΙ - aria; ΙΙΙ - fumi
Per la natura dell'organizzazione del processo di combustione, i forni a strati si distinguono:
con una griglia fissa e uno strato fisso di carburante su di essa;
una griglia fissa e uno strato di combustibile che si muove lungo di essa;
una griglia mobile che trasporta lo strato di combustibile su di essa.
I forni a camera, a loro volta, sono suddivisi in forni a letto bollente (fluidizzato), a torcia e a vortice. Nei forni a letto fluido, le particelle a grana fine di combustibile solido vengono fluidizzate da un flusso d'aria e, durante la combustione, si muovono in modo casuale attraverso il volume della camera di combustione senza essere rimosse da essa. Nei forni a torcia, il combustibile bruciato e l'aria fornita per la combustione formano una torcia; in questo caso la griglia di distribuzione del gas è assente. Nei forni a vortice (ciclone), introducendo tangenzialmente il flusso d'aria nella camera di combustione cilindrica, si crea un flusso vorticoso di reagenti (aria e carburante sotto forma di polvere, segatura e bucce), che vengono efficacemente miscelati, per effetto della che il carburante brucia bene.
I forni possono essere posizionati all'interno del rivestimento della caldaia (in questo caso si chiamano interni) e all'esterno (forni remoti). La potenza termica dei forni interni è limitata dalle dimensioni del rivestimento della caldaia, che è il loro svantaggio. I forni a strati sono realizzati a mano e meccanizzati. I forni manuali con griglia fissa vengono utilizzati in caldaie con una capacità di vapore fino a 1 t / h, il caricamento del carburante in essi è periodico. I forni a strati meccanizzati con una griglia a catena sono utilizzati in caldaie con una capacità di vapore di 10 ... 35 t / h.
Il forno a strati con una griglia fissa e uno strato fisso di combustibile su di essa, ha un lanciatore meccanico pneumatico. Contiene una griglia del tipo RPK con griglie rotanti in ghisa montate su alberi. Con l'aiuto della maniglia, le file di griglie si inclinano periodicamente e, attraverso le fessure formate tra di loro, la scoria dalla griglia si riversa nel bunker delle scorie. Uno spandiconcime pneumomeccanico con rotore a pale è azionato da un motore elettrico attraverso una trasmissione a cinghia trapezoidale a tre stadi, che fornisce una velocità del rotore di 500, 600 e 700 giri / min.
Il forno a strati con una griglia fissa e uno strato di combustibile che si muove lungo di esso sotto il proprio peso è destinato al funzionamento su blocco o
(16.1)
Calore Q1assorbito da acqua e vapore nella caldaia può essere determinato dall'equazione
(16.2)
Qui hne, hnв —
entalpia del vapore surriscaldato e dell'acqua di alimentazione.
Considerando insieme queste due formule, è facile ottenere una formula per il calcolo del consumo di carburante, B:
(16.3)
Il valore di ηk, preso qui in frazioni di unità. Secondo la formula di cui sopra, l'efficienza della caldaia viene calcolata in base ai dati delle prove di bilanciamento (bilanciamento diretto), che consente di misurare con precisione il consumo di carburante in una modalità di funzionamento costante (stazionaria). Pertanto, il test della caldaia deve essere preceduto dal suo funzionamento a lungo termine con un carico costante, al quale viene eseguito il test. La formula 5, chiamata formula di bilanciamento inverso, viene utilizzata nei calcoli della caldaia progettata. In questo caso, ciascuno dei componenti qi viene preso secondo le raccomandazioni sviluppate sulla base di ripetuti test di caldaie in condizioni simili a quelle di progetto. Questa formula viene utilizzata nei casi in cui non è possibile misurare con precisione il consumo di carburante. Le caldaie moderne sono unità piuttosto sofisticate; la loro efficienza supera il 90%.
