Cualquiera que sea el tipo de caldera de combustible sólido, todas tienen un alto nivel de eficiencia, gracias al diseño y principio del dispositivo. En esta página, consideraremos e intentaremos comprender cómo funcionan las calderas de combustible sólido. La principal diferencia entre las calderas de combustible sólido convencionales y las calderas de combustible sólido de combustión prolongada es que en el segundo caso, la combustión lleva mucho más tiempo debido al principio de combustión. Entonces, veamos el principio de funcionamiento de las calderas de combustible sólido y cómo funcionan las calderas de combustible sólido para comprender cómo elegir una caldera.
El principio de funcionamiento de una caldera de combustible sólido de combustión prolongada.
Normalmente, estas calderas de combustible sólido funcionan según el principio de "combustión superior". ¿Cómo funciona una caldera de combustión prolongada? Antes de que el oxígeno entre directamente en el horno, donde tiene lugar la combustión, se calienta. Se calienta para reducir finalmente la cantidad de residuos de combustión: hollín, cenizas. El oxígeno no se suministra de abajo hacia arriba, sino de arriba hacia abajo. Por lo tanto, solo se quema la capa superior de combustible sólido almacenado en la cámara de combustión. Debido a que el aire entra desde arriba, no penetra hacia abajo y el proceso de combustión es imposible allí. Solo se quema la capa superior de combustible. Cuando la capa superior se quema, se activa la alimentación a la capa inferior. Entonces, gradualmente, a medida que avanza la combustión, el aire se suministra cada vez más bajo. Gracias a este enfoque, la capa superior de combustible siempre se quema, y la de abajo permanece intacta hasta que llega su turno. Esto permite un consumo de combustible muy económico y un control del proceso de combustión. Es con esta tecnología que el combustible sólido se quema durante mucho tiempo.
Estas calderas no solo son económicas sino también respetuosas con el medio ambiente. Eso sí, siempre que se utilicen materiales de construcción resistentes al fuego, que no solo garantizarán la máxima eficiencia de la caldera, aislando el calor, sino que también protegerán contra posibles incendios.
Puede comprender claramente cómo funciona la caldera de pirólisis en este video:
Combustión de combustibles sólidos en solera superior en calderas y hornos
15.11.2018 1309
La forma más limpia y eficiente de quemar combustibles sólidos en calderas y hornos.
Ahora existe un estereotipo estable de que la combustión de combustible en el horno solo puede tener lugar suministrando aire desde la parte inferior del marcador. A través de la rejilla hacia la zona de combustión. Pero también hay una opción alternativa: quemar combustible de arriba a abajo.
La mayoría de las calderas vendidas en Rusia tienen un diseño de horno tipo parrilla, esto se debe a cierta versatilidad en el combustible. La estructura de la rejilla ha sido estudiada bastante bien por vendedores y consumidores. Las calderas Grizzly son más fáciles de vender. En este sentido, entre otras cosas, se asocia su distribución a mayor escala.
Sin embargo, esta situación no está en todas partes. En países donde existen requisitos de emisión de CO2 más estrictos, la combustión aérea se considera más correcta. Le permite lograr una combustión más completa de combustible con las menores emisiones de CO2 por unidad de tiempo y residuos de combustible sin quemar, que es 4-5 veces menor que con la combustión volumétrica de parrilla.
Al contrario de lo que algunos opinan, desde el punto de vista del curso de los procesos naturales, este tipo de combustión es más natural, por ejemplo, un fuego hecho en un bosque suele arder también con combustión superior o frontal, rejillas en el suelo, para suplir aire de abajo, rara vez lo hace nadie.
La combustión superior también se llama combustión inferior y frontal. El hogar se llama piso en blanco de la cámara de combustión. En la caldera del hogar, la leña, el principal tipo de combustible, se apila en la parte inferior.Un diseño aproximado de cámara de combustión puede verse así:
— Aire primario se alimenta a través del canal de suministro de aire primario ubicado en la puerta de carga de la caldera y penetra en la pila a lo largo de los troncos, es decir, directamente en la zona de combustión (solera), el frente de combustión se mueve gradualmente hacia la pared posterior del horno con el formación de una cantidad mínima de cenizas (menos del 1%).
— Aire secundario, precalentado, se alimenta a alta velocidad a través de una ranura en la parte superior de la puerta de la caldera, quema los gases del horno resultantes y extiende un espejo de combustión horizontal sobre la chimenea.
Los troncos más grandes deben colocarse en la parte inferior de la cámara de combustión, los troncos deben llevarse hasta la mitad de la altura de la abertura de la puerta de la caldera (cuanto más alto es el apilado, más delgados son los troncos). La colocación debe hacerse firmemente, poner leña encima (corteza de abedul, astilla).
Así, la madera se quemará desde los extremos y encima de la pila, y la madera del interior servirá como suministro de combustible, alimentando gradualmente el proceso de combustión. Los gases pirolíticos que se forman cuando la madera se calienta dentro del marcador se quemarán en la capa de combustión superior horizontal. La regulación del suministro de aire primario y secundario facilitará el ajuste de la potencia de la caldera en un amplio rango y garantizará una combustión óptima de la madera.
Al organizar la combustión superior, se produce un proceso de intensa transferencia de calor mediante radiación infrarroja. Al mismo tiempo, la capa superior de leña no se apantalla con energía radiante hasta que se enciende todo el marcador, como ocurre con el clásico encendido desde abajo en la rejilla. A medida que se quema, la parte inferior del horno participa en el proceso de transferencia de energía radiante, reduciendo el componente convectivo de los flujos de calor.
Durante la combustión del hogar, todos los carbones generados permanecen en el horno, no caen por las ranuras de la parrilla y se queman por completo, desprendiendo calor. En la cámara de combustión con rejillas, los carbones también se queman casi por completo, pero los que cayeron a través de la rejilla ya se queman en la caja de cenizas y no aportan ningún beneficio al sistema de calefacción, no participan en el calentamiento del refrigerante.
Quema superior - el proceso es cíclico, es decir, la pestaña se enciende desde arriba y se quema por completo, solo después de que se lleva a cabo la siguiente carga de combustible. Todo el proceso no es en absoluto complicado y solo se requiere que el usuario cambie ligeramente sus hábitos.
Hay afirmaciones de que solo se puede quemar leña con la quema superior. Esto no es enteramente verdad. Es absolutamente posible quemar briquetas de combustible (aserrín triturado prensado), briquetas de turba, lignito, cualquier combustible con una temperatura de ignición por debajo de 400 ° C. También puede quemar carbón si lo coloca sobre un marcador en llamas, por ejemplo, de leña, en pequeñas porciones.
Por ejemplo, el fabricante de las calderas ampliamente publicitadas, Stropuva, ofrece quemar carbón cómodamente en ellas mediante combustión aérea. Por tanto, es incorrecto hablar de una restricción estricta del combustible en las calderas de solera. Lo principal es usar tácticas al quemar carbón en hornos de solera convencionales: agregar combustible en pequeñas porciones. Y si se calcula que se calienta solo con madera, las ventajas de los hornos de solera son más que obvias. Una combustión correcta puede ahorrar hasta un 30% del combustible utilizado.
Además, en las calderas de hogar, la combustión de marcadores puede ocurrir no solo con combustión superior, sino también volumétrica, como en las rejillas. Para hacer esto, coloque un fuego en la parte inferior del hogar, enciéndalo, coloque una pequeña cantidad de leña seca de menor tamaño en la parte superior y cierre la puerta del hogar. Cuando la leña comience a arder, informe el resto del apilado, sin llevar la altura de apilamiento a 10 cm de la parte superior de la abertura de la puerta.
Cuando se quema en volumen, la eficiencia de la caldera disminuye, ya que parte de los gases del horno no tienen tiempo de reaccionar con el oxígeno y salen volando hacia la tubería. La leña de arriba protege la llama inferior, perjudicando la transferencia de calor con energía radiante hasta que la leña se ocupa en todo su volumen.
Con una compuerta completamente abierta del suministro de aire primario, la caldera puede desarrollar una potencia una vez y media más que su nominal, mientras que el tiempo de combustión de la chimenea se reduce. Si es necesario agregar leña cuando la leña aún no se ha quemado, se deben tomar precauciones. Se puede arrojar leña u otro combustible sobre las brasas en pequeñas porciones sin ahogar la llama.
Es necesario eliminar las cenizas del horno a medida que se acumulan a través de 10-12 hornos (dependiendo del estado de la leña), con un modo de combustión volumétrica, una pequeña capa de ceniza de 1,5-2 cm mejora el funcionamiento de la caldera, ya que Las pantallas de ceniza se calientan en el grosor del marcador, acelerando el proceso de calentamiento de la leña y la salida de la caldera al modo nominal.
Hablando de humo de chimenea, podemos decir que el humo gris espeso es el componente gaseoso del combustible que se escapa al aire.
El humo son gases no quemados que se liberan de cada tipo de carbón y madera cuando se calienta. ¡Cada tonelada de carbón contiene 300 kg de gases y una tonelada de madera contiene más de 700 kg de gases! Estos gases se queman solo a temperaturas de 400-500 ° C. A la temperatura correcta del hogar, los gases se queman y el humo se convierte en vapores casi transparentes. Ésta es la combustión económica correcta de carbón y madera.
El método de combustión aérea en sí mismo no crea nuevos riesgos de seguridad para la combustión en comparación con el uso clásico de calderas y estufas, e incluso reduce un poco el problema de las explosiones de gas o los incendios de humos. El método en sí no es difícil; al operar un equipo de calefacción, siempre debe tener cuidado y no hacer lo que no está seguro. El principal riesgo de las quemaduras por encima de la cabeza está asociado con la carga de demasiado combustible.
No sobrecargue la caldera con leña, la sobrecarga puede causar una combustión inestable (pulsaciones) con la liberación de humo en las aberturas de suministro de aire, lo cual es inaceptable durante el funcionamiento de la caldera.
Ajuste el tiro de la chimenea. Al ajustarlo, debe tenerse en cuenta que una disminución excesiva del tiro puede conducir a la penetración de humo y gases del horno en la sala de calderas, y un tiro demasiado alto aumenta la velocidad de combustión y la velocidad de paso de los gases en la convección. parte de la caldera, reduce la eficiencia y la eliminación de calor. Una corriente de aire excesiva también puede provocar una combustión inestable de la madera (pulsaciones) con la liberación de humo en las aberturas de suministro de aire, lo cual es inaceptable durante el funcionamiento de la caldera.
Quemar carbón y madera de forma económica no es nada nuevo. Esta es la creación de condiciones en la caldera, bajo las cuales los gases combustibles tienen la oportunidad de quemarse, y los vapores casi transparentes deben ingresar a la chimenea. La organización de la combustión superior es el logro de la forma más limpia y eficiente de quemar combustible.
¿Cómo funciona una caldera de pirólisis? El dispositivo y el principio de funcionamiento de la caldera de pirólisis.
El principio de funcionamiento de una caldera de pirólisis de combustible sólido se basa en el proceso de descomposición del combustible sólido en gas de pirólisis y coque. Esto se logra mediante un suministro de aire insuficiente. Debido al suministro de aire débil, el combustible arde lentamente, pero no se quema, como resultado se forma gas de pirólisis. Como resultado, el gas se combina con el aire. se produce la combustión y se libera calor, que calienta el refrigerante. Gracias a este proceso, hay muy pocas sustancias nocivas en el humo y el hollín y las cenizas son insignificantes. Entonces, en el caso de las calderas de pirólisis, también se puede hablar de respeto al medio ambiente.
Entonces, echemos un vistazo más de cerca al principio de funcionamiento de una caldera de pirólisis.
- ¿Qué es la pirólisis? La pirólisis es un proceso de combustión en condiciones de oxígeno insuficiente.El resultado de dicha combustión son productos de combustión sólidos y gas: los desechos sólidos son cenizas y una mezcla de hidrocarburos volátiles más dióxido de carbono.
- El principio de funcionamiento del generador de gas.(o caldera de pirólisis), es que dicha caldera de combustible sólido divide el proceso de calentamiento en dos procesos. Primero, este es el proceso habitual de quemar combustible sólido, al tiempo que limita el suministro de oxígeno. Cuando hay escasez de aire, el combustible sólido arde muy lentamente, liberando gas. Limita el suministro de oxígeno, la caldera es muy sencilla, con un amortiguador mecánico, que, dependiendo de la cantidad de aire en el horno, se abre o se cierra. En este caso, puede "encender la calefacción" manualmente abriendo ligeramente la compuerta.
- Segunda parte del proceso de combustión combustible, consiste en quemar los residuos volátiles del proceso de combustión en el primer horno. En el segundo horno, el llamado gas de pirólisis se quema, el resultado de la quema de combustible sólido en el primer horno.
- Ajustamiento en este caso, como en el caso del suministro de aire al primer horno, es muy sencillo. El termostato controla el proceso de combustión y cambia el funcionamiento de la caldera tanto como sea necesario para generar la cantidad de calor requerida. En principio, no se diferencia mucho de un termostato para un calentador de agua.
- La eficiencia de las calderas de pirólisis. Con mucho, las calderas más eficientes son aquellas en las que la combustión se produce de arriba a abajo. Por supuesto, esto impone ciertas dificultades, por ejemplo, en tales calderas, se debe realizar un tiro forzado, porque el segundo postcombustión de gas de pirólisis se encuentra debajo de la parrilla. En pocas palabras: el combustible se esparce en el producto de desecho del proceso de combustión, en cenizas. Esto produce gas, que también se quema. El resultado: máxima liberación de calor, con una combustión prácticamente sin residuos. Además, la ceniza se puede utilizar como fertilizante.
El principio de funcionamiento de la caldera de pirólisis está diseñado de tal manera que Además de la combustión de combustible más eficiente, también tenemos un desperdicio mínimo del proceso de combustión.... La principal desventaja es el precio de las calderas de pirólisis, pero en realidad hay muchos aspectos positivos:
- Desperdicio mínimo y limpieza mínima del horno, en comparación con otras calderas de combustible sólido.
- Batería de larga duración sin cargas adicionales gracias al suministro de aire económico.
- Automatización proceso de combustión. La propia caldera regula cuándo aumentar la combustión y cuándo disminuir.
- Grandes combustibles sólidos adecuado para tales calderas, ya que en cualquier caso la postcombustión del combustible tiene lugar casi por completo.
Métodos o aparatos para quemar combustibles sólidos únicamente - F23B
La invención se refiere al campo de la energía. Un método para controlar un proceso de generación de energía en una central eléctrica con una caldera mientras se quema combustible carbonoso con oxígeno sustancialmente puro a plena carga incluye: (a1) suministrar una primera corriente de alimentación de combustible carbonoso al horno; (b1) suministrar una primera corriente de alimentación de oxígeno sustancialmente puro a un horno para quemar la primera alimentación de combustible carbonoso en oxígeno; (c1) ventilar los gases de combustión a través del conducto de gases de combustión del horno; (d1) extraer calor de los gases de combustión utilizando superficies de intercambio de calor ubicadas en el conducto de gases de combustión; y (e1) recircular una parte del gas de combustión a través de un conducto de recirculación de gases de combustión conectado a un conducto de gases de combustión aguas abajo de las superficies de intercambio de calor en un primer caudal de recirculación en el horno, para formar, junto con la primera corriente de alimentación de oxígeno sustancialmente puro, una primera corriente de gas de entrada que tiene un contenido medio predeterminado de oxígeno, extrayéndose el gas de escape del horno a una primera velocidad de extracción, y en un segundo modo de carga correspondiente a un máximo del 90% de la carga total:
(a2) suministrar una segunda corriente de alimentación de combustible carbonoso al horno;
(b2) suministrar una segunda alimentación de oxígeno sustancialmente puro a un horno para quemar la segunda alimentación de combustible carbonoso en oxígeno;
(c2) ventilar los gases de combustión a través del conducto de gases de combustión del horno;
(d2) extraer calor de los gases de combustión utilizando superficies de intercambio de calor ubicadas en el conducto de gases de combustión, y
(e2) recircular una parte del gas de escape a través de un canal de recirculación de gas de escape a un segundo caudal de circulación al horno para formar, junto con una segunda corriente de alimentación de oxígeno sustancialmente puro, una segunda corriente de gas de entrada de modo que el gas de escape sea retirado del horno a una segunda tasa de ventilación y se controla que la segunda tasa de flujo de reciclaje difiera de la primera tasa de flujo de reciclaje en una cantidad que mantiene la segunda tasa de flujo de gas de escape sustancialmente al nivel del primer flujo de gas de escape para mantener Distribución de transferencia de calor en las superficies de transferencia de calor. La invención permite controlar el proceso de generación de energía quemando combustible en diversas condiciones de carga. 9 p.p. f-ly, 1 dwg.
Automatización y mecánica de calderas de combustible sólido.
A pesar de todos los niveles de control sobre los procesos de combustión y la seguridad operativa en general, las calderas de combustible sólido prácticamente no contienen dispositivos automáticos complejos. Debido al hecho de que la mayoría de las veces la temperatura está regulada por mecánicos, prácticamente no hay nada que romper en las calderas. Además, el diseño de las calderas en sí es simple y confiable. Por lo tanto, es realista instalar una caldera de combustible sólido con sus propias manos, pero es mejor contactar a un especialista. Incluso puede hacer una sala de calderas con sus propias manos, pero ¿por qué problemas innecesarios si puede confiar todo a profesionales?
