Η Καύση σε Φλυαρωμένο Λίθινο | Τύποι και Πλεονεκτήματα
Η ρευστοποίηση είναι μια μέθοδος ανάμιξης καυσίμου και αέρα σε συγκεκριμένη αναλογία, για την προσόριση καύσης. Ένα ρευστοποιημένο κρεβάτι μπορεί να οριστεί ως το κρεβάτι από στερεά σωματίδια που συμπεριφέρονται ως ρευστό. Λειτουργεί βάσει της αρχής ότι όταν ένα ομοιόμορφα κατανεμημένο αέρα διαστέλλεται προς τα πάνω μέσω ενός λεπτομερώς χωρισμένου κρεβατιού από στερεά σωματίδια με χαμηλή ταχύτητα, τα σωματίδια παραμένουν αναταραγμένα, αλλά αν η ταχύτητα ροής του αέρα αυξάνεται σταθερά, φτάνει ένα στάδιο όπου τα άτομα σωματίδια είναι εναεριοποιημένα στο ρεύμα αέρα.
Εάν η ταχύτητα του αέρα αυξάνεται περαιτέρω, το κρεβάτι γίνεται υψηλά ταραγμένο και προκαλεί ταχεία ανάμιξη των σωματιδίων, η οποία εμφανίζεται ως δημιουργία φυσαλίδων σε βρασμένο υγρό και ο προκύπτων προς τον οποίον οδηγεί ο προσανατολισμός της καύσης είναι γνωστός ως ρευστοποιημένη καύση σε κρεβάτι.
Η ταχύτητα του αέρα, που προκαλεί τη ρευστοποίηση, εξαρτάται από μια σειρά παραμέτρων, όπως:
Μέγεθος των σωματιδίων καυσίμου.
Πυκνότητα του μείγματος αέρα και καυσίμου.
Ως εκ τούτου, αυτές οι παράμετροι λαμβάνονται υπόψη, κατά την επεξεργασία της ταχύτητας ροής αέρα για την επιθυμητή ταχύτητα καύσης. Στη ρευστοποιημένη καύση σε κρεβάτι, η ταχεία ανάμιξη εξασφαλίζει ομοιόμορφη θερμοκρασία. Το κύριο πλεονέκτημα του συστήματος ρευστοποιημένης καύσης σε κρεβάτι είναι ότι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή θερμότητας κοινοτικά απόβλητα, απόβλητα από επεξεργασία λυμάτων, βιομηχανικά απόβλητα και άλλα καύσιμα με υψηλή υγρασία.
Ένα ρευστοποιημένο κλιμακωτό φούρνος έχει ένα κλειστό χώρο με βάση που έχει ανοίγματα για την εισαγωγή αέρα. Κατεστραμμένο κάρβουνο, στάχτη και κατεστραμμένο δολόμιο ή καλκίδιο ανακατεύονται στο κρεβάτι του φούρνου και υψηλή ταχύτητα καύσης αέρα διαστέλλεται μέσω του κρεβατιού, εισέρχοντας από τον πάτο του φούρνου.
Με τη σταθερή αύξηση της ταχύτητας του αέρα, θα φθάσει ένα σημείο όπου η πτώση πίεσης στο κρεβάτι θα γίνει ίση με το βάρος ανά μονάδα επιφάνεια διατομής του κρεβατιού, και αυτή η συγκεκριμένη κρίσιμη ταχύτητα ονομάζεται ελάχιστη ταχύτητα ρευστοποίησης.
Με περαιτέρω αύξηση της ταχύτητας του αέρα, το κρεβάτι θα ξεκινήσει να επεκτείνεται και θα επιτρέπει την πάροδο επιπλέον αέρα, σε μορφή φυσαλίδων. Όταν η ταχύτητα του αέρα γίνει 3 έως 5 φορές την κρίσιμη ταχύτητα, το κρεβάτι μοιάζει με ένα βρασμένο υγρό. Μια εικονική παράσταση της ρευστοποιημένης καύσης σε κρεβάτι δίνεται στο παρακάτω σχήμα:
Οι εξατμιστικές σωλήνες του καυστήρα είναι άμεσα μεταφερόμενες στο ρευστοποιημένο κρεβάτι και οι σωλήνες, ως αποτέλεσμα της άμεσης επαφής με τα καίμενα σωματίδια κάρβουνου, παράγουν πολύ υψηλές τιμές μεταφοράς θερμότητας. Λόγω αυτού, η μονάδα μειώνεται σε μεγάλο βαθμό, και παράγει επίσης καύση με πολύ υψηλή απόδοση.
Τύποι ρευστοποιημένης καύσης σε κρεβάτι
Η ρευστοποιημένη καύση (FBC) μπορεί να είναι σε 2 εκδόσεις, δηλαδή:
Κατακόρυφος τύπος FBC: Αυτοί χρησιμοποιούνται συνήθως σε μικρότερες εγκαταστάσεις, και έχουν τη δυνατότητα να παράγουν ατμό μέχρι 6 τόνους ανά ώρα μόνο. Η κατακόρυφη μορφή τους μειώνει τις συνολικές διαστάσεις του καυστήρα ατμού, και είναι εξαιρετικά αποδοτικοί σε εγκαταστάσεις όπου η παροχή χώρου είναι περιορισμένη.
Οριζόντιος τύπος FBC: Υπάρχουν σχεδόν 10 φορές μεγαλύτερης δυνατότητας σε σύγκριση με τον κατακόρυφο τύπο ρευστοποιημένης καύσης. Μπορούν να παράγουν μέχρι 60 τόνους ατμού ανά ώρα, και είναι τοποθετούμενοι οριζόντια σε σχέση με τους σωλήνες του καυστήρα. Η υψηλή δυνατότητα των οριζόντιων ρευστοποιημένων καυστήρων σε συνδυασμό με την υψηλή απόδοσή τους, τους καθιστά εξαιρετικά επιθυμητούς για τις εγκαταστάσεις παραγωγής θερμοηλεκτρικής ενέργειας με κάρβουνο.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της ρευστοποιημένης καύσης σε κρεβάτι
FBC χρησιμοποιείται εκτεταμένα σήμερα σε όλες τις μεγάλες εγκαταστάσεις παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας σε όλο τον κόσμο, λόγω των πολλών πλεονεκτημάτων που προσφέρει σε σύγκριση με άλλες προεξαγωγικές μεθόδους καύσης. Μερικά από αυτά είναι:
Υψηλή θερμοδυναμική απόδοση.
Εύκολο σύστημα αφαίρεσης στάχτης, για μεταφορά σε παραγωγή σκυρόδεσμου.
Σύντομη περίοδος εγκατάστασης και εργασιών.
Πλήρως αυτοματοποιημένο και έτσι εξασφαλίζει ασφαλή λειτουργία, ακόμη και σε ακραίες θερμοκρασίες.
Αποτελεσματική λειτουργία σε θερμοκρασίες μέχρι 150oC (δηλαδή κατώτερες της θερμοκρασίας ομογένειας της στάχτης).
Μειωμένη συντρίβηση καυσίμου κλπ. (το πουλβερίζεται κάρβουνο δεν είναι απαραίτητο εδώ).
Το σύστημα μπορεί να ανταποκρίνεται γρήγορα σε αλλαγές στη ζήτηση φόρτου, λόγω της γρήγορης εγκαθίδρυσης θερμοδυναμικής ισορροπίας μεταξύ αέρα και σωματιδίων καυσίμου στο κρεβάτι.
Η λειτουργία του ρευστοποιημένου φούρνου σε χαμηλότερες θερμοκρασίες βοηθά στη μείωση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης. Η λειτουργία σε χαμηλότερες θερμοκρασίες μειώνει επίσης τη δημιουργία οξέων του αζώτου. Προσθέτοντας είτε δολόμιο (καλκιο-μαγνησιακό άνθρακο) είτε καλκίδιο (καλκιο-άνθρακο) στον φούρνο, η εκπομπή οξέων του θείου στην ατμόσφαιρα μπορεί επίσης να μειωθεί, αν επιθυμητό.
