گازی شدن یک روش برای مخلوط کردن سوخت و هوا در نسبت مشخص، برای به دست آوردن احتراق است. خوابه گازی شده میتواند به عنوان خوابهای از ذرات جامد تعریف شود که مانند مایع رفتار میکنند. این خوابه بر اساس اصلی کار میکند که وقتی هوای به طور مساوی توزیع شده از پایین به بالا از طریق یک خوابه با ذرات بسیار ریز عبور میکند و با سرعت کم، ذرات بدون تغییر باقی میمانند، اما اگر سرعت جریان هوا به طور مداوم افزایش یابد، مرحلهای وجود دارد که ذرات به طور انفرادی در جریان هوا معلق میشوند.
اگر سرعت هوا بیشتر افزایش یابد، خوابه بسیار تلاطم یافته و مخلوط شدن سریع ذرات اتفاق میافتد که مانند تشکیل حبابها در مایعی که در حال جوش است ظاهر میشود و فرآیند احتراق به عنوان احتراق گازی شده شناخته میشود.
سرعت هوا که باعث گازی شدن میشود به تعدادی پارامتر بستگی دارد، مانند:
اندازه ذرات سوخت.
چگالی مخلوط هوا و سوخت.
بنابراین، این پارامترها در هنگام تنظیم سرعت جریان هوا برای نرخ مورد نظر احتراق در نظر گرفته میشوند. در احتراق گازی شده، مخلوط شدن سریع موجب یکنواختی دمایی میشود. مزیت اصلی سیستم احتراق گازی شده این است که زباله شهری، لجن پالایشگاه، بیومس، زباله کشاورزی و سوختهای دیگر با رطوبت بالا میتوانند برای تولید گرما استفاده شوند.
کوره گازی شده فضایی بسته با پایهای که دارای سوراخهایی برای ورود هوا است. زغال سنگ خرد شده، خاکستر و دولومیت یا سنگ آهک خرد شده در خوابه کوره مخلوط میشوند و هوا با سرعت بالا از پایین خوابه عبور میکند.
با افزایش مداوم سرعت هوا، مرحلهای وجود دارد که در آن فشار کاهش یافته در خوابه برابر با وزن واحد مقطع خوابه میشود و این سرعت بحرانی خاص سرعت حداقل گازی شدن نامیده میشود.
با افزایش بیشتر سرعت هوا، خوابه شروع به گسترش میکند و اجازه عبور هوای اضافی را میدهد، به صورت حبابها. وقتی سرعت هوا ۳ تا ۵ برابر سرعت بحرانی میشود، خوابه شبیه مایعی که به طور شدید جوش میکند ظاهر میشود. نمایش تصویری از احتراق گازی شده در شکل زیر آمده است:
لولههای تبخیر کننده دیگ مستقیماً در خوابه گازی شده غوطهور شدهاند و لولهها، که در تماس مستقیم با ذرات زغال سنگ در حال سوزش هستند، نرخهای انتقال حرارت بسیار بالا تولید میکنند. به دلیل این، اندازه واحد به میزان قابل توجهی کاهش مییابد و همچنین احتراق با کارایی بسیار بالا ایجاد میشود.
احتراق گازی شده (FBC) میتواند در دو نوع باشد، به نام:
نوع عمودی FBC: این نوع معمولاً در نیروگاههای کوچک استفاده میشود و توانایی تولید بخار تا ۶ تن در ساعت را دارد. شکل عمودی آن ابعاد کلی دیگ بخار را کاهش میدهد و در نیروگاههایی که فضای محدودی دارند بسیار کارآمد است.
نوع افقی FBC: این نوع در توان تقریباً ۱۰ برابر نوع عمودی FBC است. آنها میتوانند تا ۶۰ تن بخار در ساعت تولید کنند و به صورت افقی نسبت به لولههای دیگ قرار دارند. توان بالای نوع افقی کورههای گازی شده همراه با کارایی بالا، آنها را گزینهای بسیار مطلوب برای نیروگاههای تولید برق حرارتی زغال سنگ میکند.
FBC امروزه به طور گسترده در تمامی نیروگاههای بزرگ در سراسر جهان استفاده میشود، به دلیل مزایای متعددی که در مقایسه با روشهای غالب دیگر احتراق ارائه میدهد. برخی از آنها عبارتند از:
کارایی حرارتی بالا.
سیستم راحت خاکستر برداری، برای انتقال به سیمان.
دوره کوتاه نصب و اجرا.
کاملاً خودکار و بنابراین عملکرد ایمن را حتی در دمایهای بسیار بالا تضمین میکند.
عملکرد کارآمد در دمای پایین تا ۱۵۰ درجه سانتیگراد (یعنی به طور قابل توجهی پایینتر از دمای ذوب خاکستر).
کاهش خرد کردن زغال (زغال سنگ خرد شده ضروری نیست).
سیستم میتواند به سرعت به تغییرات تقاضای بار پاسخ دهد، به دلیل برقراری سریع تعادل حرارتی بین هوا و ذرات سوخت در خوابه.
عملکرد کوره گازی شده در دمای پایین به کاهش آلودگی هوا کمک میکند. عملکرد در دمای پایین همچنین تشکیل اکسیدهای نیتروژن را کاهش میدهد. با افزودن دولومیت (کربنات کلسیم-منیزیم) یا سنگ آهک (کربنات کلسیم) به کوره، انتشار اکسیدهای سولفور به جو نیز میتواند کاهش یابد.
با توجه به تمام این مزایای احتراق گازی شده که در بالا ذکر شد، اگرچه FBC به عنوان بهترین جایگزین موجود امروزی ظاهر میشود، اما محدودیت اصلی این سیستم این است که توان موتور باید در مقدار قابل توجهی حفظ شود، زیرا هوا باید به طور مداوم با فشار بسیار بالا تأمین شود تا خوابه را حمایت کند. این به نوبه خود هزینه عملیاتی واحدهای کمکی نیروگاه را افزایش میدهد. اما این با کارایی بالایی که FBC ارائه میدهد جبران میشود.
Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.
