Spalanie w warstwie spłynionej | Typy i zalety
Fluidyzacja to metoda mieszania paliwa i powietrza w określonym stosunku, aby uzyskać spalanie. Łóżko fluidalne można zdefiniować jako łóżko cząstek stałych zachowujących się jak płyn. Działa na zasadzie, że gdy równomiernie rozłożone powietrze przepływa w górę przez drobno podzielone łóżko cząstek stałych z niską prędkością, cząstki pozostają nienaruszone, ale jeśli prędkość przepływu powietrza jest stopniowo zwiększana, dochodzi do momentu, gdy poszczególne cząstki są zawieszone w strumieniu powietrza.
Jeśli prędkość powietrza jest dalej zwiększana, łóżko staje się bardzo turbulentne i następuje szybkie mieszanie cząstek, które wyglądają jak bąbelki w gotującej się cieczy, a proces spalania nazywany jest spalaniem w łóżku fluidalnym.
Prędkość powietrza, powodująca fluidyzację, zależy od wielu parametrów, takich jak:
Rozmiar cząstek paliwa.
Gęstość mieszanki powietrze-paliwo.
Zatem te parametry są odpowiednio uwzględniane, podczas manipulacji prędkością przepływu powietrza dla pożądanego tempa spalania. W spalaniu w łóżku fluidalnym, szybkie mieszanie zapewnia jednolitość temperatury. Główną zaletą systemu spalania w łóżku fluidalnym jest możliwość używania odpadów komunalnych, osadów ściekowych, biomasy, odpadów rolniczych i innych paliw o wysokim stężeniu wilgoci do generowania ciepła.
Furnace fluidalny ma zamkniętą przestrzeń z podstawą mającą otwory do doprowadzenia powietrza. Drobniony węgiel, popiół i drobniony dolomit lub wapień są mieszane w łóżku pieca, a następnie przez łóżko przepływa powietrze spalania o wysokiej prędkości, wprowadzane od spodu pieca.
Z powolnym zwiększeniem prędkości powietrza, osiągnięty zostanie moment, gdy spadek ciśnienia w łóżku będzie równy ciężarowi na jednostkę przekroju łóżka, a ta określona krytyczna prędkość nazywana jest minimalną prędkością fluidyzacji.
Z dalszym zwiększeniem prędkości powietrza, łóżko zacznie się rozszerzać i pozwoli na przejście dodatkowego powietrza w postaci bąbelków. Gdy prędkość powietrza osiągnie 3 do 5 razy prędkość krytyczną, łóżko będzie przypominało gwałtownie gotującą się ciecz. Ilustracja spalania w łóżku fluidalnym przedstawiona jest na poniższym rysunku:
Rury parowe kotła są bezpośrednio zanurzone w łóżku fluidalnym, a rury, będąc w bezpośrednim kontakcie z palącymi się cząstkami węgla, produkują bardzo wysoką szybkość wymiany ciepła. Dzięki temu, wymiary urządzenia są znacznie zmniejszone, a także osiąga się bardzo wysoką efektywność spalania.
Rodzaje spalania w łóżku fluidalnym
Spalanie w łóżku fluidalnym (FBC) może występować w dwóch wariantach, mianowicie:
Pionowy typ FBC: Są one ogólnie używane w mniejszych zakładach i mają zdolność do produkcji pary do 6 ton na godzinę. Ich pionowy kształt redukuje ogólne wymiary kotła parowego i jest niezwykle efektywny w zakładach, gdzie miejsce jest ograniczone.
Poziomy typ FBC: Mają prawie 10-krotnie większą pojemność w porównaniu z pionowym typem spalania w łóżku fluidalnym. Mogą produkować do 60 ton pary na godzinę i są umieszczane poziomo w stosunku do rur kotła. Wysoka pojemność poziomego typu kotłów fluidalnych w połączeniu z ich wysoką efektywnością sprawia, że są niezwykle pożądanym wyborem dla elektrowni termicznych opartych na węglu.
Zalety i wady spalania w łóżku fluidalnym
FBC jest obecnie szeroko stosowany we wszystkich głównych elektrowniach na całym świecie, dzięki licznych zaletom, jakie oferuje w porównaniu z innymi dominującymi metodami spalania. Niektóre z nich to:
Wysoka wydajność termiczna.
Prosty system usuwania popiołu, który może być przetwarzany na cement.
Krótki okres montażu i uruchomienia.
Pełna automatyzacja, co zapewnia bezpieczne działanie nawet przy ekstremalnych temperaturach.
Efektywne działanie przy temperaturach do 150oC (tj. znacznie poniżej temperatury topnienia popiołu).
Zmniejszenie potrzeby miażdżenia węgla (pulverised coal nie jest tu konieczny).
System może szybko reagować na zmiany popytu na moc, dzięki szybkiemu ustanowieniu równowagi termicznej między powietrzem a cząstkami paliwa w łóżku.
Działanie furnaca fluidalnego przy niższych temperaturach pomaga w redukcji zanieczyszczenia powietrza. Niska temperatura działania również zmniejsza tworzenie tlenków azotu. Dodając do furnaca dolomit (węglan wapnia-magnezu) lub wapień (węglan wapnia), można również zmniejszyć emisję tlenków siarki do atmosfery, jeśli to jest pożądane.
Biorąc pod uwagę wszystkie te zalety spalania w łóżku fluidalnym, gdzie spalanie w łóżku fluidalnym wydaje się najlepszą dostępną alternatywą, główną wadą tego systemu jest konieczność utrzymania mocy wentylatora na znacznie wysokim poziomie, ponieważ powietrze musi być ciągle dostarczane pod bardzo dużym ciśnieniem, aby wspierać łóżko. To z kolei zwiększa koszty eksploatacji urządzeń pomocniczych elektrowni. Jednak jest to więcej niż wynagrodzone wysokimi wartościami efektywności, jakie FBC zapewnia.
Oświadczenie: Szacunek oraz udostępnienie dobrych artykułów, jesli doszło do naruszenia praw autorskich proszę o kontakt z celami usunięcia.
