Fluidiserad sängförbränning | Typer och fördelar

Fluidisering är en metod för att blanda bränsle och luft i ett specifikt förhållande för att uppnå förbränning. En fluidiserad säng kan definieras som en säng av fasta partiklar som beter sig som en vätska. Den fungerar på principen att när luft fördelas jämnt och passerar uppåt genom en finpartiklig säng av fasta partiklar med låg hastighet, förblir partiklarna ostörda, men om luftflödets hastighet gradvis ökar, når man en punkt där de enskilda partiklarna suspenderas i luftströmmen.

Om luftens hastighet ökas ytterligare blir sängen högt turbulent och det inträffar snabb blandning av partiklar som liknar bubbelforming i en kokande vätska, och processen kallas fluidiserad sängsförbränning.

Luftens hastighet, som orsakar fluidisering, beror på flera parametrar, som:

1. Storlek på bränslepartiklar.

2. Täthet av luft-bränslemix.

Därför tas dessa parametrar i beaktning vid manipulering av luftflödets hastighet för önskad förbränningshastighet. Vid fluidiserad sängsförbränning säkerställer snabb blandning temperaturjämnhet. Det huvudsakliga fördelen med fluidiserad sängsförbränning systemet är att kommunalavfall, avloppssläm, biomassa, jordbruksavfall och andra fuktiga bränslen kan användas för värmeuppbringning.

En fluidiserad ugn har en innesluten utrymme med en botten med öppningar för att tillåta luftinmatning. Krossade kol, aska och krossad dolomit eller kalksten blandas i ugnssängen och höghastighetsförbränningsluft passerar sedan genom sängen, inkommande från ugnsbotten.

När luftens hastighet gradvis ökar kommer en punkt att nås då tryckfallet över sängen blir lika med vikten per enhetsarea av sängen, och denna specifika kritiska hastighet kallas minsta fluidiseringshastighet.

Vid ytterligare ökning av luftens hastighet börjar sängen expandera och tillåter passage av ytterligare luft, i form av bubblor. När luftens hastighet blir 3 till 5 gånger den kritiska hastigheten liknar sängen en våldsamt kokande vätska. Ett bildligt representation av fluidiserad sängsförbränning visas i figuren nedan:

Avdampningsrören i pannan är direkt indränkta i den fluidiserade sängen och rören, som är i direkt kontakt med de brinnande kolpartiklarna, producerar mycket höga värmetransferhastigheter. På grund av detta minskas enhetens storlek i stor utsträckning och producerar också förbränning med mycket hög effektivitet.

Typer av fluidiserad sängsförbränning

Fluidiserad sängsförbränning (FBC) kan vara i 2 varianter, nämligen:

1. Vertikal typ FBC: Dessa används generellt i mindre anläggningar och har kapaciteten att producera ånga upp till 6 ton per timme. Deras vertikala form minskar den totala dimensionen av ångpannan och är extremt effektiv i anläggningar där platsutrymmet är begränsat.

2. Horisontell typ FBC: De har nästan 10 gånger större kapacitet jämfört med den vertikala typen av fluidiserad sängsförbränning. De kan producera så mycket som 60 ton ånga per timme och är placerade horisontellt i förhållande till pannans rör. Den höga kapaciteten hos den horisontella typen av fluidiserade pannor tillsammans med deras höga effektivitet gör dem till ett extremt önskvärt val för koleldade termiska kraftverk.

Fördelar och nackdelar med fluidiserad sängsförbränning

FBC används intensivt idag i alla stora kraftstationer runt om i världen, tack vare de många fördelar det erbjuder över de andra dominerande förbränningsmetoderna. Några av dessa är:

1. Hög termisk effektivitet.

2. Lätt askborttagningssystem, för överföring till gjutning av cement.

3. Kort inkommissionering och upprättningstid.

4. Fullt automatiserad och säker drift, även vid extrema temperaturer.

5. Effektiv drift vid temperaturer ner till 150oC (dvs. långt under asksmältningstemperaturen).

6. Minskad kolkrossning etc. (pulveriserat kol är inte nödvändigt här).

7. Systemet kan snabbt svara på ändringar i lastkrav, tack vare snabb etablering av termisk jämvikt mellan luft och bränslepartiklar i sängen.

8. Driften av fluidiserad sängsfurnace vid lägre temperatur bidrar till att minska luftföroreningar. Lågtemperaturdrift minskar också bildningen av kväveoxider. Genom att tillfoga antingen dolomit (en kalcium-magnesiumkarbonat) eller kalksten (kalciumkarbonat) till ugnen kan avgiften av svaveloxider till atmosfären också reduceras om önskat.

I ljuset av alla dessa fördelar med fluidiserad sängsförbränning ovan, där fluidiserad sängsförbränning framstår som det bästa alternativet idag, är det dock fortfarande ett stort nackdel med detta system att fläktkraften måste hållas vid ett betydande värde, eftersom luft måste tillförs kontinuerligt under mycket högt tryck för att stödja sängen. Detta ökar i sin tur driftkostnaden för anläggningens hjälpmedel. Men det kompenseras mer än tillräckligt av de höga effektivitetsvärden som FBC ger.

Uttryck: Respektera det ursprungliga, bra artiklar är värt att dela, om det finns upphovsrättsintrång kontakta för borttagning.