Para obtener la máxima eficiencia de combustión del combustible, es necesario completar la combustión del combustible dentro del horno de la caldera. Para ello, se requiere un suministro suficiente de aire y una mezcla adecuada de aire con el combustible. También debe mantenerse un suministro adecuado de partículas de combustible para una combustión correcta.
La combustión debe producir la temperatura designada de la caldera de vapor y mantenerla de manera constante.
Aemás de esto, los métodos de encendido de la caldera de vapor deben ser tales que el sistema pueda manejarse fácilmente y también, la operación y el mantenimiento deben ser mínimos. Principalmente hay dos métodos de encendido de la caldera de vapor con carbón como combustible. Uno es combustión de combustible sólido y el otro es combustión de combustible pulverizado.
Vamos a discutir uno por uno.
Principalmente hay dos tipos de sistema de combustión de combustible sólido
Encendido manual
Encendido mecánico por golpeo
Una caldera de pequeño tamaño puede operarse mediante un sistema de encendido manual. Este sistema se utilizaba comúnmente en el pasado para impulsar locomotoras de motor de carbón. Aquí, las astillas de carbón se introducen en el horno frecuentemente con palas.
Cuando el combustible, es decir, el carbón, se introduce en el horno de la caldera de vapor mediante un estóker mecánico, el método de encendido de la caldera se denomina encendido con estóker mecánico. Hay principalmente dos tipos de sistemas de encendido con estóker mecánico.
Aquí, la combustión tiene lugar en la parrilla. El aire primario se alimenta debajo de la parrilla. El aire secundario se permite en la parte superior de la parrilla. Cuando el carbón se quema, se empuja hacia abajo por carbón fresco. El carbón fresco se empuja sobre la parrilla utilizando arietes, como se muestra.
La ignición ocurre hacia abajo contra el flujo de aire primario. La materia volátil filtra a través de la cama y se quema completamente. La tasa de combustión es alta. Los contenidos ligeros de ceniza y los gases de combustión se desvanecen en la atmósfera junto con el aire primario. Los contenidos pesados de ceniza caen sobre la parrilla y finalmente caen en el pozo de cenizas.
Aquí, el carbón se quema en una parrilla de cadena que avanza lentamente, y la combustión tiene lugar durante el viaje del carbón desde el extremo inicial hasta el extremo final del horno. Al final de la combustión, los contenidos pesados de ceniza caen en el pozo de cenizas por la fuerza gravitatoria a medida que la cadena de la parrilla se mueve como una cinta transportadora. Las partículas ligeras de ceniza y los gases de combustión se desvanecen con el aire primario.
Para obtener el mayor valor calorífico del carbón, este se pulveriza en polvo fino y luego se mezcla con suficiente aire. La mezcla de polvo de carbón y aire se enciende en el horno de la caldera de vapor para lograr un proceso de combustión más eficiente. El encendido con combustible pulverizado es el método más moderno y eficiente de encendido de calderas.
Debido a la pulverización, la superficie del carbón se vuelve mucho más grande, y en este método, el aire requerido para la combustión es mucho menor. Como la cantidad de aire y combustible requeridos son menores, la pérdida de calor en este método de encendido de calderas es mucho menor. Por lo tanto, la temperatura puede alcanzarse fácilmente al nivel designado. Como la combustión es muy eficiente, el encendido con carbón pulverizado aumenta la eficiencia general de una caldera de vapor. Como el manejo del polvo de carbón ligero es mucho más fácil que el manejo de las astillas de carbón pesadas, es bastante fácil controlar la salida de la caldera controlando el suministro de combustible al horno. Por lo tanto, la fluctuación de la carga del sistema puede manejarse suavemente.
Aemás de estas ventajas, el sistema de encendido con carbón pulverizado tiene muchas desventajas. Como
El costo inicial de instalar esta planta es muy alto.
No solo el costo inicial, sino también el costo de operación de esta planta es bastante alto, ya que se debe instalar y operar una planta de pulverización adicional.
La alta temperatura causa una alta pérdida térmica a través de los gases de escape.
Este tipo de método de encendido de calderas siempre tiene un riesgo de explosión.
También es difícil y costoso filtrar las partículas finas de ceniza de los gases de escape. Además, la cantidad de partículas de ceniza en los gases de escape es mayor en el sistema de pulverización.
Se discute brevemente aquí el proceso de pulverización.
Primero, el carbón se tritura con un triturador preliminar. El carbón se tritura hasta 2.5 cm o menos.
Luego, este carbón triturado pasa por un separador magnético para separar cualquier contenido de hierro del carbón. El hierro debe eliminarse, de lo contrario, durante la pulverización, las partículas de hierro causarán chispas, lo que resultará en un peligro de incendio no deseado.
Después, el carbón triturado se seca adecuadamente antes de la pulverización. El contenido de humedad debe ser menor al 2% después de la operación de secado.
Luego, el carbón se tritura nuevamente en partículas finas en un molino de bolas. Este proceso se denomina pulverización.
Este carbón pulverizado se inyecta con aire y se introduce en el horno como fluido.
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