Pour obtenir un rendement maximal de la combustion du carburant, il est nécessaire d'assurer une combustion complète du carburant à l'intérieur de la chaudière. Pour cela, une alimentation suffisante en air et un mélange approprié de l'air avec le carburant sont des exigences primordiales. Il faut également maintenir une fourniture adéquate de particules de carburant pour une combustion correcte.
La combustion doit produire la température désignée de la chaudière à vapeur et la maintenir de manière constante.
En outre, les méthodes de chauffage de la chaudière à vapeur doivent être telles que le système puisse être facilement géré et que l'exploitation et la maintenance soient minimales. Il existe principalement deux méthodes de chauffage de la chaudière à vapeur avec le charbon comme carburant. L'une est le chauffage au carburant solide, l'autre est le chauffage au carburant pulvérisé.
Examinons-les une par une.
Il existe principalement deux types de système de chauffage au carburant solide
Chauffage manuel
Chauffage mécanique à balayage
Une petite chaudière peut être opérée par un système de chauffage manuel. Ce système était couramment utilisé pour alimenter les locomotives à moteur à charbon dans le passé. Ici, des copeaux de charbon sont introduits fréquemment dans la chaudière à l'aide de pelles.
Lorsque le carburant, c'est-à-dire le charbon, est introduit dans la chaudière à vapeur par un stoker mécanique, la méthode de chauffage de la chaudière est appelée chauffage par stoker mécanique. Il existe principalement deux types de systèmes de chauffage par stoker mécanique.
Ici, la combustion se produit sur la grille. L'air primaire est alimenté sous la grille. L'air secondaire est introduit au-dessus de la grille. Lorsque le charbon est brûlé, il est poussé vers le bas par du charbon frais. Le charbon frais est poussé sur la grille à l'aide de poussoirs, comme illustré.
L'allumage se produit vers le bas, contre le flux d'air primaire. Les matières volatiles traversent le lit et sont complètement brûlées. Le taux de combustion est élevé. Les cendres légères et les gaz de combustion s'échappent dans l'atmosphère avec l'air primaire. Les cendres plus lourdes tombent sur la grille et finissent par tomber dans le fosse à cendres.
Ici, le charbon est brûlé sur une grille en chaîne qui avance lentement en continu, et la combustion a lieu pendant le trajet du charbon du premier bout à l'autre bout de la chaudière. À la fin de la combustion, les cendres plus lourdes tombent dans la fosse à cendres par force gravitationnelle, tandis que la chaîne de la grille se déplace comme un tapis roulant. Les particules de cendres plus légères et les gaz de combustion s'échappent avec l'air primaire.
Pour obtenir la valeur calorifique maximale du charbon, celui-ci est réduit en poudre fine, puis mélangé à suffisamment d'air. Le mélange de poudre de charbon et d'air est introduit dans la chaudière à vapeur pour atteindre un processus de combustion le plus efficace. Le chauffage au carburant pulvérisé est la méthode la plus moderne et la plus efficace de chauffage de la chaudière.
Grâce à la pulvérisation, la surface du charbon devient beaucoup plus grande, et dans cette méthode, l'air nécessaire à la combustion est beaucoup moins important. Comme la quantité d'air et de carburant nécessaires est moindre, la perte de chaleur dans cette méthode de chauffage de la chaudière est beaucoup moins importante. Ainsi, la température peut facilement atteindre le niveau désigné. Comme la combustion est la plus efficace, le chauffage au charbon pulvérisé augmente l'efficacité globale d'une chaudière à vapeur. Comme la manipulation de la poussière de charbon plus légère est beaucoup plus facile que celle des copeaux de charbon plus lourds, il est assez simple de contrôler le rendement de la chaudière en contrôlant l'alimentation en carburant de la chaudière. Ainsi, les fluctuations de la charge du système peuvent être gérées en douceur.
Ajoutés à ces avantages, le système de chauffage au charbon pulvérisé présente de nombreux inconvénients. Tels que
Le coût initial d'installation de cette installation est très élevé.
Non seulement le coût initial, mais le coût de fonctionnement de cette installation est également assez élevé, car une installation de pulvérisation distincte doit être installée et fonctionner en supplément.
La température élevée entraîne une perte thermique élevée par les gaz de cheminée.
Ce type de méthode de chauffage de la chaudière comporte toujours un risque d'explosion.
Il est également difficile et coûteux de filtrer les particules fines de cendres des gaz d'échappement. De plus, la quantité de particules de cendres dans les gaz d'échappement est plus importante dans le système pulvérisé.
Le processus de pulvérisation est brièvement discuté ici.
Tout d'abord, le charbon est broyé par un concasseur préliminaire. Le charbon est réduit à 2,5 cm ou moins.
Ensuite, ce charbon concassé est passé à travers un séparateur magnétique pour séparer tout contenu en fer du charbon. Le fer doit être retiré, sinon, lors de la pulvérisation, les particules de fer provoqueront des étincelles, ce qui entraînera un risque d'incendie indésirable.
Après cela, le charbon concassé est correctement séché avant la pulvérisation. Le taux d'humidité doit être inférieur à 2 % après l'opération de séchage.
Ensuite, le charbon est à nouveau broyé en fines particules dans un broyeur à boulets. Ce processus est appelé pulvérisation.
Ce charbon pulvérisé est ensuite soufflé avec de l'air et introduit dans la chaudière sous forme de fluide.
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