
Para obter a máxima eficiência na combustão do combustível, é necessário completar a combustão do combustível dentro da fornalha da caldeira. Para isso, o fornecimento adequado de ar e a mistura correta de ar com o combustível são requisitos primordiais. Deve-se manter também um fornecimento adequado de partículas de combustível para queima adequada.
A combustão deve produzir a temperatura designada da caldeira de vapor e mantê-la consistentemente.
Além disso, os métodos de alimentação da caldeira de vapor devem ser tais que o sistema possa ser facilmente manuseado e, além disso, a operação e manutenção devem ser mínimas. Existem principalmente dois métodos de alimentação da caldeira de vapor com carvão como combustível. Um é alimentação de combustível sólido e o outro é alimentação de combustível pulverizado.
Vamos discutir um por um.
Existem principalmente dois tipos de sistema de alimentação de combustível sólido
Alimentação manual
Alimentação mecânica de acionamento
Caldeiras de menor tamanho podem ser operadas por sistema de alimentação manual. Este sistema era comumente usado para impulsionar locomotivas a vapor no passado. Aqui, as lascas de carvão são colocadas na fornalha frequentemente com pás.
Quando o combustível, ou seja, o carvão, é colocado na fornalha da caldeira de vapor por meio de um estôquer mecânico, o método de alimentação da caldeira é referido como alimentação com estôquer mecânico. Existem principalmente dois tipos de sistemas de alimentação com estôquer mecânico.
Aqui, a combustão ocorre na grelha. O ar primário é alimentado abaixo da grelha. O ar secundário é permitido no topo da grelha. Quando o carvão é queimado, ele é empurrado para baixo pelo carvão fresco. O carvão fresco é empurrado na grelha usando rams, conforme mostrado.
A ignição ocorre para baixo, contra o fluxo de ar primário. A matéria volátil filtra através da cama e é completamente queimada. A taxa de combustão é alta. Os conteúdos leves de cinzas e gases de combustão voam para a atmosfera junto com o ar primário. Conteúdos mais pesados de cinzas caem sobre a grelha e, eventualmente, caem no poço de cinzas.
Aqui, o carvão é queimado em uma grelha de corrente que se move lentamente para frente, e a combustão ocorre durante a jornada do carvão do início ao final da fornalha. No final da combustão, os conteúdos mais pesados de cinzas caem no poço de cinzas pela força gravitacional, à medida que a corrente da grelha se move como uma esteira transportadora. As partículas mais leves de cinzas e os gases de combustão voam com o ar primário.
Para obter o maior valor calorífico do carvão, o carvão é pulverizado em pó fino e, em seguida, misturado com ar suficiente. A mistura de pó de carvão e ar é queimada na fornalha da caldeira de vapor para alcançar o processo de combustão mais eficiente. A alimentação com combustível pulverizado é o método mais moderno e eficiente de alimentação de caldeira.
Devido à pulverização, a área superficial do carvão torna-se muito maior, e neste método, o ar necessário para a combustão é muito menor. Como a quantidade de ar e combustível necessários são menores, a perda de calor neste método de alimentação de caldeira é muito menor. Portanto, a temperatura pode ser facilmente atingida no nível designado. Como a combustão é a mais eficiente, a alimentação com carvão pulverizado aumenta a eficiência geral de uma caldeira de vapor. Como o manuseio de poeira de carvão mais leve é muito mais fácil do que o manuseio de lascas de carvão mais pesadas, é bastante fácil controlar a saída da caldeira controlando o fornecimento de combustível à fornalha. Portanto, as flutuações da carga do sistema podem ser suavemente atendidas.
Além dessas vantagens, o sistema de alimentação com carvão pulverizado tem muitas desvantagens. Tais como
O custo inicial de instalação desta planta é muito alto.
Não apenas o custo inicial, mas o custo de operação desta planta é bastante alto, pois é necessário instalar e operar uma planta de pulverização separada.
A alta temperatura causa uma grande perda térmica através dos gases de exaustão.
Este tipo de método de alimentação de caldeira sempre tem o risco de explosão.
Também é difícil e caro filtrar partículas finas de cinzas dos gases de exaustão. Além disso, a quantidade de partículas de cinzas nos gases de exaustão é maior no sistema pulverizado.
O processo de pulverização é discutido aqui brevemente.
Primeiro, o carvão é esmagado por um triturador preliminar. O carvão é esmagado a 2,5 cm ou menos.
Em seguida, este carvão esmagado passa por um separador magnético para separar qualquer conteúdo de ferro do carvão. O ferro deve ser removido, caso contrário, durante a pulverização, as partículas de ferro causarão faíscas, resultando em risco indesejado de incêndio.
Depois disso, o carvão esmagado é adequadamente seco antes da pulverização. O teor de umidade deve ser inferior a 2% após a operação de secagem.
Então, o carvão é esmagado novamente em partículas finas em um moinho de bolas. Este processo é referido como pulverização.
Este carvão pulverizado é então soprado com ar e colocado na fornalha como fluido.
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