Pabrik boiler dan alat bantu
Penggunaan Bahan Bakar di Boiler Firetube
Sampai tahun 1950-an, batu bara adalah untuk alasan ekonomi bahan bakar boiler utama tersedia di Inggris, dan dengan sejarah selanjutnya negara ini adalah basis yang nyaman untuk menggambarkan alternatif teknis yang tersedia di banyak negara industri dan berkembang .
Saat itu minyak mulai bersaing dengan batubara. Perubahan ini awalnya diprakarsai oleh ekonomi relatif dari dua bahan bakar tetapi tidak diragukan lagi diberikan dorongan lebih lanjut oleh pengenalan boiler kompak yang dikemas, yang menawarkan efisiensi tinggi, harga rendah, dan operasi otomatis penuh dan yang hanya menempati sekitar setengah ruang dari boiler berbahan bakar batubara setara .
Boiler pembakaran batu bara sangat penting karena tungku mereka diperlukan untuk mengakomodasi pintu, dan peralatan penanganan batu bara dan abu juga besar dan mahal. Sebagai hasilnya, untuk hasil yang sebanding biaya dari boiler berbahan bakar batu bara jauh lebih besar daripada rekannya yang berbahan bakar minyak atau gas.Fakta-fakta ini, dikombinasikan dengan harga bahan bakar minyak yang kompetitif pada waktu itu, memastikan bahwa sebagian besar boiler firetube industri bahkan dari kapasitas yang lebih besar adalah dari varietas kompak yang dikemas, yang dirancang khusus untuk pembakaran minyak.
Ini tetap demikian sampai awal tahun 1970-an, ketika gas alam tersedia dalam jumlah yang cukup untuk dianggap sebagai bahan bakar boiler industri , dan bahan bakar minyak menjadi tidak pasti dalam pasokan dan mahal. Sebagai akibatnya, konsumen industri dan pembuat boiler telah mempertimbangkan pembakaran pabrik seperti itu, dan ini telah menyebabkan beberapa perubahan mendasar dalam desain burner / boiler, terutama pada fitur-fitur yang berkaitan dengan perbedaan emisivitas api.dan sifat transfer panas dalam pembakaran dua bahan bakar.
Sebagian besar boiler modern masih dari tipe paket yang ringkas, dan biasanya dapat berbahan bakar ganda dengan minyak atau gas; dalam beberapa kasus pergantian antara dua bahan bakar dapat dicapai tanpa gangguan pada pasokan uap. Fasilitas untuk penggantian on-line ini telah mempopulerkan pembakaran bahan bakar ganda pada boiler, karena pelanggan kemudian dapat menggunakan bahan bakar mana saja yang secara ekonomis menguntungkan.
Pada saat ini tingginya biaya bahan bakar minyak dan terbatasnya ketersediaan gas alam untuk pasar ini telah menyebabkan minat baru yang cukup besar dalam pembakaran bahan bakar padat . Dengan teknik pembakaran parut, boiler paket ringkas yang telah mendominasi pasar boiler baru selama dekade terakhir tidak dapat dipecat dengan batu bara tanpa penurunan kualitas dan kesulitan teknis yang besar. Namun, langkah ke arah peningkatan fleksibilitas penggunaan bahan bakar adalah pengenalan boiler multi-bahan bakar yang memiliki ketentuan untuk batubara serta pembakaran gas dan minyak, desain dasar yang didasarkan pada paket berbahan bakar batubara tiga – konfigurasi lulus.
Karena pembakaran batu bara telah ditangani secara luas dalam edisi sebelumnya tentang Efisiensi Penggunaan Bahan Bakar dan publikasi lainnya (juga dalam hal-hal detail dalam Bab 5 dan 6 dari volume ini), dianggap tidak perlu terlalu memperhatikan aspek khusus ini. Karena itu, penekanan pada Bagian ini ditempatkan pada pembakaran dengan bahan bakar cair dan gas. Sehubungan dengan detail penembakan, ini telah muncul di Bab 4 dan 3 masing-masing.
Dengan pembakaran batu bara dan stoker konvensional , laju pelepasan panas tungku maksimum biasanya dibatasi di bawah 1 MW / m 3 berdasarkan total volume tabung tungku. Melebihi laju ini dapat menimbulkan emisi asap , dan pada suhu yang berlebihan dari produk pembakaran yang memasuki tabung api yang mengarah ke fusi di ujung tabung dari konstituen abu dan dengan demikian untuk kebutuhan pembersihan boiler yang sering. Selain itu campuran bahan bakar / udara di dalam dan di atas kisi-kisi batu bara cenderung sangat bertingkat, sehingga pembakaran selanjutnya dari api membutuhkan panjang dan volume tungku yang besar kecuali jika desain tersebut menggabungkan perangkat untuk mempromosikan turbulensi .
Vekos Powermaster, ditunjukkan pada Gambar 6 dari Bab 6 di bawah stokers, adalah unit paket desain 3-pass, yang memiliki satu atau dua tabung tungku, tergantung pada peringkat. Awalnya dari konstruksi dry-back, sekarang tersedia dengan desain dry-back atau wet-back. Dengan boiler ini, sistem pembakaran bahan bakar merupakan bagian integral dari desain boiler dan boiler.
Alat pengumpanan batubara dipasang dimana bahan bakar dapat dikirim secara mekanis melalui konveyor sekrup dari bunker bahan bakar overhead, atau secara pneumatik dari area penyimpanan batubaraterletak di atau di bawah permukaan tanah. Bahan bakar dapat dikirim dari segala arah, memberikan fleksibilitas lengkap dari desain boilerhouse. Dengan sistem fixed-grate, unit dimatikan secara manual. Parut otomatis yang terdiri dari dua set palang parut, satu di atas yang lain, membentuk dukungan terus menerus untuk firebed sekarang tersedia sebagai standar pada model cerobong tunggal.
Palang parut atas dapat diberi gerakan menyamping dengan menggunakan roda terbang dan mekanisme kopling yang digerakkan secara elektrik untuk membawa jarak pada grat atas dan bawah, sehingga abu jatuh melalui parut ke konveyor sekrup yang diletakkan di bawahnya. yang membawa abu ke depan boiler untuk dibuang melalui katup putar. De-ashing diperlukan hanya beberapa menit per 8-10 jam. Setiap karbon, pasir dan debu yang tidak terbakar dikumpulkan dan dikembalikan untuk diisi ulang.sistem pembakaran , laju pembakaran 343 kg / m 2jam danlaju pelepasan panastungkusekitar 1,5 MW / m3tercapai. Unit memiliki rasio turn-down sekitar 3: 1.
Kecenderungan suhu ruang bakar yang tinggi kadang-kadang dialami dapat diatasi dengan menggunakan jet BCURA. Jet ini, lubang persegi panjang 30,2 × 2,4 mm yang dibentuk dari pipa pipih, dipasang dalam posisi off-set di belakang dinding jembatan, sisi panjang sejajar dengan sumbu longitudinal dari tabung tungku. Susunan jet diilustrasikan pada Gambar 4 .
Ini dapat digunakan dengan uap atau udara tekan pada tekanan 35-105 kPa (gauge), dan meningkatkan turbulensi dengan memberikan gerakan berputar. Tingkat pelepasan panas yang lebih besar dan pembakaran totaldalam tabung tungku tercapai, yang menyebabkan pengurangan suhu ruang bakar tidak kurang dari 110 ° C, suhu ini dipertahankan di bawah level kritis 925-955 ° C. Namun, penentuan posisi dan perawatan jet yang benar sangat penting untuk operasi yang aman dan efisiensi optimal. Jet juga mencegah pasir terakumulasi di lantai tabung tungku di belakang dinding jembatan, sehingga membebaskan permukaan perpindahan panas ini .
Pembakaran fluidized ( bag.5 ), terutama dalam bentuk bertekanan, harus mengizinkan batubara tingkat pembakaran untuk watertube boiler ( Ch.10.3 ) hingga 5-8 MW / m 3 yang akan diperoleh.
Bahan bakar minyak dan udara yang teratomisasi lebih mudah dicampur dengan cara introduksi, dan zat abu dalam produk pembakaran, meskipun tidak berarti diabaikan, hadir dalam jumlah yang jauh lebih kecil daripada dengan batubara. Tingkat pelepasan panas dalam kisaran 2–3 MW / m 3Oleh karena itu umum terjadi dengan pembakaran minyak. Tingkat yang lebih tinggi mungkin terjadi, tetapi kemudian kesulitan dapat ditemui dengan emisi tumpukan-padatan; penampilan sekitar 0,4% atau lebih bahan bakar yang ditembakkan sebagai tumpukan padatan tidak diizinkan oleh Peraturan Udara Bersih 1971 untuk kelas boiler yang dipertimbangkan.
Jelas ukuran tungku yang dibutuhkan untuk pembakaran minyak jauh lebih kecil daripada pembakaran batubara dengan jumlah yang setara. Namun, harus diingat bahwa daerah penyerapan panas yang cukup harus disediakan untuk mendinginkan gas keluar ke suhu yang dapat diterima sebelum mereka memasuki ruang pembakaran dan kemudian masuk ke tabung asap. Ini mencegah bahaya fusi abu dan masalah struktural pada pelat tabung dan ujung tabung, seperti distorsi, kebocoran tabung-kursi dan retak ligamen.
Bahan bakar gas bahkan lebih mudah dicampur dengan udara dan dibakar daripada bahan bakar minyak, dan hanya mengandung kotoran murni. Akibatnya, laju pelepasan panas tungku dapat melebihi 3 MW / m 3 (300.000 Btu / kaki 3 jam) karena tidak ada kemungkinan fusi abu. Namun, sekali lagi penyerapan panas yang cukup harus terjadi dalam tungku untuk mendinginkan gas ke suhu yang tidak merusak pelat tabung belakang. Juga emisivitas yang relatif rendah dari nyala gas bila dibandingkan dengan nyala api bahan bakar-minyak berarti bahwa perpindahan panas konvektif harus memainkan peran yang lebih besar dalam batas-batas tabung tungku untuk mengimbangi laju perpindahan panas radiasi yang lebih rendah.. Ada dua metode yang dapat digunakan untuk mencapai hal ini. Pertama, burner dapat dirancang sedemikian rupa sehingga produk-produk pembakaran yang meninggalkan nosel burner dilepaskan dengan gerakan memutar ke bawah tabung tungku. Ini memastikan bahwa gas panas menggosok permukaan perpindahan panas dengan peningkatan kecepatan, dan akibatnya panas dipindahkan lebih cepat; tetapi kehati-hatian harus dilakukan untuk mencegah nyala api itu sendiri menimpa langsung ke tabung tungku, karena akan terjadi overheating lokal. Kedua, aliran produk pembakaran di sepanjang tabung dapat terganggu dengan penambahan cincin target, dinding atau blok. Efek dari obstruksi adalah untuk meningkatkan turbulensi di dalam tungku dan karenanya meningkatkan laju perpindahan panas. Selain itu, sisipan refraktori sendiri dipanaskan hingga panas merah dan memancar ke permukaan perpindahan panas yang lebih dingin.peningkatan penurunan tekanan .
Meningkatnya laju pelepasan panas tungku karakteristik boiler paket kompak modern berarti peningkatan tekanan termal tungku, yang mengarah ke penggunaan ekstensif tabung tungku bergelombang. Efek dari kerutan ini ada tiga. Pertama, mereka memungkinkan ekspansi dan kontraksi termal untuk diambil tanpa tekanan yang tidak semestinya; kedua, mereka menyediakan area perpindahan panas yang lebih besar per unit volume dan karenanya memungkinkan fluks panas yang lebih rendah ; dan akhirnya ada peningkatan turbulensi di lapisan batas .
Comments
No comment yet.