Cazane cu arderea combustibilului solid

Cazane cu arderea combustibilului solid

Agentul termic din sistema de încălzire poate fi încălzit cu mai multe tipuri de cazane, care au la bază combustibil diferit. Se cunosc  3 tipuri de cazane:

  •    Cazane pentru combustibil solid;
  •    Cazane pentru combustibil lichid
  •    Cazane pentru combustibil gazos

Ultimile două tipuri se folosesc tot mai rar la încălzirea spaţiilor protejate din cauza costurilor înalte la gaz şi carburaţii lichizi. Din aceste considerente ne v-om axa mai mult pe cazanele cu combustibil solid.

Cazane pe cărbune

Cel mai des sunt folosite cazane pe cărbune. Acest zăcămînt are un şir de avantaje faţă de alte surse energetice:

  •    Este un combustibil foarte stabil.
  •    Nu absoarbe apa, uşor se păstrează.
  •    Are cea mai mare capacitate calorică.
  •    Este accesibil fiind importat dintr-o ţară vecină.

Printre principalele dezavantaje ale cărbunelui putem menţiona transportarea costisitoare, manipularea şi efectul negativ asupra ecologiei (în cazul cazanelor vechi).

Deşi în ultimul timp se duce o politică pronunţată împotriva acestui carburant, rezervele de cărbuni în lume sunt destul de mari în comparaţie cu petrolul şi folosirea lui va fi în continuă creştere. Problemele ecologice legate de cărbune par a fi uşor de soluţionat prin folosirea cazanelor de ultima generaţie cu un grad de emisie scăzut şi cu arderea aproape completă a combustibilului.

Un dezavantaj esenţial al cărbunelui este complicarea automatizării procesului de ardere. Dar şi aici sunt progrese esenţiale, astfel unele tipuri de cazane sunt auto încărcabile şi au un mecanism de autopropulsare şi dozare a combustibilului. Deservirea acestor cazane necesită resurse umane reduse.

În prezent în Moldova sunt mai multe companii ce comercializează cazane pentru cărbune destinate spaţiilor locative. Însă  companii specializate în cazane pentru  sere se întîlnesc mai puţine. Compania noastră este distribuitorul oficial al companiei poloneze Walendowsky, care oferă un sortiment bogat de cazane cu putere de la 12-900 kwt pentru acest combustibil. Oferta este bazată pe 2 tipuri de cazane cu construcţie principial diferită. Primul este cu încărcare manuală pentru un ciclu de ardere de 24 ore  fără propulsarea combustibilului (UKS-M), iar II-lea este dotat cu buncăr  şi  un dispozitiv de dozare automată a combustibilului (KWM-SP).

Primul tip este produs pentru o putere de la  12 pînă la 356 kwt. Acest tip este destinat suprafeţelor de la 50-300 m² de seră. Principiul de lucru este foarte simplu şi eficient.

Cazan pe cărbune fără propulsarea combustibilului de tip UKS-M
a)principiul de lucru al cazanului UKS-M      b)Cazan de tip UKS-M


Cele III camere a le cazanului sunt unite prin mantaua de apă. Partea inferioară a cazanului este destinată cenuşei formate în urma arderii. Această cameră este separată de camera de ardere prin ţevi metalice prin care circulă apa. Aceste ţevi sunt distanţate una de alta la 7-8mm. Prin aceste spaţii circulă aerul. Pe ţevele date se pune combustibilul propriu zis şi se umple întreaga cameră de ardere. În pereţii laterali ai acestei camere sunt orificii prin care se suflă aerul de la ventilator, astfel este reglată intensitatea arderii combustibilului. Prin partea superioară a camerii de ardere, fumul şi  gazele  formate în rezultatul arderii, trec în camera de evacuare. Această cameră este şerpuită pentru a mări suprafaţa de contact. Fumul este evacuat prin horn în hogeag. Cazanul  este dotat cu un sistem automat de control alcătuit dintr-un ventilator, termoreglator şi panoul de comandă (procesor), care dirijează parametrii de ardere a combustibilului. Concomitent cu sistemul automat de control, acest cazan poate lucra şi în regim de ardere naturală (neforţată), ce  permite exploatarea cazanului şi în situaţia deconectării energiei electrice. Arderea combustibilului se face de „sus în jos”, adică cărbunii se aprind din partea de sus. Pe măsura arderii jăraticul se duce în partea de jos, astfel se economiseşte la maximum energia degajată de cărbune şi poate fi dirijat procesul de ardere prin blocarea accesului de aer. Dacă temperatura apei a ajuns la parametrii necesari, ventilatorul se opreşte automat, iar cărbunele doar mocneşte, păstrîndu-şi capacitatea de ardere pentru un timp îndelungat. O încărcătură cu cărbuni pentru un aşa cazan ajunge pentru 24 ore, dacă este aleasă corect puterea lui. După fiecare ciclu de ardere se îndepărtează cenuşa, zgura şi funinginea, apoi se încarcă din nou cazanul. Astfel aceste cazane pot fi exploatate cu eforturi minimale.

Pentru puteri mai mari (19-900 kwt) sunt produse cazane cu autopropulsarea combustibilului. Acest tip de cazane sunt dotate cu buncăr care la un anumit interval de timp dozează necesarul de combustibil pentru menţinerea arderii. Cazanele date lucrează atît pe cărbune şi praf de cărbune cît şi pe peleţi, boabe şi alte combustibile ce nu depăşesc fracţia de 25 mm. În figură este prezentată schema  de funcţionare a cestui cazan.



Cazan pe cărbune cu dispozitiv de dozare automană a combustibilului de tip UKS-M

a)principiul de lucru al cazanului          b)Cazan de tip UKS-SP


KWM-SP este un cazan de generaţie nouă, la care emisiile sunt foarte mici. Este printre puţinele cazane pentru cărbune cu certificat ecologic recunoscut de CE. În timpul lucrului de pe hogeag nu iese fum negru, iar randamentul de lucru este de 89%.

După arderea completă a combustibilului cenuşa şi zgura este automat răsturnată într-un buncher special, care se curăţă odată la 12 ore. Cu un cazan de acest tip se poate încălzi  pînă la 10 000m² de seră.

 

Cazane pe lemne

 Lemnul încă din antichitate este considerat principala sursă de căldură, care a fost folosită atît la încălzirea locuinţelor cît şi la pregătirea hranei. De-a lungul timpului metoda de ardere a lemnului a fost desăvîrşită astfel au apărut foarte multe cazane de la cele mai simple până la cazane cu gazifiere. În Moldova lemnul este  o sursă din ce în ce mai puţin durabilă, dar cu toate acestea multe firme comercializează cazane pe lemne. 

Cazanele cu încălzire pe lemne sunt de doua feluri:

1. Cazanul simplu (clasic), care functionează ca o sobă;

2. Cazanul care functionează pe principiul gazificării  lemnului (sinonimul, mai puţin folosit, este „distilarea lemnului”).

Cazanele pe lemn cu arderea clasică constructiv sunt simple şi uşor în deservire. Ele constau de 3 camere tradiţionale: cenuşarul, camera de ardere, camerele evacuare a fumului. Corpul cazanelor este fabricat ca un întreg sudat, din table din otel, cu o grosime de la 6 pâna la 3 mm. Cmera de ardere şi cenuşarul este separat de un gratar cu orificii longitudinale pentru admisia aerului de ardere si pentru o usoara scuturare a cenusii. Sub gratar este amplasat cenusarul pentru o colectare comoda a cenusii. Avantajele cazanelor pe lemn cu ardere clasică sunt:

  • Constructie simpla

  • Posibilitatea de arderea a unor bucati mari de lemn

  • Arderea neforţată a lemnului (avantal în caz de deconectare a energiei electrice)

  • Randamentul 65-75%

  • Curaţare simpla

  • Dimensiuni mici şi greutate redusă

  • Ieftin

 

Cazan cu ardere clasică a lemnelor

a)principiul de lucru al cazanului          b)aspectul exterior al cazanului

Deşi încărcarea lor se face mai des şi necesită mai mult timp, cazanele clasice pot fi cu succes folosite la diferite tipuri de combustibil solid. Dacă vorbim despre universalitate, atunci ele sunt cele mai universale. Însă randamentul mic, emisiile mari şi posibilitatea redusă de mecanizare tat mai activ substitue aceste cazane de pe piaţă în favoare celor cu gazeifiere.

 

Principiul de functionare al cazanului cu gazeificare este urmatorul: lemnul este introdus in incaperea superioara a cazanului (magazia de lemne), in contact cu jarul. Lemnul se aprinde şi în procesul de ardere dă nastere la nişte gaze care, combinîndu-se cu aerul (aer care este introdus forţat in acel spaţiu), crează un amestec combustibil. Acest amestec se autoaprinde, iar in zona inferioară a spaţiului de ardere (care poartă numele de zonă de schimb) va lua naştere aşa-numita flacără răsturnată (sau inversă).

   

Prin urmare, un cazan cu gazeificare nu arde direct lemnul, ci gazele degajate din el. Prin acest proces se obtinere o ardere completă a lemnului şi o valorificare sporită a combustibilului: cam 80-90% este randamentul acestui tip de cazan, cu alte cuvinte, apropiat de ideal! Din acest motiv, consumul de lemne este mult mai redus fata de cazanul clasic, iar alimentarea se face mult mai rar.

 

 

Cazan cu ardere prin gazificare a lemnelor

a)principiul de lucru al cazanului          b)aspectul exterior al cazanului

Avantajele acestui tip de cazan nu se opresc aici, la randamentul ridicat. Pentru că arde aproape tot, fumul rezultat este curat, în sensul că nu mai sunt prezente, ca la cazanele clasice, elementele nearse şi nocive. Prin urmare, un astfel de cazan afectează foarte putin mediul.

Din păcate, cazanul cu gazeificare are şi unele dezavantaje. Unul ar fi faptul că necesită numai lemne de bună calitate şi foarte uscate, cu umiditatea sub 15%. O umiditate mai mare ar determina apariţia condensului, iar acesta, la rîndul lui, ar provoca depunerea de gudron pe pereţii interiori, ceea ce va afecta în timp atît randamentul cazanului, cît şi siguranta în exploatarea lui. Ar fi bine ca lemnul să aiba o bună capacitate calorică.

Atentie, nu se foloseste rumegus, si sunt interezisi peleţii, brichetele sau reziduurile lemnoase.

Un alt dezavantaj este faptul că acest tip de cazan trebuie curăţat mai des decît „fratele” lui clasic, cel mai tîrziu o dată pe săptămînă.

 

Cazane pe peleţi

 

Peletii si brichetele sunt tipuri de combustibil solid obtinut prin presarea reziduriilor din lemn, floarea soarelui, porumb, paie, din industria prelucrarii lemnului sau agricultură. Deşi sunt foarte solicitate în Europa, pentru Moldova cazanele pe peleţi, la moment, nu sunt foarte răspîndite. Principala problemă fiind preţul înalt al utilajului şi industia slabă de producere a peleţilor. Necătînd la aceasta în Moldova  sunt companii care deja exportă peleţi în Europa.

 Peleţii şi brichetele prezintă urmatoarele avantaje majore fata de alti combustibili:

  • -continut de umiditate sub 10%, fata de 15-20% pentru lemnul de foc;

  • -putere calorica 4,5-5,0 kcal/kg fata de 2,3-2,6 kcal/kg pentru lemnul de foc;

  • -cantitate de cenusa foarte redusa (sub 1%);

  • -randamentul cazanelor cu funcţionare pe peleti este de 85-89%;

  • - automatizare complectă.

Constructiv cazanele pe peleţi nu se deosebesc esenţial de cazanele clasice. Principala deosebire este în dispozitivul de dozare a combustibilului, care se transportează în camera de ardere printr-un transportor cu melc şi în buncărul pentru peleţi.

 
 

                       Cazan bazat pe arderea peleţilor

a)aspectul exterior al cazanului          b)cazan adaptat la arderea peleşilor 

Deseori cazanele clasice sunt acomodate la peleţi printr-un dispozitiv special numit „arzător pentru peleţi”, acesta din urmă se ajustează la diferite tipuri de cazane. Principiul de lucru fiind bazat pe acelaş şnec, conductă din PVC flexibil şi arzătorul propriuzis.

Peleţii sunt propulsaţi în camera de ardere în strictă concordanţă cu necesarul de menţinere a arderii, astfel este menţinută temperatura în sistem foarte preciz şi se economiseşte combustibilul. 

Adaugat: 24.01.2013 Vizionat: 11497