8/8/2019 PP-AP=CURS 1

1/77

CURSUL NR. 1

DOMENIUL DE STUDIU.SCHEMA GENERALA AUNUI CAZAN.

COMBUSTIBILI ENERGRTICI

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

2/77

TEMATICA CURSULUI

1. DOMENIUL DE STUDIU

2. SCHEMA GENERALA A UNUICAZAN

3. COMBUSTIBILI ENERGETICI

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

3/77

1. DOMENIUL DE STUDIU

Aparatele termice sunt dispozitive, respectivagregate care servesc pentru captarea, producerea,stocarea sau transmiterea energiei termice.

Ele constituie componentele funcionale de baz aleinstalaiilor termice actuale.

De exemplu, pentru instalaii de ardere, instalaii termicede orice tip, ntre care remarcm: instalaii de incalzire,

instalaii de condiionare a aerului, instalaii frigorifice icriogenice, instalaii de uscare ,etc

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

4/77

Dispozitivele termice

Dispozitivele termice sunt relativ simple i servesc unuisingur scop; de exemplu, conversia energiei, acumularea sautransmiterea cldurii etc.

Dintre acestea fac parte: schimbtoarele de cldur, tuburile termice, acumulatoarele de cldur, tuburile si panourile radiante transformatoarele de cldur,

degazoarele, unele arztoare simple, focarele, dispozitivele de reinere a noxelor, dispozitivele de evacuare a produselor arderii (gaze arse, cenu,

funingine, zgur) etc

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

5/77

Agregatele si instalaia termic

Agregatele sunt formate din unul sau mai multe dispozitive care realizeazcel puin dou operaii.

De exemplu, agregatul generator termic numit comun i cazan, produceprin conversie cldur, ce este apoi transferat unui agent termic purttor.

Agregatul termic cu dispozitivele, rezervoarele, pompele, conductele,ventilatoarele, componentele de comand, execuie, control i auxiliareaferente, asigur:

1) alimentarea cu energie a agregatului;2) transferul cldurii necesare preparrii agentului termic;3) circulaia fluidelor n sistem;4) livrarea agentului termic spre consumatori.

Toate sunt reunite pe baza unor scheme bine precizate, ntr-un ansamblufuncional complex, care formeaz instalaia termic. Agregate termice mai utilizate sunt: generatoarele de ap cald,

fierbinte sau abur, generatoarele de aer cald, captatoarele solare igeotermale, umidificatoarele ,tuburile si panourile radiante.

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

6/77

Importana aparatelor i

generatoarelor termice Importana aparatelor i generatoarelor termice Importana instalaiilor termice, i implicit, a aparatelor i generatoarelor

termice - care sunt componentele lor funcionale de baz, rezult imediatdac ne gndim c circa 70 - 80 % din consumul actual de energie lreprezint energia termic. Contribuia energiei termice la produciaenergiei electrice e esenial, fie c e vorba de combustibilii fosili sau de

filiera nuclear pe baz de fisiune.

Ca i componente funcionale principale, aparatele termice trebuie srealizeze parametri tehnico-economici i de fiabilitate ridicat n condiiileunor solicitri deosebit de severe. Aceasta impune o bun cunoatere aaparatelor termice de ctre cei care le proiecteaz sau construiesc, darnu mai puin de cei care le utilizeaz.

Nu trebuie uitat faptul c efectele proceselor de ardere din instalaiiletermice de nclzire, energetice, ca i din transporturi, atrn foartegreu n balana polurii actuale a mediului

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

7/77

Necesiti si tendine actuale Necesiti si tendine actuale Datorit diminurii resurselor combustibile (iei, gaze naturale, crbune) i

a creterii ponderii energiei consumate n preul materialelor i al produselorfinite se impun:

1) utilizarea raional a materialelor, combustibililor i energiei;

2) introducerea unoraparate termice cu eficien energetic i niveltehnic ridicat;3) eliminarea pierderilor de energie;4) recuperarea economic a energiei termice secundare;5) introducerea n condiii de eficien a noilor surse de energie i a

tehnologiilor de vrf, nepoluante.

Modernizarea sau nlocuirea aparatelor termice existente, estenecesar tehnic, economic i ecologic - dat fiind uzura fizic i perimareaavansat a unor aparate existente, precum i creterea preuluicombustibililor, energiei i a necesitii reducerii emisiilor poluante.

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

8/77

Rolul potenial al inginerului de

instalaii Rolul potenial al inginerului de instalaii Pentru aprecierea i realizarea deciziilor de modernizare a

instalaiilor termice inginerul instalator are o formaie profesionalavantajoas, propice realizrilor tehnice deosebite.

Astfel, prin cunotiinele sale de termodinamic tehnic, transfer de

cldur, mecanica fluidelor i electromecanic, el poate nelegeperfect principiile funcionale ale aparatelor termice sauelectrotermice, agregatelor sau instalaiilor termice.

Cunotiinele de rezistena materialelor, organe de maini i cele deproiectare a aparatelor termice, dar i cele economice,manageriale i de protecia mediului i permit s neleag, clar,modul general de construcie i realizarea unor detalii concrete -eseniale adesea d. p. d. v. al creterii performanelor, ct inecesitatea adecvrii concomitente la cerinele pieei i aleproteciei mediului ambiant.

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

9/77

2.SCHEMA GENERALA A UNUI

CAZAN Cazanul este un ansamblu de mai multe

aparate termice,care prepara apa

calda,apa fierbinte,abur saturat sau abursupraincalzit,utilizand in acest scopcaldura furnizata de un combustibil carearde in interiorul lui sau caldura care o

contin gazele de ardere cu temperatureridicata recuperate dintr-un processtehnologic.

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

10/77

Instalatia de cazan

Instalatia de cazan se compune dinintreg complexul care cuprinde cazanul

propriu-zis si instalatiile anexe dealimentare cu combustibil,aer,apa deevacuare a produselor de ardere,de reglajsi automatizare.

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

11/77

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

12/77

Clasificarea cazanelor

b) Dupa forma focarului:cu focar tubular:

strapuns cu intoarcere

cu focar tip camera:

din elemente perete membrane

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

13/77

Clasificarea cazanelor

c )Dupa sistemul convectiv: - convective ignitubulare, la

care gazele de ardere circula in interiorultevilor,iar agentul termic secundar in exteriorullor,cazanele ignitubulare fiind cu volum mare;

- convective acvatubulare,la

care agentul termic secundar circula in interiorultevilor,iar gazele de ardere in exterior,cazaneleacvatubulare fiind cu volum mic.

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

14/77

Cazane de apa calda acvatubulare

Fig.1 Generatoare de apa calda acvatubulare

1-focar; 2-suprafata convectiva; 3-suprafata de radiatie.

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

15/77

Cazan de apa calda ignitubular

Fig.2 Cazan de apa ignitubular cu focar si tevi de fum

1-focar-suprafata de radiatie;

2-tevi de fum-suprafata convectiva

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

16/77

Cazan de abur ignitubular

Fig.3 Cazan de abur ignitubular cu focar si tevi de fum

1-focar-suprafata de radiatie;

2-tevi de fum-suprafata convectiva.

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

17/77

Clasificarea cazanelor

d) Dupa materialul din care suntfabricate:

- cazane din otel - cazane din fonta - cazane din cupru - cazane din otel inox

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

18/77

Clasificarea cazanelor

e) Dupa agentul termic:

- cazane pentru apa calda(90/70oC)

- cazane pentru apa fierbinte(> 115oC/70-90oC)

- cazane pentru abur:

*saturat* supraincalzit

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

19/77

Clasificarea cazanelor

f) Dupa circulatia agentului secundar incazan:

- cu circulatie naturala

- cu circulatie cu pompe(fortata):

*cu strabatere

*cu recirculare

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

20/77

Circulatia naturala a agentului

termic

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

21/77

Generatoare de abur

Fig 5 Generatoare de abur

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

22/77

Elementele commune tuturor

cazanelor Elementele commune tuturor cazanelorsunt:- focarul(spatiul in care are loc arderea combustibilului),- instalatia de ardere,- suprafetele metalice care preiau caldura,- canalele prin care circula gazele de ardere,s.a.

In cazan exista mai multe schimbatoare de caldura,amplasate petraseul de circulatie al gazelor de ardere, care asigura transferulcaldurii de la agentul termic primar(gazele de ardere) catre agentultermic secundar(apa,aburul sau aerul).

Suprafetele de transfer de caldura sunt alcatuite,in majoritateacazurilor din metal (otel,fonta) si cu denumiri speciale in functie demodul preponderant de transfer de caldura de la gazele de ardere laagentul termic secundar.

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

23/77

Ecranele de radiatie si

Suprafetele convective Ecranele de radiatie sunt panouri din tevi saualte forme constructive amplasate in focar sicare asigura transferal de caldura intre agentii

termici,preponderant prin radiatie. Suprafetele convective sunt schimbatoare de

caldura amplasate pe traseul gazelor de arderesi care asigura transferal caldurii in special princonvectie,nefiind exclus nici transferul calduriiprin radiatie.

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

24/77

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

25/77

Cazan pentru producere de ap

cald

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

26/77

Suprafetele convective In functie de destinatia lor, suprafetele convective au denumiri

particulare:- sisteme fierbatoare convective, care asigura fierberea(vaporizarea)

apei ;- supraincalzitor,pentru supraincalzirea vaporilor de apa;

- economizor,in care are loc preincalzirea apei;- preincalzitor de aerpentru incalzirea aerului necesar arderii

combustibilului in focar.

Economizorul si preincalzitorul de aer sunt amplasate in ultima partea cazanului, unde gazele de ardere mai au un nivel energetic

sufficient pentru a mai putea ceda caldura utila,avand ca efectreducerea temperaturii gazelor de ardere evacuate la cos si fiindconsiderate suprafete de recuperare a caldurii

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

27/77

Tamburul

Tamburul este un element al cazanuluicare face legatura intre elementelecazanului pe circuitul apei si aburului,legatura care se realizeaza printr-un vascomun din care se distribuie apa saturatasi in care se separa aburul saturat.

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

28/77

Cazanul de abur supraincalzit cueconomizor si preincalzitor de aer

Cazanul de abur supraincalzit cueconomizor si preincalzitor de aer(fig.28.1) este alcatuit din:

instalatia de ardere 1,care asiguraamestecul cu aer a combustibilului siarderea lui in focarul 2, unde se dezvolta

un volun mare de gaze de ardere cutemperature ridicata (1500 2000oC).

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

29/77

Cazanul de abur supraincalzit cueconomizor si preincalzitor de aer

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

30/77

Cazanul de abur supraincalzit cueconomizor si preincalzitor de aer

Gazele de ardere schimba caldura prin radiatie cuecranele 3 in interiorul carora are loc vaporizareapartiala a apei,formandu-se un amestec de apa-vaporinumit emulsie.

In continuare,gazele de ardere parasesc focarul cu otemperatura de cca.700 1300gr.C si transmit calduraprin convectie si radiatie sistemului fierbator convectiv 4,supraincalzitorului 5, economizorului 6 si preincalzitoruluide aer 7, parasind,apoi, cazanul cu o temperature de

cca 150 - 250 gr.C. Partile componente ale cazanelor sunt amplasate in mod

diferit la diversele tipuri constructive de cazane.

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

31/77

Variatia temperaturii agentilor termici inlungul suprafetelor de transfer de caldura

Variatia temperaturii agentilor termici in lungul suprafetelor detransfer de caldura. intr-o schema desfasurata se arata in figura 9.

Pe circuitul gazelor de ardere s-a notat cu: tt-temperatura maxima a gazelor de ardere in focar,numita obisnuit

temperature teoretica a gazelor de ardere;

tf-temperatura gazelor de ardere la iesirea din focar; tsfc-idem,la iesirea dinsistemul fierbator,etc si tc temperatura gazelor la iesirea lor pe cos; tai-temperatura aerului la intrarea in preincalzitor; tap-temperatura aerului preincalzit.

Cazanele care produc abur saturat nu au supraincalzitor,iar lacazanele care produc apa calda sau fierbinte,circulatia apei prinecranele de radiatie si sistemele convective este astfel realizataincat nu este posibila vaporizarea apei.

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

32/77

Variatia temperaturii agentilor termici inlungul suprafetelor de transfer de caldura

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

33/77

3.COMBUSTIBILI ENERGETICI

Combustibilii sunt acele substane, in generalde natura organica, care prin ardere,in prezentaoxigenului degaj o important cantitate de

cldur i pot fi folosii n mod economic casurs de energie termic. Orice combustibil este format din trei pri

principale:

- masa combustibil; - masa necombustibil; - umiditatea

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

34/77

Compozitia combustibililor

In compozitia combustibililor intra o serie de elementechimice combustibile:carbonul(C),hidrogenul(H),sulful(S), sau combinatii aleacestora: hidrocarburile(CmHn), hidrogenul

sulfurat(H2S) , precum si elemente necombustibile: azotul(N),

oxigenul(O), cenusa (A) si apa. Sub denumirea de cenusa sunt cuprinse toate materiile

minerale solide, care se mai afla in compozitiacombustibilului la temperaturi de 800- 900 gr.C. Acestesubstante minerale micsoreaza cantitatea de energiecedata de unitatea de combustibil, scumpesc siingreuneaza transportul.

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

35/77

Carbonul

Carbonulse gsete n combustibili nproporia cea mai mare, fiind elementulprincipal al masei combustibile, i careprin ardere complet produce (33.830kJ/kg, 8.080 kcal/kg).

Astfel, n combustibilii lichizi se gsete

85-87% carbon, iar n antracit chiar 92-98%.

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

36/77

Hidrogenul

- Hidrogenulse gsete ca i elementcombustibil separat, doar n combustibiliigazoi naturali i artificali; iar n rest subform de combinaii: hidrocarburi de tipulCmHn, hidrogen sulfurat H2S etc.

Prin ardere complet, hidrogenul degaj

(143.100 kJ/kg, 34.180 kcal/kg).

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

37/77

Oxigenul

Oxigenulse gsete n combustibil ngeneral sub form de combinaii: CO2,H2O, oxizi metalici, etc.

Prezena lui numai sub form legatscade, de fapt, valoarea combustibilului,deoarece astfel el indic prezena unor

elemente deja complet oxidate, care numai pot degaja cldur de reacie.

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

38/77

Azotul

Azotulse gsete n combustibili n cantiti mici. nmod obinuit este inactiv; n cele mai multe reacii deardere joac doar rolul de diluant.

Din punct de vedere termic el constituie un balast,

deoarece preia prin nclzire o parte din clduraproduilor de reacie.

Prezena lui nrutete deci, calitatea combustibilului.La temperaturi mai ridicate ntlnite de obicei nmotoarele termice, iar uneori chiar la focare degeneratoare sau camere de ardere ale turbinelor cugaze, azotul se oxideaz formnd compui deosebit detoxici.

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

39/77

Sulful

Sulfulse gsete n generaln combustibilii solizi i lichizi sub form decompui combustibili sau necombustibili n cantiti ce variaz ntre 0,1 -7%. In combustibilii gazoi se poate gsi sub form de hidrogen sulfurat.

Prezena sulfului este considerat duntoare deoarece prin ardere seproduc dioxidul i trioxidul de sulf (S02, S03), gaze toxice pentru vieuitoarei plante.

Prin combinarea cu ap aceste gaze formeaz acizi corozivi (sulfuros isulfuric) ce distrug rapid suprafeele metalice ale generatoarelor.

Sulful total S se mparte n sulf combustibil Sc i sulf necombustibil Sn dinsulfai. Sulful combustibil e format din sulful organic S0 i cel din sulfuri(pirite) Ss.

Din considerentele artate mai sus, dei sulful este element combustibil

(9.250 kJ/kg, 2.210 kcal/kg), reducerea coninutului de sulf, sau chiareliminarea lui, ridic mult calitatea utilizrii industriale i mai ales ecologicea combustibilului.

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

40/77

Clasificarea generala a combustibililor

Clasificarea generala a combustibililor seface dupa starea lor de agregare in :

combustibili solizi,

lichizi gazosi. La randul lor acestia pot fi :

naturali, artificiali sintetici(combustibilii lichizi)

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

41/77

Puterea calorific a combustibililor

Puterea calorific q reprezint cantitatea de cldur ce

rezult prin arderea complet a unitiide cantitate de combustibil (kg, kmol,m3N) i prin rcirea gazelor de arderepn la temperatura standard de 25C.

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

42/77

Puterea calorific se consider ndou variante :

a) Puterea calorific superioar qs,care include i cldura de vaporizare avaporilor de ap formai n urmaprocesului de ardere.

b) Puterea calorific inferioar qi la carese consider c vaporii de ap nu

condenseaz i n consecin nu cedeazcldura de vaporizare

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

43/77

Combustibili gazoi

Gazele naturale i gazele de sond formeaz principalele categoriide combustibili gazoi utilizai n ara noastr.

Gazele naturale, formate n cea mai mare parte din metan sunt unamestec de gaze extrase din zcminte de gaze.

Gazele de sond sunt gaze dizolvate n hidrocarburile lichide sauasociate zcmntului de iei, care se exploateaz concomitent saula sfritul exploatrii zcmntului.

Gazul natural i gazele de sond au compoziie diferit. Gazul

natural conine n cea mai mare parte metan 98 - 99% i foarte puinetan i azot. Gazul de sond are 75-80% metan, fracii de etan ipropan, butan i alte hidrocarburi saturate mai grele

In rile Uniunii Europene se utilizeaz i mai recent i n Romnia,gaze petroliere lichefiate GPL ce corespund gazelor de sond dela noi.

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

44/77

Proprietile combustibililorgazoi

Proprietile fizice mai importanted.p.d.v. al arderii ale combustibililor gazoisunt:

- temperatura de aprindere;

- limitele de explozie;

- viteza de propagare a flcrii;- temperatura de ardere

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

45/77

Temperatura de aprindere

Temperatura de aprindere (autoaprindere) a diverilorcomponeni ai combustibililor gazoi se consider namestec cu aerul.

Avem urmtoarele valori: - metan CH4 800 850oC - etan C2H6 550oC - acetilena C2H6 335oC

- oxid de carbon CO 650oC

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

46/77

Limita de amestec (explozie)

Limita de amestec (explozie). Dac gazelecombustibile se gsesc n aer n proporii prea mari sauprea reduse, arderea nu poate avea lor. Exist deci olimit minim i una maxim de ardere a amesteculuide gaz i aer. Aceste limite vor fi definite dac arderease face numai n oxigen. Nivelul celor dou limite deamestec variaz cu temperatura si presiunea.

In tabele se dau limitele de amestec n % de volumpentru arderea unor gaze n aer i n oxigen, la

temperatur i presiune normale. Limitele din tabelese menin i la presiuni mai joase. La presiuni mairidicate limita inferioar rmne practic neschimbat, iarlimita superioar crete odat cu presiunea

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

47/77

Viteza de propagare a flcrii(viteza de ardere)

Viteza de propagare a flcrii (viteza deardere) constituie viteza de propagare aflcrii n amestecul de gaz-aer. Ea

depinde de temperatur, presiune i mai alesde concentraia gazului combustibil n amestec.

.Cunoaterea vitezelor de propagare este

important pentru realizarea unor arderistabile i evitarea pericolului de rupere iretur ale flcrii n instalaia de ardere

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

48/77

Combustibili lichizi

Combustibili lichizi Combustibilul brut, ieiul este supus dup extracie unor

operaii de purificare, desalinare i stabilizare a apei,dup care e trimis la rafinriile de petrol pentru

prelucrare. n urma distilrii primare a ieiului rezulturmtoarele produse petroliere: benzin, petrol, motorini pcur.

Dintre acestea n focarele generatorului se utilizeaz: pcura combustibilul lichid uor - amestec de pcur i

motorin.

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

49/77

Pcura

Pcura este combustibil lichid greu obinut ladistilarea ieiului sau Pacurile cu coninut desulf >1% au la numitor indicele S.

Coninutul de sulf al pacurilor este: max 1%- la pacurile tip 40/45, tip 50/30 i tip

70/25; max 3,3%- la pacurile tip 50/30 S i 70/42 S; max 4,5%- la pacurile tip 300/50 S.

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

50/77

Combustibilul lichid uor (c.l.u.)de tip 3 sau de tip 4

Combustibilul lichid uor (c.l.u.) de tip 3 sau de tip 4conform STAS 54-80 este un amestec de pcur imotorin folosit n instalaiile de nclzire central i nfocarele utilajelor i instalaiilor industriale, unde e

prescris din motive tehnologice.

C.l.u. tip 3 are viscozitatea de 3 E la 50 C i punctul decongelare la -8C.

C.l.u. tip 4 are viscozitatea de 6 E la 50 C i punctul decongelare la 0C.

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

51/77

Proprieti

Proprietile fizice mai importante alecombustibililor lichizi sunt:

viscozitatea, punctul de inflamabilitate, coninutul de cocs

punctul de congelare

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

52/77

Viscozitatea

- Viscozitatea este cea mai importantcaracteristic a combustibililor lichizi. Exprimndfrecarea intern la deplasarea straturilor delichid; valoarea viscozitii determin mrimea

pierderilor de presiune la curgereacombustibilului, i de aici consumul de energiepentru pompare.

In medie, pentru o bun pulverizarecombustibilul trebuie s aib o vscozitate de2-4 E.(grade Engler).

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

53/77

Inflamabilitatea

Inflamabilitatea combustibililor lichizieste stabilit prin procedeele lor deproducere, la valori care s evite pericolulaprinderii lor n timpul transportului i adepozitrii, dar n acelai timp spermit aprinderea i arderea n condiiile

pulverizrii combustibilului n focare

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

54/77

Cifra de cocs

Cifra de cocs se definete prin valoareaindicelui Conradson:

- care reprezint procentul n greutate alreziduului de crbune rmas dintr-ofraciune de iei dup vaporizarea ipiroliza acestuia.

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

55/77

Punctul de congelare

Punctul de congelare reprezinttemperatura la care un tip de combustibillichid rcit ntr-o eprubet nceteaz smai curg.

Determinarea punctului de congelare seface conform STAS 39-80.

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

56/77

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

57/77

Caracteristicile combustibililor solizi

Caracteristicile crbunilor depind att de compoziia lor ct i de structuralor granulometric.

Compoziia crbunelui determin cantitatea de carbon fix, de volatile, deumditate i cenu.

- Crbunele fix este carbonul rmas n masa organic dup degajarea

volatilelor din masa solid, care rezult dup degajarea maseiorganice a combustibilului. -Volatilele coninnd metan, hidrogen, hidrocarburi superioare, etc. se

aprind uor i ard cu flacr luminoas. La coninut mare de volatile crbunele se aprinde uor i arde cu flacr

lung. Aa cum se ntmpl n cazul crbunilor mai tineri cum sunt ligniii,sau chiar unele huile.

- Cenua se topete la temperaturi naite i d natere unei mase tari cuaspect sticlos, denumit zgur. Intre faza iniial i starea topit, cenuatrece printr-o faz de nmuiere cnd devine plastic

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

58/77

Temperatura de nmuiere i detopire a cenuii

Cunoaterea temperaturilor de nmuiere i de topire a cenuii pentrufiecare crbune este important. Zgurificarea cenuii trebuieevitat, iar zgura care se formeaz totui la arderea n strat trebuie

ndeprtat pentru a nu ngloba buci de combustibil - a crorardere o oprete.

De asemenea, zgura se ndeprteaz, pentru a nu astupa canaleledintre barele grtarului prin care este introdus aerul necesar arderii.

Se consider cenu greu fuzibil cea cu temperatura de topire,ttop >1180C i la care raportul dintre suma oxizilor de siliciu,aluminiu i suma oxizilor de fier, calciu i magneziu depetevaloarea 4.

Cenua uor fuzibil este cea la care valoarea acestui raport este

mai mic dect 4, iar tt0p < 1180C. Cenua este duntoare, deoarece se depune pe suprafeele deschimb de cldur ale cazanelor. In plus ea produce coroziuneachimic a suprafeelor metalice i chiar a zidriei.

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

59/77

Umiditatea crbunilor

Umiditatea crescut a crbunilor, efoarte duntoare deoarece pe lngscderea puterii lor calorifice, duce la unconsum mare de cldur pentru uscareacrbunilor, reduce temperatura n zona deaprindere i crete temperatura punctului

de rou a gazelor rezultate din ardere.

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

60/77

Compoziia sau structuragranulometric a crbunilor

Compoziia sau structuragranulometric a crbunilor indicrepartiia masei acestora dup dimensiuni.

Metoda de determinare a compoziieigranulometrice se bazeaz pe trecereasuccesiv a unei probe reprezentativeprin site (ciururi) orizontale acionatemanual i se face conform STAS SR ISO1953-99

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

61/77

Lemnul de foc

Lemnul este un biocombustibil. Arderea lemnului nupoate fi automatizat n aceeai msur ca icombustibilii granulai (crbune,peletul, deeuri). Lemnultrebuie depozitat n spaiu uscat. Cu ct este mai uscat

lemnul cu att puterea de nclzire este mai mare.Umiditatea lemnului proaspt tiat este de aproximativ50%.

Lemnul depozitat cel puin un an n spaii uscate iaerisite are o umiditate de 15-20% i acesta este lemnul

semiuscat. Lemnul de foc trebuie msurat n m3 i nu nkg . La aprovizionarea cu lemne de foc se ia nconsiderare specia, umiditatea, prelucrarea imodalitatea de transport.

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

62/77

n funcie de umiditate lemnul se clasific: Umiditate de 10%: lemn foarte uscat

Umiditate de 15%: lemn bine uscat la aerUmiditate de 20%: lemn uscat la aer liber, protejat de ploaie, depozitatUmiditate de 50%: lemn proaspt tiat

Lemnul poate fi clasificat i pe baza densitii: Lemn foarte greu: ( corn, stejar, dud a cror densitate este de 880-760

kg/m3).Lemn greu: (salcm, pr slbatic, fag, frasin, stejar, prun, nuc, molid acror densitate este de 680-580 kg/m3).Lemn uor: (salcie, tei, castan slbatic, plop alb i plop tremurtor i altetipuri de brazi a cror densitate este de 560-450 kg/m3).

Lemn foarte uor: (plop canadian i negru, cedru a cror densitate este de450-380 kg/m3). Prin densitate nelegem valoarea de referin a lemnului uscat la aer cu

umiditate de 15%.

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

63/77

Lemnul de foc

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

64/77

Umiditate %: 10 15 20 30 40 50 Putere de nclzire (kWh/kg):

4,6 4,3 4 3,4, 2, 9 2,3

Arderea lemnului Dup cum am amintit puterea de nclzire a lemnului

depinde de umiditatea acestuia. Cu ct umiditatealemnului este mai mare cu att puterea de nclzire este

mai mic. Umiditatea lemnului trebuie s se evapore ntimpul arderii. Pentru evaporarea umiditii se consumo cantitate mare de energie care se pierde n timpulprocesului de ardere.

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

65/77

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

66/77

Peletii sunt mici asemeni tigarilor si au un diametrude 6 mm si o lungime intre 4 mm si 15 mm.Peletii sunt obtinuti prin presarea rumegusuluiin niste prese cu matrite speciale in urma unuiproces tehnologic foarte complex.

Peletii reprezinta un nou combustibil caloric totodatasi ecologic care in momentul de fata echivaleaza capret cu gazul si este mult mai ieftin decat curentul simotorina.In viitorul apropiat peletii din rumegus vor

deveni un combustibil mai ieftin si decat gazul careeste in scumpire continua de la an la an.

Peletii din rumegus de fag(esenta tare)ofera oputere calorica foarte mare de 19,5 MJ/kg(intre4900 kcal/kg-5300 kcal/kg) spre deosebire de peletiiobtinuti din rumegus de esenta moal(brad,pin,molid)care au o putere calorica mult mai mica.

AVANTAJELE PELETILOR DE LEMN

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

67/77

Peletii de lemn reprezinta un combustibil solid, ecologic, provenit dintr-o sursa reinnoibila si sustenabila, folositpentru producerea caldurii si a energiei, produs 100% din fibre de lemn.

Este standardizat la nivel mondial. Peletii sunt neutrii din punct de vedere al emisiilor de carbon. La ardere, acestia emit aceiasi cantitate de dioxid de

carbon care a fost absorbita de padure in timpul cresterii. Peletii din lemn ard aproape fara emisie de fum. In gazele de ardere praful este alcalin. Au un continut scazut de metal, iar sulfurile sunt aproape inexistente. Cenusa, bogata in minerale, poate fi folosita cu succes drept ingrasamant natural. Peletii costa mai putin decat combustibilii fosili. Pretul peletilor este mult mai stabil decat cel mereu

crescator al combustibililor fosili. Peletii sunt produsi in Romania, a doua tara din Europa de Est dupa Polonia ca si potential energetic al biomasei. Prin cresterea independentei energetice a Romaniei se micsoreaza efortul financiar al importurilor si se creaza

locuri de munca in tara.atat in domeniul de profil cat si in industriile adiacente (transporturi, prelucrarea lemnului,

fabricarea centralelor etc). Este o surs de energie modern, curat, ieftin. Producerea peletilor are ca rezultat utilizarea deeurilor, astfelmediul se cur de materiale poluante pentru sol i pentru aspectul general al naturii.

Peleti sunt folositi pentru producerea caldurii si apei calde menajere in sobe si centrale cu puteri cuprinse intre 7 si50 KW. Suedia a consumat 140.000 tone peleti in anul 2001. n ultimii ani, trecerea la consumul de pelei pentrunclzirea locuinelor, a crescut vertiginos la nivel mondial. Numai n Suedia creterea n anul 2007 a fost de 42%.Consumul Suediei a crescut de peste 8 ori intre anii 2001 si 2007.

Peletii sunt considerati inlocuitori ai gazelor naturale. Din comparatia celor doua tipuri de incalzire rezultaurmatoarele: peletii sunt mai ieftini cu 20-25% fata de gazul natural, nu prezinta pericol de explozie, seutilizeaza cu acelasi confort.

Facand aceiasi comparatie cu lemnul de foc, rezulta faptul ca peletii sunt mai eficienti din punct de vedereal randamentului de ardere, puterii calorice, confortului si sigurantei in utilizare.

Este un combustibil curat pentru mediu. Peleii se ambaleaz n saci de 15 kg Necesita spatiu de depozitare de 1,2 mp pentru 1000 kg peleti !!!

Pret peleti (punga 15kg) 2,93 Euro fara TVA

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

68/77

Cazan pe peleti

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

69/77

Brichete de lemn

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

70/77

Achii de lemn

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

71/77

Biomasa

Biomasa este partea biodegradabil a produselor, deeurilor i reziduurilordin agricultur, inclusiv substanele vegetale i animale, silvicultur iindustriile conexe, precum i partea biodegradabil a deeurilor industrialei urbane. (Definiie cuprins n Hotrrea nr. 1844 din 2005 privindpromovarea utilizrii biocarburanilor i a altor carburani regenerabili pentrutransport).

Biomasa reprezint resursa regenerabil cea mai abundent de pe planet.Aceasta include absolut toat materia organic produs prin proceselemetabolice ale organismelor vii. Biomasa este prima form de energieutilizat de om, odat cu descoperirea focului.

Energia nglobat n biomas se elibereaz prin metode variate, care ns,

n cele din urm, reprezint procesul chimic de ardere (transformarechimic n prezena oxigenului molecular, proces prin excelent exergonic). Forme de valorificare energetic a biomasei (biocarburani):

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

72/77

Biomasa materie prima pentrubiocombustibili

Biomasa = orice material regenerabil denatur organic.

Biocombustibili = orice combustibilprovenit din biomasa.

F d l ifi ti

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

73/77

Forme de valorificare energetic abiomasei (biocarburani):

Arderea direct cu generare de energie termic. Arderea prin piroliz, cu generare de singaz (CO + H2). Fermentarea, cu generare de biogaz (CH4) sau bioetanol (CH3-

CH2-OH)-n cazul fermentrii produilor zaharai; biogazul sepoate arde direct, iar bioetanolul, n amestec cu benzina, poate fiutilizat n motoarele cu combustie intern.

Transformarea chimic a biomasei de tip ulei vegetal prin tratare cuun alcool i generare de esteri, de exemplu metil esteri (biodiesel) iglicerol. n etapa urmtoare, biodieselul purificat se poate arde nmotoarele diesel.

Degradarea enzimatic a biomasei cu obinere de etanol saubiodiesel. Celuloza poate fi degradat enzimatic la monomerii si,

derivai glucidici, care pot fi ulterior fermentai la etanol.

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

74/77

Biomasa

P d b i h t t

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

75/77

Presa de brichetare pentrubiomasa

Presa de brichetare pentrubiomasa BIOMASSER SOLOeste o masina usor de utilizatin brichetarea biomasei, cumar fi paiele, fanul, coceni de

porumb si trestie. BIOMASSER SOLO poatefunctiona independent saupoate fi parte componenta aunui sistem de productie, prinadaugarea unei razatoare

pentru paie.

C lt i d l i

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

76/77

Culturi de salcieenergetic

Crestere n nltime 3-5 cm/zi;

Recoltare anual; Productivitate 35-60

t/an/ha; Putere calorific 4900 kcal/kg;

Durat de exploatare cca. 25 de ani;

Rezistent la boli; Necesit umiditateridicat a solului.

8/8/2019 PP-AP=CURS 1

77/77

V multumesc pentru atenie! Thank you for your attention!

V

ielen Dank fr Ihre Aufmerksamkeit!