Sisteme de ardere a lignitului in stare pulverizata

In ciuda eforturilor de a accelera utilizarea surselor regenerabile de energie pentru producerea de energie electrică, si in viitor centralele pe cărbune vor continua sa furnizeze cea mai mare parte a productiei de energie electrica.

In stadiul actual al tehnicii, cazanele in exploatare pe lignit din centralele electrice de mare putere sunt cazane tip turn, cu pereti membrana, cu sisteme de ardere a lignitului in stare pulverizata, echipate cu mori ventilator sau mori ventilator cu ciocane inaintase.

În funcție de continutul de apă și cenușă al fiecarui sort de lignit se aplica un sistem de ardere specific, care sa asigure funcționarea stabilă a cazanului, indeosebi la sarcini reduse. Astfel, sunt cunoscute urmatoarele sisteme moderne de ardere a lignitilor in stare pulverizata si recomandate in functie de caracteristicile lignitului :  a - sistem de ardere indirect; b - sistem de ardere direct; c - sistem de ardere cu separarea vaporilor de apa; d - sistemul de ardere cu separarea si evacuarea vaporilor de apa.

Schemele tehnologice de principiu corespunzatoare celor patru sisteme de ardere sunt prezentate în figurile de mai jos ⁽¹⁾

In figura a este prezentata o schemă tipică a unui sistem de ardere indirect. În acest sistem lignitul preuscat este produs într-o instalație de uscare amplasata aproape de o cariera și transportat cu camionul sau cu trenul la locul de utilizare. Pana in prezent, acest sistem de ardere nu a fost aplicat în centrale electrice, ci numai la scară mai mică, la cazane din centrale termice industriale sau de cogenerare.

În figura b este prezentata schema unui sistem de ardere direct, fără separarea vaporilor de apa. Acest sistem este tipic pentru instalațiile de ardere a lignitului care utilizează lignit cu putere calorica inferioara suficient de mare și continut redus de balast (cenusa + apa).

Lignitul cu conținut de balast mai mare necesită separarea vaporilor de apa, în scopul îmbunătăți conditiilor de aprindere și ardere stabila. Sistemul de ardere cu separarea vaporilor de apa prezentat in figura c este recomandat pentru lignit cu un conținut de balast > 65% (la masa initiala), dacă conținutul de apa este mai mare de 50% (la masa initiala). Vaporii de apa separati pot fi introdusi în focar prin arzătoare de balast, amplasate deasupra arzatoarelor de praf principale.

Arderea lignitului cu continut de balast ridicat > 80% (la masa initiala) si putere calorica inferioara foarte scăzută necesită separarea vaporilor de apa și evacuarea lor din sistem (de exemplu, evacuarea la instalatia de desulfurare a gazelor de ardere/la cosul de fum). Acest sistem de ardere este prezentat in figura d. Particulele de carbune sunt separate în electrofiltre de vaporii de apa evacuati și apoi sunt transportate la arzătoarele de praf special dedicate, amplasate de regula sub arzatoarele de praf principale.

In acest domeniu vast al sistemelor de ardere a lignitilor in stare pulverizata, o serie de lucrari de cercetare aplicata privind arderea lignitilor romanesti au condus la realizarea unor procedee si instalatii de ardere perfectionate care fac obiectul mai multor brevete de inventie, precum si la acumularea unei experiente consolidate, care s-a dovedit utila in aplicatii de succes :

• Sistem de ardere direct cu separarea vaporilor de apa (procedeu conform brevet RO92168 si concentrator de praf cu rezistenta gazodinamica redusa conform brevet RO101981). Prin cercerarile experimentale am constatat ca praful de lignit obtinut prin uscarea si macinarea in instalatii de preparare cu mori ventilator prezinta caracteristici energetice diferite la separarea pe clase granulometrice. Astfel, praful de granulatie groba este bogat in materii combustibile avand o putere calorifica ridicata si un continut redus de cenusa, in timp ce praful fin, cu granulatie sub 0,090 mm, este foarte sarac in materii combustibile, avand o putere calorifica redusa si un continut ridicat de cenusa. Pe baza acestei constatari a fost pus la punct un procedeu nou si un concentrator de praf de constructie simpla, care permit arderea prafului de lignit cu performante ridicate, deoarece concentratorul de praf nu afecteaza in mare masura capacitatea de uscare si macinare a instalatiei echipata cu morii ventilator sau mori ventilator cu ciocane ⁽²⁾.
• Sistem de ardere cu separarea partiala sau totala a vaporilor de apa si buncar intermediar de praf de lignit (procedeu si instalatie conform brevet RO87336). Acest sistem de ardere este recomandat pentru lignit cu continut mare de apa, precum si pentru lignit cu continut redus de apa dar cu continut ridicat de cenusa.

Pentru mai multe detalii vedeti articolul : Sisteme de ardere a lignitului in stare pulverizata. 

   Vedeti si articolul : Solutii tehnologice moderne pentru arderea lignitilor romanesti in stare pulverizata cu emisii reduse de oxizi de azot

_______________________________________________________________________________________________________________________

1. Christian Bergins, Alfons Leisse, Sebastian Rehfeldt (Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH, Germany) - How to utilize low grade coals below 1000 kcal/kg ?, POWER-GEN Europe 2014, www.eu.mhps.com

2. Mircea Radulescu - Experienta privind arderea in stare pulverizata a lignitilor romanesti la cazane energetice de debit mare, Revista Energetica, seria A, nr. 6/1994, pag.284-288