PALENISKA RUSZTOWE
Paleniska rusztowe doprowadzają w sposób ciągły i płynny paliwa na ruszt stosownie do obciążenia kotła, doprowadzają powietrze w ilości niezbędnej do całkowitego spalenia paliwa oraz zapewniają odpowiednią temperaturę.
Pozwalają na spalanie biomas z dużą zawartością wilgoci i dużą zawartością popiołu. Można spalać mieszaniny różnych paliw drzewnych, ale obecne technologie nie pozwalają na spalanie mieszanin drzewnych ze słomą lub sianem, z powodu ich różnych zachowań podczas spalania.
Główne podzespoły rusztu to: kosz węglowy wykonany jako konstrukcja spawana , szkielet kosza wzmacniany jest grubymi blachami i użebrowaniem, wewnątrz kosza znajduje się warstwownica oraz zasuwa łukowa do odcinania dopływu na pokład rusztowy.
Rodzaje paleniska i rusztu oraz sposób spalania zależą od rodzaju paliwa, tj. wartości opałowej, sortymentu, ilości części mineralnej, wilgotności oraz od temperatury spiekania, mięknięcia i topliwości popiołu [1,2].
TYPY PALENISK RUSZTOWYCH
Paleniska ręczne z poziomym rusztem płaskim
Ruszt płaski jest rozpowszechniony w kotłach pionowych, płomienicowych, płomienicowo – płomieniówkowych oraz małych wodnorurkowych kotłach. Podkład rusztowy tworzą rusztowiny proste. Między rusztowinami wolny prześwit wynosi 0,2 – 0,5 powierzchni rusztu. Zaletami tego rusztu są: dogodność w obsłudze oraz stosunkowo niska cena, natomiast wadą tego paleniska jest trudne do zapewnienia równomierne rozprowadzenie paliwa na ruszcie oraz ręczne wygarnianie popiołu, wymagające przerywania procesu [2,3].
Palenisko ręczne z rusztem płaskim [3]
Palenisko z rusztem pochyłym
Ruszty pochyłe nadają się do stosowania przy spalaniu paliw o dużej wilgotności jak muły, węgiel brunatny, torf. Spalanie węgla przebiega w trzech fazach. Paliwo nagrzewa się i odparowuje zawarta w nim wilgoć kosztem ciepła spalin i promieniujących ścianek obmurza. Następnie węgiel odgazowuje i w końcowej fazie spala się koks.
Ruszt pochyły nadaje się do spalania grubszych sortymentów węgla. Przy spalaniu miału będą występowały bardzo duże straty przesypu. Pochylenie rusztu dobiera się odpowiednio do kąta zsypu paliwa, zależnego od rodzaju paliwa, wilgotności oraz granulacji [3].
Palenisko z rusztem pochyłym [3]
Palenisko z rusztem schodkowym
Ruszt schodkowy składa się z rusztowin w postaci płytek poziomych, umieszczonych na nadlewach belek rusztowych, zabudowanych pochyło w palenisku. Na końcu rusztu jest umieszczony płaski ruszt dopalający. Przednia część tego rusztu ma większą pochyłość od kąta zsypu węgla. Pierwsza i druga część rusztu nachylona jest pod kątem równym kątowi zsypu paliwa. Na końcu rusztu schodkowego jest umieszczony ruszt dopalający.
Ruszty tego typu nadają się do spalania sypkiego drobnego paliwa. Przesyp jest niewielki.
Schodkowe ruszty ręczne stosuje się w przednich paleniskach kotłów płomienicowych, płomieniówkowych i małych kotłach wodnorurkowych [3].
Palenisko z rusztem schodkowym [3]
Palenisko z rusztami taśmowymi
Palenisko z rusztem taśmowym jest rozpowszechnionym typem zmechanizowanego paleniska w kotłach przemysłowych. Proces spalania węgla na ruszcie taśmowym różni się o procesu spalania na ruszcie płaskim.
Na poruszającym się ruszcie taśmowym podczas spalania biomasy następują kolejno strefa suszenia, odgazowania biomasy, spalania koksu i dopalania koksu w żużlu. Paliwo spala się wędrując z taśmą rusztową przez palenisko. Chcąc zabezpieczyć odpowiedni przebieg procesu spalania , należy zapewnić równomierny dopływ powietrza na całej szerokości rusztu. Dodatkowo paliwo jest równomiernie rozprowadzone na powierzchni rusztu, najczęściej przez pneumatyczny system narzutowy.
Zaletą tego typu paleniska są wyrównane warunki spalania różnych rodzajów biomasy oraz mała emisja pyłów. Łatwiejsze są również remonty i wymiany rusztowin. Kolejną zaletą jest możliwość płynnego dopasowania mocy kotła do zmian obciążenia oraz zautomatyzowane odprowadzenie popiołu, co pozwala na ciągłą pracę z biomasą. Wadą systemu jest wysoki koszt remontu rusztu, wynikające z zastosowanych wielu ruchomych części i pracujących w wysokich temperaturach [2,3].
Ruszt mechaniczny łuskowy [3]
Palenisko mechaniczne z rusztem schodkowym
Mechaniczny ruszt schodkowy najczęściej budowany jest z pochyleniem 12 - 18°. Przesuw paliwa odbywa się pod wpływem ciężaru własnego i siły wywołanej przez popychające go rusztowiny. Wszystkie są ruchome lub kolejno jedna stała, a druga ruchoma. Ruszty te stosowane są do kotłów o wydajności do 32 t/h [3].
Ruszt mechaniczny schodkowy [3]
Palenisko z rusztem posuwisto – zwrotnym
Ruch posuwowo – zwrotny ma kąt pochylenia około 24°. Rusztowiny wykonują ruch wahadłowy wywołany przez ramiona dźwigni napędzanej przez tłokowy silnik hydrauliczny. Posuwisto – zwrotny ruch rusztowin wywołuje ruch paliwa i przegarnia go. Ruszt jest zaopatrzony w strefowe podawanie powietrza. Przebieg spalania na ruszcie jest podobny do spalania na ruszcie płaskim. Świeże paliwo spada na palącą się warstwę żaru, co ułatwia zapłon paliwa. W palenisku można spalać różne rodzaje biomas. Rusztowiny chłodzone powietrzem są odpowiednie dla spalania zawilgoconych odpadów drzewnych, natomiast do spalana biopaliw wysuszonych i z niską temperaturą spiekania popiołu zaleca się układy z rusztowinami chłodzonymi wodą [2,3].
Ruszt posuwisto – zwrotny [3]
UKSZTAŁTOWANIE KOMORY PALENISKOWEJ W ZALEŻNOŚCI OD RODZAJU PALIWA
Komora paleniskowa może być równa lub trochę szersza od szerokości rusztu. Głębokość komory nie jest równa długości rusztu. Stosowana jest przy spalaniu węgla kamiennego.
Węgiel kamienny o zawartości części lotnych powyżej 30% oraz zawartości popiołu poniżej 10% spala się w otwartych komorach (rys.a) , w których można zabudować bardzo krótkie sklepienie przednie wynoszące około 0,5 m bez tylnego sklepienia. Przy całkowicie ekranowej komorze mogą wystąpić trudności w przypadku bardzo małych obciążeń objawiające się wygasaniem ognia.
Wzrost ilości popiołu w paliwie zmniejszająca się ilość części lotnych związana jest z koniecznością wydłużenia sklepienia przedniego, a szczególnie tylnego (rys. b), ponieważ sklepienie przednie ułatwia zapłon, tylne zaś dopalanie koksu. W przypadku trudniejszego spalania się węgli należy dawać dłuższe ruszty, wskutek tego zmniejsza się szerokość komory, a rośnie jej długość. Granicznym przypadkiem jest spalanie antracytu, kiedy tylne sklepienie powinno pokrywać co najmniej połowę rusztu (rys. c). Długość rusztu w kotle o wydajności 32 t/h przekracza 7,2 m.
Komory paleniskowe dla rusztów mechanicznych pochyłych, posuwisto – zwrotnych oraz schodkowych mają długie tylne sklepienie i kształt komory pozwalający na wysuszenie paliwa i dopalenie koksu.
Wzrastająca zawartość popiołu oraz malejąca ilość części lotnych skłania do dawania dłuższych sklepień, natomiast wilgotność węgla do około 10% nie ma zasadniczo wpływu na ukształtowanie komory paleniskowej i jej sklepień. Ze wzrostem wilgoci wydłużane bywa przednie sklepienie od 0,5 m do 1,4 m i zmniejszany kąt sklepienia z 45° do 30°. Węgiel o wilgotności większej niż 25% lepiej jest spalić na ruszcie posuwisto zwrotnym.
Kształty komór paleniskowych z rusztami taśmowymi w zależności od gatunku węgla
agro_3