La caldera es el elemento estructural principal de cualquier sistema de calefacción. Las calderas de calefacción de combustible sólido son un tipo de equipo de calefacción. Con su ayuda, es posible organizar la calefacción en cualquier habitación, incluido un apartamento, una casa privada o el taller de una empresa industrial. El aumento constante de los precios de los principales tipos de portadores de energía fósil provocó un desarrollo bastante rápido de calderas de combustible sólido. Es la eficiencia de tales equipos lo que se considera su principal ventaja. Se logra debido al bajo precio de los consumibles de combustible.
Qué son
Todos los tipos modernos de tales equipos están hechos de acero resistente al calor o hierro fundido. Cada uno de estos materiales tiene ciertas características. Por lo tanto, las opciones de acero tienen un costo menor y una eficiencia ligeramente mayor. Como regla, esta superioridad no supera el 2%. Al mismo tiempo, las calderas de hierro fundido son más duraderas y tienen la capacidad de aumentar la potencia. Esto es posible agregando secciones estándar.
Condiciones de combustión
En las condiciones en que se produce la combustión del combustible, el equipo se puede dividir en los siguientes tipos:
- Calderas convencionales de proceso de combustión directa.
- Calderas con un largo ciclo de combustión.
- Pirólisis o generación de gas.
- Calderas que usan combustibles, procesadas en una fina fracción de gránulos.
En una caldera típica de combustible sólido, la combustión tiene lugar en una cámara de combustión. Además de la leña convencional, puede usar cualquier tipo de combustible sólido: carbón, turba, etc. Los productos de combustión emiten energía térmica al intercambiador de calor, que lo transfiere al portador de calor en el sistema de calefacción. De las principales ventajas de esta variante de la caldera, vale la pena señalar la simplicidad del diseño. La combustión de combustible ocurre dentro de 2-6 horas.
Largo proceso de quemado
El equipo que aumenta significativamente el tiempo del proceso de combustión en una pestaña, tiene algunas características de diseño. El horno de caldera tiene una forma cilíndrica. El proceso de combustión en sí ocurre en la capa superior y se mueve hacia abajo. El grosor de la capa superior de combustión es de aproximadamente 20 cm. Un distribuidor de aire móvil se encuentra en el horno de dicha caldera. A medida que la capa se quema, se cae, proporcionando la siguiente capa para quemar. El aire se dosifica y solo es suficiente para quemar la capa superior. Por lo tanto, se logra el funcionamiento continuo de la caldera. El horario de apertura varía de 12 a 30 horas. En el diseño de dicha caldera no hay cenicero ni rejilla.
En calderas con un ciclo de combustión largo, es posible ajustar la potencia. Esto se logra ajustando el suministro de aire a la cámara de combustión sellada. De las principales desventajas, vale la pena señalar la demanda de calidad del combustible. El porcentaje de su humedad no debe exceder un valor del 30%. La mejor opción se considera humedad del 15-20%.
Opciones de pirólisis de calderas de combustible sólido
El diseño de dicho equipo de calefacción proporciona dos cámaras separadas. Ambas cámaras están apretadas. La primera cámara proporciona calefacción con suministro de aire limitado. La alta temperatura y la falta de oxígeno conducen al hecho de que la madera comienza a descomponerse, mientras emite una gran cantidad de gas. Este proceso se llama pirólisis. Son estos gases, precalentados y mezclados con aire, los que se queman en la segunda cámara de la caldera de combustible sólido.
Tal equipo se produce en dos versiones: con la disposición superior de la cámara de combustión de gas y con la inferior.Los diseños con la ubicación más baja del postquemador se pueden encontrar con mucha más frecuencia que sus contrapartes con la disposición superior del horno. Con la ubicación superior de la cámara de fuego, es lo suficientemente conveniente para cargar combustible. Dado que el movimiento de los productos de combustión no es natural, es decir, de arriba a abajo, el tiro se realiza de manera forzada. Por lo tanto, el diseño proporciona un ventilador.
Calderas de pellets de combustible sólido
Pellets: pellets prensados de madera y sus desechos con un diámetro de 6 a 8 mm. Además, los subproductos agrícolas son ampliamente utilizados para la producción de pellets. Esta es la cáscara de cultivos vegetales, paja, turba, etc. El criterio principal por el cual se selecciona la materia prima principal para la producción de gránulos es la presencia de una sustancia como la lignina. Es la lignina la que proporciona la unión de la masa en la producción de este tipo de biocombustible.
Los gránulos comprimidos bajo presión adquieren una densidad ligeramente más alta que las materias primas de las que se hicieron. Por lo tanto, la densidad específica de la combustión aumenta. Las calderas que usan gránulos de fracción pequeña como combustible tienen características de diseño. Los principales elementos estructurales son:
- Tolva de recepción.
- Mecanismo de alimentación de pellets a la zona de combustión.
- Quemador.
- Dispositivo de encendido automático.
- Mecanismo de control con sensores de temperatura.
En el diseño de calderas de pellets de combustible sólido, se utilizan dos tipos de quemadores: quemador y retorta. En un quemador tipo antorcha, la combustión de gránulos se produce debido al flujo de aire forzado, que forma una antorcha de llama. Los quemadores de retorta son un recipiente volumétrico hecho de acero resistente al calor o hierro fundido. A través del centro de dicho recipiente hay un suministro mecánico de gránulos. La combustión ocurre en toda la superficie del tazón.
Cada especie tiene ciertas ventajas y desventajas. Por lo tanto, los quemadores tipo antorcha son más simples en términos de diseño. Las ventajas incluyen no exigir la calidad de los pellets. El tipo de quemadores de retorta se caracteriza por una mayor potencia y una mayor eficiencia. Sin embargo, los quemadores de este tipo son más exigentes con la calidad de las pastillas de combustible.
Tendencias clave de desarrollo
Estas tendencias pueden atribuirse de manera segura a la automatización del proceso de combustión. El proceso de quemar combustible sólido es bastante difícil de detener. Por lo tanto, a menudo surgen situaciones en las que la producción de energía de la caldera no satisface las necesidades. Es decir, dicho equipo no está diseñado para operar a corto plazo. Este inconveniente puede eliminarse instalando un tanque de compensación en el sistema de calefacción. Realiza la función de acumular energía térmica con su posterior transferencia al sistema de calefacción.
Los modelos de calderas de combustible sólido, que son producidos por la industria moderna, son una alternativa digna a los equipos que utilizan gas, electricidad, combustible diesel como combustible. Los diseños de calderas modernas de combustible sólido utilizan tecnologías innovadoras que aumentan significativamente su competitividad en el mercado de equipos de calefacción.
