Chaudière à charbon

Types de chaudières à charbon

Une **chaudière à charbon** utilise le charbon comme combustible pour chauffer l'eau et générer de la vapeur haute pression. Cette vapeur alimente ensuite une turbine connectée à un générateur, qui produit de l'électricité. Elle peut être divisée en plusieurs types selon sa conception, son principe de fonctionnement et les technologies utilisées.

• Chaudières à grille :

  Les chaudières à grille ont une grille fixe ou mobile au fond du foyer. Le charbon est alimenté sur la grille et l'air soufflé à travers la grille alimente le processus de combustion. Au fur et à mesure que le charbon réagit, les résidus sortent du foyer. La chaleur dégagée pendant ce processus fait bouillir l'eau dans la chaudière pour produire de la vapeur.

• Chaudières à combustion en lit fluidisé (CLF) :

  Les chaudières à charbon utilisent le principe de fluidisation pour brûler le charbon comme combustible. Dans une chaudière typique, les particules de combustion, généralement de la chaux vive ou de la pierre calcaire, et le charbon sont mélangés dans un lit bouillonnant. Alimentées par de l'air par le bas, elles ressemblent à un liquide bouillant. En raison des bulles et des particules en circulation, le charbon est brûlé uniformément. La chaudière produit une grande quantité de chaleur en raison de sa combustion uniforme, ce qui entraîne une réduction des émissions polluantes.

  Le charbon est également brûlé dans la chaudière à lit fluidisé circulant. Lorsque la chaudière est chauffée, les particules de sable dans le lit augmentent en température. Le transfert de chaleur entre le sable chaud et l'eau froide se produit rapidement, ce qui fait bouillir l'eau pour former de la vapeur haute pression.

• Chaudières à foyer maçonné :

  Les chaudières à foyer maçonné utilisent de grands cylindres horizontaux appelés manteaux. Le charbon est alimenté dans les tuyaux de torche. Le charbon brûle dans le tuyau et les gaz de combustion à haute température circulent dans le manteau pour chauffer l'eau dans la chaudière horizontale afin de générer de la vapeur.

• Chaudières sous-critiques/supercritiques/ultra-supercritiques :

  Dans les centrales électriques à chaudière supercritique, les paramètres de pression et de température de la vapeur dépassent la limite supercritique. L'eau et la vapeur se comportent comme des états fluides distincts dans la chaudière sous-critique. Cependant, dans la chaudière supercritique, elles fonctionnent comme un processus continu. Une efficacité accrue résulte d'un transfert de chaleur supérieur et d'une absence de changement de phase.

• Chaudières à charbon à cogénération (CHP) :

  Les chaudières à charbon à cogénération produisent à la fois de l'électricité et de l'énergie thermique. Elles utilisent efficacement l'énergie du charbon en fournissant de la chaleur pour les procédés industriels ou le chauffage urbain, en plus de la production d'électricité.

Spécifications et maintenance

Voici les spécifications et leurs besoins de maintenance détaillés :

• Capacité et pression :

  La capacité et la pression de travail d'une chaudière à charbon influencent la quantité d'énergie qu'elle peut générer. Les centrales au charbon nécessitent des vérifications régulières pour s'assurer qu'elles peuvent répondre à la demande d'électricité et que leurs systèmes de pression sont sûrs. Les systèmes d'alimentation en charbon doivent être évalués pour détecter les blocages ou les alimentations lentes. Les capteurs mesurant la capacité et la pression doivent être étalonnés régulièrement. Les soupapes de sécurité doivent être entretenues selon le calendrier. Les manuels d'utilisation doivent être suivis pour éviter de surcharger la chaudière. La capacité et la pression de l'installation sont essentielles à la production d'électricité à partir du charbon. Des vérifications régulières permettent d'éviter les accidents et de garantir que la production est conforme aux objectifs.

• Contrôle de la température :

  La température à l'intérieur des chaudières à charbon doit être soigneusement régulée. Si la température de la chaudière à charbon devient trop élevée, cela peut entraîner la fonte des foyers à charbon, des dommages à l'ensemble de la chaudière et même des incendies. Par conséquent, il est essentiel de s'assurer que la température ne dépasse pas les limites de sécurité. Cela peut être réalisé en vérifiant régulièrement les composants de chauffage de la chaudière et en remplaçant les pièces endommagées ou usées. Les jauges de température et les commandes doivent également être étalonnées régulièrement en suivant les instructions du manuel. En cas de pics inhabituels, déterminez immédiatement la cause et corrigez-la afin qu'elle ne se reproduise plus. Une bonne gestion de la température protège les chaudières à charbon et leur permet de fonctionner en toute sécurité sans aucun risque.

• Maintenance des ventilateurs et des soufflantes :

  Les chaudières à charbon ont des ventilateurs et des soufflantes qui fournissent de l'air pour la combustion du charbon et éliminent les cendres qui sont produites. Leur maintenance régulière est cruciale pour une longue durée de vie, un fonctionnement efficace et une fonction sûre. Les utilisateurs doivent élaborer un calendrier de maintenance conformément aux instructions du manuel. Il doit inclure la vérification de l'usure, le remplacement des pièces endommagées et le réglage des composants si nécessaire. Les boulons et les connexions doivent être inspectés pour s'assurer qu'ils sont bien serrés. Tout bruit étrange ou vibration doit être examiné. L'alimentation en air des ventilateurs et des soufflantes est essentielle à une combustion correcte du charbon. Des soins réguliers protègent ces pièces essentielles.

• Système de traitement de l'eau :

  L'eau utilisée dans les chaudières à charbon doit passer par un système de traitement. Ce système purifie l'eau en éliminant les minéraux, les impuretés et les produits chimiques. Le bon fonctionnement de ce système est très important pour la santé de la chaudière à charbon et sa longue durée de vie. Les utilisateurs doivent surveiller en permanence la qualité de l'eau. Tout problème avec les processus de traitement doit être résolu rapidement. Les chauffe-eau, les filtres et les pompes d'alimentation en produits chimiques doivent faire l'objet d'inspections périodiques selon des calendriers de maintenance définis. Les manuels doivent être suivis lors de la maintenance de ces systèmes. L'eau pure empêche l'accumulation de minéraux à l'intérieur des chaudières à charbon. Elle favorise un fonctionnement fluide à long terme.

Scénarios

Le principal scénario pour les chaudières à charbon est la production d'électricité. Ces chaudières sont le cœur des centrales thermiques, où elles brûlent le charbon pour produire de la chaleur, qui à son tour fait bouillir l'eau pour produire de la vapeur. Cette vapeur entraîne des turbines connectées à des générateurs, ce qui entraîne la production d'électricité.

Les installations industrielles ont souvent besoin de grandes quantités de chaleur pour les processus de production. Les industries, telles que les fabricants de produits alimentaires, chimiques, textiles et papetiers, utilisent des chaudières à charbon comme source de chaleur principale pour les opérations de fabrication. Elles les mettent également en œuvre pour fournir le chauffage des locaux.

Un autre scénario courant pour les chaudières à charbon est dans les zones urbaines où elles sont utilisées pour le chauffage urbain. Le chauffage urbain désigne un système dans lequel la chaleur provenant d'une source centralisée est distribuée à plusieurs bâtiments par le biais de conduites isolées. Les chaudières à charbon centralisées sont couramment utilisées à cette fin, car elles constituent une source de chaleur rentable pour un grand nombre de foyers et de bâtiments.

Les hôtels utilisent également des chaudières à charbon pour le chauffage des locaux et le chauffage de l'eau domestique. Dans ce cas, une chaudière de petite taille est préférée par rapport aux chaudières industrielles plus grandes. Comme dans les installations industrielles, les chaudières à charbon dans les hôtels fournissent de l'eau chaude pour les salles de bain, la blanchisserie, les cuisines et les installations de chauffage.

Les applications commerciales des chaudières à charbon comprennent l'utilisation dans des endroits comme les hôpitaux, les écoles et les centres commerciaux. Ces installations nécessitent une chaleur et de l'eau chaude constantes tout au long de la journée. Les chaudières à charbon sont donc un choix privilégié, car elles sont économiques et fournissent facilement les grandes quantités d'eau chaude et de chaleur requises.

Les entreprises de raffinage du gaz et du pétrole utilisent parfois des chaudières à charbon pour chauffer dans le cadre de leurs processus de raffinage. C'est particulièrement le cas lorsque le prix du gaz et du pétrole est à son plus haut niveau, ce qui entraîne des coûts de production élevés pour les entreprises.

Enfin, les chaudières à charbon sont couramment utilisées dans les applications de séchage des céréales. Cela est évident dans les pays où le charbon est abondant et où les céréales sont un produit d'exportation de base. Ces pays investissent beaucoup dans les chaudières à charbon pour s'assurer que les installations de production céréalière disposent d'une source de chauffage constante pour sécher les céréales et éviter leur détérioration.

Comment choisir une chaudière à charbon

Lors de la sélection d'une chaudière à charbon, plusieurs facteurs critiques doivent être soigneusement examinés pour faire un choix éclairé qui correspond aux besoins spécifiques :

• Grille : Les clients doivent tenir compte du type de grille lors de la sélection d'une chaudière à charbon, car les différentes grilles offrent des caractéristiques de combustion distinctes. Le choix de la grille peut avoir un impact sur l'utilisation du combustible, les émissions et l'efficacité globale de la chaudière.
• Système d'alimentation en charbon : Le système d'alimentation en charbon des clients peut avoir un impact significatif sur l'efficacité et les performances des chaudières à charbon. Lors de la sélection d'une chaudière à charbon, les clients doivent tenir compte du type de charbon utilisé et du mécanisme d'alimentation de la chaudière.
• Brûleur : Les clients doivent tenir compte du brûleur lors du choix d'une chaudière à charbon. Les brûleurs sont conçus pour gérer des types de combustible et des exigences de combustion spécifiques. Par conséquent, ils doivent choisir un brûleur compatible avec la qualité du charbon pour assurer une combustion efficace et complète.
• Canal de gaz de combustion : Le passage des gaz de combustion relie divers composants, notamment la chambre de combustion, l'échangeur de chaleur et la cheminée. Il est responsable de la direction des gaz de combustion générés pendant la combustion du combustible. Les clients doivent tenir compte de la conception et de la structure du passage des gaz de combustion lors de la sélection d'une chaudière à charbon. Une conception idéale du canal de gaz de combustion maximise le transfert de chaleur et minimise la fuite de chaleur.
• Échangeur de chaleur : Les échangeurs de chaleur sont des composants de base des chaudières à charbon qui transfèrent la chaleur des gaz de combustion à l'eau ou à la vapeur. Les différents échangeurs de chaleur offrent des efficacités et des spécifications de transfert de chaleur distinctes. Les clients doivent choisir un modèle d'échangeur de chaleur approprié en fonction de leur demande de chaleur et de leurs exigences d'application.
• Système de contrôle des émissions : Les préoccupations environnementales jouent un rôle déterminant dans le choix des chaudières à charbon. Les clients doivent tenir compte du système de contrôle des émissions lors de la sélection d'une chaudière à charbon. Les clients doivent s'assurer que le système de contrôle des émissions est conforme aux normes et réglementations environnementales pertinentes.

Q&A

Q : Qu'est-ce que l'énergie au charbon et comment fonctionne-t-elle ?

R : L'énergie au charbon désigne l'électricité générée par la combustion du charbon dans une chaudière. L'oxygène de l'air se combine avec le charbon en combustion dans un récipient scellé appelé la cornue pour produire de la chaleur. L'eau chauffée dans la chaudière se transforme en vapeur. La vapeur fait tourner une turbine connectée à un générateur, qui produit ensuite de l'électricité.

Q : Quelles sont les tendances actuelles de l'énergie au charbon ?

R : La tendance mondiale est de réduire l'énergie au charbon en raison de ses fortes émissions de carbone et de son impact sur le changement climatique. De plus en plus de pays investissent dans des sources d'énergie renouvelables, telles que l'énergie solaire, éolienne et hydroélectrique, et explorent l'efficacité énergétique. Néanmoins, l'énergie au charbon reste importante dans certaines régions en développement où les sources d'énergie alternatives sont limitées.

Q : Combien de temps l'énergie au charbon durera-t-elle ?

R : Il n'existe pas de calendrier précis pour la production d'énergie au charbon. Cela dépend en grande partie des efforts mondiaux pour réduire les émissions de carbone et passer à des sources d'énergie plus propres. Selon les rapports actuels, les chaudières à charbon seront probablement encore utilisées pendant plusieurs décennies, en particulier dans les pays en développement où le charbon est une source d'énergie principale.

Q : Quels sont les défis auxquels l'énergie au charbon est confrontée ?

R : Les défis auxquels l'énergie au charbon est confrontée sont une augmentation substantielle des coûts d'exploitation due à la technologie de capture du carbone, une baisse de l'efficacité. De plus, l'énergie au charbon est confrontée à la concurrence de sources d'énergie renouvelables moins chères et plus propres, comme l'énergie solaire et éolienne. Enfin, la pression mondiale pour réduire l'énergie au charbon en raison de ses fortes émissions de carbone et de son impact sur le changement climatique présente de nombreux défis pour la production d'énergie au charbon.