Instalação de combustão de biomassa
Revestimento refratário de centrais de combustão de biomassa para a valorização energética de matérias-primas renováveis.
Perfil do forno em resumo.
Fornalha
Câmara de combustão central com revestimento refratário resistente aos álcalis. As paredes laterais e a zona do teto estão expostas às temperaturas mais elevadas e ao maior esforço alcalino. Aqui, os materiais com SiC oferecem a melhor proteção.
Grelha/leito fluidizado
O sistema de combustão, seja uma grelha mecânica ou um leito fluidizado. Na transição da grelha para a alvenaria ocorrem as taxas de desgaste mais elevadas, devido ao esforço mecânico e ao choque térmico. Nas instalações de leito fluidizado, o revestimento da placa de distribuição é uma zona crítica.
Câmara de pós-combustão
Zona de combustão secundária para a queima completa dos componentes voláteis. É aqui que a concentração de álcalis no gás é mais elevada, o que exige materiais particularmente resistentes.
Passagens de gases de combustão
Canais de permuta de calor para a produção de vapor ou de água quente. A erosão por cinzas volantes e a condensação de cloretos alcalinos são os principais esforços. É necessária a limpeza regular das incrustações.
Extração de cinzas
Sistema de remoção das cinzas de grelha e das cinzas volantes. O revestimento refratário tem de ser resistente à abrasão e ao efeito corrosivo das cinzas de biomassa ricas em álcalis.
Construção refratária resistente aos álcalis para biomassa.
As centrais de combustão de biomassa para a valorização energética de matérias-primas renováveis colocam desafios específicos à construção refratária. Os combustíveis de biomassa, como palha, estilha de madeira, pellets, miscanthus e resíduos agrícolas, distinguem-se radicalmente dos combustíveis fósseis pela química das suas cinzas. O elevado teor de álcalis, em particular de potássio e sódio, provoca, às temperaturas de serviço de 800 a 1 050 °C, uma escorificação intensa e um ataque químico ao revestimento refratário.
O problema dos álcalis exige uma seleção criteriosa dos materiais: os materiais convencionais de chamote e de alumina são atacados pelos álcalis e perdem resistência. Por isso, a SBS Refractory Service aposta em materiais refratários especialmente resistentes aos álcalis e em betões refratários com SiC, que resistem de forma duradoura ao ataque químico das cinzas de biomassa. Os nossos conceitos de materiais são adaptados individualmente ao tipo de biomassa utilizado e às condições de operação de cada instalação.
Como parceiro experiente em construção refratária para centrais de cogeração a biomassa e centrais térmicas a biomassa, acompanhamos todo o ciclo de vida da sua instalação. Do primeiro revestimento à manutenção anual e à revisão geral após anos de utilização intensiva, oferecemos soluções fiáveis. Os nossos projetos de referência abrangem instalações de 2 MW a mais de 50 MW de potência térmica.
Problemas típicos: Instalação de combustão de biomassa.
Estes esforços determinam a seleção dos materiais e a conceção do revestimento refratário.
Ataque alcalino pelas cinzas de biomassa
As cinzas de biomassa contêm concentrações elevadas de óxido de potássio (K₂O) e óxido de sódio (Na₂O). Às temperaturas de serviço, estes álcalis penetram no revestimento refratário, reagem com a matriz e provocam expansões, fissuração e desagregação da estrutura.
Escorificação por cinzas de baixo ponto de fusão
Os elevados teores de álcalis baixam o ponto de fusão das cinzas, em parte para menos de 800 °C. As escórias viscosas daí resultantes aderem às paredes da fornalha, dificultam a transferência de calor e sujeitam o revestimento a esforços mecânicos e químicos.
Qualidade variável do combustível
Os combustíveis de biomassa variam muito em humidade, teor de cinzas e composição química, consoante a origem, a época de colheita e o armazenamento. O revestimento refratário tem de cobrir um amplo espectro de esforços.
Erosão pelo material do leito em instalações de leito fluidizado
Nas fornalhas de leito fluidizado, a mistura circulante de areia e combustível provoca uma abrasão considerável no revestimento refratário, sobretudo nos ciclones e nas condutas de retorno.
Materiais e revestimento
Cada zona do seu forno tem requisitos próprios de resistência à temperatura, resistência química e resistência mecânica. Selecionamos a combinação de materiais ideal.
Clique num material para ver os detalhes
Tijolos de chamote
Peças pré-formadasZonas correntes da fornalha
Betões refratários com SiC
Betão refratárioZonas de desgaste com erosão elevada
Fibra cerâmica
Produtos de fibraPortas e aberturas de inspeção
Trabalhos típicos: Instalação de combustão de biomassa.
Os nossos serviços para este tipo de forno, do novo revestimento à manutenção corrente.
Da inspeção do forno à receção.
O nosso processo estruturado assegura qualidade, cumprimento de prazos e segurança em cada projeto.
Diagnóstico e inspeção
Levantamento do estado centrado nas zonas de escorificação
Planeamento
Seleção de materiais tendo em conta a química das cinzas de biomassa
Execução
Alvenaria refratária ou reparação com materiais resistentes aos álcalis
Segurança
Proteção contra poeiras, proteção contra quedas
Diagnóstico e inspeção
O diagnóstico do estado centra-se nos mecanismos de dano típicos da biomassa: escorificação, ataque alcalino e erosão. Depois do arrefecimento da instalação, os nossos especialistas inspecionam sistematicamente todas as zonas refratárias. As incrustações de escória são mapeadas, os padrões de fissuração e os destacamentos documentados e as espessuras residuais medidas nas zonas de desgaste. É dada especial atenção à câmara de pós-combustão e à transição da grelha, que, por experiência, apresentam as taxas de desgaste mais elevadas.
Planeamento
O conceito de materiais é adaptado com precisão ao tipo de biomassa utilizado e à química das suas cinzas. Para a combustão de palha e de outras biomassas herbáceas, com teores de potássio extremamente elevados, utilizamos betões refratários de SiC particularmente resistentes aos álcalis. Para a estilha de madeira, bastam muitas vezes qualidades de chamote com maior resistência aos álcalis. O planeamento inclui também os conceitos de juntas de dilatação e os sistemas de ancoragem adequados às condições de temperatura específicas.
Execução
A execução é realizada por equipas de montagem especializadas que conhecem as particularidades das instalações de biomassa. As zonas escorificadas são limpas mecanicamente e o revestimento danificado é demolido. O novo revestimento completo é executado com materiais resistentes aos álcalis, em alvenaria, por vazamento ou por projeção, consoante a geometria e o esforço. As juntas de dilatação são executadas corretamente com fibra cerâmica, para compensar as tensões térmicas. Todos os trabalhos são sujeitos a controlo de qualidade e documentados.
Segurança
Os trabalhos em centrais de combustão de biomassa exigem medidas de proteção contra poeiras, uma vez que as cinzas de biomassa contêm poeiras finas respiráveis. A proteção respiratória é obrigatória em todas as zonas da instalação. Nas zonas mais altas da fornalha e da câmara de pós-combustão são instalados sistemas de proteção contra quedas. Antes da entrada, assegura-se o arrefecimento completo da instalação e verifica-se o teor de oxigénio da atmosfera.
Do nosso portefólio de projetos.
Mais de 500 projetos de construção refratária concluídos com sucesso na região DACH e nos países do Benelux.
Instalação de combustão de biomassa
Perguntas frequentes
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