Résumé
Dans les centrales électriques au charbon et les chaudières à biomasse, les systèmes de traitement des cendres doivent transporter des cendres volantes et des cendres de fond chaudes et abrasives des trémie vers des silos ou des citernes de stockage.la soupape rotative en poudre et la soupape à double voletBien que les deux contrôlent le dégagement de cendres, leurs principes d'étanchéité, leurs capacités de température et leurs exigences d'entretien sont fondamentalement différents.Un alimentateur rotatif de l'écluse à air utilise un mécanisme de palettes tournantes pour fournir un comptage continu avec isolation de pressionUne double vanne à clapet utilise deux portes à gravité alternée pour créer un joint intermittent. Ce guide compare les deux technologies en fonction des performances d'étanchéité, de la résistance à haute températureet la fréquence de maintenance pour aider les ingénieurs de l'usine à choisir le bon dispositif pour le traitement des cendres.
Une
soupape rotative en poudrepour le service des cendres est un alimentateur rotatif de serrure d'air lourd composé d'un rotor à plusieurs pales tournant à l'intérieur d'un boîtier coulé ou fabriqué.Les cendres volantes ou de fond entrent dans les poches du rotor à l'entrée et sont transportées à la sortie par rotationPour les cendres abrasives, les extrémités sont enduites de carbure de tungstène ou de stélit.et le trou est équipé d'un manchon usure remplaçableLa soupape est entraînée par un moteur à engrenages, fournissant une décharge continue et un comptage volumétrique.fournissant une écluse sous pression différentielle.
Une soupape à double volet, également appelée soupape à goutte-à-goutte ou déchargeuse de cendres, se compose de deux volets à charnière ou portes disposés en série, l'un au-dessus de l'autre, dans un boîtier vertical.Le volet supérieur est positionné à la sortie de trémieLa fente inférieure est placée en dessous de la fente supérieure avec un espace entre elles. Les deux fentes sont normalement fermées par contre-poids ou force de ressort.le poids de la colonne de cendres dépasse le contrepoids sur le volet supérieurLa couche supérieure se ferme, la couche inférieure s'ouvre et la couche inférieure s'ouvre, la couche supérieure se ferme et la couche inférieure s'ouvre.déchargement vers le convoyeur ou le silo en avalL'ouverture inférieure se ferme, complétant le cycle.
Physiquement, la soupape rotative est un dispositif alimenté et fonctionnant en continu avec des composants tournants et des joints d'arbre.dispositif actionné par gravité sans nécessité d'alimentation externeLa vanne rotative fournit un bouchon d'air mécanique grâce à un espace libre de fonctionnement serré.Ces différences fondamentales dictent où chaque technologie doit être appliquée dans les systèmes de traitement des cendres.
Le choix du mauvais dispositif de traitement des cendres crée des problèmes de fonctionnement et de sécurité qui affectent la disponibilité de l'usine, la conformité environnementale et les budgets d'entretien.
Principe d'étanchéité et fuite d'air
Lors de la manipulation des cendres, la trémie située au-dessus de la vanne est généralement sous pression négative d'un ventilateur à tirage induit ou d'un système de transport pneumatique.La fuite d'air dans la trémie réduit l'efficacité du système et augmente la consommation d'énergie du ventilateurUne vanne rotative avec un dégagement de pointe correctement maintenu assure un joint mécanique continu.L'espace annulaire entre les extrémités du rotor et le trou du boîtier est suffisamment petit pour restreindre le débit d'air même sous une pression différentielle de 0.5 bar ou plus. Une soupape à double volet s'appuie sur la fermeture par gravité. Si les sièges sont usés, déformés par la chaleur ou obstrués par des grains de cendres surdimensionnés, le joint est incomplet.Des fuites d'air continuellement à travers l'ouvertureDans les systèmes de convoyeurs pneumatiques, cette fuite oblige le souffleur à travailler plus dur, ce qui augmente les coûts énergétiques de milliers de dollars par an.
Résistance à la température et expansion thermique
Les cendres volantes provenant des trémie d'économiseur peuvent dépasser 350°C. Les cendres du fond du four peuvent atteindre 600°C ou plus.Les vannes rotatives peuvent être conçues pour ces températures en utilisant des boîtiers en acier coulé ou en acier inoxydableLe dégagement du rotor est calculé pour accueillir l'expansion thermique, évitant les saisies.Les vannes à double volet sont des dispositifs plus simples avec moins de tolérances de précisionLes volets sont généralement en acier coulé au manganèse ou en plaque fabriquée. Ils tolèrent des températures élevées sans risque de saisie du rotor par expansion thermique.les sièges à clapet peuvent se déformer à haute températurePour le service des cendres de fond à température extrême, les vannes à double volet sont souvent préférées en raison de leur robustesse.alors que les vannes rotatives sont préférées pour les cendres volantes à haute température où le sas est critique.
Fréquence d'entretien et remplacement des pièces usées
Dans une soupape rotative, l'usure est concentrée aux extrémités du rotor et à l'orifice du boîtier.une vanne rotative peut fonctionner pendant 12 à 36 mois en service de cendres volantes avant que le réglage de la pointe ne soit nécessaireLes rotors à pointe réglable permettent l'entretien sans enlever la vanne. Les vannes à double volet s'usent sur les bords de la vanne et les surfaces de contact du siège.Le fracas constant de cendres contre les volets et l'action de coupe abrasive au siège érodent progressivement les surfaces d'étanchéitéLe remplacement des clapet est une entreprise importante qui nécessite le retrait de la vanne de la ligne.et aucun moteur de transmission à entretenirPour les installations dont le personnel d'entretien est limité, la simplicité de la soupape à double volet est attrayante malgré le temps de réparation plus long.
Mesurage et contrôle du débit
En réglant la vitesse du rotor, les opérateurs peuvent déterminer un taux de décharge de cendres exact mesuré en tonnes par heure.Ceci est essentiel pour le partage de la charge entre plusieurs trémie ou pour faire correspondre les taux de production de cendres à la capacité du système de transport. Les soupapes à double volet ne fournissent aucun contrôle de mesure. Le taux de décharge dépend de la pression de la tête de cendres, de la taille des particules et du réglage du contrepoids du volet. Il fluctue avec la charge de la chaudière et le niveau de la trémie.Pour les installations nécessitant un contrôle précis du débit de cendresPour une simple décharge vers un convoyeur ouvert, la vanne à double battant suffit.
Traitement des bagages et des objets de grande taille
Les cendres du fond contiennent souvent des morceaux de carbone non brûlés, des scories de chaudière ou du métal qui se déplace.Les soupapes à double volet sont plus tolérantes pour les gros objetsSi un objet de grande taille empêche la fermeture complète, la fuite d'air résultante est perceptible et peut être corrigée lors de la prochaine fenêtre de maintenance.Les soupapes rotatives nécessitent un dégagement précis en tout tempsPour les cendres de fond avec une taille de particules variable, y compris les gros clinkers, les vannes à double volet sont généralement plus tolérantes.
Comment choisir entre une vanne rotative et une vanne à double battant
La sélection dépend du type de cendres, de la température, des conditions de pression et des exigences de l'usine.
Scénario 1 Cendre volante à haute température provenant de l'économiseur
Dans les chaudières à charbon, les trémie d'économiseur gèrent les cendres volantes à 300 à 400 degrés Celsius sous pression négative.et les roulements refroidis à l'eau fournit le sas nécessaireLa vitesse du rotor est réglée pour correspondre au taux de production de cendres.La valve rotative est le bon choix.
Scénario 2 Cendre de fond avec de gros clinkers
Les cendres de fond déchargées d'une charrette à cendres humide ou sèche contiennent de grandes particules de scories fondues et des morceaux de carbone non brûlés.Une soupape à double volet avec des volets en manganèse coulé lourd gère les objets volumineux et les températures élevées sans risque de criseUne valve rotative nécessiterait une conception ouverte spéciale à large espace libre et risquerait toujours de se bousculer.
Scénario 3 Transfert pneumatique des cendres volantes
Lorsque les cendres volantes sont transportées de la trémie vers un silo central par conduites pneumatiques, la vanne de décharge doit maintenir un isolement de pression pour empêcher l'air de retourner dans la trémie.Une vanne rotative avec dégagement d'extinction de flamme et certification ATEX fournit le sas et permet une alimentation continue dans la ligne de transportUne valve à double volet ne peut pas maintenir l'étanchéité de pression requise et permettrait à l'air de court-circuiter à travers le système.
Scénario 4: simple décharge par gravité sur convoyeur ouvert
Pour le déchargement des cendres d'un silo vers un convoyeur à bande ouverte dans des conditions atmosphériques, aucune écluse n'est nécessaire.éteint à faible coût qui empêche la poussière de se développer pendant la déchargeLa valve à double volet est le choix économique et pratique.
Scénario 5 Travail combiné avec contraintes de modernisation
Lors du retrofit d'un système existant de traitement des cendres avec un espace de tête limité, une vanne rotative peut ne pas tenir en raison de son enveloppe verticale.Une soupape à double volet a un profil vertical plus élevé mais peut être installée en fonction d'une modification minimaleÀ l'inverse, lorsque l'espace de tête est extrêmement limité, une vanne rotative compacte peut être la seule option.
Exemple d'application
Une centrale électrique au charbon de 500 mégawatts en Afrique du Sud exploitait des vannes à double volet aux sorties de la trémie de l'économiseur.Réduction de l'efficacité du ventilateur induit et augmentation de la consommation d'énergie auxiliaire de 2L'usine a calculé que la fuite d'air coûtait 180.000 dollars par an en puissance de ventilateur supplémentaire.Doebritz a remplacé les soupapes à double volet par des alimentateurs rotatifs de serrure d'air lourds dotés de boîtiers en acier couléAprès l'installation, la consommation d'énergie du ventilateur induit a diminué de 1,9%.économiser 148000 dollars par an en électricitéLes vannes rotatives fonctionnent depuis 28 mois avec seulement des réglages de pointe de routine, comparativement aux remplacements trimestriels des vannes à double volet.
Questions fréquentes
Peut-on utiliser une soupape à double battant pour le transport pneumatique
Non, les soupapes à double volet ne peuvent pas maintenir l'isolation sous pression sous la pression de la conduite de transport.Pour le transport pneumatique des cendres, il est nécessaire de disposer d'un distributeur rotatif de boucle d'air..
Quel appareil gère des températures plus élevées?
Les soupapes à double volet tolèrent des températures plus élevées parce qu'elles n'ont pas de dégagement de fonctionnement précis qui pourrait se saisir de l'expansion thermique.Les soupapes rotatives peuvent être conçues pour des températures élevées, mais nécessitent un calcul minutieux de la clearance et des dispositions de refroidissement.
Combien de fois les extrémités des vannes rotatives doivent être remplacées dans le service de cendres
Avec des extrémités de carbure de tungstène et un dégagement approprié, les intervalles de remplacement varient de 18 à 36 mois selon l'abrasivité des cendres et les heures de fonctionnement.Les extrémités réglables peuvent être avancées pour restaurer le dégagement, ce qui prolonge l'intervalle entre les remplacements complets.
Les soupapes à double volet conviennent-elles aux cendres inondables?
Les soupapes à double volet ne fonctionnent pas bien avec des cendres inondables. La poudre fine s'écoule à travers les sièges des volets, rendant le joint inefficace.Les soupapes rotatives avec un dégagement de pointe étroit gèrent beaucoup mieux les cendres inondables.
Doebritz fabrique-t-elle des vannes à double volet?
Doebritz est spécialisée dans les vannes rotatives en poudre et les alimentateurs rotatifs.nous pouvons vous recommander des fournisseurs qualifiés et vous aider à spécifier le bon appareil pour vos conditions de fonctionnement.
Conclusion
Le choix entre une soupape rotative en poudre et une soupape à double volet pour le traitement des cendres dépend des exigences spécifiques de l'application.mesure préciseLes soupapes à double volet offrent une simplicité, une tolérance aux gros objets et une robustesse dans le service de cendres de fond à température extrême.Pour les cendres volantes à haute température sous pression négativePour les cendres de fond avec de grands clinkers et une chaleur extrême, la soupape à double battant reste un cheval de bataille fiable.La compréhension de ces distinctions permet aux ingénieurs de l'usine de choisir le bon appareil pour chaque emplacement dans le système de traitement des cendres.
Assurez-vous que votre système de traitement des cendres est équipé de la bonne technologie de décharge.demander une recommandation de sélection des vannes, ou obtenir un devis pour un alimentateur rotatif de serrure d'air lourd conçu pour le service de cendres volantes ou de cendres de fond.
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