Caldeiras de Leito Fluidizado - Apresentação BFB.pdf

8/17/2019 Caldeiras de Leito Fluidizado - Apresentação BFB.pdf

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Leito Fluidizado Borbulhante/CTC/Peruch/Feb.2011


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Caldeiras de Leito Fluidizado


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Bubbling Fluid Bed Boilers


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Caldeiras de Leito Fluidizado

Ar de Fluidização

Ar Secundário

Alimentação deCombustível

sobre o Leito

Leito Fluidizado


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Zona MortaNão Fluidizada

Zona de

Fluidização Bocais(BubbleCaps)

Parede de

Membranas

Tubo deDrenagem

TransportadorRefrigerado a Água

Descarga deMaterial do Leito

1a Geração de BFB

Leito Fluidizadode Fundo Fechado

Parede PlanaRefrigerada a Água


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Tubo de Drenagem(quente)

TransportadorRefrigeradoa Água

Tubos de Drenagem “Quente” & TransportadorRefrigerado a Água (1 ª Geração de BFB)


7/38Leito Fluidizado Borbulhante/CTC/Peruch/Feb.2011

Coletorda Parede

Leito Fluidizado de Fundo Aberto(Excelente Aplicação para Biomassa)

Combustível

LeitoFluidizado

Bocais(Bubble cap)

Tubo

Válvula Manual

Válvula de Disco Duplo

Transportador ComumTipicamente < 200 0CReciclagem


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Caldeiras de Leito Fluidizado – Operação

Fora de OperaçãoAltura do Leito ≈ 500 mm

Leito com ArAltura do Leito ≈ 800 mm

Leito AquecidoOperação Normal


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BFB Boiler: 350 t/h, 100 bar, 540 oC.

•

Auto Suportado:- Bicas

- Coletores de Ar

- Material de Leito

• Reduções Significativas:- Cargas na Estrutura

- Cargas na Base de Fundação

- Suportes de Molas


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FABRICAÇÃO MODULAR REDUZINDO O TEMPODE MONTAGEM.


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Características da Combustão emLeito Fluidizado

Ar Sub-estequiométrico“Combustion Split”

Voláteis: CO + Hidrocarbonetos

CombustívelMaterialFluidizado

Partícula deCombustível


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Exemplos de Rejeitos na Descarga

Provocados pelo Homem Ocorrência Natural

3”


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Leito Fluidizado Borbulhante/CTC/Peruchi/Feb.20111

Material do Leito – Novo ou Reciclado

• Excelente para a fluidização• Propicia uma boa combustão


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Material do Leito já utilizado

• Retarda a fluidização• Deve ser removido pelo

Sistema de Drenagem• Classificador separa o

material & recicla para o Leitoa parte aproveitável


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Tecno log ia e Engenh aria HPB/B& W Papel Misionero - Argentin a: 135 t/h, 73 bar, 480 o C – Biom assa: 55% umid ade


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Tecno log ia e Engenh aria HPB/B& W Citrov ita: 130 t/h, 43 bar, 430 o C – B agaço : 58% u m id ade


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Cinzas Co letadas de Precip itador Eletros tát ico de Caldeiracom lei to Fluidizado Bo rbu lhante.

Efi c iênc ia de Com bus tão superio r a 99,5%


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Tecnolo gia e Engenharia HPB /B& W Rig esa: 160 t/h , 63 bar, 480 o C – Biom assa: 63% um idade

T l i E h i HPB/B& W


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Tecnolo gia e Engenharia HPB/B& W Rig esa: 160 t/h , 63 bar, 480 o C – Biom assa: 63% um idade


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T l gi F i t HPB/B &W


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Tecnolo gia e Fornecim ento HPB/B &W B ernec k: 85 t/h, 87 bar, 510 o C – Biom assa: 56% um idade

T l gi HPB/B&W F i t HPBSi i


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Tecno logia: HPB/B&W - Fornecim ento HPBSim isa Gu aran i: 150 t/h, 67 bar, 520 o C – B agaço: 55% um id ade


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VANTAGENS DA CALDEIRA COM

LEITO FLUIDIZADO FRENTE ACALDEIRA COM GRELHA.


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Comparação Geral entre Leito Fluidizado Borbulhante (BFB) e Grelha

BFB Grelha

Emissões de Nox 250 ppmEmissões de CO 200 ppm

Possibilidade de queima de resíduos de pneus em conjunto com biomassa Sim Não

Captura de SO 2 Sim Não

Possibilidade de queima de biomassa com alta umidade e "sludge/vinhaça" Sim Não

Umidade máxima admissível para queima 65 53

Eficiência de combustão de resíduos de biomassa em condições normais deoperação > 99,5 94 a 97

Excesso de ar médio em operação 20 - 30% 35 - 50%Material circulante na caldeira medido em gramas de material por Kg decombustível 12 50

Necessidade de uso de multiciclone como pré-coletor para "ESP" ou "Baghouse" Não Sim

Limitação do tamanho da fornalha Não Sim

Baixo potencial de incêndio na parte traseira da caldeira por não queimados Sim NãoMaior potencial de estabilidade de produção de vapor com variação decombustíveis Sim Não

Maior potencial de redução dos custos de manutenção Sim Não


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ALTERNATIVAS ADICIONAIS PROPORCIONADAS PELO B

• Queima de Bagaço com adição de Vinhaça;

• Queima de Bagaço com adição de Pneus;

• Queima de Bagaço com adição de CDR;

• Queima de Bagaço com adição de Vinhaça, Pneus e CDR;

• Utilização de Filtro Eletrostático ou de Mangas em substituição aolavador de gases.


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Queima de Bagaço com adição de Vinhaça em Leito Fluidizado(Referencia de estudo para uma caldeira de 300 t/h, 68 bar, 520 oC)

Dados Técnicos

Vazão de vinhaça com brix de 3 o, m3/h 300,00

Vazão de vinhaça com brix de 25o

, m3/h 45,00Consumo de bagaço de cana com 52% de umidade para sistema de queima tipo BFB, t/h 139,00

Umidade média pela adição de 45 m 3/h de vinhaça com bagaço com 52% de umidade para gerar 300 t/h de vapor, % 59,00

Consumo de bagaço com 52% de umidade requerido para produzir 300 t/h de vapor, considerando a adição de 45 m3/hde vinhaça, t/h 132,00

Economia de bagaço de cana com 52% de umidade pela adição de vinhaça, t/h 7,00

Economia de bagaço de cana com 52% de umidade frente a queima tipo grelha, t/h 12,00Duração prevista para a safra, hs 5.000

Economia total de bagaço, tons 85.000

Produção de vapor na entressafra @ 68 bar e 520 oC, t/h 200

Energia gerada com o bagaço economizado, considerando o vapor sendo direcionado para turbina de condensação, MWh 56,00

Energia interna consumida para geração de vapor com o bagaço economizado (entressafra), MWh 6,00

Energia líquida adicional disponível para a venda, MWh 50,00

Consumo de bagaço para a produção de 200 t/h de vapor, t/h 92

Número de horas possíveis de operação pela economia de bagaço, hs 923,9

Energia líquida total disponível para venda, MWh 46.195


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Queima de Bagaço com adição de Pneus em Leito Fluidizado(Referencia de estudo para uma caldeira de 300 t/h, 68 bar, 520 oC)

Dados Técnicos

Período de Safra

Quantidade de queima de pneus, calculada como percentual do "Heat Imput", % 25,00

"Heat Imput" da caldeira queimando bagaço de cana, Kcal/Kg 301E06

Parte do "Heat Imput“ para a queima de pneus, Kcal/Kg 75,2E06

Consumo de pneus, t/h 8,00

Consumo de bagaço de cana com 52% de umidade para sistema de queima tipo BFB, t/h 139,00

Umidade média pela adição de 8 t/h de pneus ao bagaço com 52% de umidade para gerar 300t/h de vapor, % 42,00

Consumo de bagaço com 52% de umidade requerido para produzir 300 t/h de vapor, considerando a adição de 8 t/h depneus, t/h 105,00

Economia de bagaço de cana com 52% de umidade pela adição de pneus, t/h 34,00

Economia de bagaço de cana com 52% de umidade frente a queima tipo grelha, t/h 12,00

Duração prevista para a safra, hs 5.000



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Período de Entressafra


"Heat Input" da caldeira de 200 t/h queimando bagaço de cana, Kcal/Kg 199E06

Parte do "Heat Input“ para a queima de pneus, Kcal/Kg 49,7E06


Energia gerada com o bagaço economizado, adicionando-se 25% de pneus, considerando o vapor sendo direcionadopara turbina de condensação, MWh 56,00


Consumo de energia adicional para o tratamento dos pneus, MWh 2,00


Consumo de bagaço para a produção de 200 t/h de vapor, considerando 25% de pneus, t/h 70,00

Número de horas possíveis de operação pela economia de bagaço, hs 3.286

Energia líquida total, MWh 157.728

Tempo de parada programada para manutenção, dias 7,25


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Queima de Bagaço com adição de CDR em Leito Fluidizado(Referencia de estudo para uma caldeira de 300 t/h, 68 bar, 520 oC)

(CDR - Combustível Derivado de Resíduos (Lixo selecionado e processado))

Dados Técnicos

Período de Safra

Quantidade de queima de CDR, calculada como percentual do "Heat Imput", % 10,00

"Heat Imput" da caldeira queimando bagaço de cana, Kcal/Kg 301E06

Parte do "Heat Imput“ para a queima de CDR, Kcal/Kg 30,1E06

Consumo de CDR, t/h 6,00


Umidade média pela adição de 6 t/h de CDR ao bagaço com 52% de umidade para gerar 300t/h de vapor, % 48,00

Consumo de bagaço com 52% de umidade requerido para produzir 300 t/h de vapor, considerando a adição de 6 t/h deCDR, t/h 124,00

Economia de bagaço de cana com 52% de umidade pela adição de CDR, t/h 15,00





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Parte do "Heat Input“ para a queima de CDR, Kcal/Kg 20E06


Energia gerada com o bagaço economizado, adicionando-se 10% de CDR, considerando o vapor sendo direcionadopara turbina de condensação, MWh 56,00


Consumo de energia adicional para o tratamento do CDR, MWh 0,00


Consumo de bagaço para a produção de 200 t/h de vapor, considerando 10% de CDR, t/h 82,70




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Queima de Bagaço com adição de Vinhaça, Pneus e CDR em Leito Fluidizado(Referencia de estudo para uma caldeira de 300 t/h, 68 bar, 520 oC)

Dados TécnicosPeríodo de Safra


Vazão de vinhaça com brix de 25 o, m3/h 45,00



Umidade média pela adição de Vinhaça, Pneus e CDR ao bagaço com 52% de umidade para gerar 300t/h de vapor, % 46,00

Consumo de bagaço com 52% de umidade requerido para produzir 300 t/h de vapor, considerando a adição de Vinhaça,Pneus e CDR, t/h 83,00

Economia de bagaço de cana com 52% de umidade pela adição de Vinhaça, Pneus e CDR, t/h 56,00





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Parte do "Heat Input“ para a queima de CDR, Kcal/Kg 25E06


Energia gerada com o bagaço economizado, adicionando-se 10% de CDR, considerando o vapor sendo direcionadopara turbina de condensação, MWh 70,00


Consumo de energia adicional para o tratamento do CDR, MWh 0,00


Consumo de bagaço para a produção de 250 t/h de vapor, considerando 10% de CDR, t/h 104,00



Tempo de parada programada para manutenção, dias 8,00


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ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE FILTRO DE MANGAS E LAVADOR DE GASES(Caldeira de 200 t/h, 68 bar, 520 oC)

Filtro de Mangas Lavador de Gases

Dados TécnicosEmissão de Particulados, mg/Nm 3 < 30 < 180

Perda de carga para “ Low Pressure ”, lado dos gases, mmca 60 100

Consumo adicional de potencia no exaustor, KW - 120

Altura recomendada para a chaminé 35 45 (min.)

Problemas com balanceamento dos exaustores Não Freqüentes

Tempo previsto para manutenção nas partes úmidas (lavador, dutos de

gases, exaustores e chaminé), com troca total em 5 anos.Não requerido 3 anos

Escopo de Fornecimento

Captadores de particulados Sim Sim

Sistema de separação de sólidos – VLC Não Sim

Interligação entre lavador e sist. de separação Não Sim

Energia adicional consumida por ano Não Sim

Altura adicional de chaminé Não Sim Adicional de obras civis pela altura da chaminé, Não Sim

Manutenção das partes úmidas da caldeira. Não Sim

Diferença de Custo entres os dois sistemas < 10%


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www.hpbsimisa.com.br

www.hpb.com.br


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Obrigado

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