Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2019 

Aspekty ekonomiczno-techniczne wykorzystania OZE w produkcji energii (cz. 2.)

Dopalanie gazów to jedna z technik wykorzystania OZE w produkcji energii
Dopalanie gazów to jedna z technik wykorzystania OZE w produkcji energii
Ciąg dalszy artykułu...

Wyniki badań

Analiza procesu spalania

Przedpalenisko zostało zabudowane do kotła OP-150 opalanego pyłem węglowym i gazem ziemnym. Proces suszenia i pirolizy, jakiemu poddana jest biomasa w komorze obrotowej w temperaturach 850÷1000°C i w atmosferze beztlenowej, powoduje, że wprowadzona na początku komory biomasa na wylocie w 70÷85% składa się z mieszaniny gazowej (pary wodnej, dwutlenku węgla i całego typoszeregu węglowodorów) oraz w 15÷30% jest w postaci fazy stałej (popiół i karbonizat, który prawie w 100% jest węglem pierwiastkowym). W górnej części fluidalnej komory spalania znajduje się przestrzeń, w której częściowo spalają się palne składniki gazów pizolitycznych, a w dolnej części komory utworzone jest złoże fluidalne, w którym w 100% spala się karbonizat do CO2 lub CO.

Stopień wypalenia gazów palnych w górnej części komory jest uzależniony od ilości wydzielanego ciepła podczas spalania gazów, które odbierane jest przez powierzchnie ogrzewalne komory. Miarą ilości odebranego ciepła jest temperatura wody na wylocie z komory. W przypadku nadmiernej ilości ciepła wydzielonego w komorze spalania temperatura przepływającej przez komorę wody wzrasta nadmiernie, powodując powstanie mieszaniny paro-wodnej w rurach ekranowych komory. Komora spalania, która stanowi drugi stopień podgrzewacza wody w kotle, stanie się wówczas w nadmiernym stopniu podgrzewaczem kipiącym, co może zakłócić przepływ wody przez powierzchnie ogrzewalne kotła.

Zmniejszenie strumienia ciepła do powierzchni ogrzewalnych komory spalania przeprowadza się poprzez obniżenie stopnia konwersji energii chemicznej gazów pirolitycznych. Proces ten przeprowadza się poprzez zmniejszenie ilości powietrza doprowadzonego do komory spalania. Procesowi utleniania, a więc i wydzielania ciepła, będą podlegać tylko te cząsteczki gazów pizolitycznych, które otrzymają cząsteczkę tlenu.

Pozostała część niespalonych gazów pirolitycznych, dla których nie wystarczyło tlenu, opuszcza komorę spalania, przepływając do kanału gazowego łączącego komorę fluidalną z komorą kotła. Ilość powietrza doprowadzonego do fluidalnej komory spalania określona zostanie doświadczalnie i odpowiadać będzie takiej ilości, aby strumień ciepła wydzielony z tej części gazów pirolitycznych, dla której wystarczyło doprowadzonego tlenu, nie powodował nadmiernego stopnia odparowania wody przepływającej przez rury ekranowe komory.

W skład gazów opuszczających fluidalną komorę spalania wchodzą również gazy w postaci CO i CO2, powstałe wskutek zupełnego lub niezupełnego spalania karbonizatu. Stosunek powstałego CO2 do CO w złożu fluidalnym jest uzależniony od temperatury złoża. Temperatura utrzymywana w złożu jest ściśle związana z temperaturą mięknięcia popiołu. Utrzymanie w złożu fluidalnym określonej temperatury osiąga się przez wytworzenie odpowiedniej ilości ciepła w procesie spalania karbonizatu.

Strumień wydzielonego ciepła jest w prosty sposób uzależniony od tego, czy proces spalania karbonizatu przebiega do CO, czy do CO2. Stosunek zaś powstałego w procesie spalania CO/CO2 jest uzależniony, podobnie jak w przypadku spalania gazów pirolitycznych, od ilości doprowadzonego powietrza do złoża fluidalnego. Z powyższej analizy wynika, że właściwa gospodarka powietrzem jest głównym czynnikiem, który decyduje o przebiegu procesu spalania biomasy w przedpalenisku kotła.

W kanale gazowym łączącym komorę fluidalną z komorą kotła oraz na wylocie z kanału do leja żużlowego zainstalowane są dysze powietrza służące do dopalania gazów palnych pochodzących z pirolizy i niezupełnego spalania karbonizatu. Ilość powietrza niezbędna do dopalenia tych gazów jest ściśle uzależniona od ich składu chemicznego i ich koncentracji.

Zdiagnozowanie składu i koncentracji gazów palnych na wylocie z fluidalnej komory spalania jest więc niezbędną koniecznością dla określenia ilości powietrza potrzebnego do dopalenia wszystkich gazów przed wlotem do komory kotła. Ważność tego problemu jest ściśle związana ze stratą kominową, która rzutuje na sprawność kotła, a która jest uzależniona m.in. od ilości doprowadzanego powietrza do układu przedpaleniska – kocioł macierzysty.

Strata kominowa jest najniższa wówczas, gdy liczba nadmiaru powietrza jest optymalnie niska, a strata niezupełnego i niecałkowitego spalania jest również niska. Oznacza to, że przy optymalnie niskiej liczbie nadmiaru, powietrze do spalania jest doprowadzone do takich przestrzeni i w takiej ilości, że zarówno biomasa, jak i pył węglowy spalane są z maksymalnie wysoką sprawnością termiczną bez emisji CO do atmosfery i bez zawartości części palnych w lotnym popiele.

Ponieważ na wylocie z fluidalnej komory spalania dokonane zostaną wszystkie niezbędne pomiary parametrów termodynamicznych i chemicznych przepływającego medium, można z całkowitą przewidywalnością prowadzić w sposób optymalny proces spalania biomasy w przedpalenisku i określić jego wpływ na proces spalania pyłu węglowego w kotle macierzystym oraz emisję substancji z kotła do otoczenia.

Model matematyczny

Opracowano model matematyczny przepływu turbulentnego, dwufazowego, trójwymiarowego ze spalaniem w komorze paleniskowej tangencjalnej kotła parowego OP-150, dla przypadku współspalania ze spalaniem zrębków drzewnych. Określono równania zachowania ciągłości i pędu składowych prędkości, transport kinetycznej energii turbulencji i jej szybkości dyssypacji oraz transport składników chemicznych i zachowanie entalpii. Człony źródłowe równań pędu wynoszą:

Efektywną lepkość turbulencji określa się z reakcji:

   18.04.2008

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Poznaj nowinki z branży HVAC »

klimatyzatory

 



4 sposoby zastosowania wymienników ciepła »

Na czym polega automatyzacja instalacji  w technice budowlnej »
wymienniki ciepła systemy kanalizacyjne
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Grzejnik czy podłogówka - czym ogrzewać? »

ogrzewanie hybrydowe

 



Jak prawidłowo odizolować wodę kanalizacyjną od gruntowej »

Zdradzamy 3 funkcje ultra nowoczesnych klimatyzatorów »
produkcja studni wodomierzowych film o pompowni ppoz
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Czy znasz 5 funkcji, które ułatwią pomiary? »

systemy wentylacyjne

 



Poznaj sposób na optymalizację strat energii »

Jakie są korzyści płynące ze stosowania pomp wodnych »
pompy cyrkulacyjne pompy wodne
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Jak zaprojektować niezawodne instalacje w budynku »

innowacyjne projektowanie instalacji

 



5 sposobów na szybką i dokładną pracę w miernictwie »

Dobierz wielogazowy detektor podtynkowy »
rozwiązania pomiarowe detektor gazów
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Jesteś instalatorem, ale elektryka nie jest Ci obca? Dołącz do klubu »

klub instalatora

 



Jakie urządzenia sanitarne planuje się podłączyć w pomieszczeniu? » Jaki rekuperator poleci Instalator »
kanalizacja centrale rekuperacyjne
wiem więcej » poznaj dziś »

 


Ekspert Budowlany - zlecenia

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
7-8/2020

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 7-8/2020
W miesięczniku m.in.:
  • - Nowoczesne kotły na gaz i paliwa stałe
  • - Dezynfekcja powietrza wentylacyjnego
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl