Metody dostosowania kotłów pyłowych do zastosowania niekatalitycznych technik redukcji NOx

• Autorzy: Golec T. , Szymczak J. , Świątkowski B. , Luśnia E. , Kacprzak W. , Nieradka K.

Warianty tytułu

EN

Methods of adapting pulverised coal boilers to application of non-catalytic NOx reduction technologies

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wynik prac Instytutu Energetyki w zakresie obniżania emisji tlenków azotu z zastosowaniem metod pierwotnych i selektywnej niekatalitycznej redukcji SNCR. Efektywność SNCR zależy od skuteczności jednoczesnego ograniczenia emisji tlenków azotu metodami pierwotnymi poprzez odpowiednią organizację procesu spalania. Dzięki zastosowaniu metod pierwotnych obniża się poziom emisji NO_x przed instalacją SNCR oraz tworzy się wymagane okno temperaturowe spalin w zakresie 950-1100˚C, korzystne dla selektywnej redukcji SNCR, co wpływa na zmniejszenie zużycia reagenta. Efekty te można osiągnąć różnymi sposobami konstrukcyjnymi powiązanymi z organizacją spalania, a ich odpowiedni dobór zależy m.in. od takich czynników jak typ i wielkość kotła oraz jakość spalanego węgla. W artykule przedstawiono realizację zastosowania modernizacji instalacji paleniskowej kotła OP-215 łączącą metodę pierwotną obniżenia emisji tlenków azotu oraz metodę SNCR zapewniające ograniczenie emisji do poziomu poniżej 200 mg/m3u. Osiągnięto to z zastosowaniem wypracowanego w Instytucie Energetyki ciągu komplementarnych działań począwszy od prac koncepcyjnych, symulacji numerycznych, projektowania oraz wdrożenia i badań na obiektach rzeczywistych.

EN

Presented are achievements of Instytut Energetyki (Institute of Power Engineering) in the scope of nitrogen oxides emission reduction with the use of primary methods and a selective non-catalytic reduction (SNCR). SNCR efficiency depends on the effectiveness of simultaneous reduction of nitrogen oxides emission with the use of primary methods through proper organization of the combustion process. By using primary methods we achieve reduction of NO_x emission level before the SNCR installation and also created is, beneficial for the SNCR selective reduction, a required flue-gas temperature window in the range of 950-1100˚C that results in a lower reagent consumption. These effects can be achieved by boiler retrofitting combined with proper organization of a combustion process while their proper selection depends on several factors such as the type and size of a boiler together with the combusted coal quality. Presented is realization of an OP-215 boiler furnace modernization that combines a primary method of nitrogen oxides emission reduction and the SNCR method thereby ensuring NO_x reduction to the level below 200 mg/m3u. This was achieved by application of series of complementary actions developed at the Instytut Energetyki starting from conceptual design works, through numerical simulations, design and engineering and ending with implementation and testing on real facilities.

Słowa kluczowe

PL

kocioł energetyczny OP-215; modernizacja kotła; połączenie metody pierwotnej obniżenia emisji tlenków azotu z metodą SNCR

EN

OP-215 power boiler; boiler modernization; combination of a nitrogen oxides emission reduction primary method with the SNCR method

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Energia [Stowarzyszenie Elektryków Polskich - COSiW]
• Czasopismo: Energetyka
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 9
• Strony: 546--551
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Golec T.

• Instytut Energetyki, Zaklad Procesów Cieplnych, Warszawa

autor

Szymczak J.

• Instytut Energetyki, Zaklad Procesów Cieplnych, Warszawa

autor

Świątkowski B.

• Instytut Energetyki, Zaklad Procesów Cieplnych, Warszawa

autor

Luśnia E.

• Instytut Energetyki, Zaklad Procesów Cieplnych, Warszawa

autor

Kacprzak W.

• Elektrociepłownia Grupa Azoty, Zakłady Azotowe "Puławy" S.A.

autor

Nieradka K.

• Elektrociepłownia Grupa Azoty, Zakłady Azotowe "Puławy" S.A.

Bibliografia

• [1] Zamorowski K.: Aspekty dostosowania energetyki krajowej do standardów emisyjnych tlenków azotu - wpływ zastosowanych technologii na pracę kotła oraz koszty realizacji odazotowania spalin, Energetyka, 2013, 6,
• [2] Golec Т., Remiszewski K., Szymczak J., Świrski J., Wróblewska V.: Niskoemisyjny palnik wirowy nowej generacji. Energetyka, 2000, 11,547-555
• [3] Jadamus H., Kulpa A., Świrski J., Golec T, Wróblewska V.: Palnik wirowy do spalania pyłu węglowego z niską emisją tlenków azotu, PL180190.
• [4] Świątkowski В., Golec T, Razum M., Mazur S.: Sposób i palnik wirowy do niskoemisyjnego współspalania rozdrobnionej biomasy z pytem węglowym w kotle energetycznym, PL221934.
• [5] Zhang Ch.: High-efficiency low NOx emission swirling burner and burning method thereof, CN103047657(A1).
• [6] Kuang M., Li Z., Ling Z., Zeng X.: Evaluation of staged air and overlire air in regulating air-staging conditions within a large-scale down-fired furnace, Applied Thermal Engineering, 2014, 67,97-105.
• [7] Li S., Xu T, Hiu S., Wei X.: NOx emission and thermal efficiency of a 300 MWe utility boiler retrofitted by air staging, Applied Energy, 2009, 86, 1797-1803
• [8] Hardy Т., Kordylewski W.: Niskoemisyjne techniki spalania - problemy i perspektywy, Gospodarka Paliwami i Energią, 2003, 4, 13-16.
• [9] Busca G, Lietti L., Ramis G, Berti F., Chemical and mechanistic aspects of the selective catalytic reduction of NOx by ammonia over oxide catalysts: A review. Applied Catalysis B, 1998. 18, 1-36
• [10] Parvulescu V.l., Grange P., Delmon В.: Catalytic removal of NO, Catalysis Today, 1998, 46, 233-316.
• [11] Javed M.T., Irfan N., Gibbs B.M.: Control of combustion-generated nitrogen oxides by selective non-catalytic reduction, Journal of Environmental Management, 2007, 83, 251 -289.
• [12] Yang W., Zhou J., Zhou Z., Cen K.: Nitrous oxide formation and emission in selective non-catalytic reduction process, Frontiers of Energy and Power Engineering, 2007, 1(2), 228-232.
• [13] Jakubiak M., Kordylewski W.: The effect of ozone feeding mode on the effectiveness of NO oxidation. Chemical and Process Engineering, 2011, 32(3), 229-239.
• [14] Jakubiak M., Kordylewski W.: Pilot-scale studies on NOx removal from flue gas via NO ozonation and absorption into NaOH solution. Chemical and Process Engineering, 2012, 33(3), 345-358.
• [15] Świątkowski В., Kozdryk В., Wybrane zagadnienia w modelowaniu numerycznym kotłowych komór spalania. Archiwum Spalania, 2005, Vol. 5, Nr 1-4.
• [16] Hernik В.: Numerical calculations of WR-40 boiler based on its zero-dimensional model. Chemical and Process Engineering, 2014, 35(2), 173-180.
• [17] P.407346. Sterowany rozdzielacz paliwa pyłowego. Zgłoszenie w UPRP.
• [18] PL217470. Układ do zmniejszenia emisji termicznych tlenków azotu NOx w wirowej komorze paleniskowej kotła energetycznego.
• [19] Szymczak J.: Wyniki badań optymalizacyjnych kotła OP-215 nr 4 w EC ZA Puławy po wykonanej modernizacji instalacji paleniskowej. Warszawa: Instytut Energetyki, 2014.
• [20] Szymczak J.: Wyniki badań optymalizacyjnych kotła OP-215 nr 5 w EC ZA Puławy po wykonanej modernizacji instalacji paleniskowej. Warszawa: Instytut Energetyki, 2014.
• [21] Bereza J., Pęczkowski Ł., Skonieczny D.: Pomiary gwarancyjne parametrów gwarantowanych dla kotła K-4 wg opracowania projektowego w ramach projektu inwestycyjnego nr 854 p.n.: "Budowa instalacji redukcji NOx na kotle OP-215 nr 4". Pomiary kotła K-4 przy redukcji NOx metodą pierwotną. ZPB INWAT Sp. z o.o. nr ewid.1278/15.
• [22] Bereza J., Pęczkowski Ł., Skonieczny D.: Pomiary gwarancyjne parametrów gwarantowanych dla kotła K-5 wg opracowania projektowego w ramach projektu inwestycyjnego nr 864 p.n.: "Budowa instalacji redukcji NOx na kotle OP-215 nr 5". Pomiary kotła K-5 przy redukcji NOx metodą pierwotną. ZPB INWAT Sp. z o.o. nr ewid. 1279/15.
• [23] Bereza J., Pęczkowski Ł., Skonieczny D.: Pomiary gwarancyjne parametrów gwarantowanych dla kotła K-4 wg opracowania projektowego w ramach projektu inwestycyjnego nr 854 p.n.: "Budowa instalacji redukcji NOx na kotle OP-215 nr 4". Pomiary kotła K-4 przy redukcji NOx metodą pierwotną i wtórną. ZPB IN¬WAT Sp. z o.o. nr ewid.1312/15.
• [24] Bereza J., Pęczkowski Ł., Skonieczny D.: Pomiary gwarancyjne parametrów gwarantowanych dla kotła K-4 wg opracowania projektowego w ramach projektu inwestycyjnego nr 864 p.n.: "Budowa instalacji redukcji NOx na kotle OP-215 nr 5". Pomiary kotła K-5 przy redukcji NOx metodą pierwotną i wtórną. ZPB IN¬WAT Sp. z o.o. nr ewid. 1313/15.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.