Optimization of the Retort Burner Construction to Reduce Emission of Harmful Substances

• Autorzy: Ciupek B. , Urbaniak R.

Identyfikatory

DOI

10.15199/9.2018.12.8

Warianty tytułu

PL

Optymalizacja konstrukcji palnika retortowego w aspekcie obniżenia emisji substancji szkodliwych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents an analysis of the possibilities of optimizing the retort burner design about emitted harmful substances. The selected research facility is characterized by a much higher level of emitted harmful substances in relation to the currently valid standard in the solid fuel heating devices. A first generation retort burner with a fixed air rim was used for the tests. The main task posed to these elements are: formation of the combustion fuel bed and supplying secondary air to the combustion process. The constructions found on the market differ in the geometrical model of the secondary air supply system to the furnace. During the tests, the boiler was used as the installation site for the retort burner and a reference point for measuring the concentration of harmful substances emitted. The burner operation was controlled using a microprocessor temperature controller. The aim of the research was to check whether the change of the shape and the angle of outflow of secondary air in the burner will affect the significant reduction of emitted substances. In order to achieve the assumed goals, specially made steering overlay were used to determine the optimal angle of the outflow of air creating in the furnace a stream of receding exhaust gas. The article describes the research methodology and analysis of the results obtained. The effect of the conducted tests is to determine the range of the angle of air outflow in the furnace creating the recoil stream. Obtaining such a flue gas distribution allowed to significantly reduce the level of harmful substances emitted.

PL

W artykule przedstawiono analizę możliwości optymalizacji konstrukcji palnika retortowego w aspekcie zmniejszenia emisji substancji szkodliwych. Wybrany obiekt badań charakteryzował się znacznie wyższym poziomem emisji substancji szkodliwych niż dopuszczają stosowne normy. Obiektem badań był palnik retortowy pierwszej generacji z powietrzną koronką stałą. Głównym zadaniem tych elementów są: ukształtowanie złoża spalanego paliwa oraz doprowadzenie powietrza wtórnego do procesu spalania. Spotykane na rynku konstrukcje różnią się modelem geometrycznym układu dostarczania powietrza wtórnego do paleniska. Badany palnik retortowy zainstalowany w kotle grzewczym, stanowi punkt odniesienia do pomiaru stężenia emitowanych substancji szkodliwych. Praca palnika była sterowana za pomocą mikroprocesorowego regulatora temperatury. Celem badań było sprawdzenie czy zmiana ukształtowania oraz kąta wypływu powietrza wtórnego w palniku spowoduje ograniczenie emisji szkodliwych substancji. Do osiągnięcia założonych celów posłużono się specjalnie wykonanymi nakładkami kierowniczymi mającymi za zadanie utworzenie optymalnego kąta wypływu powietrza tworzącego w palenisku cofniętą strugę spalin. W artykule opisano metodologię badań oraz wykonano analizy otrzymanych wyników. Efektem przeprowadzonych badań jest wyznaczenie zakresu kąta wypływu powietrza w palenisku tworzącego cofniętą strugę spalin. Uzyskanie takiego rozkładu spalin pozwoliło na znaczące obniżenie emisji do otoczenia substancji szkodliwych.

Słowa kluczowe

EN

heating boilers; retort burner; emission; harmful substances

PL

kotły grzewcze; palnik retortowy; emisja; substancje szkodliwe

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 49, nr 12
• Strony: 519--524
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Ciupek B.

• Poznan University of Technology, Faculty of Transport Engineering, Chair of Thermal Engineering, Piotrowo 3, 60-965 Poznan, Poland

autor

Urbaniak R.

• Poznan University of Technology, Faculty of Transport Engineering, Chair of Thermal Engineering, Piotrowo 3, 60-965 Poznan, Poland

Bibliografia

• [1] Ciupek B., R. Urbaniak, J. Bartoszewicz. 2018. "Emisja tlenku węgla i tlenków azotu z kotła małej mocy w zależności od zastosowanego paliwa węglowego". Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja, 49 (3): 90-94.
• [2] Ciupek B. 2018. "Możliwość obniżenia emisji substancji szkodliwych z kotła małej mocy przez współspalanie węgla kamiennego z biomasą niedrzewną". Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja, 49 (7): 257-260.
• [3] Ciupek B. 2018. "Wpływ zawirowania strugi spalin na obniżenie emisji pyłów oraz podniesienie sprawności cieplnej kotła peletowego". Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja, 49 (8): 333-338.
• [4] Jodkowski M. 2014. “Properties of new formed fuels for iron ore sintering process". Hutnik, Wiadomości Hutnicz, vol. 81, (12): 807-810.
• [5] Krucki A., S. Pilarski. 2014. "Analiza i porównanie wyników badań automatycznych kotłów grzewczych na paliwa stałe wyposażonych w palniki retortowe z wymaganiami normy PN-EN 303-5:2012". Instal (10): 21-29.
• [6] Kubica R., W. Mokrosz, A. Szlęk. 2017. “Improving energy and environmental performance of coal fueled boilers - A new type of centrifugal dust separator with external flue recycle". Energy, vol. (138): 238-248.
• [7] Matuszek K., P. Hrycko. 2013. "Praca kotła c.o. w warunkach laboratoryjnych i w warunkach rzeczywistej eksploatacji". Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja, 44 (5): 200-205.
• [8] Orszulik E. 2010. "Współspalanie węgla kamiennego z paliwem alternatywnym wytwarzanym na bazie odpadów innych niż niebezpieczne w kotłach energetycznych wyposażonych w palnik retortowy". Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko, (1): 29-39.
• [9] PN-EN 303-5:2012 Kotły grzewcze - Część 5: Kotły grzewcze na paliwa stałe z ręcznym i automatycznym zasypem paliwa o mocy nominalnej do 500 kW - Terminologia, wymagania, badania i oznakowanie.
• [10] Słania J., G. Goliński, P. Wilk. 2015. "Awaria palnika retortowego stosowanego w kotłach CO. Analiza przyczyn zniszczenia układu podającego - badania i technologia naprawy". Przegląd Spawalniczy (87): 13-17.
• [11] Urbaniak R., W. Judt, A. Nygard. 2017. "Nowoczesne metody transportu paliw stałych w automatycznych kotłach małej mocy". Autobusy: technika, eksploatacja, systemy transportowe, (18): 646-650.
• [12] Urbaniak R., J. Bartoszewicz, R. Kłosowiak. 2015. “Main Causes of NOx Emissions by Low-Power boilers", Polish Journal of Environmental Studies, (24): 2223-2230.
• [13] Urbaniak R., B. Ciupek, R. Kłosowiak, A. Nygard. 2018. “Analysis of the Possibility of Burning and Co-firing Oats in Automatic Solid Fuel Boilers". Chemical Engineering Transactions, (70): 685-690.
• [14] Wójcik J. 2012. "Influence of fuel quality on boiler work with retort furnace". Zeszyty Naukowe / Akademia Morska w Szczecinie (32): 126-130.
• [15] Zawistowski J. 2008. "Retortowe kotły węglowe drugiej generacji". Rynek Instalacyjny (4): 65-68.