Badanie procesu spalania węgla kamiennego w kotłach grzewczych wyposażonych w parową komorę dopalania

• Autorzy: Ciupek Bartosz

Identyfikatory

DOI

10.15199/62.2020.8.9

Warianty tytułu

EN

Study on hard coal combustion in heating boilers equipped with a steam-fed afterburning chamber

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zbadano wpływ pary wodnej dostarczanej do procesu spalania węgla kamiennego w kotle grzewczym wyposażonym w klasyczną komorę spalania oraz znajdującą się nad nią komorę dopalającą ze swobodnym przenikaniem do niej gazów spalinowych i płomienia na proces spalania. W trakcie badań mierzono zmiany emisji substancji szkodliwych oraz parametry termodynamiczne procesu spalania. Strumień masy doprowadzonej do komory spalania pary wodnej wynosił maksymalnie 3,6 kg/h, co wynikało z nominalnych parametrów technicznych parownicy użytej w badaniach (objętość oraz moc wytwórcza pary wodnej). Dzięki otrzymanym wynikom pokazano, że para wodna doprowadzona do komory spalania kotła grzewczego małej mocy znacząco wpłynęła na zmianę składu chemicznego spalin. Doprowadzenie pary wodnej do komory spalania spowodowało obniżenie stężeń masowych emitowanych pyłów (PM) i tlenków azotu (NOx) oraz wielokrotny wzrost stężenia masowego emitowanego tlenku węgla(II). W przypadku doprowadzenia do komory dopalającej pary wodnej otrzymano, podobnie jak w przypadku komory spalania, znaczący spadek emisji PM i nieznaczny NOx przy zachowaniu zbliżonej emisji CO względem normalnej pracy urządzenia. Kocioł grzewczy o mocy nominalnej 18 kW był tak wyregulowany, aby pracować w sposób ciągły z mocą ok. 5,5 kW, co stanowiło ok. 30% względem mocy znamionowej. Przedział ten odzwierciedla rzeczywisty przedział mocy, z jaką kotły grzewcze na paliwa stałe pracują w warunkach rzeczywistej eksploatacji. Mierzono także temperaturę panującą w komorze spalania i dopalania, temperaturę spalin i zawartość tlenu w spalinach. Na podstawie otrzymanych wyników wyliczono współczynnik nadmiaru powietrza (λ).

EN

Solid fuel boiler with the nominal heating power 18 kW was fired with black coal only or with addn. of max. 3.6 kg/h steam to combustion or afterburning chambers. The steam addn. to the combustion chamber resulted in a decrease of particulate matter content with a small decrease in NOx concn. and a large increase in CO content in the exhaust gas, while steam addn. to the afterburning chamber resulted in a decrease of particulate matter content with a slight decrease in emission of CO and NOx.

Słowa kluczowe

PL

para wodna; komora dopalania; kocioł grzewczy; proces spalania; emisja PM; emisja CO; spalanie węgla kamiennego

EN

steam; afterburning chamber; boiler; combustion process; PM emission; CO emission; burning coal

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2020
• Tom: T. 99, nr 8
• Strony: 1163--1168
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Ciupek Bartosz

• Instytut Energetyki Cieplnej, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Politechnika Poznańska, ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznań

Bibliografia

• [1] B. Ciupek, E. Janeba-Bartoszewicz, R. Urbaniak, Przem. Chem. 2019, 98, nr 8, 1283.
• [2] B. Ciupek, Przem. Chem. 2019, 98, nr 11, 1768.
• [3] R. Ślefarski, Energies 2019, 12, nr 3, 348.
• [4] R. Ślefarski, J. Jójka, P. Czyżewski, P. Grzymisławski, Fuel 2018, 217, 490.
• [5] B. Ciupek, W. Judt, R. Urbaniak, R. Kłosowiak, J. Ecol. Eng. 2019, 20, nr 10, 34.
• [6] T. Chmielniak, J. Bigda, M. Ściążko L. Stępień, Przem. Chem. 2019, 98, nr 1, 138.
• [7] S. Li, Y. Ge, X. Wei, Fuel 2018, 224, 235.
• [8] B. Sungur, B. Topaloglu, Renew. Energy 2019, 143, 121.
• [9] H. Wang, Ch. Zhang, X. Liu, Appl. Therm. Eng. 2020, 166, 114633.
• [10] M. Trojan, Energy 2019, 175, 1194.
• [11] M. Szega, T. Czyż, Energy 2019, 178, 134.
• [12] M. Joachimiak, D. Joachimiak, M. Ciałkowski, L. Małdziński, P. Okoniewicz, K. Ostrowska, Int. J. Therm. Sci. 2019, 145, 105985.
• [13] D. Joachimiak, J. Appl. Fluid Mech. 2020, 13, nr 3, 935.
• [14] P. Madejski, Appl. Therm. Eng. 2018, 145, 352.
• [15] PN-EN 303-5:2012, Kotły grzewcze na paliwa stałe z ręcznym i automatycznym zasypem paliwa o mocy do 500 kW.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020)