An analysis of temperature distribution and heat transfer in a large-scale cfb boilers

• Autorzy: Sekret R.

Warianty tytułu

PL

Analiza rozkładu temperatury oraz przepływu ciepła w kotłach z cyrkulacyjną warstwą fluidalną w dużej skali technicznej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the current paper one has presented an analysis of temperature distribution in a combustor chamber of a 670 MWt circulating fluidized bed boiler (CFB). Initially one has determined a mathematical relation showing an efficiency coefficient of heat transfer from two-phases (i.e. gas-and-particles) mixture to walls of a combustion chamber of CFB operating on a industrial scale. It has been then found that a key parameter influencing the temperature distribution along a height of the combustion chamber is a solids circulation rate of the particles. The higher the parameter is, the more intensive heat transfer from a dense region to a diluted region of circulating fluidized bed structure takes place, and as a consequence an equalization of a vertical temperature profile and a reduction of SO2 and NOx emissions occurring during the combustion process are observed.

PL

W pracy dokonano analizy rozkładu temperatury w strukturze cyrkulacyjnej warstwy fluidalnej kotła o mocy 670 MW. Przedstawiono zależność matematyczną określającą efektywny współczynnik przejmowania ciepła od mieszaniny dwufazowej, tj. gaz-ziarna, do ścian komory paleniskowej kotłów fluidalnych pracujących w skali przemysłowej. Stwierdzono, iż kluczowym parametrem oddziaływującym na rozkład temperatury wzdłuż wysokości komory spalania jest krotność cyrkulacji ziaren materiału warstwy. Wzrost wartości tego parametru sprzyjał intensyfikacji wymiany ciepła z obszaru gęstego do obszaru rozrzedzonego struktury CWF, co w konsekwencji prowadziło do wyrównania pionowego profilu temperatury i ograniczeniu emisji SO2 i NOx powstających z procesu spalania.

Słowa kluczowe

EN

temperature distribution; heat transfer; gas emissions; combustion process; circulating fluidized bed boiler; large-scale

PL

rozkład temperatury; przepływ ciepła; emisja zanieczyszczeń; spalanie; kocioł z cyrkulacyjną warstwą fluidalną; skala techniczna duża

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2011
• Tom: Nr 6
• Strony: 145--151
• Opis fizyczny: bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sekret R.

• Faculty of Environmental Protection and Engineering, Czestochowa University of Technology, ul. Dabrowskiego 73, 42-200 Czestochowa,

Bibliografia

• 1. Caloz Y., Reh C., Cahen R., Evrard R. and Piedfer O.: Local solids velocities and their fluctuations in CFB units of different sizes. CFB Technology VI, J. Werther, Ed., Dechema, Frankfurt, pp. 849-854, 1999.
• 2. Couturier M., Doucette B., Stevens D., Poolpol S., Razbin V.: Temperature, gas concentration and solids mass flux profile within a large CFB combustors. In Proceedings of the 11th International conference on Fluidized Bed Combustion, Edited by Anthony E.J. ASME, Montreal, 1991.
• 3. Zhang W., Johnsson F., Leckner F.: Fluid dynamic boundary layers in CFB boilers. Chemical Engineering Science, Vol. 50, 2, pp. 201-210, 1995
• 4. Werdermann C.: Dr.-Ing. Dissertation, Hamburg University of Technology, Hamburg, Germany, 1992
• 5. Grace J. R., Bi H., Gorliz M.: Circulating Fluidized Beds, Handbook of fluidization and fluid – particle systems, edited by Wen – Ching Yang, Marcel Dekker, Inc., New York, Basel, pp. 516- 519, 2003.
• 6. Sekret R.: Warunki cieplno-przepływowe i emisje zanieczyszczeń w kotłach z cyrkulacyjną warstwą fluidalną dużej mocy. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Energetyka z. 142, Gliwice, 2005.
• 7. Sekret R., Nowak W.: The effect of thermal and flow conditions in the combustion chamber of the 670 MW boiler on the emission of gaseous pollutants. Archivum Combustionis, Vol. 26-2006, No. 1-2, pp.169-178, 2006.
• 8. Kobyłecki R., Sekret R., Klajny T., Nowak W.: Operating experience on bubbling fluidized bed boiler burning biomass fuels. The 8th Polish-Danish Workshop on Biomass for Energy, pp. 61-65, Starbienino, 12-15 June, 2003.
• 9. Kobyłecki R., Sekret R., Nowak W., Bis Z., Psik R.: Biomass-Fired boiler at Ostoleka Power Station, Poland – Operating Experiences. Twenty-First Annual International Pittsburgh Coal Conference. Osaka, Japan, pp. 13-17, September, 2004.
• 10. Kobyłecki R., Bis Z., Sekret R., Nowak W., i inni: Doświadczenia eksploatacyjne nadkrytycznego kotła z ciśnieniową warstwą fluidalną pracującego w KARITA w Japoni. Problemy Badawcze Energetyki Cieplnej, Politechnika Warszawska, Prace Naukowe, z. 23, pp. 207-215, 2003.
• 11. Lafanechere L., Jestin L.: Study of circulating fluidized behavior in order to scale it up to 600 MW. Proceedings of the 13th International Conference on Fluidized Bed Combustion, ed. K. J. Heinschel, Vol. 2, ASME, New York, pp. 971-980, 1995.
• 12. Chen J., C.: Heat Transfer, Handbook of Fluidization and Fluid-Particles Systems. Edited by Wen-Ching Yang, Marcel Dekker, Inc. New York-Basel, 2003