Badania współspalania różnych rodzajów biomasy w warunkach hybrydowego przedpaleniska kotła pyłowego

• Autorzy: Kalisz S. , Ciukaj S. , Tymoszczuk M.

Warianty tytułu

EN

Investigations on co-firing of various kinds of biomass in the hybrid satellite furnace of a pulverized fuel boiler

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań diagnostycznych prowadzonych w hybrydowej instalacji współspalania biomasy składającej się z pieca obrotowego, stacjonarnego paleniska fluidalnego oraz kotła pyłowego. Podczas badań dokonano pomiarów składu gazu i jego temperatury w przekroju poprzecznym paleniska fluidalnego za pomocą sondy aspiracyjnej oraz pobrano próbki osadów i monitorowano ich narastanie przy użyciu sondy osadczej w warunkach współspalania biomasy leśnej i pochodzenia rolniczego. Przedstawiono warunki prowadzenia badań, wyniki z obu sond oraz wpływ biomasy na warunki pracy instalacji. Pomiary temperatury i składu gazu w płaszczyźnie paleniska fluidalnego leżącej w osi pieca obrotowego wykazały, że piec pracuje głównie jako suszarka biomasy, a właściwe spalanie suchej biomasy i karbonizatu zachodzi w palenisku fluidalnym. Spalanie to powoduje występowanie wysokich temperatur w palenisku fluidalnym stwarzając warunki do aglomeracji osadów i defluidyzacji. Pomiary sondą depozytową pozwalają na wierne określenie tempa osadzania. Zasada pomiaru polega na odwzorowaniu pracy badanego wymiennika – temperatura metalu sondy odpowiada temperaturze metalu wymiennika oraz jest omywana przez spaliny o takim samym składzie i temperaturze jak badana powierzchnia ogrzewalna. Skład chemiczny paliwa oraz powstającego w trakcie spalania popiołu ma wyraźny wpływ na właściwości osadzania na powierzchniach ogrzewalnych kotła. Przeprowadzone analizy tlenkowe popiołów uzyskanych z bezpośredniego spopielenia biomas wykazały wzrost pierwiastków alkalicznych (szczególnie K i Na), a także Cl w popiele z mieszanki biomasy leśnej i AGRO w stosunku do popiołu z czystej biomasy leśnej. Tendencja jest odwrotna w wynikach uzyskanych z analiz próbek popiołu zebranych za pomocą sondy osadczej. Powyższe może świadczyć o tendencji do przylepiania się piasku złoża do osadu odkładającego się na sondzie (zwiększona zawartość SiO2). Zjawisko to z jednej strony potwierdza niską temperaturę spiekania popiołów (wychwyt materiału złoża), z drugiej nakazuje ostrożność w analizie składu chemicznego próbek zebranych sondą umieszczoną bezpośrednio w strumieniu materiału złoża fluidalnego.

EN

Presented are results of diagnostic investigations carried on in a hybrid biomass co-combustion installation consisting of a rotary furnace, stationary fluidized bed and a dust boiler. During the investigations the measurement of the gas composition and its temperature at the cross-ssection of the fluidized bed were made with the help of aspiration probe, deposit samples were taken and the process of deposit building-up was monitored with the help of a deposit probe in conditions of forest and agricultural biomass co-combustion. Presented are conditions in which the investigation took place, the results from both probes and the influence of biomass on the installation working conditions. The measurements of temperature and gas composition in the fluidized bed plane lying in the rotary furnace axis showed that the furnace works mainly as the biomass dryer while the actual combustion of dry mass and carbonizate takes place in the fluidized bed. This combustion entails occurring of high temperatures in fluidized bed creating conditions for deposit agglomeration and defluidization. Measurements made by deposit probe allow the precise determination of deposition speed. The measurement principle consists in projection of the investigated exchanger work - the probe metal temperature is equal to the exchanger metal one and the probe is washed by flue gases of the same temperature and composition as the investigated heated surface. The fuel chemical composition and the ash forming in the process of combustion has significant influence on the properties of the deposition process on the boiler heated surfaces. The carried out oxide analyses of ash obtained from the direct biomass incineration showed an increase in the amount of alkali elements (especially K and Na) and also Cl in the forest and agricultural biomass mixture ash as compared to the ash coming from the pure forest biomass. The tendency is inversed if it comes to results obtained from analyses of ash samples collected by deposit probe. It may give evidence of tendency to sticking of the sand to deposit accumulating on the probe (increased content of SiO2). This phenomenon confirms, from one side, the low temperature of ash sintering (the bed material capture) and from the other demands caution in the analysis of chemical constitution of samples collected by the probe placed directly in the fluidized bed material stream.

Słowa kluczowe

PL

energetyczne kotły pyłowe; biomasa; współspalanie biomasy

EN

pulverized fuel boilers; biomass; biomass co-combustion

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Energia [Stowarzyszenie Elektryków Polskich - COSiW]
• Czasopismo: Energetyka
• Rocznik: 2013
• Tom: nr 2
• Strony: 117--121
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kalisz S.

autor

Ciukaj S.

autor

Tymoszczuk M.

• Politechnika Śląska, Instytut Maszyn i Urządzeń Energetycznych, Zakład Kotłów i Wytwornic Pary

Bibliografia

• [1] Karcz H. i inni: Efekty ekonomiczno-eksploatacyjne spalania biomasy w przedpalenisku kotła energetycznego. Energetyka 2010, nr 2.
• [2] Mroczek K., Kalisz S., Pronobis M.. Sołtys J.: The eftect of halioysite additive on operation of boilers firing agricultural biomass. Fuel Processing Technology 92 (2011) 845-855 (doili 0.1016/j.fuproc.2010.11.020).
• [3] Blevins L. G.: Behavior of Bare and Aspirated Thermocouples in Compartment Fires. Proceedmgs of the 33rd National Heat Transfer Conference. August 15-17.1999, Albuquerque, New Mexico.
• [4] Ciukaj S.: Wpływ łącznego spalania węgla i biomasy na pracę kotłów pyłowych. Praca doktorska, Politechnika Śląska. Gliwice 2012.