Kocioł niskotemperaturowy opalany biomasą rolniczą

• Autorzy: Golec Tomasz , Nehring Grzegorz

Identyfikatory

DOI

10.36119/15.2021.3.1

Warianty tytułu

EN

Low temperature boiler fired with agriculture biomass

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł jest próbą podsumowania prac badawczych jakie zostały przeprowadzone przez Instytut Energetyki (IEn) w ramach projektu BioCHP, którego celem było opracowanie oraz przygotowanie do wdrożenia instalacji kogeneracyjnej produkującej energię elektryczną oraz ciepło z odpadowej biomasy poddanej mikronizacji i utylizowanej w ciśnieniowej komorze spalania zasilającej bezpośrednio turbinę gazową. IEn jako partner tego projektu miał za zadnie opracowanie technologii kotła, który może być zasilany zarówno dużym strumieniem gazów spalinowych o niskiej temperaturze z turbiny, jak i małym strumieniem spalin o wysokiej temperaturze powstałych w wyniku spalania biomasy w komorze paleniskowej tegoż kotła. W konsekwencji zaprojektowano i wybudowano kocioł hybrydowy z przedpaleniskiem wyposażonym w niskotemperaturową komorę spalania eliminującą ryzyko szlakowania kotła przy spalaniu biomas o niskiej temperaturze topienia popiołu. W artykule opisano metody jakie towarzyszyły procesowi projektowania kotła począwszy od budowy modelu palnika na biomasę, a skończywszy na projekcie technicznym palnika biomasowego, niskoemisyjnej komory paleniskowej i całego kotła o mocy cieplnej 10 MW. Dużo uwagi poświęcono sposobom organizacji procesu spalania w komorze przedpaleniska oraz metodom uzyskania stabilnego zapłonu mieszanki pyłowo-powietrznej. W pracy przetestowano zarówno startowy palnik olejowy jak i zapalarki plazmowe. Ostatecznymn efektem prac jest działająca instalacja demonstracyjna zlokalizowana na terenie ciepłowni w Karczewie, gdzie przeprowadzono badania kotła, które potwierdziły, że zapewnia on stabilną produkcję ciepła z rozdrobnionej biomasy i spełnia obowiązujące obecnie standardy emisyjne.

EN

The article is a summary attempt of the research work carried out by the Institute or Power Engineering (IEn) as part of the BioCHP project. The purpose of the project was to develop and prepare for the implementation or a CHP installation producing electricity and heat from waste micronized biomass burned in a pressure combustion chamber and supplying the gas turbine directly. IEn, as a partner of this project, was tasked with developing a boiler technology hat can be powered both by large stream of low-temperature exhaust gases from the turbine and by a small stream of high-temperature exhaust gases resulting from the combustion of biomass in the furnace chamber of that boiler. As a result, a hybrid boiler was designed and built with a pre-combustor equipped with a low temperature combustion chamber eliminating the risk of boiler slagging when burning biomass with a low ash melting point. The article describes the methods that accompanied the boiler design process from the construction of the biomass burner model to the technical design of the biomass burner, low-temperature furnace chamber and me entire boiler with a heat output of 10 MW. Much attention has been paid to how the combustion process is organized in the pre-combustor chamber and the methods of obtaining a stable ignition of the dust-air mixture. Both the starting oil burner and plasma igniters were tested at work. The final result of the work is a working demonstration plant located on the premises of he heating plant in Karczew, where the boiler tests were carried out, which confirmed that it ensures stable heat production from micronized biomass and meets the current emission standards.

Słowa kluczowe

PL

kogeneracja; kocioł; palnik; biomasa; szlakowanie; emisja

EN

cogeneration; boiler; burner; biomass; slagging; emission

• Wydawca: Ośrodek Informacji "Technika instalacyjna w budownictwie''
• Czasopismo: Instal
• Rocznik: 2021
• Tom: nr 3
• Strony: 11--20
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., fot., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Golec Tomasz

• Instytur Energetyki, Pion Cieplny

• https://orcid.org/0000-0001-9090-9899

autor

Nehring Grzegorz

• Instytut Energetyki - Zakład Procesów Cieplnych
• Politechnika Warszawska, Instytut Techniki Cieplnej

• https://orcid.org/0000-0002-5726-4061

Bibliografia

• [1] Aline Doherty, Eilin Walsh, Kevin P. McDonnell, THE DIRECT USE OF POST-PROCESSING WOOD DUST IN GAS TURBINES, Journal of Sustainable Bioenergy Systems, 2012, 2, 60-64.
• [2] Joseph T. Hamrick, BIOMASS FUELED GAS TURBINE DEVELOPMENT, Aerospace Research Corporation. 5454 Aerospace Road. Roanoke, Virginia 24014.
• [3] Sam H. Powell, Joseph T. Hamrick, WOOD-FIRED GAS TURBINE PLANT, Proceedings from the Eighth Annual Industrial Energy Technology Conference, Houston, TX, June 17-19, 1986.
• [4] Tomasz Golec, Beata Glot, Grzegorz Nehring, Marcin Razum, Bartosz Świątkowski, BIOSIŁOWNIA PYŁOWA, Aktualne problemy budowy i eksploatacji kotłów: Międzynarodowa XIII Konferencja Kotłowa ICBT. Poland 2018: Szczyrk, CKiR Orle Gniazdo, 23-26 października 2018, Prace Naukowe, Monografie, Konferencje - Politechnika Śląska. Instytut Maszyn i Urządzeń Energetycznych, ISSN 1506-9702.
• [5] Tomasz Golec, Krzysztof Remiszewski, Bartosz Świątkowski, Marcin Błesznowski - PALNIKI PYŁOWE NA BIOMASĘ - Energetyka nr 5, 2007, str. 375-382.
• [6] Tomasz Golec, Bartosz Świątkowski, PALNIKI PYŁOWE DO SPALANIA BIOMASY, rozdział w monografii - „Nowe technologie spalania i oczyszczania spalin", redakcja W. Nowak, M. Pronobis, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2010.
• [7] Załącznik do obwieszczenia Ministra Środowiska z dnia 12 sierpnia 2019 r. (poz. 1806) - Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 1 marca 2018 r. w sprawie standardów emisyjnych dla niektórych rodzajów instalacji, źródeł spalania paliw oraz urządzeń spalania lub współspalania odpadów.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).