Dobór materiałów do budowy kompaktowego regeneratora ciepła dla ekonomicznych palników gazowych o niskiej emisyjności CO2

• Autorzy: Wnęk M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/24.2018.1.5

Warianty tytułu

EN

The selection of the compact heat regenerator materials for economical gas burners with a low CO2 emission

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W okresie znaczącej konkurencji, wysokich cen energii i zmniejszania zasobów paliw kopalnych, które są niezbędne w technologiach metalurgicznych, wymaga się bezwzględnie od urządzeń cieplnych wysokiej sprawności przy jednoczesnym spełnieniu rosnących ograniczeń ekologicznych. Wykorzystywanie efektywnych metod podgrzewu powietrza jest jednym ze sposobów znaczącego obniżenia zużycia paliwa i ograniczenia emisji CO2 w cieplnych procesach metalurgicznych. Najbardziej wydajne pod względem temperatury podgrzewanego powietrza są systemy regeneracyjne, które w rozwiązaniach z indywidualnymi regeneratorami palnikowymi umożliwiają uzyskanie temperatury podgrzewu powyżej 1000ºC. Przygotowano do analizy kilka materiałów, z których wypełnienie regeneratora może być wykonane. W badaniach przydatności materiałów do budowy regeneratora uwzględniono dwie metody – symulację i badania stanowiskowe. Wstępne oszacowanie konstrukcji wypełnienia regeneratora przeprowadzono z wykorzystaniem autorskiego programu, w którym zastosowano uproszczoną teorię regeneratorów ciepła. Potwierdzona w badaniach stanowiskowych możliwość osiągnięcia przez regenerator wysokiego podgrzewu powietrza pozwala uzyskać znaczące oszczędności w zużyciu paliwa, a w konsekwencji podwyższa również sprawność pieca grzewczego, co powinno wzbudzić zainteresowanie przemysłu metalurgicznego z ekonomicznego punktu widzenia. Dodatkową korzyścią jest także zmniejszona emisja CO2, co stanowi bardzo ważny aspekt środowiskowy.

EN

In times of intense competition, high energy prices and reduced fossil fuel resources require high-efficiency heat devices while meeting the growing ecological constraints. The intensification of the heat flow and the efficiency of the furnaces are achieved primarily by increasing the temperature of the combustion air. The high preheated air combustion technology provides most effective heat recovery, reduction of energy consumption, cleaner and cheaper production. The most efficient in terms of the heated air temperature are the regeneration systems which, in solutions with individual burner regenerators, allow the heating temperature to reach 1000ºC. A few materials for the regenerator filling have been considered. The two experimental methods have been used – numerical simulation and research on the built test stand. Each regenerator construction is characterized by its own construction parameters which influence the heat transfer and thus an air preheat. Basically, only the dynamic model of the regenerator is able to indicate the appropriate results. Stationary tests have shown very good usefulness of chosen material as a regenerator filling. The high air preheat gives significant fuel saving and this shows that considered material of regenerator is quite an interesting solution. The reduction of fuel consumption increases also the furnace efficiency. It means that a lot of CO2 would not have been emitted into the environment, as well. Presented solution could be interesting for the metallurgical industry from the economic and environmental point of view.

Słowa kluczowe

PL

regenerator ciepła; palnik; wysoki podgrzew powietrza; oszczędność paliwa; redukcja emisji CO2

EN

heat regenerator; burner; high air temperature; fuel saving; CO2 reduction

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 85, nr 1
• Strony: 21--26
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wnęk M.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, Katedra Informatyki Przemysłowej, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice

Bibliografia

• [1] Wnęk M. 2015. Cyfrowa linearyzacja charakterystyk przepływowych zasuw kominowych. Hutnik-Wiadomości Hutnicze 6: 398- 401.
• [2] Puszer A., Tomeczek J., Wnęk M. 2001. Wpływ sterowania strumieniami substratów i produktów spalania na straty energii w piecach przemysłowych. Gospodarka Paliwami i Energią, 10: 8-12.
• [3] Tomeczek J., Puszer A., Rozpondek M. 2001. Minimalizacja strat w piecu przepychowym poprzez regulację ciśnienia spalin. Hutnik- -Wiadomości Hutnicze 1: 22-25.
• [4] Suzukawa Y. 1997. Heat transfer improvement and NOX reduction by highly preheated air combustion. Energy Convers. Mgmt, 38(10-13): 1061-1071.
• [5] Hasegawa T. 2000. Environmentally-compatible regenerative combustion heating system. The Second International Seminar on High Temperature Combustion. Stockholm, Sweden.
• [6] Polska Norma PN-76/M-34034. Rurociągi – Zasady obliczeń strat ciśnienia
• [7] Incropera F.P., De Witt D.P. 2002. Fundamentals of Heat and Mass Transfer. John Wiley and Sons, USA.
• [8] Tomeczek J., Puszer A., Wnęk M. 2007. Sposób kształtowania regulacyjnych charakterystyk przepływowych elementów nastawczych strumienia płynu. Pomiary Automatyka Kontrola, 53(11) 38-43.
• [9] Tomeczek J., Puszer A., Wnęk M. 2004. Możliwości obniżenia zużycia paliwa w przelotowych piecach grzewczych. Hutnik-Wiadomości Hutnicze 4: 178-181.
• [10] Wnęk M. 2010. Analiza podstawowych problemów oraz badania eksploatacyjne instalacji i systemów stosowanych w energetyce hutniczej i użytkowej. BK/289/RM1/2010.
• [11] Wnęk M. 2011. The compact heat regenerator as a solution of fuel consumption reduction and CO2 emission reduction. Acta Metallurgica Slovaca Conference. Energy Transformations in Industry - 12th International Scientific Conference. 21-23 September 2011, Low Tatras - Jasna pod Chopkom.
• [12] Schunk Ingenieurkeramik GmbH 02.94/1000 Ex

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).