Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Optimization of the design and operating characteristics of the boiler unit based on three-dimensional mathematical modeling

Ongar Bulbul, Beloev Hristo, Iliev Iliya Krastev, Mergalimova Almagul, Akbota Zhaksylyk

Rynek Energii

|

2022

|

Nr 2

98--102

EN

Currently, ANSYS Fluent software is widely used as an alternative engineering tool for describing the physical processes occurring in the furnace and gas burners of the boiler. In the work, the technology of preparation and characteristics of fuel combustion of the boiler KVTK-100-150-4 of the Ekibastuz CHPP are investigated. Calculations of the energy characteristics of the combustion process in the combustion chamber have been carried out. A three-dimensional mathematical model of the combustion process was carried out using the ANSYS Fluent software. The analysis of methods for reducing the formation of harmful substances.

2

An experimental study on the development of multipurpose biomass burner for cooking stove and thermal generator for household application

Suyitno Budhi Muliawan, Ismail, Rahman Reza Abdu

Acta Innovations

|

2022

|

no. 45

72--81

EN

The present study proposes a novel concept of a solid biomass burner for household applications. The designed biomass stove is a multipurpose burner that can be used as a cooking stove and thermal generator. It works as a basic model of a biomass cooking stove and is coupled with a coil heat exchanger for thermal generation. The experimental evaluation is conducted by using the time-to-boil (TTB) method to measure the effective energy that can be harnessed from the combustion process. It shows that the maximum temperature outlet from the coil heat exchanger is 62.2 °C. The effective energy uptake for the coil heat exchanger is 41.9%, whereas the overall energy uptake, including the kettle, is obtained by more than 50%. Therefore, the proposed model can improve the efficiency of solid biomass burners for household ware.

3

Kocioł niskotemperaturowy opalany biomasą rolniczą

Golec Tomasz, Nehring Grzegorz

Instal

|

2021

|

nr 3

11--20

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.

4

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

Wnęk M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2018

|

Vol. 85, nr 1

21--26

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.

5

Numerical investigation of a novel burner to combust anode exhaust gases of SOFC stacks

Pianko-Oprych P., Jaworski Z.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2017

|

Vol. 19, nr 3

20--26

EN

The aim of the present study was a numerical investigation of the efficiency of the combustion process of a novel concept burner under different operating conditions. The design of the burner was a part of the development process of a complete SOFC based system and a challenging combination of technical requirements to be fulfilled. A Computational Fluid Dynamics model of a non-premixed burner was used to simulate combustion of exhaust gases from the anode region of Solid Oxide Fuel Cell stacks. The species concentrations of the exhaust gases were compared with experimental data and a satisfactory agreement of the conversion of hydrocarbons was obtained. This validates the numerical methodology and also proves applicability of the developed approach that quantitatively characterized the interaction between the exhaust gases and burner geometry for proper combustion modelling. Thus, the proposed CFD approach can be safely used for further numerical optimisation of the burner design.

6

Nowoczesne metody transportu paliw stałych w automatycznych kotłach małej mocy

Urbaniak R., Judt W., Nygard A.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2017

|

R. 18, nr 12

646--650, CD

PL

Nowoczesne kotły małej mocy na paliwa stałe wyposażone w automatyczne układy doprowadzania paliwa do komory paleniskowej, stają się w dzisiejszych czasach rozwiązaniem coraz powszechniej stosowanym. Precyzyjne dawkowanie ilości dostarczanego paliwa, gwarantuje zarówno ekonomikę procesu spalania jak i spełnienie kryteriów emisyjnych określonych w normie PN-EN 303-5:2012. Autorzy artykułu przedstawili najnowsze rozwiązania konstrukcyjne krajowych producentów kotłów spełniających kryteria klasy 5, ze szczególnym uwzględnieniem możliwości regulacyjnych charakteryzujących poszczególne konstrukcje.

EN

Modern low power solid fuel boilers equipped with automatic fuel supply systems into the combustion chamber are becoming increasingly popular today. The precise dosage of the fuel supplied guarantees both the economy of the combustion process and the fulfillment of the emission criteria set out in PN-EN 303-5:2012. The authors present the latest construction solutions of domestic boiler manufacturers meeting the criteria of class 5, with particular emphasis on regulatory capabilities characterizing individual constructions.

7

Verifying the prediction result reliability using k-ε, eddy dissipation and discrete transfer models applied on methane combustion using a prototype low-pressure burner

Honus S., Pospíšilík V., Jursová S., Šmída Z., Molnár V., Dovica M.

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2017

|

Vol. 11, no 4

252--259

EN

The article aims to verify the accuracy of a method to simulate the combustion chamber with a low-pressure prototype burner equipped with a specific “mixing element” and air baffle. The burner has an output of 4 kW and combusts methane. In detail, the article evaluates the accuracy of the final courses of temperatures and CO concentrations in the combustion chamber, which were obtained having combined the mathematical models k-ε, Eddy Dissipation and Discrete Transfer. CFD software CFX was used for the solution and visualisation of the results. The verification measurements imply that the final course of temperature plotted on the vertical axis of the combustion chamber differs from the real course by +21.7% on average. The predicted CO concentrations are relatively satisfactory in the chamber locations with lower temperatures – at the combustion chamber outlet the deviation from the measured value was +31.8%. Overall, the applied method may be considered acceptable to simulate the thermal field in a combustion chamber with the described burner.

8

The Use of Selected Raw Materials for Preparation Coal-Based Suspension Fuel

Pomykała R., Żmuda W. A., Kapusta K., Krzak M.

Inżynieria Mineralna

|

2016

|

R. 17, nr 1

99--108

EN

Preparation of suspensions based on coal as fuels capable to replace liquid hydrocarbons is a new, intensely developed trend in the economic and technological optimization of combustion systems. The article presents results of coal-water suspensions tests. Coal from Polish mines was used for their preparation as well as other energy-bearing components as alcohol, glycol and char from rubber pyrolysis. It was developed several recipes suspension meet previously established conditions for the calorific value, rheological parameters and stability. The selected suspension was combustion a laboratory plant equipped with a burner of similar design to those used in boilers oil. Performed tests have shown the possibility of combustion the suspension, in this type of construction.

PL

Przygotowanie zawiesin na bazie węgla, jako paliw zdolnych zastąpić płynne węglowodory to nowy, intensywnie rozwijany trend w zakresie ekonomicznej i technologicznej optymalizacji pracy układów spalania. W artykule przedstawiono wyniki badań suspensji węglowo-wodnych. Do ich przygotowania wykorzystano węgle pochodzące z polskich kopalń oraz inne surowce energonośne, w tym karbonizat z pirolizy gumy. Przygotowano kilka receptur suspensji spełniających założone wcześniej warunki w zakresie kaloryczności, parametrów reologicznych oraz stabilności. Wytypowane zawiesiny poddano próbom spalania na stanowisku laboratoryjnym wyposażonym w palnik odpowiadający konstrukcjom stosowanym w kotłach olejowych. Przeprowadzone testy wykazały możliwość spalania suspensji, w tego typu konstrukcjach.

9

Zastosowanie metod numerycznych w procesie projektowania i eksploatacji układów transportu pneumatycznego

Borsuk G., Dobrowolski B., Wydrych J.

Logistyka

|

2014

|

nr 6

2227--2236

PL

Podczas projektowania i eksploatacji układów pyłowych dużych kotłów energetycznych jednym z istotnych problemów jest zapewnienie żądanego rozdziału mieszaniny pyłowo-powietrznej do poszczególnych palników. Ponadto zwiększona koncentracja cząstek w niektórych obszarach układu przepływowego może spowodować niekontrolowane zużycie erozyjne tych fragmentów. W przypadku kotłów z palnikami narożnymi, tuż za wylotem z młyna znajduje się rozdzielacz czterodrogowy, którego zadaniem jest równomierny rozdział mieszanki pyłowo – powietrznej. Do numerycznej analizy przedstawionego zagadnienia posłużono się metodą Psi-CELL do określenia rozkładów prędkości, metodą Lagrange’a do obliczenia trajektorii cząstek oraz modelem Bitter’a do oszacowania ubytków erozyjnych instalacji. W pracy przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych przepływu mieszaniny powietrze-pył węglowy przez rurociąg z wbudowanym kolanem oraz rozdzielaczem czterodrogowym. W wyniku przeprowadzonych badań wykazano, że przy niewielkiej modyfikacji badanego układu – poprzez montaż progu rozpraszającego – można ograniczyć stopień segregacji pyłu w przekroju tuż za kolanem. Wykazano również że przyjęta do obliczeń metoda pozwala na optymalizację układów przepływowych nawet przy bardzo skomplikowanych geometriach.

EN

During the design and operation of systems of large dust boilers one of the key problems is to provide the desired separation of the air-dust mixture to the individual burners. Further, the higher concentration of particles in certain areas of the flow can cause uncontrolled erosion wear of these fragments. For boilers with burners corner, just behind the outlet of the mill's is built-in four-path separator, whose task is even distribution of the mixture of dust - air. For numerical analysis the issues presented method was used Psi-CELL to determine the velocity distributions, the method for calculating Lagrangian particle trajectories and a model to estimate losses Bitter'a erosion installation. The results of numerical calculations of the air-pulverized coal mixture flow through a pipeline with built-in knee and a four- path separator. The results of the study showed that when a small modification of the test system - by installing the threshold scattering - can reduce the degree of segregation of dust in the section just behind the knee. It was also shown that the method adopted to calculate the system allows optimization of the flow even at very complicated geometries.

10

Simulation of heat and mass transfer in a retort biomass burner

Kardaś D.

Chemical and Process Engineering

|

2010

|

Vol. 31, z. 4

753-765

EN

The analysis of devolatilization in a retort biomass burner has been presented. The mathematical model of the problem, based on mass and energy balance equations, has been proposed. It was assumed that the volumetric fuel rate is constant, while the cross section area of the burner varies, affecting the change of fuel movement velocity. Mass source was determined based on the literature measurement data regarding pyrolysis kinetics, which were used to describe the fuel mass loss by the temperature-dependent function. Heat flux based on the classical Fourier heat conduction equation was applied. The stationary case was considered and the boundary value problem was solved. The calculations were performed for various fuel rates, and the distributions of temperature, fuel volume fraction and mass source along the burner were obtained.

PL

Przedstawiono analizę odgazowania biomasy w palniku retortowym. Zaproponowano matematyczny model zagadnienia oparty na układzie równań zachowania masy i energii. Przyjęto, że objętościowy wydatek paliwa nie zmienia się, zmienia się natomiast przekrój palnika, powodując zmianę prędkości przesuwu paliwa. Źródło masy określono na podstawie dostępnych w literaturze danych pomiarowych dotyczących kinetyki pirolizy, opisując zmianę masy paliwa za pomocą funkcji zależnej od temperatury. Strumień ciepła opisano klasycznym równaniem Fouriera. Rozwiązano przypadek stacjonarny, sprowadzając zagadnienie do zagadnienia brzegowego. Obliczenia wykonano dla różnych wydatków paliwa, uzyskując rozkład temperatury, udziału objętościowego paliwa i źródła masy wzdłuż palnika.

11

Modelowanie i symulacja palników do wytwarzania gazu syntezowego

Dmoch M., Rój E.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2007

|

Nr 4-5

39-42

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań symulacyjnych procesu mieszania i spalania gazu w komorze reaktora typu ATR z różnymi rozwiązaniami palników (szczelinowy, wielo-dyszowy i wirowy), z wykorzystaniem oprogramowania CFD Fluent 6.3. Założono uproszczony przebieg mechanizmu reakcji chemicznych w komorze półspalania z wykorzystaniem modelu typu PDF (Pro-bality Density Function). Dokonano oceny palników według założonych kryteriów.

EN

Simulation results of gas mixing process and methane partial oxidation in an ATR reactor with a burner different geometry (slot type, multi jet type and swirl type) have been presented in the paper. A commercial software Fluent 6.3. has been used as a simulation tool. A simplified reaction mechanism has been assumed. The PDF (Probability Density Function) based model has been used for simulation purposes. The burners have been evaluated using selected criteria.

12

Mikrogazyfikator zgranulowanej odpadowej biomasy roślinnej

Dzik T., Mięso R.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2006

|

Nr 4s

33-35

EN

An attempt of designing a microgasifier combined with a burner resulted in the construction of a new "wood-gas" camping cook stove. In this cook stove the power in the range of 1.3-5.5 kW can be obtained. The stove does not produce tar and smoke. One portion of fuel in the amount of 0.5 kg wood chunks or briquettes assures 1-hour work with the power of 2 kW.

13

Mechanizm spalania paliw ciekłych w palnikach dwuczynnikowych

Karcz H., Andryjowicz C., Przygaliński K., Butmankiewicz J.

Rynek Energii

|

2004

|

nr 1

38-44

PL

Położenie geometryczne frontu płomienia w przestrzeni wokół palnikowej określa równowagowy stan normalnej prędkości spalania i szybkość tworzenia mieszaniny palnej. Szybkość powstawania mieszaniny palnej jest uzależniona od procesów fizycznych i chemicznych zachodzących w czasie przejścia paliwa z ciągłej strugi płynnej do fazy gazowej oraz procesów fizycznych zachodzących w czasie transportu paliwa gazowego i tlenu z otoczenia do strefy przypłomiennej i ich wzajemnego mieszania. Procesy fizyczne i chemiczne zachodzące w czasie przemiany fazowej paliwa płynnego są uzależnione od technologii rozbicia jednorodnego strumienia paliwa, od sposobu nagrzewu powstałych kropel oraz od drogi i sposobu mieszania powstałych par i gazów węglowodorowych z utleniaczem.

EN

The geometric location of a flame front in the space around the burner is determined by the equilibrium between a normal combustion rate and an air-fuel mixture generation rate. The latter depends on physical and chemical processes occurring during the transition of a liquid fuel stream to the gaseous phase and physical processes occurring during the transport of gaseous fuel and oxygen to the near-flame zone and their intermixing. Physical and chemical processes that occur during the liquid fuel phase transition are determined by the technology of splitting a homogenous stream of fuel, by the method of heating the forming droplets, and by the path and method of mixing the generated hydrocarbon gas vapours, with the oxidizer.

14

Zastosowanie sterowników PLC i technologii SCADA w automatyzacji siłowni okrętowej

Kaszycki L.

Zeszyty Naukowe / Wyższa Szkoła Morska w Szczecinie

|

2003

|

nr 71

175-186

PL

Przedstawiono metodę projektowania komputerowych układów automatyzacji siłowni okrętowej z wykorzystaniem sterowników programowalnych oraz wizualizacji procesu sterowania z użyciem technologii SCADA. Jako przykład podano układ sterowania palnikiem koła pomocniczego VX.

EN

The paper presents a method of computer-based, engine room automation with using programmable controllers as well as control process visualisation with SCADA technology application. As an example, a VX-type auxiliary boiler burner control system was presented.

15

Efekty energetyczne i technologiczne modernizacji układu grzewczego jednodrożnego pieca wgłębnego

Czucza C.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2003

|

Vol. 70, nr 5

214--217

PL

W artykule przedstawiono efekty modernizacji systemu grzewczego jednodrożnego pieca wgłębnego. Modernizacja ta polegała na zastosowania dwóch - odpowiednio usytuowanych - palników do nagrzewania wsadu według różnych krzywych obróbki cieplnej - w atmosferze utleniającej lub redukcyjnej - sterowanych przez system mikroprocesorowy. Na podstawie przeprowadzonych testów stwierdzono korzystny wpływ takiego sposobu opalania pieca na wyrównanie pola temperatur we wsadzie.

EN

Effects of revamping of one-way fired soaking pit heating system have been presented. For this revamping two burners suitable located to charge heating according to different heat treatment curve - in oxidizing and reducing atmosphere - controlled by microprocessor system have been used. On the basis of experiments advantageous influence of such furnace firing on thermal field equalization in a charge has been found.

16

Przerywacz ciągu kominowego niezbędnym elementem prawidłowej pracy palników atmosferycznych opalających kotły piekarskie

Pachole Z.

Dozór Techniczny

|

2000

|

z. 3

61--64