Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badania instalacji odazotowania spalin w kotle rusztowym w celu dostosowania emisji NOx do ustawowych wymagań

Ostrowski Piotr, Wejkowski Robert, Garbacz Przemysław, Pawelec Natalia

Rynek Energii

|

2019

|

Nr 6

37--46

PL

Rozporządzenie Ministra Środowiska DU. 2018 poz. 680 z dnia 1 marca 2018 r. wprowadziło obostrzenia emisyjne dla średnich obiektów spalania energetycznego. W wyniku wdrożonego dokumentu istniejące średnie obiekty ciepłownicze (MCP) zostaną objęte od 01.01.2025 r. nowymi limitami. Osiągnięcie podanych w ustawie limitów jest uwarunkowane zastosowaniem metod wtórnych redukcji NOx. Powszechnie stosowane są metody selektywnej redukcji niekatalitycznej (SNCR) oraz katalitycznej (SCR). Artykuł przedstawia wyniki badań eksploatacyjnych instalacji wykorzystującej metodę SNCR oraz jej rozszerzenie o wkład katalityczny zlokalizowany w II ciągu kotła, tworząc układ hybrydowy – połączenie metod SNCR i SCR. Realizacja metody SNCR była prowadzona przez zastosowanie rozwiązania FJBS (Furnace Jet Boiler System). Technologia FJBS wykorzystuje zespół wentylatorów strumienicowych składający się z 8 dysz wtryskowych ulokowanych na 4-ech poziomach komory paleniskowej kotła, przez które wtryskiwany jest wodny roztwór mocznika, jako reagent oraz sprężone powietrze jako medium napędowe dysz wtryskowych. W pracy zawarte zostały również wyniki symulacji numerycznej, które użyto do określenia miejsca wtrysku reagenta przy nominalnej pracy kotła. Natomiast badania eksploatacyjne pozwoliły na dostosowanie działania instalacji dla pełnego zakresu pracy kotła oraz jej optymalizację. Otrzymane wyniki wskazują, że zastosowanie metody SNCR przy wykorzystaniu systemu FJBS pozwala na dostosowanie emisji kotła do wymaganego ustawicznie poziomu dla istniejących obiektów. Dodatkowo przeprowadzona analiza ekonomiczna przemawia za stosowaniem sprężonego powietrza jako medium napędowego dysz zamiast wody stosowanej w klasycznej metodzie SNCR. W przypadku dalszego zaostrzania norm emisyjnych rozwiązanie stanowić będzie połączenie istniejących systemów SNCR z reaktorami SCR. Zaprezentowane wyniki wskazują na możliwość uzyskania skutecznej redukcji NOx przy ulokowaniu wkładów katalitycznych w przestrzeni II ciągu kotła bez ingerencji w część ciśnieniową.

EN

On 1 March 2018, Polish law introduced emission restrictions for medium-sized combustion plants. As a result of the implemented document, the existing medium-size heating facilities (MCP) will be covered by new limits from 01.01.2025. Achievement of the limits set out in the Act in the vast majority of cases depends on the application of secondary NOx reduction methods - the method of selective non-catalytic SNCR reduction and selective catalytic SCR reduction. The paper presents the results of exploitation tests of the installation using the SNCR method and its extension by the catalytic converter located in the boiler’s second duct, creating a hybrid system - a combination of SNCR and SCR methods. The implementation of the SNCR method was carried out by applying the FJBS (Furnace Jet Boiler System) solution. FJBS technology uses a set of jet blowers located on 4 levels of the boiler combustion chamber, through which water solution of urea is injected as a reagent and compressed air as a driving medium of injection nozzles. The paper also includes results of numerical simulation, which was used to determine the place of reagent injection at nominal boiler operation and optimization of the algorithm. The obtained results indicate that the application of the SNCR method using the FJBS system allows to adjust the boiler emission to the level required by law for the existing facilities. In addition, the conducted economic analysis supports the use of compressed air as a driving medium for nozzles instead of water used in the classic SNCR method. In case of further tightening of emission standards, the solution will consist in connecting existing SNCR systems with SCR reactors. The presented results indicate that it is possible to achieve an effective NOx reduction by locating the catalytic converters in the space of the second boiler series without interfering with the pressure part of the boiler.

2

Metoda projektowania instalacji odazotowania spalin w technologii SNCR dla węglowych kotłów rusztowych

Krawczyk Piotr

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2019

|

z. 270

3--142

PL

Węglowe kotły rusztowe stanowią podstawę majątku wytwórczego polskich ciepłowni komunalnych. W dotychczasowej praktyce, ich dużej popularności nie towarzyszył jednak adekwatny rozwój dedykowanych metod oczyszczania spalin. W zakresie redukcji stężenia tlenków azotu kotły to nie były wyposażane w żadne systemy. Efektem tego jest brak doświadczeń projektowych i eksploatacyjnych w tym zakresie. W niniejszej pracy zaproponowano metodę projektowania instalacji odazotowania spalin w technologii SNCR dla węglowych kotłów rusztowych. Przedstawiona metoda obejmuje cały zestaw działań prowadzących do określenia parametrów konstrukcyjnych oraz eksploatacyjnych instalacji redukcji stężenia tlenków azotu. W pierwszej części pracy przedstawiono trójetapowe podejście do projektowania lane wprowadzających reagent, dedykowanych dla danego kotła. Zgodnie z zaproponowanym podejściem, w etapie pierwszym przy wykorzystaniu modelowania numerycznego poszukiwane są pożądane parametry wtrysku. W etapie drugim prowadzony jest proces projektowania lane w kierunku nadania im pożądanych, określonych wcześniej parametrów. Ostatni etap obejmuje testowanie opracowanych rozwiązań na stanowisku badawczym celem określenia rzeczywistych charakterystyk ich pracy. Poza określeniem parametrów konstrukcyjnych oraz operacyjnych lane wtryskowych, do podstawowych wyzwań technologicznych, wymagających rozwiązania przy projektowaniu instalacji SNCR, należy zaliczyć prawidłowe ich rozlokowanie na ścianach komory paleniskowej. Jako warunek początkowy przy określaniu pożądanych poziomów zabudowy lane wtryskowych przyjmuje się konieczność wprowadzania reagenta do spalin posiadających temperaturę z zakresu tzw. okna temperaturowego. Zatem poszukiwania pożądanej lokalizacji lanc wtryskowych sprowadzają się w dużej mierze do poszukiwania miejsc występowania temperatury spalin o określonej wartości. W niniejszej pracy zaproponowano dwie metody obliczeniowego określenia rozkładu temperatury spalin wewnątrz komory paleniskowej analizowanego kotła w funkcji jego parametrów operacyjnych. Pierwsza z nich odwołuje sic do tzw. metody CKTI, wprowadzając w niej pewne modyfikacje. Drugie z prezentowanych podejść opiera sic na wykorzystaniu narzędzi z zakresu numerycznej mechaniki płynów. Końcowym etapem procesu projektowania instalacji odazotowania spalin jest jej strojenie oraz kalibracja na obiekcie, dla którego była projektowana. Przykładowe doświadczenia z prac o tym charakterze również zostały zawarte w pracy. Przedstawiona metoda projektowania instalacji niekatalitycznego odazotowania spalin dla kotłów rusztowych prowadzi do rozstrzygnięcia wszystkich kluczowych kwestii z punktu widzenia sprawności funkcjonowania instalacji SNCR. Może zostać powielona dla innych typów węglowych kotłów rusztowych, przyczyniając się do rozwiązania problemu znalezienia odpowiedniej technologii odazotowania dla tej klasy obiektów. Praca stanowi próbę uogólnienia dotychczasowych wyników badań autora w zakresie projektowania instalacji odazotowania spalin w technologii SNCR dla węglowych kotłów rusztowych prowadzonych w Instytucie Techniki Cieplnej Politechniki Warszawskiej.

EN

Stoker-fired boilers are the main heat source in Polish district heating plants. So far, their popularity was not accompanied by the sustainable development of the dedicated flue gases treatment methods. The boilers were not equipped with any systems to reduce the concentration of nitrogen oxides, which resulted in the lack of design and operational experience in this area. In this thesis the method for the design of flue gas denitrification installations using SNCR technology dedicated for the stoker-fired boilers is proposed. The described method covers the entire set of activities leading to the determination of constructional and operational parameters of the installation dedicated to reduce the concentration of nitrogen oxides. In the first section of the document the three-stage approach to the design of the reagent nozzles dedicated to a given boiler is presented. According to the proposed methodology, the first stage covers the desired injection parameters determination, basing on the numerical modelling. In the second stage, the injection nozzle is designed, to allow the flow to obtain the parameters defined in the first step. The last stage involves testing of the developed solutions using a test stand, to determine the real performance characteristics of the nozzles. Besides the constructional and operational nozzle parameters determination, the main challenge of the SNCR technology designing is to choose the proper injection positions on the combustion chamber walls. As an initial condition in determining the desired levels of the injection nozzles installation, it is assumed that the reagent should be introduced into flue gas having a temperature in the range of so-called temperature window. Therefore, the search for a desired location of injection nozzles largely comes down to the definition of the places where flue gas temperatures takes a given range of values. In the thesis two methods of the computational determination of the exhaust gases temperature distribution inside the furnace chamber of the analyzed boiler as a function of its operational parameters are proposed. The first one refers to so-called CKTI method introducing several modifications. The second approach presented in the document bases on the implementation of the computational fluid dynamics tools. The last stadium of the denitrification installation designing process is to tune and calibrate the whole system on the site for which it was designed. The examples from experiments conducted in this field were also included in this paper. The presented method of designing non-catalytic denitrification installations dedicated for the stoker-fired boilers flue gas treatment leads to resolution of all key issues from the SNCR efficiency point of view. The method can be replicated for the various types of the stoker-fired boilers, contributing to solve the problem of denitrification technology choice occurring in this class of facilities. This work is an attempt to generalize the current results of the author's research in the field of designing of the flue gas denitrification systems in SNCR technology for stoker-fired boilers conducted at the Institute of Heat Engineering at the Warsaw University of Technology.

3

Badania instalacji zgazowania paliw alternatywnych zintegrowanej z kotłem w lokalnej elektrociepłowni

Maj Izabella, Ostrowski Piotr, Polok Michał

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2019

|

T. 50, nr 9

329--334

PL

W polskich ciepłowniach powszechnie użytkowane są wodne kotły rusztowe o średnich mocach, w których standardowym paliwem jest węgiel kamienny. W takich kotłach można zastosować pośrednie współspalanie paliw alternatywnych (biomasy, RDF, odpadów) przez integrację z zewnętrznym reaktorem zgazowania. W artykule przedstawiono wyniki badań testowych innowacyjnej instalacji zgazowania zbudowanej przy parowym kotle węglowym znajdującym się w miejskiej elektrociepłowni na południu Polski. Proces zgazowania jest prowadzony z wykorzystaniem spalin pobieranych z kotła. Powstały w procesie gaz palny (syngaz) jest recyrkulowany do komory spalania kotła. W drugiej części artykułu opisano parametry instalacji i procesu (wymiary reaktora, spodziewany skład syngazu) technologii zgazowania zintegrowanej z kotłem WR 8. Instalacja składa się z rektora w postaci bębna z obrotowym wirnikiem, który jest zasilany paliwem od góry. Obroty wirnika zapewniają ciągły ruch paliwa wewnątrz reaktora, zapobiegają tworzeniu się aglomeratów i zapewniają transport stałej pozostałości procesu w kierunku zsypu. Czynnik zgazowujący (spaliny) jest pobierany z kotła i doprowadzany do reaktora kanałem spalin. Przepływ gazu przez reaktor jest wymuszany wentylatorem strumienicowym napędzany parą lub sprężonym powietrzem. Syngaz zawierający składniki palne (CO, CH4, H2, CnHm) jest recyrkulowany do komory spalania i zasila wybrane palniki. Wyniki badań wskazują, że zastosowanie technologii zgazowania pozwala na współspalanie paliw alternatywnych (biomasy, RDF, odpadów) w istniejących kotłach ciepłowniczych i może być częścią lokalnej gospodarki odpadami.

EN

Grate boilers are very popular in Polish energy system. Research presented in this paper proved that such boilers can realize indirect combustion of alternative fuels (biomass, RDF, waste) by use of external gasification reactor. This paper presents results of innovative gasification process with use of flue gas as a gasifying agent. Gasification reactor is connected to the power boiler in local boiler room in the south of Poland. Combustible gas (syngas) which is a product of a process can be recirculated to the boilers combustion chamber and fed some of the burners. During tests of gasification installation a composition of the syngas as well as lower calorific value were determined. Syngas composition (CO, CH4, H2, CnHm) was determined by on-line gas analyzer.

4

Energetyczno-emisyjne efekty współspalania odpadów papieru z węglem kamiennym w kotle z rusztem mechanicznym

Wasielewski R., Głód K.

Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska

|

2017

|

Vol. 19, nr 2

1--12

EN

The paper presents the results of the industrial co-combustion trial tests of non-recyclable paper residues with hard coal in stoker-fired boiler. During the tests, the energetic and emission indices were compared for coal alone combustion and cocombustion of coal and waste paper with the mass share of 30%. It was found, that the co-combustion of waste paper with their participation in a fuel blend of 30% results in a noticeable lowering boiler efficiency (decrease of approximately 10%). Construction of stoker-fired boiler type OR-10 does not allow keeping requirements of the process thermal treatment of waste in the minimum time of two seconds residence in the area of exhaust gas temperatures above 850°C. Co-combustion residues have a much higher unburned carbon content relative to the residues of coal combustion. Keeping the system under test boiler OR-10 force the emission standards for co-incineration of waste is impossible. Co-combustion of waste paper and cardboard in the test stoker-fired boiler OR-10 carries environmental risks.

PL

Przedstawiono rezultaty przemysłowych testów współspalania odpadów makulaturowych nieprzydatnych do recyklingu z węglem kamiennym w kotle energetycznym typu OR-10 wyposażonym w ruszt mechaniczny. Porównano parametry energetyczne i emisyjne spalania węgla kamiennego oraz współspalania odpadu z węglem przy udziale masowym 30% w mieszance. Stwierdzono, że współspalanie odpadów papieru i tektury, przy ich udziale w mieszance paliwowej na poziomie: 30% wpływa w sposób zauważalny na obniżenie sprawności kotła (spadek o około 10%). Konstrukcja kotła typu OR-10 nie pozwala na dotrzymanie wymagań dotyczących prowadzenia procesu termicznego przekształcania odpadów w zakresie minimalnego czasu 2 sekund przebywania spalin w obszarze temperatury powyżej 850°C. Uboczne produkty współspalania odpadów wykazują znacznie większy niedopał w stosunku do ubocznych produktów spalania węgla. Dotrzymanie przez instalację badanego kotła OR-10 obowiązujących ją standardów emisyjnych dla współspalania odpadów jest niemożliwe. Współspalanie odpadów papieru z węglem w badanym kotle rusztowym OR-10 niesie za sobą zagrożenia środowiskowe.

5

Określenie wskaźnika jakości spalania węgla w przemysłowym kotle energetycznym

Ławicki T., Suleimenov A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2014

|

R. 90, nr 3

227--230

PL

Płomień jest pierwszym i najszybszym źródłem informacji o procesie spalania. Artykuł przedstawia zastosowanie transformaty curvelet do przekształceń obrazu płomienia, uzyskanego podczas szeregu testów w kotłach rusztowych w elektrociepłowni Megatem E.C. w Lublinie. Obrazy płomienia, z wykorzystaniem transformaty curvelet zostały przetworzone do współczynników, opisujących proces spalania w danej chwili. W oparciu o tą informację, autorzy zaproponowali wskaźnik definiujący jakość procesu spalania.

EN

The flame is original and the fastest possible source of combustion process information. The article describes application of curvelet transform of flame images that were captured during several combustion tests at heat and power plant Megatem E.C. Lublin. Using curvelet transform, images of flame has been transformed in order to develop information on the operation of the boiler. Based on this information, the authors propose a quality factor of the combustion process.

6

Badania nad ograniczeniem emisji NOx z kotła rusztowego WR-25

Gostomczyk M., Bauerek J.

Instal

|

2014

|

nr 9

28--30

PL

Stwierdzono, że spełnienie standardów emisji NOx do atmosfery może być zapewnione przy iniekcji do kotła WR-25 17 kg/h mocznika w roztworze wodnym o stężeniu 80% mocznika.

EN

It was stated that NOx emissions compliance with standards may be provided by injecting 17 kg/h of urea in 80% aqueous solution to WR-25 boiler.

7

Czy efektywnie można utylizować odpady komunalne w kotłach rusztowych?

Karcz H., Kozakiewicz A., Kontorek M., Dziugan P., Wierzbicki K.

Energetyka

|

2012

|

nr 2

112-121

PL

Analiza techniczna i technologiczna potencjalnych paliw energetycznych wytworzonych z odpadów komunalnych wykazała, że najbardziej ekonomicznym i ekologicznym sposobem Energetycznego Recyklingu Odpadów (ERO) jest wytworzenie Formowanych Alternatywnych Paliw Energetycznych (FAPE) w postaci brykietów lub peletów służących do opalania kotłów elektrociepłowni pracujących w układzie kogeneracji, łączącej w sobie układ turbogeneratora parowego i turbogeneratora ORC. Energetyczny Recykling Odpadów (ERO) w układzie kogeneracji umożliwia jednoczesną produkcję energii elektrycznej i cieplnej oraz w istotny sposób obniża emisję CO2 do atmosfery, ponieważ odpady przynajmniej w 40% mogą być zaliczane do OZE. Ilość CO2, uwalnianego do atmosfery w trakcie wyprodukowania jednostki energii, jest niezwykle ważnym parametrem ekonomicznym.

EN

Technical and technological analyses of potential energy fuels produced from municipal wastes show that the most economic and ecological method of wastes energy recycling is production of pre-formed alternative energy fuels in the form of briquettes or pellets which are used to fuel power boilers working in a cogeneration system consisting of steam and ORC turbogenerators. Wastes energy recycling in cogeneration system enables the simultaneous production of electric and heat energy and considerably reduces CO2 emission to the atmosphere as the wastes, in at least 40%, can be included among renewable energy sources. The amount of CO2 released to atmosphere during the process of production of one electric energy unit is an extremely important economic parameter.

8

Modernizacja kotła WR-25 sprzyjająca spalaniu paliw odnawialnych i mieszanek ekologicznych - I

Wiśniewski M.

Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska

|

2009

|

Vol. 11, nr 3

75-84

PL

Niniejsza praca jest poświęcona analizie rozwiązań technicznych przekładających się na zwiększenie podatności kotła rusztowego WR-25 na spalanie paliw odnawialnych i mieszanek ekologicznych. Rozwiązania te obejmują różne modyfikacje podawania paliwa na ruszt i przygotowania mieszanek paliwowych, a także rozszerzenie zakresu ekonomicznej obciążalności kotła poprzez modernizacje powierzchni wymiany ciepła oraz udoskonalenie technologii odpylania spalin.

EN

The issue of this thesis is to analyze the technical solutions resulting in higher susceptibility of stoker fired boiler WR-25 to use renewable fuel and ecological mixtures in combustion process. These solutions cover various modifications of supplying the stoker with fuel, preparing fuel mixtures as well as extending the economical capacity of the boiler through enhanced heat exchange surface and improved exhaust fumes dedusting.

9

Współspalanie węgla kamiennego z mączką mięsno-kostną w kotłach rusztowych

Orszulik E., Lenkiewicz D.

Energetyka

|

2007

|

nr 11

831-836

PL

Mączki mięsne i mięsno-kostne wytwarzane są podczas przerobu odpadowej tkanki zwierzęcej poddanej działaniu wysokiej temperatury. Były one stosowane do produkcji pasz i komponentów paszowych dla skarmiania zwierząt. Minister Rolnictwa i Rozwoju Wsi rozporządzeniem z dnia 1 listopada 2003 r. wprowadził zakaz stosowania mączek jako materiału paszowego. W związku z tym zakazem podjęto próbę termicznego unieszkodliwiania mączek mięsnych i mięsno-kostnych w kotłach grzewczych. Mączki mięsne i mięsno-kostne są jednym z kalorycznych produktów nadających się do lub współspalania z węglem kamiennym w kotłach rusztowych.

EN

Meat and meat-and-bone flours are produced during the processing of animal waste tissue exposed to high temperature. They were used for production of fodders and fodder components for animal feeding. The Minister of Agriculture and Village Development in his decree of 1st November 2003 prohibited usage of meat and meat-and-bone flours as animal fodder. As a result of this ban a method of thermal utilization of meat and meat-and-bone flours in heating boilers was tested. Meat and meat-and-bone flours are one of calorific products liable to combustion or co-combustion with hard coal in stoker-fired boilers.

10

Przyszłość kotłów rusztowych we Wspólnocie Europejskiej (artykuł dyskusyjny)

Machura K.

Energetyka

|

2007

|

nr 11

801-804

PL

Postawiono pytanie o przyszłość kotłów rusztowych we Wspólnocie Europejskiej. Przyszłość ta zależy od spełnienia przez te kotły wymagań Dyrektyw WE i wynikających z nich krajowych regulacji prawnych. Stwierdzono, że kotły rusztowe mogą spełnić wymagania BAT i mają pewne korzystne cechy, co sprawia, że ich przyszłość nie jest zagrożona. Należy się nawet spodziewać zwiększenia zainteresowania tymi kotłami wśród krajowych i zagranicznych użytkowników. Zwrócono uwagę na to, że kotły rusztowe z paleniskami narzutowymi dają możliwość zwiększenia maksymalnej wydajności i współspalania biomasy. Dlatego krajowi producenci palenisk rusztowych powinni się zainteresować ich rozwojem, być może w kooperacji z czołowymi światowymi producentami tej branży.

EN

A question about the future of stoker fired boilers in the UE is asked. This future depends on fulfillment of requirements of EC Directives and related domestic legal regulations. It was stated that stoker fired boilers can meet the BAT requirements and have some positive features, what causes their future not endangered. One can even expect a rising interest with these boilers among domestic and foreign boiler users. Attention is paid to spreader stoker fired boilers which give the opportunity to increase boiler's maximum rating and co-firing of biomass. Therefore the domestic stoker manufacturers should be interested in their development, perhaps in cooperation with leading world manufacturers in this field.

11

Przystosowanie rusztowego kotła węglowego do opalania gazem z odmetanowania kopalń

Tomeczek J., Góral J., Ochman J., Ryrko Stanisław

Energetyka

|

2007

|

nr 11

796-800

PL

Przedstawiono sposób adaptacji wodnego kotła rusztowego WR10 do spalania gazu z odmetanowania kopalń. Badania eksploatacyjne wykazały, że po zamianie węgla na gaz kopalniany uzyskano zwiększenie sprawności o ok. 15%, przy zachowaniu niezmiennej konstrukcji kotła, co skutkuje wymiernymi efektami ekonomicznymi i ekologicznymi.

EN

Presented is method to adapt WR10 water stoker-fired boiler to be fired with gas coming from the mine demethanization process. Operating tests showed that after changing from coal to methane gas and with no boiler construction alterations, about 15% increase of efficiency was obtained what results in calculable economic and ecological effects.

12

Współspalanie biomasy w kotle rusztowym (na przykładzie badanego obiektu)

Zamorowski K.

Energetyka

|

2006

|

nr 1

41-46

PL

Scharakteryzowano właściwości drewna jako biopaliwa oraz ich wpływ na warunki pracy kotła. Przedstawiono zarys przeprowadzonej modernizacji kotła EKM-50 w celu przystosowania do współspalania drewna z węglem. Omówiono wyniki jego badań, uzyskiwane parametry i występujące problemy eksploatacyjne.

EN

Characterised are properties of the wood as a bio-fuel and their influence on conditions the boiler operation. The modernisation of the EKM-50 Boiler in order to adapt this boiler to co-combustion of the wood with the coal is presented. Results of the boiler tests, achieved parameters and occurring operational problems are discussed.

13

Modelowanie spalania odpadów drzewnych w kotle rusztowym

Poskrobko S., Łach J.

Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej. Budowa i Eksploatacja Maszyn

|

2004

|

Z. 12

167-193

PL

Konieczność ochrony środowiska naturalnego doprowadziła m.in. do zwiększenia zainteresowania wykorzystaniem lokalnych zasobów paliw odnawialnych. W ostatnich latach wiele zainwestowano w kraju w związku z budową kotłowni, których celem jest zaspokojenie lokalnych potrzeb energetycznych. Często jednak okazuje się, że wytwarzana ilość energii cieplnej nie pokrywa się, szczególnie w okresach szczytowych, z ilością przewidzianą na etapie formułowania założeń projektowych, co jest powodem braku akceptacji społecznej zrealizowanej inwestycji. Przyczyną takiego stanu rzeczy może być np. błędnie sporządzony bilans zapotrzebowania na ciepło, zły stan techniczny systemu rozprowadzania ciepła ze źródła do odbiorców itp., ale zazwyczaj jest nią brak szczegółowej analizy możliwości pracy zainstalowanych kotłów w określonych warunkach zapotrzebowania na ciepło. Niezależnie od aspektu ekologicznego, należy więc położyć stosowny nacisk, i to już w ramach prac koncepcyjnych, na konieczność zapewnienia uzasadnionego ekonomicznie bezpieczeństwa energetycznego, tzn. na szczegółową i rzetelną analizę efektywności pracy systemu "napaliwiania" ciepłowni oraz wytwarzania i przesyłu ciepła, co pozwoli uniknąć groźnych w skutkach błędów podczas eksploatacji. W niniejszej pracy przedstawiono kluczowe zagadnienia związane z modelowaniem wytwarzania energii cieplnej z odpadów (zrębów) drzewnych. Ich efektywne rozwiązanie umożliwia planowanie gospodarki paliwowo-energetycznej w konkretnych warunkach zapotrzebowania na ciepło. W szczególności udokumentowano zależność wielkości bilansowych kotła, a tym samym efektywności jego pracy, od takich podstawowych parametrów, jak: wilgotność paliwa w postaci zrębów drzewnych, współczynnik nadmiaru powietrza oraz temperatura powietrza doprowadzanego do komory spalania. Analizę efektywności procesu spalania przeprowadzono na przykładzie typowego kotła wodnego z rusztem schodkowym o mocy nominalnej około.5,8MW. Zwrócono w niej uwagę na doświadczenia zebrane w trakcie eksploatacji ciepłowni miejskiej na Podlasiu o mocy 12MW, opalanej w całości zrębkami drzewnymi i trocinami.

EN

Necessity of protection of natural environment resulted in enlargement of utilization of local resources of renewable fuels. In last years, my investitions were located in our country in construction of many boiler rooms assigned for satisfying local thermal energy needs. Often yet it turns out, that developed quantity of thermal energy does not agree, particularly in peak periods, with forecast demand determined on stage of brief foredesign, what it is reason of lack of social acceptance of realized investments. Such state of affairs can be caused e.g. by incorrect balance of heat demand or bad technical conditions of heat distribution system from source to recipients, but usually by lack of detailed analysis of possibility of work of installed boilers in definite conditions of heat demand. Independently of ecological aspect, one should to lay emphasis in frames of conception on assurance of economically justifiable covering of heat demand, i.e. on detailed and reliable analysis of efficiency of work of fuel delivery system in heat-generating plant as well as production and heat transmission. This way it is possible to avoid undesirable and often dangerous mistakes in service conditions. In the paper, fundamental questions connected with production of thermal energy from wood waste have been taken into account. Theirs effective solution makes possible planning of fuel policy and energy management. In particular, dependence of boiler balance quantities on such basic parameters, as: fuel (i.e. wood waste) humidity, excess air coefficient as well as temperature of air leading to combustion chamber, has been demonstrated. Analysis of efficiency of burning process was based on example of typical water heater with step grate with heating power about 5,8MW. Results obtained have been evaluated based on experience connected with exploitation of municipal heating plant on Podlasie with wood waste as a fuel and with heating power about 12 MW.

14

Identyfikacja złożonych procesów cieplnych i energotechnologicznych

Rusinowski H.

Zeszyty Naukowe. Energetyka / Politechnika Śląska

|

2002

|

z. 137

7-129

PL

Postęp w technikach pomiarowych i technologii komputerowej powoduje coraz szersze stosowanie modelowania matematycznego procesów z wykorzystaniem zarejestrowanych danych pomiarowych. Przetworzenie zbioru danych pomiarowych w model matematyczny opisujący najważniejsze właściwości procesu nosi nazwę identyfikacji procesów. W prezentowanej pracy rozpatrywano problem identyfikacji modeli parametrycznych, statycznych złożonych procesów cieplnych i energotechnologicznych. Identyfikowano modele liniowe i nieliniowe względem estymowanych parametrów. W celu estymacji parametrów modelu stosowano metody stochastyczne bazujące na estymacji statystycznie optymalnej. Otrzymany z estymacji parametrów model poddano ocenie i weryfikacji struktury. Istotność wyrazów w modelu badano testem F-Snedecora w procedurze regresji krokowej. Aby uzyskać najbardziej wiarygodne wartości wyników pomiaru i obliczeń, stosowano rachunek wyrównawczy do uzgadniania bilansów substancji i energii. Opracowaną metodę i programy komputerowe wykorzystano do identyfikacji: charakterystyki energetycznej kotła ciepłowniczego WR-5, charakterystyki energetycznej kotła wielopaliwowego ORG-32, energochłonności pieców anodowych stacjonarnych i obrotowych, przebiegu czasowego redukcji miedzi w piecu anodowym, przebiegu czasowego zapotrzebowania tlenu w procesie rafinacji ołowiu. Identyfikację procesów można przeprowadzić wykorzystując wyniki eksperymentów fizycznych lub numerycznych. Na. przykładzie procesu nagrzewania dmuchu wielkopiecowego przedstawiono wybrane problemy modelowania matematycznego i symulacji numerycznej. Opracowano model matematyczny przepływu ciepła w nagrzewnicy oraz algorytm symulacji układów sterowania. W wyniku dyskretyzacji zmiennych przestrzennych w zastępczym wypełnieniu płytowym układ o parametrach rozłożonych zastąpiono podukładami o parametrach skupionych. Równanie różniczkowe opisujące przepływ ciepła rozwiązano metodą dyskretnej transformacji spektralnej. Wyprowadzono rozwiązanie dla pracy nagrzewnicy w stanie pseudoustalonym. Wykonano eksperymentalną ocenę wiarygodności modelu i przeprowadzono obliczenia symulacyjne. Wyniki obliczeń symulacyjnych wykorzystano do identyfikacji cieplnej nagrzewnicy wielkopiecowej. W końcowej części pracy przedstawiono na przykładzie kotła ciepłowniczego, zespołu nagrzewnic wielkopiecowych oraz palnika pieca energotechnologicznego możliwości praktycznego wykorzystania wyników identyfikacji do optymalizacji bieżącej w systemach sterowania. System sterowania kotłem rusztowym został wdrożony w Ciepłowni Pyskowice. Wdrożenie systemu pozwoliło na obniżenie zużycia paliwa o 7 punktów procentowych.

EN

The progress in techniques of measurement and computer technology causes the increase of using mathematical modeling on the basis of acquired data. The conversion of an acquired data set into a mathematical model describing the most important properties of a process is called process identification. In the presented work the author considers the problems of static parametrical models of complex thermal and thermo-technological processes identification. Linear and non-linear models in relation to estimated parameters have been identified. For a model parameters estimation, the stochastic methods based on the statistically optimal estimation have been applied. The obtained model's structure has been verified and the significance of model terms has been tested with the application of the F-Snedecor test in a stepwise regression procedure. Similarly, the least squares adjustment method for mass and energy balances has been employed to obtain the most reliable values of the measurement and calculations. The developed method and applicable software has been applied to identify: - the energy characteristics of a WR-5 water boiler, - the energy characteristics of a ORG-32 multi-fuel boiler, - the energy consumption indices of anode rotary and chamber furnaces, - the time course of copper reduction in an anode furnace, - the time course of oxygen demand in the lead refining process. The identification of these processes might be carried out with using the results of physical and numerical experiments. Selected problems of mathematical modeling and numerical simulation have been presented on the basis of the hot-blast stove process. The mathematical model of heat transfer and the simulation algorithm of a controlling system for hot-blast stove has been developed. The differential equations describing the heat transfer has been solved with the use of the spectral discrete transformation. A solution for pseudo-steady state conditions of a hot-blast stove has been derived. The results of the simulating calculations has been applied to the thermal identification of a hot-blast stove. In the final part of the work the possibilities of practical use of identification results for on-line optimization in controlling the systems has been presented by means of following examples: a water boiler, hot-blast stoves system and a burner of a thermo-technological furnace. A water boiler controlling system has been applied in The Heating Plant Pyskowice. This reduced the fuel consumption by 7% percentage points.

15

Wyznaczanie charakterystyki energetycznej kotła wielopaliwowego z zastosowaniem rachunku wyrównawczego do uwiarygodnienia wyników pomiarów

Rusinowski H., Szega M.

Gospodarka Paliwami i Energią

|

2001

|

nr 9

2-7

PL

Przedstawiono metodę i przykładowe wyniki obliczeń sprawności energetycznej i względnych strat energii w kotle wielopaliwowym opalanym węglem energetycznym, gazem technologicznym i gazem ziemnym. Na podstawie wyników pomiaru i uzyskania jednoznacznych wartości sprawności energetycznej zastosowano rachunek wyrównawczy do uzgodnienia bilansów. Przedstawiono sposób opracowania i wyznaczono charakterystykę energetyczną kotła wielopaliwowego z wykorzystaniem metody regresji krokowej.

EN

The method and the exemplary results of the calculations of the thermal efficiency and the relative energy losses in the stoker-tired boiler fueled with the hard coal, with the gas from technological processes and with the natural gas have heen presented. The last-squares adjustment method for balances was used in order to increase accuracy of the measurement results and to obtain clear-cut value of thermal efficiency. Step-wise regression method was used for the determination of the formula and the coefficients of the boiler thermal efficiency empirical equation.

16

Modernizacja kotłów rusztowych

Kruczek S.

Informacja Instal

|

1999

|

Nr 6 (184)

28-32

PL

W artykule przedstawiono sposoby modernizacji kotłów rusztowych małej i średniej mocy opalanych węglem kamiennym pod kątem zwiększenia sprawności i zmniejszenia emisji CO i NOx. Modernizacja polega między innymi na dokonaniu rozdziału powietrza potrzebnego do spalania na powietrze pierwsze, drugie i trzecie oraz wprowadzenie recyrkulacji spalin. Ponadto podano możliwości zmiany paliwa stałego na paliwo gazowe lub ciekłe w istniejących kotłach rusztowych nie naruszając części ciśnieniowej kotła.