Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wysokoczęstotliwościowy indukcyjny piec rurowy do wyznaczania temperatury topliwości popiołu

Kurytnik Igor Piotr, Lis Stanisław, Tomasik Marcin, Nawara Piotr

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2020

|

R. 24, nr 2

45--50

PL

Praca opisuje problematykę wyznaczania temperatury topliwości popiołu za pomocą indukcyjnego pieca rurowego wykonanego wg autorskiego projektu, realizującego proces spalania (stapiania) próbek popiołu zgodnie z normą z PN-ISO-540:2001. Proces ten jest kontrolowany przez sterownik PLC z zaprogramowanym algorytmem regulacji i stabilizacji temperatury PID, urządzenie wyposażone jest w termoparę typu S oraz system cyfrowej rejestracji i analizy obrazu. Rejestracja obrazu jest niezbędna do wyznaczenia temperatury płynięcia popiołu, wartość ta jest identyfikowana przy zmianie stanu skupienia z stałego w ciekły, próbka popiołu przechodzi z walcowatego kształtu w płynną postać. Prowadzone badania są niezwykle ważne w kontekście spalania biomasy w kotłach, dobór optymalnej temperatury spalania pozwoli przeciwdziałać powstawaniu ceramicznej warstwy na ściankach kotła, która pogarsza jego właściwości eksploatacyjne i w szerszej perspektywie czasu doprowadzi do jego wyłączenia z eksploatacji. Wybrane elektrociepłownie są zobligowane do spalania biomasy w ramach realizacji polityki wzrostu udziału energii odnawialnej w ogólnym bilansie energetycznym, m.in. przez wykorzystanie biomasy. Ponieważ pochodzenie biomasy jest zróżnicowane, stąd również jej skład fizyko-chemiczny jako paliwo jest niejednorodny, dlatego elektrociepłownie muszą określać temperaturę płynięcia popiołu dla poszczególnych partii tego paliwa.

EN

The work describes the problem of determining the fusibility of ash using an induction tube furnace made according to the author’s project, carrying out the process of burning (melting) ash samples in accordance with the PN-ISO-540: 2001 standard. This process is controlled by a PLC with a programmed PID temperature regulation and stabilization algorithm, the device is equipped with a S-type thermocouple and a digital image recording and analysis system. Image registration is necessary to determine the ash flow temperature, this value is identified when the state of aggregation changes from solid to liquid, the ash sample passes from a cylindrical shape to a liquid form. The conducted research is extremely important in the context of biomass combustion in boilers, the selection of the optimal combustion temperature will prevent the formation of a ceramic layer on the boiler walls, which deteriorates its operational properties and in the longer term will lead to its decommissioning. Selected combined heat and power plants are obliged to burn biomass as part of the policy of increasing the share of renewable energy in the overall energy balance, including by using biomass. Because the origin of biomass is varied, hence its physico-chemical composition as a fuel is heterogeneous, therefore CHP plants must determine the ash flow temperature for individual batches of this fuel.

2

Badanie topliwości popiołu metoda rurową jako przybliżona metoda określania składu biopaliw stałych

Nawara P., Kiełbasa P., Tabor S., Mrożek S., Trzyniec K., Dróżdż M., Oziembłowski M., Ostafin M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2017

|

R. 93, nr 12

207--210

PL

Zaprezentowana praca przedstawia badanie topliwości popiołu metoda rurową jako przybliżona metoda określania składu biopaliw stałych. Analiza wyników potwierdza założoną tezę, że na podstawie badań topliwości popiołu można wnioskować o jakości i rodzaju materiału z jakiego zostały wykonane biopaliwa stałe. Dokładność metody będzie wyższa w przypadku stworzenia odpowiednio dużej bazy czystych materiałów (wzorcowych) z jakich może być wykonywana biomasa.

EN

The presented paper presents the researching ash fusibility of the tubular method as an approximate method for determining the composition of solid biofuels. Analysis of the results confirms the hypothesis that, based on researching ash fusibility, it is possible to conclude on the quality and type of material from which solid biofuels were made. The accuracy of the method will be higher when creating a sufficiently large base of clean materials (benchmarks) from which biomass can be made.

3

Charakterystyka prototypowego stanowiska laboratoryjnego do badania topliwości popiołu metodą rurową

Nęcka K., Lis S., Dróżdż T., Nawara P., Wrona P., Oziembłowski M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2016

|

R. 92, nr 1

109--112

PL

Praca opisuje zaprojektowany i wykonany piec rurowy przeznaczony między innymi do określania temperatury topliwości popiołu zgodnie z normą PN-ISO-540:2001. Prototypowe stanowisko laboratoryjne daje możliwość cyfrowej obserwacji próbki w trakcie badania oraz posiada kilka programów sterowania temperaturą dzięki czemu możliwe jest dokładne ustalenie programu badań.

EN

Designed and manufactured tube furnace for determination of the melting temperature of ash acording to the ISO-540: 2001 standard was described in our paper. Construction of our prototype equipment allows for digital observation of the process. There are also some pre-defined temperature programs which are very usefull for determination of the optimal investigation parameters of the equipment.

4

Prototypowe stanowisko laboratoryjne do badania topliwości popiołu metodą rurową

Gąsiorowski A., Posyłek Z., Dróżdż T.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 1

144-147

PL

W pracy przedstawiono prototypowe wysokoczęstotliwościowe stanowisko laboratoryjne do badania topliwości popiołu metoda rurową. Opisano celowość prowadzenia badań temperatury topliwości popiołów oraz zalety i wady dotychczas stosowanych urządzeń. Podano założenia dotyczące zbudowanego urządzenia oraz rozwiązania techniczne zastosowanego układu przekształtnikowego. Pokazano, ze zbudowane stanowisko laboratoryjne pozwala na oznaczanie tego parametru popiołu metodą rurową zgodnie z PN-ISO-540:2001 jak również na szybkie oznaczenie wartości temperatury płynięcia popiołu w pobliżu stanowiska pracy pieca. Jako wskaźnik temperatury płynięcia popiołu zastosowano kamerę cyfrową i komputerową obróbkę zapisanej informacji wizualnej i temperatury. Parametry zbudowanego prototypowego stanowiska laboratoryjnego pozwalają na zastosowanie go, nie tylko do badania temperatury płynięcia popiołów dennych otrzymanych w procesie spalania biomasy lignocelulozowej ale również mieszanin biomasy z węglami kamiennym i brunatnym, torfem oraz innych paliw stałych.

EN

A high frequency electric heating set enabling determination of the characteristic ash fusibility temperatures using tube method was presented. The advisability of researching the fusibility temperature of ashes as well as advantages and disadvantages of so far used sets were described. The principles on the built set and technical solutions of the applied converting system were described. It was shown, that the built lab station makes it possible to determine this parameter of ash using tube method in compliance with norm PN-ISO-540:2001 as well as to determine ash flow temperature near the furnace work station in a fast way. A digital camera and computer processing of saved visual information and temperature were used to determine the temperature of ash flow. The parameters of the built prototype set enable to use it not only for researching the fusibility temperatures of bottom ashes gained in the process of lignocellulosic biomass combustion but also in combustion of mixtures of biomass and hard coal as well as brown coal, peat coal and other solid fuels.

5

Korozja towarzysząca spalaniu biomasy

Janicki M., Kowalczyk K.

Ekologia i Technika

|

2013

|

R. 21, nr 3

127--132

PL

Biomasa jest naturalnym źródłem węgla wykorzystywanym na cele energetyczne, przez co odgrywa znaczącą rolę pod względem ochrony klimatu. Ponieważ całkowita ilość emitowanego C02 z procesu spalania, odpowiada ilości pobranej w procesie fotosyntezy w okresie jej wzrostu, jest uważana za jedyne odnawialne źródło węgla, które może odgrywać szczególnie istotną rolę na rynku paliw odnawialnych [11]. Ze względu na swoją niejednorodność w składzie fizycznym jak i chemicznym, jest uważana za paliwo uciążliwe zarówno na etapie pozyskania, jak i użytkowania. Wnikliwa analiza składu pozwala na określenie optymalnego sposobu jej energetycznego wykorzystania. Z tego powodu prace poświęcone odpowiedniemu dostosowaniu palenisk, warunkujących niskoemisyjny proces termochemiczny. winny opierać się na analizie rodzaju stosowanej biomasy, jej formie oraz projektowania uwzględniającego odpowiednie materiały i możliwe technologie. W niniejszej pracy omówiono główne problemy wynikające z występowania korozji towarzyszącej spalaniu biomasy. Zwrócono uwagę na mechanizm powstawania korozji oraz czynniki wpływające na jej ograniczenie. Określono również główne zagrożenia eksploatacyjne, z jakimi spotkali się autorzy podczas spalania różnych rodzajów biomasy, a także wynikające z doświadczeń literaturowych różnych ośrodków badawczych.

EN

Biomass is a natural fuel used as energy source, therefore if is essential in terms of evironment protection. The total amount of C02 emited while the burning process equals the amount of CO,, acquired through the process of photosynthesis during the maturation time. It makes the biomass the only renewable coal source that can play a key role on the market [11]. Because of its complex physical and chemical composition, biomass is regarded quite troublesome fuel for both extraction and utilisation. The way of finding its optimal energy use is through the detailed analysis of its composition. Therefore, any work on the furnace adjustment, conditioning low-emission termochemical process, should be based on the analysis of the biomass type and form, as well as a design employing adequate materials and available technologies. This paper discusses the issues resulting from the corrosion accompanying the biomass burning process. The main focus is on the mechanism of its formation and its limiting factors. The paper also lists the main usage risks that the authors came across while burning various types of biomass as well as those that resulted from the data gathered by different research centres.

6

Wpływ budowy petrograficznej i chemicznej węgla kamiennego na temperaturę topliwości popiołu

Róg L.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2003

|

nr 1

73-96

PL

Spalaniu węgla w paleniskach kotłowych towarzyszą często negatywne zjawiska, do których zaliczyć można między innymi powstawanie osadów na zewnętrznych powierzchniach wymiany ciepła oraz występowanie żużlowania. Na zjawiska te ma wpływ nie tylko konstrukcja i sposób eksploatacji kotła, ale także gatunek spalanego węgla, jego jakość i skład zawartej w nim substancji mineralnej oraz temperatura topliwości popiołu, powstającego w procesie spalania. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że istnieje zależność między parametrami jakościowymi a temperaturą topnienia popiołu i w konsekwencji skłonnością węgla do zanieczyszczania powierzchni grzewczych kotła i żużlowania. Dla 56% popiołów badanych w atmosferze redukującej i dla 13% popiołów badanych w atmosferze utleniającej temperatura topnienia popiołu była niższa od 1300°C (rys. 1-4). Temperatura topnienia popiołu oznaczona w atmosferze redukującej i utleniającej wykazywała wprost proporcjonalną zależność. Współczynnik korelacji wynosił 0,88. W przypadku każdego popiołu temperatura topliwości oznaczona w atmosferze redukującej była zawsze niższa od uzyskanej w atmosferze utleniającej. Największe różnice miedzy temperaturą topnienia popiołu uzyskaną w tych atmosferach występują w przypadku popiołów łatwo topliwych (rys. 5) Stwierdzono także, że najwyższą temperaturę topnienia popiołu, powyżej 1400°C, wykazywały węgle, w których zawartość macerałów "grupy" witrynitu wynosiła powyżej 60% obj., a zawartość macerałów grupy inertynitu była mniejsza niż 28% obj. (rys. 6 i 7). Na temperaturę topliwości popiołu ma również wpływ skład chemiczny popiołu. Większa zawartość takich składników popiołu, jak: Si02, A1203, K20 (rys. 8, 9, 10) powodowała wzrost temperatury topnienia popiołu. Bardziej skomplikowany wpływ na tę temperaturę miały: Fe203, CaO, MgO, S03, Mn304 (rys. 11-15). W miarę wzrostu zawartości tych składników następowało najpierw obniżenie, a następnie wzrost temperatury topnienia popiołu. W przypadku pozostałych składników nie stwierdzono znaczącego wpływu (rys. 16-19). Stwierdzono słabą zależności między temperaturą topnienia popiołu a zawartością popiołu w węglu (rys. 20). W miarę wzrostu zawartości popiołu wzrasta nieznacznie temperatura topnienia popiołu. Istnieje również zależność między zawartością chloru a temperaturą topnienia popiołu (rys. 21). Popioły otrzymane z węgli o najniższej zawartości chloru, poniżej 0,15% (według klasyfikacji Crossleya - węgle o małej skłonności do żużlowania) wykazały najwyższą temperaturę topnienia popiołu - 1500°C lub większą (zalicza sieje do popiołów wysoko topliwych). Wzrost zawartości siarki całkowitej i pirytowej powodował podwyższenie temperatury topnienia popiołu (rys. 22 i 23). Odmiennie wpływała na tę temperaturę obecność siarki popiołowej, wzrost jej zawartości powodował obniżenie temperatury topnienia popiołu (rys. 24). Najwyższy współczynnik korelacji uzyskano dla zależności temperatury topnienia od zawartości CaO, S03, A1203, Fe203, Mn304 (rys. 25). Istotny wpływ na tę temperaturę ma również zawartość manganu. Współczynnik korelacji R wynosi dla tej zależności 0,72 (rys. 26). Wyniki badań uzyskane dla frakcji wydzielonych metodą wzbogacania w cieczach ciężkich wykazały, że frakcje o gęstości 1,26-^1,40 g/cm3 w węglach z kopalń 2 i 3 oraz frakcje o gęstości poniżej 1,36 g/cm5 w węglach z kopalń 1 i 4 charakteryzuje niska zawartość chloru, popiołu i siarki, wyższa zawartość macerałów grupy witrynitu oraz najwyższa temperatura topnienia popiołu zarówno w temperaturze utleniającej, jak i redukującej.

EN

The process of coal burning in boiler furnaces is often accompanied by adverse phenomena, among which, among the others, such ones can be counted as formation of deposits on external heat exchanging surfaces, and occurrence of slags. These effects are influenced not only by the structure and way of boiler utilisation, but also the grade of the burnt coal, its quality and composition of mineral substance contained in it, as well as the fusion temperature of the ash produced in the process of combustion. As a result of the investigations performed, it was found that there is a relationship between the quality parameters and fusion temperature of the ash, and, in consequence, the susceptibility of coal to contamination of the heating surfaces of the boiler and to formation of slags. For 56% of ashes tested in the reducing atmosphere, and for 13% of ashes tested in the oxidising atmosphere, the fusion temperature of the ash was lower than 1300°C (Figs. 1-4). The fusion temperature of the ash, determined in the reducing and oxidising atmospheres, proved to follow a direct proportionality. The correlation coefficient was 0,88. In the case of each ash, the temperature of fusion determined in the reducing atmosphere was always lower than that obtained in the oxidising atmosphere. The largest differences between the temperatures of fusion obtained in these atmospheres occur in the case of fusible ashes (Fig. 5). It has been also found that the highest fusion temperature of the ash, above 1400°C, was shown by the coals in which the vitrinite macerals content was over 60% by volume, and the content of macerals of the inertinite group was lower than 28% vol. (Figs. 6 and 7). The fusion temperature is also influenced by the chemical composition of ash A higher content of such ash components as Si02, CaO, MgO, S03, Mn304(Figs. 11-15). As the content of these components increased, first a drop and then a rise of the ash fusion temperature were recorded. In the case of the remaining components, no significant effect was found (Figs. 16-19). Slight relationship was found between the fusion temperature of ash and the ash content in coal (Fig. 20) With increasing ash content, the fusion temperature of ash slightly increases. There is also a relationship between chlorine content and fusion temperature of ash (Fig. 21). The ashes obtained from coals with the lowest chlorine content, below 0,15% (in accordance with the Crossley's classification, the coals with low susceptibility to ash formation) revealed the highest ash fusion temperature - 1500°C or higher (they are counted into high - fusible ashes). The rise of total and pyrite sulphur resulted in increasing ash fusion temperature (Figs. 22 and 23). The presence of ash sulphur influenced this temperature in a different way, the rise in its content resulted in lowering of the ash fusion temperature (Fig. 24). The highest correlation coefficient was obtained for the dependence of fusion temperature on the content of CaO, S03, A1203, Mn304 (Fig. 25). Also, the content of manganese has a significant effect on this temperature. The correlation coefficient R for this relationship is 0,72 (Fig. 26). The results of tests obtained for the fractions separated using dense liquid separation have shown that tiie fractions with density range 1,26 to 1,40 g/cm3 in coals from No. 2 and 3 mines, and fractions with the density below 1,36 g'cm3 in coals from No. 1 and 4 mines are characterised by low chlorine, ash and sulphur contents, higher content of macerals of vitrinite group, and highest ash fusion temperature both in oxidising and reducing atmospheres.