Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Techniczne uwarunkowania współspalania biomasy

Ciukaj S.

Energetyka – Społeczeństwo – Polityka

|

2017

|

nr 1(5)

83--114

EN

Paper presents the technical considerations of biomass co-firing in coal fired power boilers. Combustion of fuels with different properties in one boiler results in significant changes in the performance of such a boiler. The nature and the intensity of slagging and fouling of the heating surfaces strongly affects the amount of heat absorbed by the individual surfaces which in turn changes the performance of the power unit. It should be noted that while combustion of „clean” fuels such as natural gas or fuel oil, the fouling phenomena is not severe and only slightly dependent on the type of fuel. Cofiring of a various biomass types cause deposits with varying effects on the boiler heating surfaces. heat exchange. Hence, the effects of powr unit’s modernization may depend on the characteristics of the fuel currently being fired (especially its mineral content). At present, the most common are the modernization of coal substitution with biomass in both pulverized, grate and circulating fluidized bed boilers. In the paper some technology features were presented to show different technical solutions of biomass co-firing and resulting boiler performance effects.

2

Badania współspalania różnych rodzajów biomasy w warunkach hybrydowego przedpaleniska kotła pyłowego

Kalisz S., Ciukaj S., Tymoszczuk M.

Energetyka

|

2013

|

nr 2

117-121

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań diagnostycznych prowadzonych w hybrydowej instalacji współspalania biomasy składającej się z pieca obrotowego, stacjonarnego paleniska fluidalnego oraz kotła pyłowego. Podczas badań dokonano pomiarów składu gazu i jego temperatury w przekroju poprzecznym paleniska fluidalnego za pomocą sondy aspiracyjnej oraz pobrano próbki osadów i monitorowano ich narastanie przy użyciu sondy osadczej w warunkach współspalania biomasy leśnej i pochodzenia rolniczego. Przedstawiono warunki prowadzenia badań, wyniki z obu sond oraz wpływ biomasy na warunki pracy instalacji. Pomiary temperatury i składu gazu w płaszczyźnie paleniska fluidalnego leżącej w osi pieca obrotowego wykazały, że piec pracuje głównie jako suszarka biomasy, a właściwe spalanie suchej biomasy i karbonizatu zachodzi w palenisku fluidalnym. Spalanie to powoduje występowanie wysokich temperatur w palenisku fluidalnym stwarzając warunki do aglomeracji osadów i defluidyzacji. Pomiary sondą depozytową pozwalają na wierne określenie tempa osadzania. Zasada pomiaru polega na odwzorowaniu pracy badanego wymiennika – temperatura metalu sondy odpowiada temperaturze metalu wymiennika oraz jest omywana przez spaliny o takim samym składzie i temperaturze jak badana powierzchnia ogrzewalna. Skład chemiczny paliwa oraz powstającego w trakcie spalania popiołu ma wyraźny wpływ na właściwości osadzania na powierzchniach ogrzewalnych kotła. Przeprowadzone analizy tlenkowe popiołów uzyskanych z bezpośredniego spopielenia biomas wykazały wzrost pierwiastków alkalicznych (szczególnie K i Na), a także Cl w popiele z mieszanki biomasy leśnej i AGRO w stosunku do popiołu z czystej biomasy leśnej. Tendencja jest odwrotna w wynikach uzyskanych z analiz próbek popiołu zebranych za pomocą sondy osadczej. Powyższe może świadczyć o tendencji do przylepiania się piasku złoża do osadu odkładającego się na sondzie (zwiększona zawartość SiO2). Zjawisko to z jednej strony potwierdza niską temperaturę spiekania popiołów (wychwyt materiału złoża), z drugiej nakazuje ostrożność w analizie składu chemicznego próbek zebranych sondą umieszczoną bezpośrednio w strumieniu materiału złoża fluidalnego.

EN

Presented are results of diagnostic investigations carried on in a hybrid biomass co-combustion installation consisting of a rotary furnace, stationary fluidized bed and a dust boiler. During the investigations the measurement of the gas composition and its temperature at the cross-ssection of the fluidized bed were made with the help of aspiration probe, deposit samples were taken and the process of deposit building-up was monitored with the help of a deposit probe in conditions of forest and agricultural biomass co-combustion. Presented are conditions in which the investigation took place, the results from both probes and the influence of biomass on the installation working conditions. The measurements of temperature and gas composition in the fluidized bed plane lying in the rotary furnace axis showed that the furnace works mainly as the biomass dryer while the actual combustion of dry mass and carbonizate takes place in the fluidized bed. This combustion entails occurring of high temperatures in fluidized bed creating conditions for deposit agglomeration and defluidization. Measurements made by deposit probe allow the precise determination of deposition speed. The measurement principle consists in projection of the investigated exchanger work - the probe metal temperature is equal to the exchanger metal one and the probe is washed by flue gases of the same temperature and composition as the investigated heated surface. The fuel chemical composition and the ash forming in the process of combustion has significant influence on the properties of the deposition process on the boiler heated surfaces. The carried out oxide analyses of ash obtained from the direct biomass incineration showed an increase in the amount of alkali elements (especially K and Na) and also Cl in the forest and agricultural biomass mixture ash as compared to the ash coming from the pure forest biomass. The tendency is inversed if it comes to results obtained from analyses of ash samples collected by deposit probe. It may give evidence of tendency to sticking of the sand to deposit accumulating on the probe (increased content of SiO2). This phenomenon confirms, from one side, the low temperature of ash sintering (the bed material capture) and from the other demands caution in the analysis of chemical constitution of samples collected by the probe placed directly in the fluidized bed material stream.

3

Dew point of the flue gas of boilers co-firing biomass with coal

Ciukaj S., Pronobis M.

Chemical and Process Engineering

|

2013

|

Vol. 34, nr 1

101--108

EN

The paper deals with the impact of co-firing biomass with coal in boilers on the dew point of the flue gas. Co-firing of biomass may have twofold implications on corrosion and fouling, which are the processes that determine the lowest acceptable flue gas outlet temperature and as a result, boiler efficiency. Both phenomena may be reduced by co-firing of usually low sulphur biomasses or enhanced due to increased moisture content of biomass leading to increased water dew point. The present study concerns the problem of low-temperature corrosion in utility boilers. The paper gives (in the form of diagrams and equations) a relationship between water dew point and moisture content of fuel mixture when co-firing coal and various biomasses. The regression analysis shows that despite significant differences in the characteristics of coals and these of additional fuels, which are planned for co-firing in large-scale power boilers, the water dew point can be described by a function given with the accuracy, which shall be satisfactory for engineering purposes. The discussion of the properties of biofuels indicates that the acid dew point surplus over the water dew point ([delta]tr = tr -twr) is not likely to exceed 10 K when co-firing biomass. The concluding remarks give recommendations for the appropriate operation of boilers in order to reduce risks associated with biomass co-combustion.

4

Badania wpływu stosowania technologii SNCR na temperaturę kwasowego punktu rosy w kotłach pyłowych

Ciukaj S., Tymoszuk M.

Energetyka

|

2012

|

nr 12

773-776

PL

Przedstawiono wpływ stosowania wtórnej metody obniżenia emisji tlenków azotu SNCR (selektywnej redukcji niekatalitycznej) w kotłach energetycznych na temperaturę kwasowego punktu rosy spalin. Wtrysk znacznych ilości wody procesowej towarzyszący reakcjom NOx z amoniakiem lub mocznikiem ma na celu zapewnienie właściwego zakresu temperatury spalin tzw. okna temperaturowego. W kotłach pyłowych opalanych węglem kamiennym zakres temperatury spalin na wylocie z komory paleniskowej zmienia się w zależności od obciążenia kotła, wydajności poszczególnych młynów oraz ich stanu technicznego. W związku ze zmiennymi warunkami procesu spalania ilość reagentu oraz wody procesowej także ulega zmianie. Doświadczenie eksploatacyjne wskazuje, iż do uzyskania właściwej temperatury spalin konieczne jest zużycie do 15 000 kg/h wody procesowej. Wtryskiwana woda nie bierze udziału w reakcjach redukcji NOx, lecz odparowując obniża do wymaganego poziomu temperaturę środowiska reakcji. Wprowadzany do kotła dodatkowy strumień wilgoci zwiększa zagrożenie korozją powodując podwyższenie temperatury wodnego punktu rosy. Prezentowane rozważania skupiają się na problemie korozji niskotemperaturowej występującej w pyłowych kotłach energetycznych. Przedstawiono zależność pomiędzy temperaturą wodnego punktu rosy a wydajnością instalacji SNCR wyznaczoną na podstawie obliczeń oraz pomiarów przeprowadzonych w kotłach energetycznych z wdrożoną technologią SNCR. Potwierdzono liniową zależność obrazującą wzrost temperatury wodnego punktu rosy wraz ze zwiększaniem strumienia wody procesowej w instalacji SNCR. Niskie ciśnienie parcjalne par H2SO4 powoduje, że temperatura kwasowego punktu rosy jest wyższa od temperatury wodnego punktu rosy, przez co determinuje ona najniższą dopuszczalną temperaturę spalin wylotowych, a co za tym idzie wpływa na sprawność kotła. Różnica pomiędzy temperaturą kwasowego i wodnego punku rosy (?tr = tr – twr) w większości przypadków nie przekracza 15 K, jednakże wraz z zwiększającym się strumieniem wtryskiwanej wody procesowej zagrożenie korozją niskotemperaturową również wzrasta.

EN

Presented is the influence of application of the SNCR nitric oxide emission reduction secondary method in power boilers on the flue gas acid dew point temperature. The injection of considerable amount of process water, accompanying NOx reactions with ammonia or urea, has in task to ensure the proper range of flue gas temperature i.e. of the so-called temperature window. In pulverized coal-fired boilers the flue gas temperature range at the furnace outlet may vary depending on actual boiler load, output of each individual mill and their technical condition. Due to changing firing conditions the actual amount of process water and the reagent also changes. The operating experience shows that for achieving the proper flue gas temperature it is needed to use up to 15 000 kg/h of process water. The injected water does not take part in NOx reduction reactions but when vaporizing it lowers the reaction environment temperature to the required level. The brought into the power boiler additional stream of moisture intensifies the corrosion hazard in the way of raising up of the water dew point temperature. Presented deliberations focus on the problem of low-temperature corrosion occurring in pulverized fuel-fired power boilers. Presented is the dependance between the water dew point temperature and efficiency of the SNCR installation determined on the basis of calculations and measurements done on power boilers with implemented SNCR technology. Confirmed is the linear dependence illustrating the rise of the water dew point together with increasing the process water stream in SNCR installation. Because of the low H2SO4 vapour partial pressure, the acid dew point temperature exceeds the water dew point one, determining in the same way the lowest acceptable flue gas temperature and, as a result, affecting the boiler efficiency. The difference between the acid and water dew point temperatures (?tr = tr – twr) is, in most cases, unlikely to exceed 15 K, but together with the increasing stream of injected process water the low-temperature corrosion hazard also rises.

5

Heat transfer in combined longitudinally finned and plain tube banks

Pronobis M., Ciukaj S., Hernik B., Wejkowski R.

Chemical and Process Engineering

|

2009

|

Vol. 30, z. 3

485-494

EN

The search for new types of boiler convection surfaces has spurred the creation of arrangements built from plain and longitudinally finned tubes (diagonal and triple-finned tubes). A new geometry of such heat exchanger required the development of a new method for heat transfer calculations. The prezent work is devoted to this topic.

PL

Poszukiwanie nowych rodzajów powierzchni konwekcyjnych doprowadziło do stworzenia układów kombinowanych zbudowanych z rur gładkich i ożebrowanych wzdłużnie (diagonalnych i trójżebrowych). Nowa postać geometryczna wymiennika wymaga opracowania właściwego sposobu obliczania strumienia przejmowanego ciepła. Zagadnieniu temu poświęcono prezentowaną pracę.