Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wyniki badań laboratoryjnych i przemysłowych dyfuzyjnego palnika gazowego

Wnęk Mariusz, Łudzień Robert, Gil Stanisław, Rozpondek Maciej

Instal

|

2023

|

nr 9

26--31

PL

W Polsce paliwa kopalne wykorzystywane są do produkcji energii elektrycznej i ciepła. Kluczowym aspektem przemysłowego wykorzystania urządzeń cieplnych jest emisja dwutlenku węgla do atmosfery, co może wpływać na efekt cieplarniany prowadzący do globalnego ocieplenia. Spalanie paliw gazowych również szkodzi środowisku, szczególnie w aspekcie emisji NOx. Głównym celem pracy była analiza wyników testów badanego palnika dyfuzyjnego. Przeanalizowano również warunki, w których możliwe jest obniżenie poziomu stężeń NOx. W artykule przedstawiono wyniki badań procesów spalania w gazowym palniku dyfuzyjnym stosowanym w przemysłowych urządzeniach cieplnych oraz w warunkach laboratoryjnych. Scharakteryzowano i przeanalizowano parametry techniczne, energetyczne i eksploatacyjne komór spalania w urządzeniach cieplnych. Określono wpływ stopnia zawirowania substratów spalania na stężenia NOx w spalinach. Poszukiwano rozwiązania, które powinno być zastosowane w celu obniżenia poziomu stężeń NOx, ponieważ może to prowadzić do innowacyjnego rozwiązania o pozytywnym wpływie na środowisko. W części dyskusyjnej wskazano, które rozwiązania analizowane w artykule są innowacyjne i podzielono je na innowacje procesowe i produktowe. W testowanym palniku dyfuzyjnym kąt zawirowania powietrza wynoszący 60° zapewnia najlepsze efekty ekologiczne w zakresie minimalizacji emisji NOx. W typowych palnikach dyfuzyjnych preferowane są wysokie prędkości wypływu substratów (zwykle do 60 m/s). Większe prędkości wypływu (np. w palnikach szybkopłomieniowych) mogą prowadzić do nadmiernej emisji wibroakustycznej, która jest szkodliwa dla pracy i trwałości urządzenia. Efekty proekologiczne prezentowanej technologii są bardzo ważnym efektem praktycznym. Szczególnie w dzisiejszych czasach, gdy istnieje bardzo silna potrzeba zmniejszania negatywnego wpływu procesów produkcyjnych na środowisko, innowacje prowadzące do obniżenia stężeń NOx mogą być postrzegane jako bardzo ważne dla biznesu.

EN

In Poland, fossil fuels are used to produce electricity and heat. A key aspect of the industrial use of thermal equipment is the emission of carbon dioxide into the atmosphere, which can affect the greenhouse effect leading to global warming. The combustion of gaseous fuels also harms the environment, particularly in terms of NOx emissions. The main aim of the study was to analyze the test results of the innovative burner. The conditions under which NOx concentrations can be reduced were also analyzed. The article presents the results of research on combustion processes in laboratory and operating conditions (hearth systems) in industrial thermal devices. Combustion planes of several categories of diffusion gas burners were studied under laboratory conditions. The technical, energetic and operational parameters of combustion chambers in thermal devices were characterized and analyzed. The influence of the degree of turbulence of the combustion substrates on NOx concentrations in the flue gas was determined. They were looking for a solution that should be used to reduce NOx concentrations, as this could lead to an innovative solution with a positive environmental impact. The discussion part indicates which solutions analyzed in the article are innovative and divides them into process and product innovations. In the diffusion burner tested, an air swirl angle of 60° provides the best environmental results in terms of minimizing NOx emissions. In typical diffusion burners, high substrates discharge velocities (usually up to 60 m/s) are preferred. Higher outflow velocities (e.g., in fast-flame burners) can lead to excessive vibro-acoustic emissions, which are detrimental to the operation and durability of the device. The environmental effects of the presented technology are a very important practical effect. Especially nowadays, when there is a very strong need to reduce the negative impact of production processes on the environment. Innovations leading to lower NOx concentrations can be seen as very important for the business.

2

Stan aktualny i perspektywy dla stałopalnych kotłów wielopaliwowych małej mocy

Zima W., Ojczyk G.

Rynek Energii

|

2013

|

Nr 5

50--56

PL

W pracy dokonano krótkiej analizy rynku pod kątem stałopalnych kotłów wielopaliwowych eksploatowanych w gospodarstwach indywidualnych. Wskazano względy ekonomiczne stosowania tych kotłów oraz kierunki ich rozwoju. Na podstawie obowiązujących i proponowanych regulacji prawnych należy oczekiwać, że w najbliższym czasie wzrośnie popularność stałopalnych kotłów wielopaliwowych z automatycznym podawaniem paliwa, w których spalana będzie biomasa w postaci peletu drzewnego. Wynikiem zainteresowania producentów takich kotłów efektywnością spalania peletu jest przekazanie do Instytutu Maszyn i Urządzeń Energetycznych (IMiUE) Politechniki Krakowskiej kotła wielopaliwowego małej mocy w celu przeprowadzenia badań. Opisano zbudowane stanowisko badawcze oraz zaproponowano model matematyczny dla obliczania wymiany ciepła w komorze paleniskowej takiego kotła. Zaprezentowano także wybrane, znane problemy eksploatacyjne, występujące podczas spalania peletu w kotłach jednopaliwowych.

EN

The paper presents a brief analysis of the multi-fuel boilers home market. Solid fuel boilers for individual houses were taken into consideration. Economic considerations of these boilers use and their further development were indicated. The test stand for multi-fuel boiler research is described. Wood pellets combustion in the ECO PLUS boiler with an automatic fuel feeder will be analysed. Additionally mathematical model of heat transfer process in the combustion chamber of such a boiler is proposed. The selected problems occurring in biofuel boilers are presented. There are existing operational problems while wood pellets are combusted.

3

System diagnozowania elementów zawieszenia kotła energetycznego w aspekcie wytężenia struktury nośnej

Kowalczyk M., Górski A., Iluk A., Paduchowicz M.

Systems : journal of transdisciplinary systems science

|

2012

|

Vol. 16, nr 1

289-298

PL

Podjęcie problematyki diagnozowania głównych elementów bloku energetycznego jest odpowiedzią na silne zapotrzebowanie przemysłu w zakresie minimalizacji awaryjności maszyn i urządzeń energetycznych. Miarą tego zapotrzebowania są koszty wynikające z awaryjnych odstawień bloku energetycznego. Wobec takich wymagań istnieje duża potrzeba konsolidacji działań w celu podniesienia dyspozycyjności wszystkich urządzeń energetycznych w układzie technologicznym bloku energetycznego.

EN

The issue of diagnosis of the main elements of the power unit was taken in response to strong demand for the industry to minimize failure of machinery and power equipment. The measure of this demand are the cost resulting from the emergency power unit shutdowns. In light of these requirements is a great need to consolidate efforts to improve the availability of all energy facilities in the technological system power. In the paper several examples of application of modern methods of computer-aided design techniques, combined with the measurement for monitoring and improving the reliability of a key element of the power unit, which is the furnace chamber were presented.

4

Modele zastępcze ścian szczelnych komór paleniskowych i konwekcyjnych bloków energetycznych

Rusiński E., Czmochowski J., Górski A., Paduchowicz M.

Systems : journal of transdisciplinary systems science

|

2012

|

Vol. 16, nr 1

403-414

PL

Ściany szczelne komór konwekcyjnych i paleniskowych bloków energetycznych oprócz funkcji parowników mają zadanie przenoszenie obciążeń strukturalnych i termicznych kotła. Ich sztywność ma duży wpływ na wartość przemieszczeń i stan wytężenia obiektów energetycznych. W celu skrócenia czasu modelowania i obliczeń, można zbudować model zastępczy ekranów, charakteryzujący się odmiennymi własnościami mechanicznymi w kierunkach ortotropii. W celu wyznaczenia wartości tych własności należy przeprowadzić analizę numeryczną MES, dla odpowiednich warunków brzegowych modelu powłokowego ściany szczelnej, bazującego na geometrii rzeczywistego obiektu. Otrzymane modele zastępcze można wykorzystać do budowy modeli dyskretnych całych komór paleniskowych i konwekcyjnych.

EN

The water walls of combustion and convection chambers are very important because of stiffness of all this objects working in power engineering. The stiffness has a big influence on theirs displacements and stress sate. If we want to cut down the time of modeling and simulations we can build an orthotropic substitute model of the walls. We should build the shell models of the water walls at first. Than we need to define boundary conditions to assign various substitute mechanical properties of the walls. We have to make this operations for two states of load the wall: membrane state and a flexural state. In this way we create an orthotropic plate with different mechanical properties in different direction on the end. If we have the model we can make strength an modal analysis. The stresses that are results of the analysis, show us only a global stress state of this construction. We should build a precise model of dangerous construction region to take a good results. This method of analysis is called sub modeling and we can used it for other materials like composite materials.

5

The research of cfb boiler operation for oxygen-enhanced dried lignite combustion

Muskała W., Krzywański J., Czakiert T., Nowak W.

Rynek Energii

|

2011

|

nr 1

172-176

EN

The paper presents the research of CFB boiler operation for oxygen-enhanced dried lignite combustion. The model covers heat transfer between fluidized bed, membrane-walls and superheaters. It describes CO, SO2 NOX and N2O emissions during solid fuel combustion in CFB boilers. The results show that combustion in an oxygen-enriched atmosphere causes an increase in the adiabatic temperature. The variation in the heat duty is the result of the changes in the temperature distribution in the combustion chamber. The combustion in oxygen-enhanced conditions generally leads to reducing the emissions of CO and NOx and N2O due to reduced volume of flue gas. The maximum oxygen content for oxygen-enhanced combustion in O2/N2 conditions should not exceed 40%, however, the maximum drying the maximum extent of fuel drying should not be higher than 50% of the initial moisture content in an examined lignite.

PL

W pracy przeprowadzono analizę warunków cieplno przepływowych w układach fluidalnych zasilanych niestandardowymi mieszankami gazowymi. W modelu uwzględniono warunki tworzenia się CO, SO2 NOX oraz N2O. W wyniku analizy problemu stwierdzono, że spalanie w atmosferach wzbogaconych w tlen powoduje wzrost temperatury adiabatycznej spalania, czego naturalnym następstwem jest zróżnicowanie rozdziału ciepła przejętego przez powierzchnie ogrzewalne kotła oraz generalnie obniżenie emisji CO oraz NOX i N2O, głównie za sprawą obniżenia strumienia spalin niosących ze sobą te składniki. Także analiza dotychczasowych wyników symulacji numerycznych procesu pozwala stwierdzić, że maksymalny udział tlenu w mieszaninach zarówno O2/N2 jak również O2/CO2 nie powinien przekraczać 40 %, natomiast maksymalne podsuszenie paliwa nie powinno przekraczać około 50 % wilgoci w nim zawartej.

6

Investigation of erosion in CFB boilers

Muskała W., Krzywański J., Rajczyk R., Cecerko M., Kierzkowski B., Nowak W., Gajewski W.

Rynek Energii

|

2010

|

nr 2

97-102

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań procesów erozji w komorze paleniskowej kotła z cyrkulacyjną warstwą fluidalną. Na przykładzie kotła przemysłowego pracującego w Świeciu przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych oraz badań wykonanych na zimnym modelu komory kotła. W oparciu o te wyniki sporządzono mapy prawdopodobnych ubytków grubości rur w wyniku erozji, które pozwalają prognozować czas bezpiecznej pracy komory w związku z erozją jej elementów, jak również miejsca w komorze, które wymagają naniesienia powłok ochronnych, pozwalających wydłużyć okresy bezpiecznej pracy paleniska.

EN

Results of a scientific research on combustion chamber erosion process in a CFB boiler are shown in this paper. Numerical computations as well as an abrasion experiments on a cold model have been done for an industrial boiler, working in Świecie, Poland. On the basis of these results a map of a probable decrease in tubes thickness caused by erosion was made. Using the map it is possible to predict the time between overhauls of a different areas in the combustion chamber as well as to identify combustion chamber's areas which need protective coating in order to increase time between overhauls.

7

Komputerowe metody obliczeniowe w modernizacji kanałów powrotnych bloku energetycznego

Iluk A., Górski A., Lewandowski T., Słomski W.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2010

|

R. 51, nr 4

259-262

PL

Głównym celem artykułu jest przedstawienie zastosowania komputerowych metod obliczeniowych w modernizacji kanałów powrotnych i ich sposobu kompensacji w bloku energetycznym. Przy odpowiednich warunkach pracy bloku energetycznego następują nadmierne względne przemieszczenia pomiędzy kanałami powrotnymi od strony komory paleniskowej i cyklonu. Takie przemieszczenia doprowadzają do wykruszenia się betonowych elementów kompensatora co doprowadza do konieczności zatrzymania bloku energetycznego. W tym celu zaproponowano kompleksową analizę pracy tego węzła instalacji oraz zmodernizowano sposób podwieszenia kanałów powrotnych w celu stabilizacji ruchów względnych.

EN

The main objective of the paper is to present the application of computer computational methods in modernization of return channels and how they compensate it in the power unit. At the appropriate conditions of power unit operation the relative excessive displacement occurs between the return channels from the side of combustion chamber and cyclone. Such movements have led to chipping of the concrete elements of the compensator, which leads to the stoppage of the power unit. In this order the comprehensive analysis of the work of the energetic joint was proposed as well as the suspension of return channels was modernized in order to stabilize the relative motion.

8

Analiza wytrzymałościowa segmentów komory paleniskowej podczas montażu

Rusiński E., Harnatkiewicz P., Czmochowski J.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2008

|

R. 49/2, nr 4-5

316-320

PL

Przedmiotem artykułu jest analiza wytrzymałościowa segmentów kotła w sytuacjach montażowych. Z uwagi na wiotką strukturę ekranów komory paleniskowej niezbędna jest analiza wytrzymałościowa i wyboczeniowa tych segmentów podczas podnoszenia i transportu z miejsca produkcji do odbiorcy. Opracowano powłokowe modele MES segmentów kotła do symulacji podnoszenia i montażu. W wyniku analiz statyki i stateczności wskazano sposoby usztywnienia wiotkich ścian zapobiegające wyboczeniu oraz zdefiniowano właściwe miejsca podczepienia segmentów w trakcie podnoszenia.

EN

The strength analysis of boiler segments in assembling stages is the subject of the study. On account of flexible structure of waterwalls of combustion chamber it is necessary to conduct the strength and buckling analyses of these segments during the lifting and transporting from production area to the client. The shell FEM models of boiler segments for simulation of lifting and assembling were elaborated. As a result of static and stability analysis the ways of stiffening the flexible walls that prevent the buckling were indicated as well as the proper areas of attaching the segments during the lifting were defined.

9

Obliczanie komory paleniskowej kotła parowego metodą strefową

Grądziel S.

Archiwum Energetyki

|

2008

|

T. 38, nr 1

191-202

PL

Celem obliczeń komory paleniskowej jest określenie rozkładu gęstości strumienia ciepła przejmowanego przez ściany wzdłuż wysokości komory paleniskowej oraz temperatury spalin na wylocie z komory. Istnieje kilka metod obliczania komór paleniskowych. Przy projektowaniu kotłów najczęściej stosuje się metodę CKTI, metodę strefową oraz metodę Konakowa. W pracy zostanie przedstawiona konstrukcja wstawek pomiarowych służących do wyznaczania obciążenia cieplnego przejmowanego przez szczelne ekrany komór paleniskowych kotłów. Wstawki wspawywane są w rury parownika na różnych wysokościach komory, dzięki czemu warunki ich pracy są bardzo zbliżone do warunków pracy rur ekranowych. Przedstawiona zostanie również metodyka obliczania komory metodą strefową oraz zostaną porównane wyniki obliczeń komory paleniskowej kotła OP-210 (wydajność masowa kotła 210 Mg/h) z wynikami otrzymanymi z pomiarów. Obliczenia komory paleniskowej pozwolą na uzyskanie informacji niezbędnych do obliczeń dynamiki parownika kotła oraz przegrzewaczy pary.

EN

The aim of the furnace chamber calculation is to determine the heat flux distribution transferred S to water-walls tubes versus a furnace chamber height and the exhaust gas temperature at the ? furnace chamber outlet. There are a few methods for furnace chamber calculation. The most frequently used are CKTI, zone and Konakow methods. In this paper a new construction of heat I flux tubes for determining heat flux absorbed by membrane water-walls is presented. Flux tubes mounted at different levels work at similar conditions as water-walls tubes. The methodology of ii calculations of boiler furnace chambers using zone methods is presented. The results of calcula- : tions of the OP-210 (steam capacity 210 Mg/h) boiler furnace chamber using zone method are Ś compared to the results obtained from measurement. Based on the furnace chamber calculation the necessary information for evaporator and superheater calculation is obtained.

10

The effect of hydrodynamics conditions in the combustion chamber of a 670 MW CFB boiler on the emission of gaseous pollutants

Sekret R., Nowak W.

Systems : journal of transdisciplinary systems science

|

2006

|

Vol. 11, nr 1

86-100

EN

An analysis of the effect of thermal and flow conditions in the combustion chamber of the circulating fluidized-bed (CFB) boiler on the gaseous pollutant emission was undertaken in the study. The tests were carried out on a 670 MW boiler operating in the power engineering industry. On the basis of the obtained test results it was found that the optimization of primary and secondary air distribution, as well as fuel distribution, allowed the following pollutant reductions: CO by 52%, SO2 by 40% and NO by 6% in relation to the standard operation conditions of the boiler under investigation. The test results demonstrated that increasing the number of repetitions of bed material particle circulation between the combustion chamber and the recycling system resulted in an equalization of temperature distribution along the combustion chamber height and elongated the time of residence of sorbent particles in the CFB system. Ultimately, the test results showed the following pollutant reductions: CO by 71%, SO2 by 41% and NOX by 19% with the number of particle circulation repetitions increased from 28 to 60 for the boiler analyzed.

11

Identyfikacja stanu napięcia cięgien zwieszenia komory paleniskowej kotła energetycznego

Górski A., Iluk A., Kowalczyk M., Wyszyński J.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2006

|

R. 48, nr 5-6

141-143

PL

Jednym z problemów eksploatacyjnych komory paleniskowej oraz konwekcyjnej jest ich specyficzny sposób podwieszania na 97 cięgnach. Istotną role odgrywa tu odpowiedni rozdział sił na poszczególne cięgna. Efektem różnic pomiędzy siłami są koncentracje naprężeń w ścianach, a także pojawienie się niepożądanych ruchów komory. W celu oszacowania efektów takich zjawisk przeprowadzono identyfikację stanu napięcia poszczególnych cięgien metodą analizy częstotliwości drgań własnych. Przedstawiono wyniki pomiarów częstotliwości drgań własnych oraz obliczeń numerycznych metodą elementów skończonych.

EN

One of the operating problems of the furnace and convection chamber is the specific way of its suspension on the 97 strings. In this case the equivalent reaction forces distribution in particular strings has a significant part. The stresses concentrations in the chamber walls as well as the appearance of unwanted movements are the effect of diversified forces distribution. Hence, in order to eliminate these kinds of effects the identification particular strings tension state with the use of method of frequency of free vibrations analysis was conducted. The results of free vibrations frequency measurements as well as results of numerical calculations with the use of finite element method are presented.

12

Wyznaczanie obciążeń cieplnych ekranów komór paleniskowych kotłów

Taler J., Węglowski B., Cebula A.

Energetyka

|

2006

|

nr 9

646-650

PL

Przedstawiono nową konstrukcję wstawki do pomiaru obciążenia cieplnego odznaczającej się niską ceną i wysoką trwałością oraz wysoką dokładnością pomiaru. Wstawki o konstrukcji przedstawionej w artykule mogą znaleźć zastosowanie do ciągłego monitorowania rozkładu obciążenia cieplnego ekranów komory paleniskowej kotłów.

EN

Described is a new construction of a heat load evaluation insert being characterized by low price, long useful life and high measuring accuracy. Inserts presented in the article can be used for continuous monitoring of power boiler combustion chamber waterwalls heat load distribution.

13

Warunki cieplno-przepływowe i emisje zanieczyszczeń w kotłach z cyrkulacyjną warstwą fluidalną dużej mocy

Sekret R.

Zeszyty Naukowe. Energetyka / Politechnika Śląska

|

2005

|

z. 142

5-118

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych i rozważania analityczne na temat warunków cieplno-przepływowych i emisji zanieczyszczeń gazowych kotłów z cyrkulacyjną warstwą fluidalną (CWF) dużej mocy. Badania eksperymentalne zrealizowano na dwóch kotłach o mocy 670 MW i jednym kotle o mocy 700 MW. W przeprowadzonej analizie uwzględniono również wyniki badań prezentowanych w literaturze przedmiotu, a dotyczące kotłów z CWF o mocach od 12 MW do 1.1 GW. W celu realizacji badań płetwach ścian membranowych komory paleniskowej jednego z kotłów o mocy 670 MW wykonano 52 porty pomiarowe. Pierwszą część pracy poświęcono charakterystyce technik pomiarowych wykorzystanych w badaniach eksperymentalnych. W celu określenia warunków pracy CWF do wnętrza komory paleniskowej badanego kotła wprowadzono następujące sondy: sondę do poboru gazu, sondę do poboru ziaren materiału warstwy, sondy do pomiaru ciśnienia, sondę pojemnościową oraz sondę do pomiaru temperatury. W kolejnej części pracy dotyczącej warunków hydrodynamicznych w komorze paleniskowej kotła z CWF dużej mocy poruszono następujące zagadnienia: pulsacje ciśnienia materiału warstwy, rozkład stężenia objętościowego ziaren, rozkład gęstości strumienia masy ziaren cyrkulujących w komorze paleniskowej, rozkład prędkości skupisk ziaren oraz segregację ziaren. Przeprowadzone analizy uzyskanych wyników badań pozwoliły na określenie struktury CWF w komorze paleniskowej kotła w dużej skali technicznej. Szczególną uwagę zwrócono na wpływ konstrukcji rusztu na warunki pracy dolnej części komory paleniskowej. Zaobserwowano, że w przypadku kotłów z CWF w dużej skali technicznej występują znaczne z jednej strony do wdmuchiwania materiału warstwy do kanałów wylotowych dyszy i ewentualnie przesypu do skrzyni powietrznej, a z drugiej strony do niejednorodnej fluidyzacji obszaru dolnego. Stwierdzono również obecność silnego strumienia masy ziaren materiału warstwy opadającego w sąsiedztwie ścian komory paleniskowej oraz ich intensywny unos w kierunku wlotu do cyklonów w pozostałej części CWF. Potwierdzono tym samym istnienie struktury "rdzeń - strefa przyścienna" w obszarze rozrzedzonym kotła z cyrkulacyjną warstwą fluidalną dużej mocy. Analiza wyników wykazała dodatkowo obniżenie udziału pola warstwą fluidalną dużej mocy. Analiza wyników wykazała dodatkowo obniżenie udziału pola powierzchni strefy przyściennej w przekroju poziomym komory paleniskowej wraz ze wzrostem skali technicznej kotłów. Efekt ten był wynikiem obniżenia wewnętrznej cyrkulacji ziaren w obszarze rozrzedzonym wraz ze wzrostem gabarytów komory paleniskowej. Zaobserwowano ponadto wzrost prędkości ziaren opadających w sąsiedztwie ścian komory paleniskowej wraz ze zwiększeniem grubości hydrodynamicznej strefy przyściennej. W dalszej części pracy przeprowadzono analizę rozkładu: O2, CO, SO2, NO i NO2 w objętości cyrkulacyjnej warstwy fluidalnej oraz przedstawiono wpływ warunków cieplno-przepływowych na emisję zanieczyszczeń powstających w procesie spalania. Na podstawie uzyskanych wyników badań stwierdzono, iż głównym obszarem tworzenia się zanieczyszczeń gazowych jest dolna część komory paleniskowej, tj. obszar dolny i gęsty, natomiast procesy ich redukcji przebiegają intensywnie w górnej części komory paleniskowej przeprowadzona poprzez zmianę udziału powietrza pierwotnego i wtórnego oraz zmianę rozdziału paliwa, jak również zwiększenie krotności cyrkulacji ziaren materiału warstwy pomiędzy komorą paleniskową a układem nawrotu, wykazała redukcję emisji: CO o 71%, SO2 o 41% i NO o 19% w odniesieniu do standardowych warunków pracy badanego kotła. Dlatego też wyniki badań potwierdziły tezę o wpływie gabarytów komory paleniskowej na strukturę cyrkulacyjnej warstwy fluidalnej oraz tezę o minimalizacji emisji zanieczyszczeń z procesu spalania realizowanego w kotle dużej mocy wraz z odpowiednią organizacją warunków cieplno-przepływowych w strukturze cyrkulacyjnej warstwy fluidalnej.

EN

The article presents the results of experimental tests and analytical studies on the thermal and flow conditions and gaseous pollutant emissions of large power circulating fluidized bed (CFB) boilers. The experimental tests were carried out on two 670 MW boiler and one 700 MW boiler. The performed analysis included also the results of studies reported in literature, concerning CFB boilers of power ranging from 12 MW to 1.1GW. In the combustion chamber of one of the 670 MW boilers, 52 measurement ports were made in the membrane wall fins. The first part of the study was devoted to the characterization of the measurement techniques used in experimental tests. In order to determine the CFB operating conditions, the following probes were introduced into the combustion chamber of the boiler tested: a gas sampling probe, a bed material particle sampling probe, a pressure probe, a capacitive probe and a temperature measuring probe. The subsequent part of the study, which concerns the hydrodynamic conditions in the combustion chamber of a large-scale CFB boiler, addresses the following problems: bed material pressure fluctuations, the distribution of solids volume concentration, the distribution of solids mass flux density, the distribution of particle cluster velocities, and the segregation of particles. The performed analyses of the obtained testing results allowed the determination of the CFB structure in the combustion chamber of the large technical-scale boiler. Particular consideration was given to the effect of grid design to the operation conditions of the bottom combustion chamber part. It was also observed that for large technical-scale CFB boilers considerable vertical and horizontal pressure gradients occurred in the primary air grid region leading, on the one hand, to a blowing of the bed material into the nozzle outlet channels and possibly to its backflow to the windbox and, on the other hand, to a non-uniform fluidization of the lower region. The presence of a strong bed material particle mass flux was also found, which was falling in the vicinity of the combustion chamber walls, and an intensive carrying over of bed material particles towards the cyclone inlet in the other CFB part. Thus, the "core - wall boundary layer" structure was confirmed to exist in the dilute circulating fluidized bed region of the large-power boiler. The analysis of the results showed also a reduction of the share of wall boundary layer surface area in the combustion chamber horizontal section with increasing technical scale of CFB boilers. This effect was a result of the reduction of the share of wall boundary layer surface area in the combustion chamber horizontal section with increasing technical scale of CFB boilers. This effect was a result of the reduction of internal particle circulation within the dilute region with increasing combustion chamber overall dimensions. Moreover, an increase in the velocity of particles falling down in the vicinity of the combustion chamber walls with the increase in hydrodynamic wall boundary layer thickness was observed. The further part of the study includes the analysis of O2, CO, SO2, NO and NO2 distribution within the circulating fluidized bed space and presents the effect of thermal and flow conditions on the emission of pollutants forming in the combustion process. It has been found from the obtained testing results that the main region of gaseous pollutant formation in the combustion process. It has been found from the obtained testing results that the main region of gaseous pollutant formation is the bottom part of the combustion chamber, i.e. the bottom and dense region, while the gaseous pollutant reduction processes proceed in the upper combustion chamber part, that is in the dilute region. The optimization of the thermal and flow conditions in the bottom combustion chamber part, that is in the dilute region. The optimization of the thermal and flow conditions in the bottom combustion chamber part by changing the primary and secondary air share and changing the fuel distribution, as well as increasing the bed material particle circulation between the combustion chamber part by changing the primary and secondary air share and changing the fuel distribution, as well as increasing the bed material particle circulation between the combustion chamber and the recycle system, showed a reduction in the emissions of CO by 71%, SO2 by 41% and NO by 19% compared to the standard operation conditions of the boiler tested. Thus, the testing results have confirmed the claim about the influence of combustion chamber overall dimensions on the circulating fluidized bed structure, as well as the claim about the minimization of pollutant emissions from the combustion process carried out in the circulating fluidized bed structure.

14

Warunki pracy komory paleniskowej kotła z CWF w dużej skali przemysłowej

Sekret R., Nowak W.

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Opolska

|

2004

|

Vol. 295, z. 53

527-534

PL

W pracy dokonano analizy wyników badań poboru materiału warstwy z komory paleniskowej kotła z cyrkulacyjną warstwą fluidalną (CWF) o mocy 670 MW,. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono obecność silnego strumienia masy ziaren materiału warstwy opadającego w sąsiedztwie ścian komory paleniskowej. Poza obszarem przyściennym obserwowano intensywny unoś ziaren w kierunku wlotu do cyklonów. Uzyskane wyniki potwierdziły zatem występowanie struktury rdzeń - warstwa przyścienna w obszarze rozrzedzonym struktury cyrkulacyjnej warstwy fluidalnej kotła dużej mocy. Udział powierzchni warstwy przyściennej w całkowitym przekroju komory paleniskowej badanego kotła o mocy 670 MW, był ponad 5 razy mniejszy w porównaniu do jednostki o mocy 12 MWt.

EN

The paper includes studies on analysis of solids suction from a 670 MWt CFB boiler. The presence of a concentrated solids flux was detected at the wall of the combustion chamber. In the core region of the combustion chamber, an intensive solids elutration phenomenon into the cyclones was observed, thus indicating the existence of the core-wall layer flow in a large scale CFB boiler combustion chamber. The area occupied by the wall layer flow of a 670 MWtt unit was roughly 5 times less compared to the results obtained from a 12 MWth CFB boiler.

15

Wybrane problemy z obliczeń wytrzymałościowych ekranów komory paleniskowej kotła rusztowego wodnorurowgo

Czmochowski J., Górski A., Smolnicki T.

Systems : journal of transdisciplinary systems science

|

2004

|

Vol. 9, No. sp. I

238-244

PL

Przeprowadzono obliczenia wytrzymałościowe komory paleniskowej i komory drugiego ciągu kotła rusztowego, którego ściany boczne (ekrany) stanowią szereg rur połączonych płaskownikami. Zbadano wpływ ciśnienia spalin, obciążenia od pęczków konwekcyjnych na stan wytężenia ekranów, jak i stateczność sprężystą ścian bocznych. W obliczeniach wytrzymałościowych uwzględniono obciążenia termiczne od spalin w stanach ustalonych i nieustalonych. Obliczenia przeprowadzono za pomocą metody elementów skończonych przy zastosowaniu modelu powłokowego.

EN

The study covers the strength analysis of the combustion chamber and the chamber of the second tubular boiler draft, which side walls (waterwalls) are as a row of pipes jointed by flat bars. In the project the influence of the exhaust gas pressure as well as the loads from convection bundles on the waterwall effort state and on the side walls elastic stability were examined. In the strength analysis the thermal loads which come from the exhaust gas in the steady and transient states were taken into consideration. The analysis were conducted with the use of Finite Element Method based on the shell model.

16

System diagnostyczny kontroli pracy komory paleniskowej kotła fluidalnego w Elektrowni Turów

Rusiński E., Górski A., Iluk A.

Systems : journal of transdisciplinary systems science

|

2004

|

Vol. 9, Sp. 2/2

873-884

PL

W opracowaniu przedstawiono problematyką deformacji i oceny stanu wytężenia konstrukcji komory paleniskowej kotła fluidalnego. W tym celu opracowano i zainstalowano autorski system diagnostyczny zawierający elementy do pomiaru przemieszczeń komory paleniskowej, odkształceń cięgien oraz słupów wspierających konstrukcją komory paleniskowej. W skład systemu diagnostycznego wchodzą również serwer magistrali, komputer akwizycji danych pomiarowych oraz oprogramowanie niezbędne do akwizycji danych pomiarowych i wizualizacji danych na komputerze użytkownika końcowego. Zaprezentowano przykładowe dane pomiarowe oraz ich analizę, w postaci wyników obliczeń wytrzymałościowych komory paleniskowej z zastosowaniem metody elementów skończonych.

EN

The recent work presents the issue of deformation and effort state evaluation of the power boiler's furnace chamber structure. For that purpose the diagnostic system that consists elements for furnace chamber's displacement measurement; rod and supporting columns of furnace chamber strain. The measuring system includes: measuring cards, measuring gauges, power supply equipment, a bus server, a measurement data acquisition computer, measurement data acquisition server software and software for data visualization on the I end user's computer. The measurement data instances and it's analysis in form of strength computation results of furnace chamber with the use of Finite Element Method are presented in the study.

17

Segregacja ziaren w komorze paleniskowej kotła z cyrkulacyjną warstwą fluidalną dużej mocy

Sekret R.

Gospodarka Paliwami i Energią

|

2004

|

nr 4

30-36

PL

W pracy dokonano analizy wyników badań poboru materiału warstwy z komory paleniskowej kotła z cyrkulacyjną warstwą fluidalną (CWF) o mocy cieplnej 670 MW. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono obecność silnego strumienia masy ziaren materiału warstwy opadającego w sąsiedztwie ścian komory paleniskowej. Poza obszarem przyściennym obserwowano intensywne unoszenie ziaren w kierunku wlotu do cyklonów. Uzyskane wyniki potwierdziły zatem występowanie struktury rdzeń-warstwa przyścienna w obszarze rozrzedzonym struktury cyrkulacyjnej warstwy fluidalnej kotła dużej mocy. Udział powierzchni warstwy przyściennej w całkowitym przekroju komory paleniskowej badanego kotła o mocy 670 MW był ponad 5 razy mniejszy w porównaniu do jednostki o mocy 12 MW.

EN

The paper includes studies on analysis of solids suction from a 670 MW CFB boiler. The presence of a concentrated solids flux was detected at the wall of the combustion chamber. In the core region of the combustion chamber, an intensive solids elutriation phenomenon into the cyclones was observed, thus indicating the existence of the core-wall layer flow in a large scale CFB boiler combustion chamber. The area accupied by the wall layer flow of a 670 MW unit was roughly 5 times less compared to the results obtained from a 12 MW CFB boiler.

18

Modelowanie charakterystyk mechaniczno-termicznych elementów powłokowych ortotropowych ścian komory paleniskowej

Czmochowski J., Rusiński E.

Przegląd Mechaniczny

|

2000

|

nr 23-24

7-10

PL

W pracy przeprowadzono analizę stanu odkształceń i naprężeń ścian komory paleniskowej, w tym celu opracowano model geometryczny i dyskretny ścian komory, w modelu dyskretnym opartym na metodzie elementów skończonych zastosowano elementy powłokowe ortotropowe, przedstawiono sposób określania odpowiednich charakterystyk elementu ortotropowego na bazie próbki dyskretyzowanej elementami powłokowymi.

EN

An analysis of the state of strain and stress in the walls of a combustion chamber. Thus a geometric and discrete models of the chamber walls were built. In a discrete model based on the finite element method use was made of orthotropic shell elements. A method of determining suitable characteristic of an orthotropic element on the basic of a specimen discretized by shell elements.

19

Najnowsza konstrukcja kotła sodowego i technologia zgazowania ługu czarnego

Duda Z.

Przegląd Papierniczy

|

1998

|

R. 54, nr 2

85--88

PL

Na bazie danych kotła sodowego RB 2000 opisano rozwiązania konstrukcyjne i zalety eksploatacyjne kotłów sodowych najnowszej generacji. Szczególną uwagę zwrócono na ośmiokątną komorę paleniskową z dwuspadowym dnem topielnym oraz na układ doprowadzania i rozdziału powietrza. Scharakteryzowano również gazyfikator typu Chemrec umożliwiający uzyskiwanie gazu palnego i ługu zielonego poprzez pirolizę zagęszczonego ługu czarnego i redukcję związków sodu tego ługu.

EN

Basing on the data of the RB 2000 recovery boiler the design solutions and the operating advantages of the recovery boilers of the latest generation have been described. Special attention has been paid to the octagonal furnace chamber with gable smelt bottom, as well as to the air supplying and distribution system. A gasifier of Chemrec type that makes it possible to obtain the fuel gas and green liquor by thermal decomposition (pyrolysis) of thickened black liquor and reduction of sodium compounds contained in this liquor have been characterized.

20

Regulacja nadmiaru powietrza w paleniskach kotłów niskoemisyjnych

Walawski J., Latos J.

Energetyka

|

1998

|

nr 6

229-232