Artykuł przedstawia model oraz wyniki obliczeń numerycznych zagadnienia przepływu ciepła i masy w kołpaku pieca rezystancyjno- łukowego o mocy 12 MVA do wytopu żelazokrzemu. Rezultaty obliczeń zostały uzyskane z wykorzystaniem pakietu numerycznej mechaniki płynów ANSYS FLUENT. Model uwzględnia konwersję entalpii chemicznej i fizycznej w ciepło gazów będących produktem ubocznym w procesie elektrotermicznym wytopu żelazokrzemu. Przedstawiono wyniki obliczeń rozkładu temperatur, przepływów i stężeń tlenku węgla w gazach wewnątrz kołpaka. Uwzględniając podstawowe parametry geometryczne kołpaka przeprowadzono obliczenia dla kilku wartości współczynnika nadmiaru powietrza. Wielkość strumienia powietrza doprowadzana pod kołpak determinuje odzysk energii z powstających w procesie produkcyjnym gazów.
EN
The article presents the results of numerical computations of heat and mass transfer in a cap of the 12 MVA ferro-silicon furnace. Results of the calculations were obtained using CFD package ANSYS Fluent. The model includes gas phase chemical and physical enthalpy conversion and it’s utilization into heat of gases that are side effect of the melting FeSi process. The results of calculations of gas flow, temperature and CO concentration inside furnace cap were presented. Taking into account the basic geometric parameters were performed calculations for several values of the excess air ratio. Air stream entering into the cap determines the energy recovery from process gases.
Przedstawiono wyniki analizy techniczno-ekonomicznej współspalania węgla i gazu z procesu podziemnego zgazowania węgla (PZW) w instalacji energetycznej z kotłem fluidalnym. Obliczenia przeprowadzono dla instalacji o mocy elektrycznej około 7,7 MW i cieplnej 40 MW. Wielkość analizowanego zakładu odpowiada instalacji demonstracyjnej. Omówiono strukturę instalacji i określono parametry energetyczne głównych jej węzłów, koszty urządzeń oraz wybrane wskaźniki rentowności wyznaczono metodami statycznymi. Analizę przygotowano dla trzech rodzajów gazów pochodzących z: A – atmosferycznego PZW węgla kamiennego; B – ciśnieniowego PZW węgla kamiennego; C – ciśnieniowego PZW węgla brunatnego. Dla wskaźnika skojarzenia wynoszącego 20% wyznaczona efektywność konwersji energii wynosi: 81,7% dla wariantu A, 82% dla wariantu B i 82,84% dla wariantu C. Całkowite koszty realizacji zakładu energetycznego w każdym z wariantów wynoszą: 182,76 mln PLN dla wariantu A oraz 184,17 i 180,78 dla wariantów B i C. Maksymalne obniżenie emisji CO2 wyznaczone w przypadku wariantu C – wynosiło 15,71% redukcji emisji CO2 w porównaniu ze spalaniem węgla w palenisku jednopaliwowym.
EN
Presented are results of technical and economic analysis of co-combustion of coal and gas coming from underground coal gasification process (UCG) in an installation with a fluidized bed boiler. Calculations were conducted for an installation of about 7,7 MW electrical capacity and 40 MW of the thermal one. The size of the analysed installation corresponds with the size of the demonstration plant. Discussed is the structure of the installation and determined are energy parameters of its main nodes but costs of equipment as well as selected profitability indicators were determined by statistical methods. Analysis was performed for three types of an Underground Coal Gasification (UCG) gas coming from: A – atmospheric hard coal gasification; B – pressurized hard coal gasification; C – pressurized lignite gasification. Technical and economic calculations were done for a cogeneration index amounting 20% and total calculated combined heat and power efficiency were as follows: 81,7% for A, 82% for B and 82,84% for the C type of installation. Total calculated investments costs amounted: 43,2 million euro for A, 43,54 million euro for B and 42,74 million euro for the C variant. The maximum reduction of CO2 emission that was calculated for the C variant amounted 15,71% of total CO2 reduction in comparison with the coal combustion in a mono-fuel furnace.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.