• Nie Znaleziono Wyników

P o d s ta w o w e p a r a m e t r y p r a c y k o t ł a r u s z to w e g o to : w y s o k o ś ć w a r s tw y p a liw a , s z y b k o ś ć p r z e m ie s z c z a n ia się r u s z t u o r a z ilo ś ć p o w ie t r z a . P a r a m e t r y t e d e c y d u j ą z a r ó w n o o m o c y o s ią g a n e j p r z e z k o c io ł, j a k i o je g o s p r a w n o ś c i.

P r z e z o p ty m a liz a c ję p r a c y r o z u m ie się t a k i d o b ó r ty c h p a r a m e t r ó w , k t ó r y z a ­ p e w n ia n a j w y ż s z ą s p r a w n o ś ć p r z y o k r e ś lo n e j m o c y . C e c h ą c h a r a k t e r y s t y c z n ą k o tłó w r u s z to w y c h o d r ó ż n i a j ą c ą j e o d k o tłó w n a p a l iw a p ł y n n e b ą d ź k o tłó w p y ło w y c h i z n a c z n ie u t r u d n i a j ą c ą p r o c e s s te r o w a n ia s ą b a r d z o d ł u g ie s t a ł e c z a s o w e , r z ę d u g o d z in y .

102

Andrzej Szlęk

104

X

Andrzej Szlęk

R y s . 1 1 .2 .

Zależność stopnia wypalenia x od czasu

r

F i g .

11

.

2

.

Carbon burn-out fraction x as a function of time

r

s ię ś w ie ż e p a liw o . W c h w ili r < t k f r o n t s p a l a n i a z n a j d u j e s ię w o d le g ło ś c i w t o d g ó r n e j k r a w ę d z i z ło ż a . E n e r g ia c h e m ic z n a p a l i w a n a d f r o n te m n a j e d n o s t k ę p o w ie r z c h n i p o d s t a w y w y n o si:

pwr(l - xK)cWdiC ,

(1 1 .1 3 )

a w p a l iw ie p o n iż e j f r o n tu :

p(h

-

w r)W d

( 1 1 .1 4 )

S u m a r y c z n i e w ię c s t r a t a c h e m ic z n a o d n ie s io n a d o p o c z ą tk o w e j e n e r g ii c h e ­ m ic z n e j w y n o s i:

Cc/l

---pw r(

1 -

x K)cWdic

+

p(h

-

w r)W d

phWd

(1 1 .1 5 )

c o p o u p r o s z c z e n iu z a p is a ć m o ż n a n a s tę p u j ą c o :

Przykład wykorzystania wyników - sterowanie kotłem rusztowym

105

P o c z ą w s z y o d c z a s u tk s p a la n i e z a c h o d z i w c a łe j o b ję to ś c i z ło ż a . K r z y w a w y p a l a n i a w t y m o b s z a r z e a p r o k s y m o w a n a z o s t a ł a f u n k c j ą o n a s tę p u j ą c e j p o s ta c i :

x

=

1

(1

xx)exp

T - T K (1 1 .1 7 )

C

P o s t a ć f u n k c ji (1 1 -1 7 ) n ie m a n i e s t e t y p o d s t a w te o r e ty c z n y c h i n a le ż y j ą t r a k t o w a ć j e d y n i e j a k o a p r o k s y m a c j ę w y z n a c z o n e g o d o ś w ia d c z a ln ie p r z e ­ b ie g u k r z y w e j. S t r a t a c h e m ic z n a w ż u ż lu d l a r > tk w y n o s i:

U = <1 - ^ (1 1 .1 8 )

W p r z e d s ta w io n y c h r ó w n a n ia c h w ie lk o śc i

w,

xk o r a z

C

s ą f u n k c ja m i p r ę d k o ś c i n a p ł y w u p o w ie tr z a . C z a s s p a l a n i a j e s t r ó w n y c z a s o w i p r z e b y w a n ia p a l iw a w k o tle , cz y li:

r = — , (1 1 .1 9 )

wr

p r z y c z y m L o z n a c z a c z y n n ą d łu g o ś ć r u s z t u , a

wT

p r ę d k o ś ć r u s z t u .

W e d łu g p r z e d s ta w io n e g o s c h e m a tu o b lic z o n o s t r a t ę c h e m ic z n ą w ż u ż lu d l a r ó ż n y c h s ta n ó w p r a c y k o t ł a i p o r ó w n a n o j ą ze s t r a t ę c h e m ic z n ą o b li­

c z o n ą w p r o c e d u r z e u z g a d n i a n i a n a p o d s t a w i e p o m ia r ó w k o t ł a r z e c z y w is te g o . W y n ik p o r ó w n a n i a p r z e d s ta w io n y j e s t n a r y s . 1 1 .3 . N a r y s u n k u t y m p o p r o ­ w a d z o n o p r o s t ą Cc/i,oW =

Cch,pom

i w o k ó ł k tó r e j s k u p i a ć p o w in n y się p u n k ty . Z a u w a ż y ć m o ż n a , że p u n k t y t e w is to c ie le ż ą d o ś ć b lis k o p r o s t e j , a o d s t ę p s t w a s ą r z ę d u j e d n e g o p u n k t u p r o c e n to w e g o s t r a t y c h e m ic z n e j. M im o z n a c z n y c h u p r o s z c z e ń p r z y ję ty c h p r z y w y z n a c z a n iu s t r a t y c h e m ic z n e j w ż u ż lu o tr z y ­ m a n y w y n ik n a l e ż y u z n a ć z a b a r d z o s a ty s f a k c jo n u ją c y .

S tr a ta fiz y c zn a w sp a lin ach .

Z n a j ą c w a r to ś ć s t r a t y c h e m ic z n e j w ż u ż lu o k r e ś lić m o ż n a z a w a r to ś ć w ę g la w ż u ż lu , a n a s t ę p n i e , w y k o r z y s tu ją c r ó w n a n ia b i l a n s u s u b s t a n c j i o r a z p o m i a r k o n c e n tr a c ji

O2

l u b

C 0 2

w s p a li­

n a c h , w y z n a c z y ć je d n o s tk o w e ilo ś c i p o s z c z e g ó ln y c h s k ła d n ik ó w s p a lin n ” p o

-R y s . 1 1 .3 .

Zależność straty chemicznej obliczonej Cch,obi oraz zmierzonej Cch,pom■ Przedstawiona prosta odpowiada (,Ch,obi

= Cch,Pom

F ig . 1 1 .3 .

Calculated Qh,obi versus measured C,ch,pom chemical loss in slag.

Line ilustrates C,ch,obi

=

Crk.pom

w s t a ł y c h z e s p a l e n i a

1

k g p a liw a . D o o b lic z e n ia s t r a t y fiz y c z n e j w s p a lin a c h o k r e ś lo n e j w z o r e m

Y.n't(M i)i

C/ =

(11.20)

p o t r z e b n a j e s t je s z c z e z n a jo m o ś ć t e m p e r a t u r y w y s tę p u ją c e j w p r z y r o ś c i e e n ­ t a l p i i (

M i)i.

W t r a k c i e b a d a ń a u t o r s t w i e r d z i ł , ż e t e m p e r a t u r a t a z a le ż y li­

n io w o o d s t r u m i e n i a s p a l i n ń s p o w s ta ją c y c h w k o tle . Z a le ż n o ś ć t a , o k r e ś lo n a n a p o d s t a w i e p r z e p r o w a d z o n y c h p o m ia r ó w p r z e m y s ło w y c h , p r z e d s t a w i o n a j e s t n a r y s . 1 1 .4 . Z r y s u n k u te g o w id a ć , ż e w i s t o c ie o d s t ę p s t w a o d z a le ż n o ś c i lin io w e j s ą n ie w ie lk ie . N a le ż y j e d n a k p o d k r e ś li ć , że n a c h y le n ie p r o s t e j z a le ż y o d s t o p n i a c z y s to ś c i p o w ie r z c h n i g r z e w c z y c h k o t ł a i n ie j e s t s t a ł e w c z a s ie p r a c y k o t ł a .

R y s . 1 1 .4 .

Zależność zmierzonej temperatury spalin od całkowitej ilości spa­

lin. Obydwie wielkości obliczone w procedurze uzgadniania

F ig . 1 1 .4 .

Measured flue gas temperature as a function of flue gas flow rate.

Both values obtained in the adjustment procedure

P r z e d s t a w i o n y s p o s ó b p o z w a la n a o k r e ś le n ie w a r to ś c i s t r a t n a p r z y k ł a d d r o g ą o b lic z e ń w a r ia n to w y c h i w y b o r u te g o z e s ta w u p a r a m e t r ó w p r a c y k o tła , k t ó r y z a p e w n i a m a k s y m a l n ą s p r a w n o ś ć p r z y o k r e ś lo n e j m o c y c ie p ln e j k o tła .

W e w s p o m n ia n e j e l e k tr o c ie p ło w n i p r a c a k o t ł a O R - 3 2 c h a r a k te r y z o w a ła s ię d u ż y m i z m i a n a m i o b c i ą ż e n ia w y n ik a j ą c y m i z p o k r y w a n i a p o t r z e b te c h ­ n o lo g ic z n y c h s ą s ie d n ie g o z a k ła d u . S z y b k ie z m ia n y o b c i ą ż e n i a m o ż liw e s ą d o r e a liz a c j i j e d y n i e p o p r z e z z m ia n ę p r ę d k o ś c i r u s z t u . O p t y m a l i z a c j a s p r o w a ­ d z a ł a s ię w ię c d o d o b o r u ilo ś c i p o w ie t r z a z a p e w n ia ją c e j m a k s y m a l n ą m o ż liw ą s p r a w n o ś ć . O p r a c o w a n y a l g o r y t m o p ie r a ł s ię n a o b lic z e n ia c h w a r ia n to w y c h i w y b o r z e o p t y m a l n e g o s t r u m i e n i a p o w ie t r z a . W m o m e n c i e z m ia n y z a p o t r z e ­ b o w a n ia n a c i e p ło a l g o r y t m w y k o n y w a ł o b lic z e n ia s p r a w n o ś c i d l a k ilk u p r ę d ­ k o śc i p r z e s u w u r u s z t u o r a z k ilk u s t r u m i e n i p o w ie t r z a . O b lic z e n ia o p ie r a ły się n a z a le ż n o ś c ia c h ( 1 1 .1 2 )-( 1 1 .2 0 ) . S p o ś r ó d p r z e lic z o n y c h w a r ia n tó w w y b ie ­

108

Andrzej Szlęk

r a n y b y ł t e n , k t ó r y z a p e w n i a m a k s y m a l n ą s p r a w n o ś ć p r z y o k r e ś lo n e j m o c y c i e p l n e j . A l g o r y t m t e n z a p is a n o w p o s t a c i k o d u k o m p u te r o w e g o i te s to w a n o je g o d z i a ł a n i e p o p r z e z u s t a w i a n i e r ę c z n e p a r a m e t r ó w p r a c y k o t ł a w e d łu g w s k a z a ń p r o g r a m u . T e s t y a l g o r y t m u p r z e p r o w a d z o n e n a w s p o m n ia n y m ko­

t l e O R - 3 2 w y k a z a ły , ż e p o z w a la o n n a p o p r a w ę s p r a w n o ś c i o 5 p u n k t ó w p r o ­ c e n to w y c h w s t o s u n k u d o a l g o r y t m u p o p r z e d n ie g o , k t ó r y u t r z y m y w a ł s t a ł ą j e d n o s t k o w ą ilo ś ć p o w ie t r z a . N ie s te ty , a l g o r y t m n ie z o s t a ł w p r o w a d z o n y d o s te ro w n ik ó w k o tło w y c h , c o w ią z a ł o s ię z e z m i a n ą p o l i t y k i m o d e r n i z a c y jn e j z a r z ą d u .

12. Inne możliwości zastosowania wyników

O p ty m a liz a c ja p ra cy k o tłó w

z

p a le n isk ie m r e to r to w y m .

K o tły z p a l e n is k a m i r e t o r t o w y m i p o s i a d a j ą s z e r e g z a le t, z k t ó r y c h j a k o n a jw a ż n ie js z e , d e c y d u ją c e o ic h o b e c n y m s u k c e s ie r y n k o w y m , w y m ie n ić n a le ż y : w y k o rz y ­ s t a n i e w ę g la l u b b io m a s y ja k o n a j t a ń s z e g o p a l iw a n a p o ls k im r y n k u , n is k i p o z io m e m is ji s u b s t a n c j i s z k o d liw y c h o r a z b e z o b s łu g o w o ś ć w y n ik a j ą c ą z z a ­ s to s o w a n ia m e c h a n ic z n e g o p o d a j n i k a p a liw a . S c h e m a t p a l e n is k a r e to r to w e g o p r z e d s t a w i a r y s . 1 2 .1 . P a liw o d o s ta r c z a n e j e s t z a p o m o c ą p o d a j n i k a ś lim a k o

-powietrze pierwotne

R y s . 1 2 .1 .

Schemat paleniska retortowego

F ig .1 2 .1 .

Scheme of the under-feed fumace

w eg o d o s to ż k o w a te g o r u s z t u , g d z ie p r z e m ie s z c z a s ię k u g ó r z e w r o s n ą c y m p r z e k r o ju , d z ię k i c z e m u je g o p r ę d k o ś ć s p a d a . F r o n t s p a l a n i a s t a b i l i z u j e się w p r z e k r o ju , w k t ó r y m p r ę d k o ś ć p r z e m ie s z c z a n i a się p a l iw a r ó w n a j e s t p r ę d ­ k o śc i s p a l a n i a . P o w y ż e j f r o n tu s p a l a n i a d o p r o w a d z a n e j e s t p o w ie t r z e d r u g ie , m a j ą c e z a z a d a n i e d o p a lić s u b s t a n c j ę p a l n ą p a liw a , k t ó r a n ie u le g ła s p a le ­ n iu w e f ro n c ie . W c h w ili o b e c n e j b r a k j e s t d a n y c h , w j a k i s p o s ó b p o w in ie n n a s tę p o w a ć r o z d z ia ł p o w ie t r z a n a p ie rw s z e i d r u g ie w f u n k c ji m o c y k o t ł a i r o d z a j u w ę g la [26].

1 1 0 A n d rz e j Szlęk f

M o ż n a p r z y j ą ć , ż e n ie z a le ż n ie o d m o c y k o t ł a f r o n t s p a l a n i a p o w in ie n s t a ­ b iliz o w a ć s ię w o k r e ś lo n y m p r z e k r o j u u z n a n y m z a o p ty m a ln y . Z b y t w y s o k ie s ta b ili z o w a n ie s ię f r o n t u s p r a w ia , że s p a d a c z a s p o b y t u w ę g la w s tr e f ie d o ­ p a l a n i a i w e fe k c ie r o ś n ie s t r a t a c h e m ic z n a w ż u ż lu , n a t o m i a s t z b y t n is k ie s ta b ili z o w a n ie s ię f r o n t u z a g r a ż a m e c h a n ic z n e j k o n s tr u k c j i ś lim a k a . J e ż e li p r z y j ą ć z a t e m , ż e p r z e k r ó j , w k t ó r y m s t a b i l i z u j e s ię f r o n t , j e s t s t a ł y , ró w n y A opt, t o p r ę d k o ś ć s p a l a n i a

w ,,

p r z y s t r u m i e n i u w ę g la

Gpai,

p o w i n n a w y n ik a ć z n a s t ę p u j ą c e j z a le ż n o ś c i:

« . = -% * ■ (1 2.1)

pA-opt

Z n a j ą c z a le ż n o ś ć

wa = f ( w a),

o k r e ś lić m o ż n a n i e z b ę d n ą p r ę d k o ś ć p o w ie t r z a

wa,

p r z y k t ó r e j p r ę d k o ś ć p r z y jm u je w y m a g a n ą w a r to ś ć , a n a s t ę p n i e s t r u m i e ń p o w ie t r z a :

K =

A0ptwa

(

12

.

2

)

Ilo ś ć p o w i e t r z a d r u g ie g o p o w in n a b y ć z k o le i d o b r a n a t a k , b y z a c h o w a n y b y ł o k r e ś lo n y s t o s u n e k n a d m i a r u p o w ie t r z a . W b a r d z ie j z a a w a n s o w a n y m a lg o ­ r y t m i e s t e r o w a n i a m o ż n a d o k o n y w a ć o p t y m a l i z a c j i s u m y s t r a t y c h e m ic z n e j w ż u ż lu i fiz y c z n e j w s p a lin a c h , le c z w y m a g a ło b y t o s t o s o w a n ia s te ro w n ik ó w o s t o p n i u k o m p li k a c ji n ie u z s a d a n io n y m e k o n o m ic z n ie d l a te g o t y p u k o tłó w .

C h a ra k te r y z o w a n ie p a liw .

D o b ó r p a l iw a d o k o tłó w r u s z to w y c h d o ­ k o n y w a n y j e s t n a jc z ę ś c ie j n a p o d s t a w i e D o k u m e n t a c j i te c h n ic z n o - r u c h o w e j ( D T R ) k o t ł a . I n f o r m a c je w n ie j z a w a r te n ie w p e ł n i c h a r a k t e r y z u j ą p a liw o [23]. W e fe k c ie s p r a w n o ś ć k o t ł a , w p r z y p a d k u d w ó c h p a l i w o id e n ty c z n y c h w s k a ź n ik a c h w y m a g a n y c h p r z e z D T R , m o ż e s ię z n a c z n ie r ó ż n ić . C o w ię c e j, z d a r z a się , ż e p a liw o s p e ł n i a j ą c e w y m a g a n i a d o k u m e n t a c j i w o g ó le n ie d a j e się s p a lić w k o t l e [26].

Z p o w y ż s z y c h w z g lę d ó w p r ę d k o ś ć s p a l a n i a w ę g la w y z n a c z o n a w śc iśle o k r e ś lo n y c h w a r u n k a c h m o ż e się s t a ć u ż y t e c z n y m w s k a ź n ik ie m ja k o ś c i w ę g la , a s z c z e g ó ln ie je g o p r z y d a tn o ś c i p o d k ą t e m s p a l a n i a w k o t ł a c h r u s z to w y c h .

A n a liz a m o żliw o śc i w sp ó łsp a la n ia p a liw .

W p r a k t y c e s p a l a n i a o s t a t ­ n io d u ż o u w a g i p o ś w ię c a s ię w s p ó łs p a la n i u b io m a s y o r a z o d p a d ó w z w ę g le m . W p r o w a d z o n e p o ję c ie p r ę d k o ś c i s p a l a n i a m o ż e p o s łu ż y ć d o o p r a c o w a n ia m e ­ t o d o c e n y m o ż liw o ś c i tw o r z e n ia m ie s z a n e k r ó ż n y c h p a liw a . P r z y k ła d o w o , w p r z y p a d k u m ie s z a n k i w ę g la i w ió ró w d r z e w n y c h , p r z y z b y t d u ż e j z a w a r to ś c i d r e w n a , c z ą s tk i w ę g la p o z o s t a j ą ’z a w ie s z o n e ’ w w ió r a c h . W t a k i m p r z y p a d k u n a j p i e r w u le g a s p a le n i u d r e w n o , k tó r e c h a r a k t e r y z u j e s ię z n a c z n ie w y ż s z y m i p r ę d k o ś c ia m i p r o p a g a c ji f r o n tu , a n a s t ę p n i e n a s t ę p u j e s p a l a n i e w ę g la , k t ó ­ r e g o p r ę d k o ś ć s p a l a n i a j e s t z d e c y d o w a n ie n iż s z a . P r z y p u s z c z a ć n a le ż y , ż e w d o w o ln y c h p r o p o r c j a c h m ie s z a ć m o ż n a p a l iw a o z b liż o n e j p r ę d k o ś c i s p a la n i a .

13. Podsumowanie

Z a r ó w n o b a d a n i a n u m e r y c z n e j a k i e k s p e r y m e n t a l n e w s k a z u ją , ż e n a

116

Andrzej Szlęk

J a k w s p o m n i a n o n a w s tę p ie , p r o c e s s p a l a n i a p a l iw s t a ł y c h w w a r s tw ie n ie r u c h o m e j j e s t s ł a b o p o z n a n y . P r a c a r z u c a p e w n e n o w e ś w i a t ł o , n ie m n ie j j e d n a k z e w z g lę d ó w o c z y w is ty c h n ie w y c z e r p u je z a g a d n i e n i a . W n io s k i z p r a c y z n a j d u j ą z a s to s o w a n ie w p r o c e s ie k o n s tr u k c j i i e k s p l o a t a c j i k o tłó w r u s z t o ­ w y c h o r a z r e to r to w y c h . P o n a d t o z n a j d u j ą z a s to s o w a n ie w o c e n ie p a liw p o d k ą t e m ic h p r z y d a t n o ś c i d o s p a l a n i a w te g o t y p u je d n o s t k a c h .

Literatura

1. B a r t o k W ., S a ro fin A ., F o ssil F u e l C o m b u s tio n , J o h n W ile y , N e w Y o rk , 1991

2. B ł a s i a k W ., B a r a ń s k i J . , S tą s ie k J . , O p t y m a l i z a c j a p r o c e s u s p a l a n i a w k o t ł a c h r u s z to w y c h . K o n f e r e n c ja n a u k o w o - te c h n ic z n a “S p a la n ie w ę g la “ , U s t r o ń 1 9 9 9

3. B r e z in s k y K ., T h e N e x t T w e n ty F iv e Y e a rs o f C o m b u s tio n , C o m b u s tio n S c ie n c e a n d T e c h n o lo g y , V o l.98, 1994

4. C h o m i a k J . , C o m b u s tio n - a s t u d y in th e o r y , f a c t a n d a p p l i c a t i o n , A b a c u s P r e s s , N e w Y o rk , 1990

5. D o n g h o o n S ., S a n g m in C ., T h e C o m b u s tio n o f S i m u l a t e d W a s t e P a r t i c l e s in a F ix e d B e d , C o m b u s tio n a n d F la m e , V o l 1 2 1 , 2 0 0 0

6

. E a t o n A ., S m o o t L ., H ill S ., E a t o u g h C ., C o m p o n e n t s , f o r m u l a ti o n s , s o ­ lu ti o n s , e v a l u a t i o n a n d a p p l ic a tio n o f c o m p r e h e n s iv e c o m b u s tio n m o d e ls , P r o g r e s s in E n e r g y a n d C o m b u s tio n S c ie n c e , V o l.2 5 , 1 9 9 9

7. G a r d i n e r W , C o m b u s tio n C h e m is try , S p r in g e r - V e r la g , N e w Y o rk 1984

8

. G h a n i M ., R a d u lo v ic P ., S m o o t D ., A n I m p r o v e d m o d e l f o r f ix e d -b e d c o a l c o m b u s tio n a n d g a s ific a tio n : s e n s iv ity a n a ly s i s a n d a p p l ic a tio n s , F u e l, V o. 7 5 , 1996

9. G l a b o r g P ., M ille r J . , K e e R ., K in e t ic M o d e lin g a n d S e n s iv i ty A n a ly s is o f N itr o g e n O x id e F o r m a tio n in W e ll- S tir r e d R e a c t o r s , C o m b u s tio n a n d F la m e , N o 6 5 m 1986

10. G l a s m a n I ., C o m b u s tio n , A c a d e m ic P r e s s , O r l a n d o 1 9 8 7

118

Andrzej Szlęk

11. G l a s m a n I ., A lo o k f o rw a rd : t h e n e x t 2 5 Y e a rs , C o m b u s t i o n S c ie n c e a n d T e c h n o lo g y , V o l. 9 8 , 1994

12. G o r t R ., B r o u w e r s J . , T h e o r e t i c a l a n a ly s i s o f t h e p r e o p a g a t i o n o f a r e ­ c a t i o n f r o n t in a p a c k e d b e d , C o m b u s tio n S c ie n c e a n d T e c h n o lo g y , V ol 124, 20 0 1

13. G r a c z y ń s k i A ., P o ls k i p r z e m y s ł w ęg lo w y , E n e r g e t y k a N r 2, 1 9 9 9

14. G r i s e li n N ., B a i ., S im u la tio n o f b io m a s s c o m b u s t i o n a n d p o l l u t a n t e m is ­ s io n in a f u r n a c e , 28 I n t e r n a t i o n a l S y m p o s iu m o n C o m b u s t i o n , E d in - b u r h g , J u l y 3 0 - A u g u s t 4 ,

2000

15. H i n d m a r s h A ., S ig n u m N e w s le tte r , 15 N o . 14, 1 9 8 0

16. J a r o s i ń s k i J . , T e c h n ik i c z y s te g o s p a l a n i a , W N T , W a r s z a w a 1996

17. K a t a l o g p o ls k ic h p r z e d s ię b io r s tw o c i e p ło w n ic z y c h , P r z e d s ię b io r s tw o u s łu g o w o - p r o d u k c y jn o - h a n d lo w e A s p o l, 1996

18. K e e R ., G r c a r J . , S m o o k e M ., M ille r J , A f o r t r a n p r o g r a m f o r m o d e lin g o n e d i m e n s i o n a l p r e m i x e d fla m e s , S a n d 8 5 - 8 2 4 0 , 19 8 5

19. K e e R ., R u p l e y F ., M ille r J . , T h e c h e m k in t h e r m o d y n a m i c d a t a b a s e , S a n d i a R e p o r t , S A N D 8 7 -8 2 1 5 , 19 8 7

2 0. K a p i t a n i a k A ., S z t r a u b e J . , B u d o w a i o b s ł u g a k o tłó w r u s z to w y c h , W N T , W a r s z a w a 1991

2 1. K n o r r e G ., A rie f e w K ., W ł o c h A ., N a c h a p e t i a n E ., P a lie w I ., S z t e j n e r t W ., T e o r i j a T o p o c z n y c h P ro c e s ó w , E n e r g ija , M o s k w a 1 9 6 6

22

. K o r d y le w s k i W ., S p a la n ie i p a liw a , O fic y n a W y d a w n ic z a P o lite c h n ik i W r o c ła w s k ie j, W r o c ła w 1999

Literatura

119

23. K o rd y le w s k i W . ( r e d ) , B iu le ty n I n f o r m a c y jn y P o ls k ie g o K o m i t e t u B a d a ń P ł o m i e n i a , n r 2 , 1999

24. K o w a le w ic z A ., P o d s ta w y p r o c e s ó w s p a l a n i a , W N T , W a r s z a w a 20 0 0

25. K u b i c a K ., R a iń c z a k J . , W ilk o s z K ., P a liw a s t a ł e i u r z ą d z e n i a g rz e w c z e s to s o w a n e w o g r z e w n ic tw ie w a s p e k c ie u r e g u lo w a ń e k o lo g ic z n y c h , K o n ­ f e r e n c ja n a u k o w o - te c h n ic z n a “S p a la n ie w ę g la “, U s t r o ń 19 9 9

26. K u b i c a K ., W ilk . R , S z lę k A ., R a iń c z a k J . , B a d a n i a p r z y d a t n o ś c i w ę g la C u k r o w n i S tr z y ż ó w S .A . d o s p a l a n i a w k o t ł a c h r u s z to w y c h , I n s t y t u t C h e ­ m ic z n e j P r z e r ó b k i W ę g la - P o lite c h n ik a Ś lą s k a , o p r a c o w a n ie w e w n ę trz n e , 1999

27. K u o K ., P r in c ip le s o f C o m b u s tio n , J o h n W ile y & S o n s , N e w Y o rk , 1986

28. K w ie c ie ń J . , W p ły w ja k o ś c i w ę g la n a e k s p lo a t a c j ę k o tłó w t y p u W R o r a z n a e m is ję z a n ie c z y s z c z e ń , K o n fe r e n c ja n a u k o w o - te c h n ic z n a “S p a la n ie w ę­

g la “, U s t r o ń 19 9 9

2 9. L a w C ., C o m b u s tio n S c ie n c e a n d T e c h n o lo g y : A c c o m p lis h m e n ts a n d C h a lle n g e s , C o m b u s tio n S c ie n c e a n d T e c h n o lo g y , V ol. 9 8 , 1994

3 0. L a w n C ., P r in c ip le s o f c o m b u s tio n e n g i n e e r in g f o r b o ile r s , A c a d e m ic P r e s s L o n d o n 1987

31. L e w a n d o w s k i W ., P ro e k o lo g ic z n e ź r ó d ł a e n e r g ii o d n a w ia ln e j, W N T , W a r s z a w a 20 0 1

32. N a d z ia k ie w ic z J . , S p a la n ie s ta ły c h s u b s t a n c j i o d p a d o w y c h , G n o m e , K a ­ to w ic e

2001

120 A ndrzej Szlęk

s

3 3 . O r ł o w s k i P ., D o b r z a ń s k i W ., K o tły p a r o w e w e n e r g e ty c e p rz e m y s ło w e j, W N T , W a r s z a w a 1991

3 4 . P e t e l a R ., P a ł i w a i ic h s p a la n i e , cz I I S p a la n ie , S k r y p t y P o lite c h n ik i Ś lą s k ie j n r 1 0 4 3 , G liw ic e 1982

35. P e t e r s B ., C l a s s i f ic a t io n o f C o m b u s tio n R e g im e s in a P a c k e d B e d o f P a r ­ tic le s B a s e d o n t h e R e le v a n t T i m e a n d L e n g t h S c a le s , C o m b u s t i o n a n d F l a m e , V o l 1 1 6 , 1 9 9 9

3 6 . P N - 7 2 /M - 3 4 1 2 8 , K o t ł y p a r o w e , w y m a g a n i a i b a d a n i a o d b io r c z e

3 7. P o s t r z e d n i k S ., C i e p ło o d g a z o w a n ia p a l iw s t a ł y c h - m e t o d a o k r e ś la n ia , p o d s ta w o w e w ła s n o ś c i, K a r b o - e n e r g o c h e m ia - E k o lo g i a , N r

9

, 1 9 9 4

38. P u r v i s M ., S a n to s S ., C o m b u s tio n o f a s m a ll u n d e r f e e d s t o k e r f irin g c o a l a n d b io m a s s , 28 I n t e r n a t i o n a l S y m p o s iu m o n C o m b u s t i o n , E d i n b u r g h

2000

3 9. R u s in o w s k i H ., W ilk R ., Z ię b ik A ., S z e g a M ., S z lę k A ., W id z is z o w s k i R ., S y s te m o p t y m a l n e g o s te r o w a n ia p r a c ą k o tłó w r u s z to w y c h , C ie p ło w n ic ­ tw o , O g r z e w in c tw o , W e n ty la c j a , N r 9, 1998

4 0 . R u s in o w s k i H ., S z e g a M ., S z lę k A ., W ilk R ., M e t h o d o f C h o o s in g t h e O p t i m a l P a r a m e t e r s o f S o lid F u e l C o m b u s t i o n in S to k e r B o ile rs , E C O S , T o k y o , 19 9 9

4 1 . S ie d la c z e k J . , S e n y c ia K ., E k o lo g ic z n e s p a l a n i e w ę g la w k o t ł a c h g rz e w ­ c z y c h t y p u E K O - C i E K O - C R , K o n f e r e n c j a n a u k o w o - te c h n ic z n a “S p a la ­ n ie w ę g la “ , U s t r o ń 1999

Literatura

121

4 2 . S k o ro s z e w s k i A ., S z lę k A ., W ilk R ., Z a ł o ż e n i a i e f e k ty m o d e r n i z a c ji s y s ­ t e m u c ie p ło w n ic z e g o P E C L e g io n o w o , N o w o c z e s n e C ie p ło w n ic tw o , N r 5, 19 9 9

43. S m o o t L ., F u n d a m e n t a l s o f c o a l c o m b u s tio n , E ls e v ie r , 19 9 3

44. S m o o t L ., A d e c a d e o f c o m b u s tio n r e s e a r c h , P r o g r e s s in E n e r e g y a n d C o m b u s t i o n S c ie n c e , V o l.2 3 , 19 9 7

45. S t r a t e g i a R o z w o ju E n e r g e t y k i O d n a w ia ln e j , M in i s te r s tw o O c h r o n y Ś ro ­ d o w is k a , W a r s z a w a 2 0 0 0

46. A n a l i z a t e r m o d y n a m i c z n a i e k o n o m ic z n a w e n e r g e ty c e p r z e m y s ło w e j, W N T , W a r s z a w a 19 8 3

47. S z lę k A ., B a d a n i a p r o c e s u s p a l a n i a w ę g la w w a r s tw ie s t a ł e j , B W - 4 4 7 / R I E - 6 / 2 0 0 0

4 8 . S z lę k A ., W i lk R ., M o d e lo w a n ie p r o c e s u s p a l a n i a w ę g la w z ło ż u s t a ł y m , G o s p o d a r k a P a liw a m i i E n e r g ią , k w ie c ie ń 19 9 6

4 9 . S z lę k A ., W i lk R ., K o n c e p c ja s t e r o w a n i a k o tłe m r u s z to w y m z a p o m o c ą m o d e lu m a te m a ty c z n e g o o z m ie n n e j c h a r a k t e r y s t y c e , G o s p o d a r k a P a l i ­ w a m i i E n e r g ią , N r 5, 19 9 7

5 0. S z lę k A ., C h a r a k t e r y s t y k a s p a l a n i a w ę g la j a k o p o d s ta w o w y p a r a m e t r r z u t u j ą c y n a s p r a w n o ś ć k o t ł a , G o s p o d a r k a P a liw a m i i E n e r g ią , N r

6

, 19 9 7

51. S z lę k A ., W i lk R ., P e r s p e k ty w y u ż y t k o w a n ia k o tłó w r u s z to w y c h w P o l­

sc e , N o w o c z e s n e C ie p ło w n ic tw o , n r 11, 19 9 9

---

g---I

5 2 . S z lę k A ., W i lk R ., M o d e r n iz a c ja k o tłó w r u s z to w y c h j a k o s p o s ó b n a z m n ie j s z e n ie z u ż y c i a p a l iw a i e m is ji to k s y c z n y c h s u b s t a n c j i , N o w o c z e ­ s n e C i e p ło w n ic tw o ,

11

-

12

, 1998

53. S z lę k A ., W i lk R ., B a d a n i a l a b o r a t o r y j n e c z a s u s p a l a n i a w ę g la j a k o i s t o t ­ n e g o p a r a m e t r u e k s p lo a t a c j i k o tłó w r u s z to w y c h , V I I F o r u m C ie p ło w n i- k ó w , M ię d z y z d r o j e 1998

54. S z lę k A ., W i lk R ., P r e d y k c y jn e s te r o w a n ie p r a c ą k o t ł a r u s z to w e g o ja k o s p o s ó b m i n i m a l i z a c j i z u ż y c i a p a liw a , K o n f e r e n c j a P o ls k ie g o K o m i t e t u B a d a ń P ł o m i e n i “S p a la n ie w ę g la ’99 “, U s tr o ń - Z a w o d z ie 1 9 9 9 .

5 5 . S z lę k A ., W i lk R ., O k r e ś le n ie s p r a w n o ś c i k o t ł a r u s z to w e g o w w a r u n k a c h z m ie n n e g o o b c i ą ż e n i a c ie p ln e g o . D ia g n o s ty k a J a k o ś c i S p a l a n i a , U s tr o ń , 1 9 9 8

5 6 . S z lę k A ., W i lk R ., S p o s ó b w y z n a c z a n ia c h a r a k t e r y s t y k i s p a l a n i a p a liw s t a ł y c h o r a z s p o s ó b s te r o w a n ia k o t ł e m r u s z to w y m , a z w ła s z c z a p r a c u ­ j ą c y m z e z m ie n n y m o b c ią ż e n ie m c ie p ln y m . Z a s t r z e ż e n ie p a t e n t o w e n r

P 3 3 0 0 5 0 , 1 9 9 8

57. S z lę k A ., M o d e lo w a n ie p r o c e s u s p a l a n i a p a l i w a s t a ł e g o w k o tle r u s z t o ­ w y m j a k o s p o s ó b o p ty m a liz a c ji je g o p r a c y , X V I I Z ja z d T e r m o d y n a m i ­ k ó w , K r a k ó w 1 9 9 9

58. Ś c ią ż k o M ., W ę g ie l k a m ie n n y - p o d s ta w o w y s u r o w ie c d l a e n e r g e ty k i, K o n ­ f e r e n c j a n a u k o w o - te c h n ic z n a “S p a la n ie w ę g la “, U s t r o ń 1 9 9 9

5 9 . T o m e c z e k J . , S p a la n ie w ę g la . S k r y p t y P o l i t e c h n i k i Ś lą s k ie j, n r 1 6 6 7 , G li­

w ic e 1 9 9 2

60. T o m e c z e k J . , Z g a z o w a n ie w ę g la . S k r y p ty P o lite c h n ik i Ś lą s k ie j n r 1551, G liw ic e 1991

61. W a r a n t z J . , M a a s U ., D ib b le R ., C o m b u s tio n , S p r in g e r , H e id e lb e r g 1996

62. W e in b e r g F ., C o m b u s tio n R e s e a r c h fo r t h e 21 C e n t u r y - S o m e S p e c u l a ­ tiv e E x t r a p o l a t i o n s , C o m b u s tio n S c ie n c e a n d T e c h n o lo g y , V o l.9 8 , 1994

63. W i lia m s F ., T h e N e x t 25 Y e a rs o f C o m b u s tio n T h e o r y , C o m b u s tio n S c ie n c e a n d T e c h n o lo g y , V o l.9 8 , 19 9 4

64. W i lia m s A ., P o u r k a s h a n i a n M ., J o n e s J . , S k o r u p s k a N ., C o m b u s tio n a n d G a s i f ic a t io n o f C o a l, T a y lo r a n d F r a n c is , L o n d y n , 2 0 0 0

65. W ilk R ., S z lę k A ., O d la n ic k i T ., B a d a n i a e f e k ty w n o ś c i e n e r g e ty c z n e j k o t ł a O R - 3 2 , N B - 1 5 4 / R I E - 6 / 9 8

66

. Z a ł o ż e n i a p o l i t y k i e n e r g e ty c z n e j P o ls k i d o r o k u 2 0 2 0 , l u t y 2 0 0 0

W itr y n y w w w

67. E n e r g o in w e s t R y b n i k , w w w .e n e r g o - in w e s t.c o ,.p l

68

. G iz e x , w w w .g iz e x .c o m .p l

69. M e ta c h e m , w w w .m e ta c h e m .c o m .p l

70. F a b r y k a W ę g lo w y c h , P s z c z y n a , m a s t e r . a k . n e t . p l / u r z o n

71. S ę d z is z o w s k ie F a b r y k i K o tłó w , w w w .s e f a k o .c o m .p l

B A D A N IA PROCESU SPALANIA PALIW STAŁYCH W W ARSTW IE NIERUCHOM EJ

Streszczenie

P r a c a d o ty c z y s p a l a n i a p a liw s t a ł y c h w w a r s tw ie n ie r u c h o m e j z o g r a ­ n ic z e n ie m s ię d o p r z y p a d k u , w k t ó r y m k ie r u n e k p r z e p ł y w u p o w i e t r z a j e s t z g o d n y z k i e r u n k i e m p r z e p ły w u p a liw a .

P i e r w s z a c z ę ś ć p r a c y d o ty c z y b a d a ń e k s p e r y m e n t a l n y c h p r o w a d z o n y c h n a s p e c j a l n e j k o n s tr u k c j i k o m o r z e b a d a w c z e j. P r z e d s t a w i o n o p r z y k ła d o w e , r e p r e z e n t a t y w n e w y n ik i p r z e b ie g u t e m p e r a t u r f a z y s t a ł e j o r a z s k ł a d u fa z y g a z o w e j j a k o f u n k c ji c z a s u s p a la n i a . P r z e d s t a w i o n e w y n ik i w s k a z u ją , że s p a ­ l a n ie w ę g la p r z e b i e g a d w u e ta p o w o . W y k a z a n o , ż e w p ie rw s z e j fa z ie s p a l a n i a n a s t ę p u j e p r o p a g a c j a f r o n t u s p a l a n i a w k i e r u n k u p r z e c iw n y m d o k i e r u n k u p r z e p ł y w u p o w i e t r z a . W c z a s ie te j f a z y p r o c e s y c h e m ic z n e z a c h o d z ą n ie ­ m a l w y łą c z n i e w c ie n k ie j w a r s tw ie p a liw a , n a z w a n e j f r o n t e m . D r u g i e t a p t o s p a l a n i e o b ję to ś c io w e , k t ó r e w y s tę p u je p o z a n ik u f r o n t u s p a l a n i a . W p r a c y w p r o w a d z o n o p o ję c ie k rz y w e j w y p a l a n i a p i e r w i a s t k a w ę g la , m o g ą c e j z n a le ź ć z a s to s o w a n ie w p r a k t y c e p r z e m y s ło w e j.

W d r u g ie j c z ę ś c i p r a c y p r z e d s ta w io n o j e d n o w y m ia r o w y m o d e l m a t e m a ­ ty c z n y s p a l a n i a , u j m u j ą c y w s z y s tk ie p o d s ta w o w e z ja w is k a z a c h o d z ą c e w z ło ż u r z e c z y w is ty m . Z a p r o p o n o w a n o z e s ta w w a r u n k ó w b r z e g o w y c h o r a z s p o s ó b r o z w i ą z a n i a z a g a d n i e n i a , u z y s k a n o d o b r ą z g o d n o ś ć w y n ik ó w o b lic z e ń i p o ­ m ia r ó w . P r z e p r o w a d z o n o a n a liz ę w ra ż liw o ś c i, k t ó r a w y k a z a ła , że n a s z y b ­ k o ść r o z p r z e s t r z e n i a n i a s ię f r o n t u s p a l a n i a d o m i n u j ą c y w p ły w m a j ą z ja w is k a t r a s n p o r t u c ie p ła .

W tr z e c ie j c z ę ś c i p r a c y p o d a n o p r z y k ł a d p r z e m y s ło w e g o w y k o r z y s ta n ia w y n ik ó w p r a c y d o s te r o w a n ia k o tłe m O R -3 2 . W s k a z a n o p o n a d t o i n n e p o t e n ­ c j a ln e o b s z a r y z a s to s o w a ń w y n ik ó w p ra c y .

INVESTIGATIONS OF THE FIXED BED COM BUSTION OF SOLID FUELS

Summary

I n t h e p r e s e n t w o rk in v e s tig a tio n s o f t h e fix e d b e d c o m b u s tio n o f so lid fu e ls h a v e b e e n p r e s e n te d . C o n s id e r a t io n s h a v e b e e n l i m i t e d t o t h e c a s e o f t h e c o m m o n d i r e c t i o n s o f a i r a n d fu e l flow .

I n t h e f ir s t p a r t o f t h e w o rk t h e e x p e r i m e n t a l in v e s tig a tio n s c o n d u c te d in t h e c o m b u s tio n c h a m b e r o f u n iq u e c o n s t r u c t i o n h a v e b e e n d e s c r ib e d . S e­

le c te d , r e p r e s e n t a t i v e r e s u lt s o f t h e t e m p e r a t u r e a n d c o n c e n t r a t i o n s m e a s u ­ r e m e n t s a s a f u n c ti o n o f c o m b u s tio n t i m e h a v e b e e n p r e s e n te d . I t h a s b e e n p o i n t e d o u t t h a t d u r i n g c o a l c o m b u s tio n tw o p h a s e s c a n b e d is t in g u is h e d . In t h e f ir s t p h a s e r e a c t i o n f r o n t p r o p a g a t e s in t h e d i r e c t i o n o p p o s i t e t o t h e a i r flow . C h e m ic a l r e a c t i o n s a r e c o n c e n t r a te d in t h e t h i n la y e r w h ic h h a s b e e n n a m e d r e a c t i o n f r o n t. In t h e s e c o n d p h a s e c o m b u s tio n t a k e s p la c e in w h o le b e d ’s v o lu m e . C a r b o n b u r n - o u t c u r v e h a v b e e n d e f in e d w h ic h m a y b e v e r y u s e fu l f o r t h e i n d u s t r i a l p r a c tic e .

I n t h e s e c o n d p a r t o f t h e w o rk o n e d im e n s io n a l m a t h e m a t i c a l m o d e l h a s b e e n p r e s e n te d . S e t o f b o u n d a r y c o n d i tio n s t o g e t h e r w i t h s o lu t io n m e t h o d h a v e b e e n p r o p o s e d . G o o d a g r e e m e n t o f t h e e x p e r i m e n t a l a n d n u m e r i c a l r e ­ s u l t s h a v e b e e n a c h ie v e d . S e n s itiv ity a n a ly s is h a s s h o w n t h a t h e a t t r a n s p o r t p h e n o m e n a m a i n l y a ffe c t t h e f r o n t p r o p a g a t i o n p r o c e s s .

I n t h e t h i r d p a r t o f t h e w o rk o n e e x a m p le o f t h e i n d u s t r i a l a p p l ic a tio n s h a s b e e n p r e s e n t e d in d e t a il s . O t h e r p o s s i b iliti e s o f a p p l i c a t i o n s h a v e b e e n m e n tio n e d .

Powiązane dokumenty