sagorevanje ugljenog praha
DESCRIPTION
Sagorevanje u fluidizovanom slojuTRANSCRIPT
mr Borivoj Stepanov
Sagorevanje ugljenog praha
• Šta mislite. Kada je počela primena ove tehnike sagorevanja?
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 2
“kvantni skok” u sagorevanju davne 1918
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 3
Sledeći korak - skok.1927 tangencijalno sagorevanje.
http://www.alstom.com/power/coal-oil/utility-boilers/firing-systems/
Kapacitet
• Traveling grate stokers had met their technical limits of steam generation at
200,000 lb/hr, but by 1929 Combustion ∼Engineering had erected the first steam generator unit to produce steam at one million lb/hr (using pulverized coal-firing) at New York Edison’s East River Station
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 4
• Gde se koristi ugalj najviše?
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 5
Konkurenti sagorevanju ugljene prašine
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 6
• IGCC? Integrated gasification combined cycle.
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 7
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 8
Gasification turns coal into a synthetic gas - or syngas - so that we can remove emissions like SOX, mercury and particulate matter.
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 9
Poređenje tehnologija sagorevanja
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 10
TENT A
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 11
TENT B
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 12
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 13
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 14
prof. dr Pešenjanski, mr Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 09.05.2011.
15
Prednosti i mane
• Prednosti– Kapacitet– Primenljiva goriva – gotovo sva– Gubici usled hemijske i mehaničke
nepotpunosti sagorevanja manji– Temperatura vazduha za sagorevanje – nema
rešetke!– Temperatura napojne vode može biti viša
prof. dr Pešenjanski, mr Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 09.05.2011.
16
Prednosti i mane
• Mane– Utrošak energije 20-50 kJ/kg u– Habanje– Mineralne materije – potreba za
elektrofilterima– Rad pri smanjenom kapacitetu nije stabilan –
potrebno pomoćno gorivo– Potreba za sušenjem vlažnih ugljeva
• Kakva granulacija uglja se dobija nakon mlevenja?
• TJ. Da li možemo dobiti ugljenu prašinu tačno određene dimenzije. Npr. 200 mikrona?
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 17
Površina ugljene prašine
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 18
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 19
Dobošasti vs. čekićasti
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 20
• Sitovna analiza
• R ostatak
• F frakcija
• D propad
• 25-100 g tokom 20 minuta
• Ugljena prašina je povoljna za proces saorevanja pošto se povećava aktivna površina.
• Da li je ta aktivna površina i opasna?
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 21
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 22
• Opasnost od eksplozije
• <150 μm (mrki u. i lignit)
• Uzrok paljenje volatila
• <15% kiseonika (lignit)
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 23
Finoća mlevenja
• Ekonomična finoća mlevenja
• q4- nepotpuno sagorevanje
• A- mlevenje
250 mikrona
• problem je ako se u ložištu nađu čestice veće od 250 mikrona mikro metara. Tada se povećava stepen nesagorelosti
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 24
Početna faza
• In pulverised fuel combustion systems, the coal is ground to a particle size of between about 5 and 400 µm in diameter, with the pulverised coal particles then being carried by the combustion air to the furnace burners. Combustion takes place at temperatures from 1300°C to 1700°C, depending largely on the rank of the coal.
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 25
• Drying and heating are the first steps in the coal-combustion process. When coal particles approach a flame, they are first dried and then are rapidly heated. It appears that drying is completely separate from the subsequent pyrolysis and does not impact the pyrolysis products or pyrolysis times (Bryden andHagge, 2003).
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 26
Značaj brzine zagrevanja
• However, the heating process is of great importance because the heating rate of a coal particle can affect the nature of the pyrolysis products, including the char.
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 27
• Studies have indicated that changes in heating rate (in the range of 1 to 50×10 3 ◦C/sec) have little effect on volatile yield and that the yield is more strongly influenced by the final temperature, with an increase in final temperature producing an increased yield .
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 28
• Volatiles yield is also found to depend upon particle size, with smaller particles tending to yield more volatiles.
The burning of the volatiles is a very fast process that is measured in milliseconds.
Char combustion is a much slower process than devolatilization and therefore determines the time for complete combustion in a furnace, which is on the order of several seconds for pulverized coal at furnace temperatures.
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 29
Uticaj temperature na devolatilizaciju
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 30
Uticaj temperature na sastav
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 31
prof. dr Pešenjanski, mr Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 09.05.2011.
32
• Koks sagoreva značajno sporije
Poroznost
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 33
mr Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 34
• Promena temperature po visini ložišta
prof. dr Pešenjanski, mr Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 09.05.2011.
35
• Izoterme u ložištu
prof. dr Pešenjanski, mr Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 09.05.2011.
36
• Promena toplotnog fluksa po visini ložišta
prof. dr Pešenjanski, mr Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 09.05.2011.
37
• Recirkulacija gasova
prof. dr Pešenjanski, mr Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 09.05.2011.
38
• Oblast sagorevanja
• 0,3mm i manje 80% čestica
prof. dr Pešenjanski, mr Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 09.05.2011.
39
• Vlaga koja se nalazi u gorivu usporava proces paljenja goriva
• Parni film sprečava difuziju kiseonika u unutrašnjost čestice
prof. dr Pešenjanski, mr Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 09.05.2011.
40
• Centralna priprema uglja
prof. dr Pešenjanski, mr Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 09.05.2011.
41
• Individualni međubunkerski sistemi sa zatvorenim procesom sušenja
• a) sušenje i produktima sagorevanja
prof. dr Pešenjanski, mr Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 09.05.2011.
42
• Dobošasti mlin
• Sporohodi
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 43
prof. dr Pešenjanski, mr Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 09.05.2011.
44
• Princip rada dobošastog mlina
• Trenje i tucanje
prof. dr Pešenjanski, mr Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 09.05.2011.
45
• Mlin čekićar
prof. dr Pešenjanski, mr Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 09.05.2011.
46
• Gorionici sa vrtloženjem
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 47
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 48
• Gorionici sa vrtloženjem
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 49
• Gorionici sa vrtloženjem – stabilizacija plamena
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 50
• Gorionici sa vrtloženjem
• Airejet - Babcock Wilcox
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 51
• Airejet - Babcock Wilcox
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 52
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 53
• Gorionici bez vrtloženja-mlazni
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 54
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 55
• Tangencijalno loženje
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 56
prof. dr Pešenjanski, mr Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 09.05.2011.
57
• Gorionici bez vrtloženja
prof. dr Pešenjanski, mr Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 09.05.2011.
58
• Primer rasporeda
prof. dr Pešenjanski, mr Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 09.05.2011.
59
• mlaznice sekundarnog vazduha (OFA nozzles )
mr B. Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 60