ilości biomasy w kotle pyłowym OP-230

Doświadczenia ze spalania duŜych (50 % udzialu
energetycznego) ilości biomasy w kotle
pyłowym OP-230
Włodzimierz Błasiak, Profesor*
NALCO MOBOTEC
*Royal Institute of Technology (KTH), Stockholm
Division Energy and Furnace Technology
1
Spalanie bezpośrednie duŜych (30 -100%
zamiast węgla) ilości biomasy wymaga:
Zdecydowanej zmiany (modyfikacji) technologi spalania
(kotła) ze względu na koniecznosc utrzymania:
– Sprawności kotła (parametry pary),
– Sprawności spalania (LOI, CO)
– Dyspozycyjności kotła
– Eliminacji emisji NOx, SOx, PM
– Eliminacji zanieczyszczania powierzchni, korozji
– Bezpieczeństwa pracy
2
Nowy sposób spalania objętościowego
Objętość pod wpływem systemu
OFA (ROFA)
Powietrze
pierwotne
Mieszanie
kontrolowane
przez palnik(i)
...
Pierwotna strefa
λ<<1)
spalania (λ
Wtórna strefa
spalania
(λ
λ > 1)
Mieszanie oraz
intensywna recyrkulacja
fuel
(CO, LOI,
O2, temp
pary)
Powietrze
wtórne
ROFA przejmuje kontrol nad ruchem spalin oraz procesem spalania
tworząc proces spalania ”objętościowego”
3
Spalanie bezposrednie duŜych ilości biomasy wymaga: tzw.
Rotacyjnego OFA – ROFA to znaczy nowego system
spalania objętościowego
Widok z góry
duŜa prędkość powietrza
duŜa prędkość powietrza
Powietrze wtórne
Widok z boku
Powietrze wtórne
Wewnętrzna recyrkulacja
Otwory wlotowe
ROFA
Paliwo/powietrze
Paliwo/powietrze
Skrzynia ROFA
Realizowany za pomocą układu asymetrycznych, wysoko-prędkościowych strug powietrza
4
ROFA – Rotating Opposed Fired Air
ROFA to nowy sposob organizacji aerodynamiki komory
spalania a przez to;
- Optymalizacji procesu spalania,
- Redukcji mechanizmu formowania się NO,
- Wspomagajacy stosowanie metod wtórnych (SNCR,
reburning, współspalanie, FSI, ...)
- Współspalanie/konwersja (0-100 %).
5
System mielenia (np. peletów), podawania oraz
dozowania pyłu
Podawanie biomasy
Filtry
Transport
pyłu
Do systemu
spalania
Zbiornik
biomasy
Doprowdzenie pyłu
do palników
Zbiornik pyłu
Mlyny
Układ dozowania
6
(A) Zbiornik Pellet, (B) Filtry,(C) Zbiornik pyłu
7
Młyn
8
Filtry
9
Rurociągi pyłu biomasy
10
System gaszenia
11
OP 230
12
ROFA (przypadek bazowy, ROFA-węgiel, ROFAwęgiel+biomasa
13
NOx, LOI = f(MWe) dla LNB oraz LNB+ROFA
14
NOx, LOI = f(λ
λ palnika) dla LNB oraz LNB+ROFA
15
NOx, CO = f(λ
λ palnika) dla LNB oraz LNB+ROFA
16
MWt = f(Μ
ΜWt) dla LNB+ROFA
NOx = f(%
% biomasy) dla LNB+ROFA
17
NOx, LOI = f(MWe) dla LNB oraz LNB+ROFA oraz biomasy
18
NOx, LOI = f(λ
λ palnika) dla LNB oraz LNB+ROFA oraz biomasy
19
NOx, LOI = f(λ
λ palnika) dla LNB oraz LNB+ROFA oraz biomasy
20
WNIOSKI
1. System ROFA umoŜliwia efektywne spalanie przy współspalaniu z duŜym udziałem biomasy
(powyŜej 30 % aŜ do 100 %), w tym biomasy pochodzenia rolniczego.
2. System ROFA zapewnia duŜe obniŜenie emisji NOx przy bardzo niskim LOI, zarówno warunkach
opalania kotła tylko węglem jak i przy współspalaniu biomasy.
3. System ROFA pozwala na pracę kotła pod pełnym obciąŜeniem przy współspalaniu z duŜym
udziałem procentowym biomasy bez straty dla parametrów produkcji i jakości pary.
4. System ROFA obniŜył emisję NOx od wartości bazowej 540 mg/Nm3 do poziomu granicznego
200 mg/Nm3, który zacznie obowiązywać od 2016 roku przy utrzymaniu LOI poniŜej 5%.
5. Firma Nalco Mobotec zbadała róŜne rodzaje paliw z biomasy, w tym granulat drewna, słomy i
wierzby. Poziom emisji NOx jest zgodny dla tych róŜnych paliw z biomasy. Przy spalaniu tych
róŜnych paliw, moŜna utrzymać emisję NOx poniŜej 200 mg/Nm3 przy zachowaniu akceptowalnych
poziomów CO i LOI, aczkolwiek dla osiągnięcia dobrych wyników wymagane jest pewne
doregulowanie systemu ROFA dla znacznie róŜniących się paliw z biomasy.
21