Partner serwisu

Nowoczesna diagnostyka pracy kotła fluidalnego

Kategoria: Krótko na temat

Dzięki nowoczesnemu oprogramowaniu obliczeniowemu można na bieżąco prowadzić diagnostykę parametrów pracy kotła fluidalnego. Stwarza ono również możliwość optymalnego sterowania rozdziałem powietrza pierwotnego i wtórnego oraz racjonalnego gospodarowania sorbentem. 

Nowoczesna diagnostyka pracy kotła fluidalnego

Program wykorzystujący 1,5-wymiarowy model rdzeniowo-pierścieniowy do modelowania zjawisk cieplno-przepływowych zachodzących w kotle fluidalnym, gwarantuje krótki czas obliczeń, co daje możliwość włączenia programu do systemu monitorowania pracy bloku w trybie online. Dzięki niemu można generować raporty na bieżąco i kontrolować wiele parametrów.

Kotły fluidalne ze względu na korzystne własności eksploatacyjne, z punktu widzenia ochrony środowiska (niska emisja tlenków azotu i siarki, możliwość spalania gorszej jakości węgla) oraz wysokiej sprawność spalania, cieszą się zasłużoną popularnością. Wykorzystanie kotłów fluidalnych do produkcji energii elektrycznej w Polsce przedstawiono w pracy [3]. Kocioł fluidalny jest złożonym obiektem technologicznym, a na warunki jego pracy mają wpływ parametry fizyko-chemiczne podawanego paliwa i sorbentu, masa i wielkość ziaren węgla, sorbentu i materiału inertnego, strumienie podawanego powietrza pierwotnego i wtórnego oraz współpraca komory głównej z cyklonem. Ze względu na złożoność zjawisk hydrodynamicznych i procesów chemicznych zachodzących w wnętrzu kotła fluidalnego, korzystne wydaje się wsparcie decyzji podejmowanych przez operatora wynikami programu obliczeniowego monitorującego bieżące parametry pracy kotła.

 

Model matematyczny kotła z cyrkulacyjną warstwą fluidalną umożliwia analizę zachodzących w jego wnętrzu zjawisk cieplno-przepływowych. Model został opracowany w kooperacji uczonych z kilkunastu państw w ramach International Energy Agency (1989-1991) [1, 2]. Cały model obliczeniowy składa się z szeregu mniejszych modeli wykorzystywanych do modelowania poszczególnych procesów (hydrodynamika, spalanie, reakcje chemiczne, praca cyklonu) i powiązanych w jeden algorytm obliczeniowy [3].

 

Na bazie tego modelu w Zakładzie Modelowania Numerycznego Przepływów Politechniki Wrocławskiej został opracowany program pracujący pod systemem Windows. Program umożliwia łatwe wprowadzania parametrów fizycznych, takich jak: strumienie węgla i powietrza, analizy technicznej i pierwiastkowej węgla, gęstości fizycznej materiałów, uziarnienia węgla i sorbentu. Na tej podstawie program oblicza istotne parametry dla pracy kotła. Wykreślane są rozkłady temperatur wzdłuż osi kotła, koncentracje gazów powstających w procesie spalania, podawane są sprawności odsiarczania i spalania węgla, strumienie popiołu lotnego i dennego oraz bilans cieplny komory spalania. Kształt profilu temperatury jest istotnym wskaźnikiem stabilnej pracy kotła fluidalnego oraz, co najważniejsze, ma wpływ na produkcję związków siarki i azotu (S02, NOx). W modelowaniu spalania węgla uwzględnione zostały takie procesy, jak podgrzewanie i suszenie cząstek węgla, fragmentacja i ścieranie ziaren węgla, uwalnianie części lotnych i heterogeniczne reakcje spalania substancji palnych. Ponadto w modelowaniu uwzględnia się również pracę cyklonów dokonujących separacji cząstek stałych.

 

Literatura

 

[1]     Hannes J.P., van den Bleek C.M., K. Svoboda,  Renz U., Mathematical modelling of CFBX: an overall modular programming frame using a 1.5-dimensional riser model, in Proceedings of the 1993 International Conference on Fluidized Bed Combustion; san Diego, ASME, 455-463, 1995.

[2]     Hannes J.P., van den Bleek C.M., Renz U., The IEA model for circulating fluidized bed combustion, in Proceedings of the 13th International Conference on Fluidized Bed Combustion; Orlando, ASME, 287-296, 1995.

[3]     Nowak W.,  Clean coal fluidized-bed technology in Poland, Applied Energy, 74 (2003), 405-413.

Strona używa plików cookies w celu realizacji usług i zgodnie z Polityką Plików Cookies. OK, AKCEPTUJĘ