sagorevanje ugljenog praha

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


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


• Gde se koristi ugalj najviše?


Konkurenti sagorevanju ugljene prašine


• IGCC? Integrated gasification combined cycle.



Gasification turns coal into a synthetic gas - or syngas - so that we can remove emissions like SOX, mercury and particulate matter.

Poređenje tehnologija sagorevanja


TENT A


TENT B


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


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?


Površina ugljene prašine



Dobošasti vs. čekićasti


• 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?



• Opasnost od eksplozije

• <150 μm (mrki u. i lignit)

• Uzrok paljenje volatila

• <15% kiseonika (lignit)


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


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.


• 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).


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.


• 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 .


• 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.


Uticaj temperature na devolatilizaciju


Uticaj temperature na sastav



32

• Koks sagoreva značajno sporije

Poroznost


mr Stepanov: Predavanje na temu sagorevanja ugljenog praha 22.04.2013. 34

• Promena temperature po visini ložišta


35

• Izoterme u ložištu


36

• Promena toplotnog fluksa po visini ložišta


37

• Recirkulacija gasova


38

• Oblast sagorevanja

• 0,3mm i manje 80% čestica


39

• Vlaga koja se nalazi u gorivu usporava proces paljenja goriva

• Parni film sprečava difuziju kiseonika u unutrašnjost čestice


40

• Centralna priprema uglja


41

• Individualni međubunkerski sistemi sa zatvorenim procesom sušenja

• a) sušenje i produktima sagorevanja


42

• Dobošasti mlin

• Sporohodi


44

• Princip rada dobošastog mlina

• Trenje i tucanje


45

• Mlin čekićar


46

• Gorionici sa vrtloženjem


• Gorionici sa vrtloženjem – stabilizacija plamena



• Airejet - Babcock Wilcox


• Gorionici bez vrtloženja-mlazni


• Tangencijalno loženje


57

• Gorionici bez vrtloženja


58

• Primer rasporeda


59

• mlaznice sekundarnog vazduha (OFA nozzles )

sagorevanje ugljenog praha

Documents