Zkušenosti s testováním spalovacích ízení v rámci ICZT Kamil Krpec Seminá : Technologické trendy p i vytáp

Transkript

1 Zkušenosti s testováním m spalovacích ch zařízen zení v rámci r ICZT Kamil Krpec Seminář: : Technologické trendy při p i vytápění tuhými palivy 2011

2 Obvykle poskytované služby poradenství v oblasti používaných paliv (vhodnost pro daný typ kotle, spékání popele ) provádění spalovacích zkoušek (moderní přístroje a postupy, speciální analýzy spalin ) konzultace při úpravách a konstrukci spalovacích zařízení pro dosažení lepších provozních parametrů krbové vložky a krbová kamna odhořívací a prohořívací kotle automatické kotle zplyňovací kotle

3 Zkoušky prohořívacího kotle emisní parametry toho typu kotle v současné době již neodpovídají moderním požadavkům na ekologický provoz emisní požadavky připravované normy EN zabrání prodeji tohoto typů kotlů snaha výrobce nalézt technickéřešení vedoucí ke zlepšení stávajícího stavu provedení spalovacích zkoušek s katalyzátorem vyhodnocení výsledků doporučení pro další vývoj

4 Zkoušky prohořívacího kotle Odběrové místo vzorku spalin za katalyzátorem Odběrové místo vzorku spalin před katalyzátorem

5 Zkoušky prohořívacího kotle Katalyzátor před zkouškou Katalyzátor po zkoušce prototyp katalyzátoru nerovnoměrné rozložení materiálu nedokonalá výroba obalu katalyzátoru

6 Zkoušky prohořívacího kotle Bukové dřevo η CO: 46; 37 % η NOx: -23; -28 % CO: mg/m 3 N :30 11:40 11:50 12:00 12:10 12:20 12:30 12:40 12:50 13:00 13:10 13:20 13:30 13:40 čas [hh:mm] 13:50 14:00 14:10 14:20 14:30 14:40 14:50 15:00 15:10 15:20 15:30 15:40 účinnost katalyzátoru na CO [%] účinnost katalyzátoru na NOx [%] T spalin [ C]

7 Zkoušky prohořívacího kotle η CO: 32; 10; 13 % η NOx: -44; -35 ; -33 % Smrkové dřevo, bukové dřevo (5) :20 9:30 9:40 9:50 10:00 10:10 10:20 10:30 10:40 10:50 11:00 11:10 11:20 11:30 11:40 11:50 12:00 12:10 12:20 čas [hh:mm] 12:30 12:40 12:50 13:00 13:10 13:20 13:30 13:40 13:50 14:00 14:10 14:20 14:30 14:40 14:50 15:00 15:10 15:20 účinnost katalyzátoru na CO [%] účinnost katalyzátoru na NOx [%] Tlaková ztráta [Pa] T spalin [ C] 15:

8 Zkoušky prohořívacího kotle - shrnutí katalyzátor má na snížení koncentrace CO pozitivní vliv u bukového dřeva lepší výsledky než u smrku (uhlí netestováno) účinnost katalyzátoru silně závisí na teplotě spalin (dobrá funkce nad 220 C) nebyl stanoven vliv na TOC, ale lze předpokládat stejný průběh jako u CO vyšší koncentrace NOx než bez katalyzátoru potenciálně snižuje i koncentrace TZL (záchytem) více vrstev katalyzačního materiálu možná větší účinnost, ale asi větší tlak. ztráta jiný katalyzační materiál (lepší funkce při nižších teplotách) účinnost katalyzátoru při nižších koncentracích CO za kotlem životnost katalyzátoru + nutnost čištění během topné sezóny cena katalyzátoru je cca 1/3 ceny kotle

9 Zkoušky odhořívacího kotle snaha o zlepšení emisních parametrů stávajícího kotle pomocí trubek v sek.vzduchu provedení spalovacích zkoušek s různými palivy s úpravami přívodů sek.spal.vzduchu vyhodnocení výsledků s doporučeními

10 Zkoušky odhořívacího kotle Sekundární spalovací vzduch

11 Hnědé uhlí Koncentrace CO v suchých spalinách při měřeném O 2 Koncentrace NO x v suchých spalinách, koncentrace TOC ve vlhkých spalinách (vše při měřeném O 2 ) :00 9:20 9:40 10:00 10:20 10:40 11:00 11:20 11:40 12:00 12:20 12:40 13:00 13:20 13:40 14:00 14:20 14:40 15:00 15:20 15:40 16:00 16:20 16:40 17:00 čas [hh:mm] CO [mg/m3n] NOx [mg/m3n] TOC [mg/m3n] Horní trubka 2x9 děr, dolní trubka 2x5 děr (vše 3 mm), zkoušeno otáčení trubek, záměna trubek Převrtáno na 5,5 mm Převrtáno na 7,5 mm Zalepeno ze 2/3, trubky dole vyndány

12 Brikety z biomasy Tepl. vstupní vody, tepl. výstupní vody, tepelný výkon, koncentrace O2 v suchých spalinách Teplota spalin :40 12:00 12:20 12:40 13:00 13:20 13:40 14:00 14:20 14:40 15:00 15:20 15:40 16:00 16:20 16:40 17:00 17:20 17:40 18:00 18:20 18:40 19:00 čas [hh:mm] Tvst vody [ C] Tvyst vody [ C] Tep. výkon [kw] O2 [%] Tspalin [ C] Zkoušeny různé konfigurace trubek (i bez trubek), CO přes mg/m 3 N, hodně rozkolísané Pseudozplyňovací stav, plyn hořel ve 2.tahu výměníku, prudce narostla teplota spalin, CO se ustálilo na cca mg/m 3 N

13 Bukové dřevo Koncentrace CO v suchých spalinách při měřeném O Koncentrace NO x v suchých spalinách, koncentrace TOC ve vlhkých spalinách (vše při měřeném O2) :50 11:10 11:30 11:50 12:10 12:30 12:50 13:10 13:30 13:50 14:10 14:30 14:50 15:10 15:30 čas [hh:mm] CO [mg/m3n] NOx [mg/m3n] TOC [mg/m3n] 1. spalovací zkouška 2. spalovací zkouška horní otvor trubka 2x9 otvorů, 3 mm dolní otvor bez trubky

14 Zkoušky odhořívacího kotle - shrnutí při zkouškách s HU byla jakákoliv kombinace trubek špatná nejlepší stav byl: dolní otvory zalepeny ze 2/3 (bez trubky), horní otvory osazeny trubkou 2x9 děr (3 mm) při zkouškách briket (ale i HU) docházelo k hoření ve 2.tahu výměníku CO sice relativně nízké, ale vysoká teplota spalin (i přes 400 C), u briket se nepodařilo dosáhnout nízkého CO vůbec při spalování dřeva nakonec byla nejlepší varianta: dole i nahoře trubka 2x9 děr (3 mm) pozitivní vliv přívodu sek.vzduchu trubkami se projevil jen u dřeva obecně nejlépe se kotel choval při spalování dřeva, nejhůře při spalování briket z biomasy doporučena výměna roštu za jiný typ s většími otvory (palivo nepropadávalo samovolně do popelníku muselo být často roštováno) je nutno pamatovat i na uživatelskou přívětivost (nutné výměny trubek při změně paliva) na základě zkoušek byl vyvinut a certifikován nový kotel, který splnil limity pro Německo a Švýcarsko (CO < 600 mg/m 3 N, TOC < 30 mg/m3 N při 10 % O 2 )

15 Zkoušky krbové vložky úprava stávající krbové vložky tak, aby splňovala požadavky pro program Zelená úsporám přidání externího teplovodního výměníku k již prodávané KV ladění poměru tepelného výkonu do okolního prostředí / vody úprava emisních parametrů sestavy

16 Zkoušky krbové vložky P okolí = 16 kw P okolí = 16 kw P okolí = 13 kw P okolí = 13 kw P voda = 4,5 kw P voda = 5,5 kw P voda = 7,5 kw P voda = 5 kw X = 3,6 X = 2,9 X = 1,7 X = 2,6 Požadavek ZÚ: min. 82 % η = 85,4 %

17 Zkoušky krbové vložky CO = mg/m 3 N při O 2ref = 10 % Požadavek ZÚ: max mg/m 3 N, 10 % O 2ref CO = 620 mg/m 3 N při O 2ref = 10 %

18 Zkoušky krbové vložky - shrnutí řešení přenosu tepla do vody by se dalo řešit i výrobou vložky se zabudovaným výměníkem problém s časem a při nevhodné konstrukci i s emisemi CO pro snížení nákladů bylo hledáno řešení se stávající vložkou zvolenéřešení izolace jen KV je kompromisem mezi funkčností a praktičností postupným zkoušením různých variant šamotu ve spalovací komoře bylo dosaženo velice dobrých koncentrací CO i TOC požadavek na koncentrace prachu byl splněn pomocí záchytu prachu v teplovodním výměníku úspěšné splnění požadovaných parametrů

19 Další služby poskytované zkušebnou VEC ověřování různých teplotních čidel v rozsahu cca C

20 Další služby poskytované zkušebnou VEC ověřování analyzátorů a vstupů datalogerů ověřování průtokoměrů a plynoměrů ověřování celých měřících smyček pro stanovení výkonu a účinnosti kotlů

21 Další služby poskytované zkušebnou VEC měření denních ztrát zásobníkových ohřívačů vody zkoušky tepelných čerpadel

22 Další služby poskytované zkušebnou VEC měření teplotního a koncentračního pole v plameni měření tepelného zatížení výměníků kotlů A B C D

23 Další služby poskytované zkušebnou VEC termovizní měření

24 Další služby poskytované zkušebnou VEC speciální měření napětí lambda sondy [mv] O 2 [%]

25 Další služby poskytované zkušebnou VEC stanovení průběhu koncentrace TZL během spalovací periody měření PM 10 a PM 2,5 měření nanočástic

26 Děkuji za pozornost.