Zkušenosti s testováním m spalovacích ch zařízen zení v rámci r ICZT Kamil Krpec Seminář: : Technologické trendy při p i vytápění tuhými palivy 2011
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
Zkoušky prohořívacího kotle emisní parametry toho typu kotle v současné době již neodpovídají moderním požadavkům na ekologický provoz emisní požadavky připravované normy EN 303-5 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
Zkoušky prohořívacího kotle Odběrové místo vzorku spalin za katalyzátorem Odběrové místo vzorku spalin před katalyzátorem
Zkoušky prohořívacího kotle Katalyzátor před zkouškou Katalyzátor po zkoušce prototyp katalyzátoru nerovnoměrné rozložení materiálu nedokonalá výroba obalu katalyzátoru
Zkoušky prohořívacího kotle Bukové dřevo η CO: 46; 37 % η NOx: -23; -28 % CO: 5000 6000 mg/m 3 N 1 2 100 400 80 370 60 340 40 310 20 280 0 250-20 220-40 190-60 160-80 130-100 100 11:30 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]
Zkoušky prohořívacího kotle η CO: 32; 10; 13 % η NOx: -44; -35 ; -33 % Smrkové dřevo, bukové dřevo (5) 3 4 5 100 400 80 370 60 340 40 310 20 280 0 250-20 -40-60 -80-100 9:20 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] 15:30 220 190 160 130 100
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
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
Zkoušky odhořívacího kotle Sekundární spalovací vzduch
40 000 1 000 36 000 900 32 000 28 000 24 000 20 000 16 000 12 000 8 000 4 000 800 700 600 500 400 300 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 ) 200 100 0 0 9:00 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
100 500 90 450 Brikety z biomasy Tepl. vstupní vody, tepl. výstupní vody, tepelný výkon, koncentrace O2 v suchých spalinách 80 70 60 50 40 30 20 400 350 300 250 200 150 100 Teplota spalin 10 50 0 0 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 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 20 000 mg/m 3 N, hodně rozkolísané Pseudozplyňovací stav, plyn hořel ve 2.tahu výměníku, prudce narostla teplota spalin, CO se ustálilo na cca 7 000 mg/m 3 N
50 000 1 000 45 000 900 Bukové dřevo Koncentrace CO v suchých spalinách při měřeném O 2 40 000 35 000 30 000 25 000 20 000 15 000 10 000 5 000 800 700 600 500 400 300 200 100 Koncentrace NO x v suchých spalinách, koncentrace TOC ve vlhkých spalinách (vše při měřeném O2) 0 0 10:50 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
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 )
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
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 %
Zkoušky krbové vložky CO = 2 600 mg/m 3 N při O 2ref = 10 % Požadavek ZÚ: max. 2 200 mg/m 3 N, 10 % O 2ref CO = 620 mg/m 3 N při O 2ref = 10 %
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
Další služby poskytované zkušebnou VEC ověřování různých teplotních čidel v rozsahu cca 30 650 C
Další služby poskytované zkušebnou VEC ověřování analyzátorů a vstupů datalogerů ověřování průtokoměrů a plynoměrů ověřování celých měřících smyček pro stanovení výkonu a účinnosti kotlů
Další služby poskytované zkušebnou VEC měření denních ztrát zásobníkových ohřívačů vody zkoušky tepelných čerpadel
Další služby poskytované zkušebnou VEC měření teplotního a koncentračního pole v plameni měření tepelného zatížení výměníků kotlů 400 350 300 250 200 150 100 A B C D 1 2 3 4 5 6 7
Další služby poskytované zkušebnou VEC termovizní měření
Další služby poskytované zkušebnou VEC speciální měření 100 90 80 napětí lambda sondy [mv] 70 60 50 40 30 20 10 0-10 4 6 8 10 12 14 16 18 20 O 2 [%]
Další služby poskytované zkušebnou VEC stanovení průběhu koncentrace TZL během spalovací periody měření PM 10 a PM 2,5 měření nanočástic
Děkuji za pozornost.