Spalování fosilních paliv je v současné době i přes značné úpravy legislativy a prosazování různých ekologických variant, stále nejběžnějším způsobem výroby tepelné energie, která se dále využívá pro nejrůznější technologické procesy v procesním průmyslu (např. ohřev pracovních látek, tavení materiálů, sušení atd.). Klíčovým aparátem všech spalovacích zařízení (kotle, ohřevné pece aj.) je právě hořák, u kterého je primárně požadována maximální tepelná účinnost a zároveň minimální tvorba škodlivých emisí. Na hořák jsou však kladeny i další požadavky, jakými jsou intenzifikace promíchávání paliva se spalovacím vzduchem a intenzifikace přenosu tepla do zpracovávaného materiálu a následně do teplosměnných ploch. Nedílnou součástí každého spalovacího procesu je vznik spalin, které mimo vody a oxidu uhličitého obsahují i nežádoucí sloučeniny, tzv. emise. Jedním z hlavních polutantů jsou emise oxidů dusíku souhrnně označované jako NOx. Tvorba NOx je závislá na celé řadě faktorů, které lze ovlivnit konstrukčním provedením daného zařízení. Mezi nejdůležitější faktory patří teplota v oblasti plamene, resp. ve spalovací komoře, parciální tlak kyslíku v oblastech vysokých teplot a doba setrvání hořící směsi v pásmu vysokých teplot. Právě vysoké teplotní špičky zásadně ovlivňují tvorbu NOx, protože tvorba NOx roste exponenciálně s rostoucí teplotou. Základním principem řešení tohoto projektu je dosažení minimální tvorby oxidů dusíku (NOx) a oxidu uhelnatého (CO) při spalování plynných paliv ve výkonových hořácích, které tvoří hlavní portfolio produktů společnosti PBS POWER EQUIPMENT, s.r.o. Společnost PBS POWER EQUIPMENT, s.r.o. je právním nástupcem tradičního českého výrobce hořáků První brněnské strojírny Brno, která vyrábí průmyslové hořáky již od roku 1967. Projekt reflektuje na současnou legislativu - zákon o ovzduší č. 201/2012 Sb., a vyhlášku 452/2107 Sb. přípustné úrovni znečišťování - která snižuje současné emisní limity pro NOx na hodnotu 100 mg/mN3 při spalování zemního plynu ve zvláště velkých a velkých zdrojích. Nicméně podle posledních informací dojde k dalšímu zpřísňování emisních limitů, což potvrzují i požadavky z různých výběrových řízení na dodávky výkonových hořáků.

Description in English
The major goal is the development of an ultra-low NOx power burner for heating plants capable to deliver thermal power 5 MW+. Burner for gaseous fuels will be designed not only to fulfill actual emission limits but also to keep up with the legislative even after other restrictions. The goal is to achieve 60 mg/Nm3 during the combustion of natural gas. A prototype burner with a maximum power of 1,5 MW, will be used for experiments. Different variants will be examined by computational fluid dynamics (CFD) which will help with further optimization. CFD will be namely used to maximize fuel and air mixing efficiency, and to determine speed profiles to maximize flame stability and minimize emissions. Output from this project will be a utility model of burner stone and inner gas assembly.

Keywords
Nízké NOx; hořák; hlava hořáku; plynné palivo

Key words in English
Low-NOx, burner, burner head, gaseous fuel