Snižování emisí NOx u automatického blokového hořáku optimalizací jeho geometrie

Minimization of NOx emissions at the automatic burner by the optimization of its geometry

článek ve sborníku ve WoS nebo Scopus

čeština

Cílem této studie bylo optimalizovat současnou geometrii automatického plynového hořáku, který je vyráběn společností PBS Power Equipment, s.r.o., především z hlediska snížení NOx. V rámci výzkumné práce byla navržena a testována speciální vestavba, která byla vložena do těla hořáku. Tato vestavba je vybavena vířičem spalovacího vzduchu a umožňuje dvoustupňový přívod paliva i spalovacího vzduchu, což vede k potlačení tvorby NOx. Spalovací zkoušky byly provedeny na polo-průmyslové zkušebně hořáků. Výkon hořáku byl v průběhu zkoušek regulován v rozsahu 400 až 1200 kW. Během zkoušek byl vyšetřován vliv čtyř parametrů: (a) poměr primární/celkové palivo, (b) úhel sklonu lopatek vířiče spalovacího vzduchu, (c) úhel vrtání sekundárních trysek, a (d) úhel natočení sekundárních trysek kolem své osy, na tvorbu emisí NOx a CO, stabilitu a tvar plamene, rozložení tepelného toku po délce plamene a rozložení teplot v horizontální rovině symetrie spalovací komory. Instalací vestavby do těla hořáku bylo dosaženo výrazného snížení tvorby NOx. Emise NOx se podařilo snížit přibližně o 50 procent a pohybovaly se v rozmezí 40 - 70 mg/mN3 v závislosti na konfiguraci hořáku. Emise CO byly pod hodnotou 10 mg/mN3 při všech testovaných konfiguracích hořáku. Generované plameny byly pozorovány stabiliní při přebytku spalovacího vzduchu v rozmezí 1,05 až 2,0 a tlaku ve spalovací komoře v rozsahu -200 až +900 Pa. Účinnost spalování se zvýšila o 3 procenta na hodnotu 57 procent v porovnání s původní geometrií hořáku.

The aim of this study was to optimize the current geometry of the automatic burner manufactured by the company PBS Power Equipment, Ltd., from the view of NOx reduction. Within the scope of the work the special internal geometry of the burner was designed and tested. This new geometry is equipped with the swirl generator of the combustion air and enables staged supply of both fuel and combustion air, which contribute to NOx supression. The combustion tests were carried out at the large-scale burner testing facility. The burner capacity was varied in the range from 400 to 1200 kW. The influence of four parameters: (a) the ratio of primary fuel/total fuel, (b) pitch angle of swirl generators blades, (c) and (d), on NOx and CO emissions, shape and stability of flame, heat flux distribution along the flame and temperature distribution in the horizontal symmetry plane of the combustion chamber was investigated.

Stupňovité spalování, oxidy dusíku, tepelný tok, teplota plamenu, stabilita plamene

Staged combustion, nitrogen oxides, heat flux, in-flame temperature, flame stability

BĚLOHRADSKÝ, P.; SKRYJA, P.; HUDÁK, I.

9. 11. 2015

1

12

12