OPTYMALIZACJA SPALANIA
Optymalizacja procesu spalania oznacza dążenie do warunków spalania całkowitego. Optymalizując proces spalania dbamy jednocześnie o środowisko i nasz własny portfel. Poprzez kompleksową i ciągłą analizę procesu możemy trwale zredukować zużycie energii, szczególnie w energochłonnych procesach w elektrowniach, ciepłowniach i piecach do spalania. Znajomość poziomu stężenia tlenu, tlenku węgla i pyłu pozwala precyzyjnie określić parametry optymalnej pracy kotła, osiągnąć wysoką sprawność spalania i niskie straty kominowe.
Chcesz wiedzieć więcej o optymalizacji procesu? Skontaktuj się z naszymi specjalistami
Na czym polega optymalizacja procesu spalania?
Całkowite spalanie nazywane jest również spalaniem stechiometrycznym. Jest to punkt, w którym całe paliwo uległo spaleniu z wykorzystaniem całego tlenu bez powstania niechcianych produktów ubocznych. W tym punkcie cały wodór zawarty w paliwie wiąże się z tlenem formując H2O, cały węgiel wiąże się w cząsteczki CO2, a siarka w SO2. W tej sytuacji nie występuje nadmiarowy tlen, który odprowadziłby ciepło z ognia (ograniczanie strat ciepła), a niechciane produkty uboczne nie powstają. W praktyce jest to sytuacja niemożliwa do osiągnięcia, gdyż całkowite zmieszanie powietrza z paliwem jest niemożliwe, a nadmiarowy tlen jest wykorzystywany do całkowitego spalenia paliwa.
Poniższy wykres obrazuje zależności między głównymi składnikami spalin ilustrując przebieg procesu spalania:
Przemieszczając się na wykresie od lewej do prawej obserujemy przejście od dobrych do złych warunków procesu spalania. Proces bogaty w powietrze jest równoznaczny z procesem ubogim w paliwo.
W celu optymalizacji procesu spalania wykonuje się pomiary trzech parametrów, które najlepiej obrazują przebieg procesu. Każdy z parametrów zachowuje się inaczej.
1. CO2 - gaz najczęściej stosowany do regulacji procesu spalania. Jak widać na wykresie CO2 osiąga największą wartość kiedy proces przebiega w warunkach całkowitego spalenia. Jako, że proces całkowitego spalenia jest nie możliwy do osiągnięcia, należy dążyć do maksymalizowania CO2 w spalinach. Warto zwrócić uwagę, że wysoka wartość CO2 w spalinach może się pojawić zarówno po stronie bogatej jak i ubogiej mieszanki paliwowej. W przeszłości do wyboru prawidłowej strony wykresu służył test dymny.
2. O2 jest kolejnym gazem, który się mierzy chcąc zoptymalizwoać proces spalania. W sytuacji całkowitego spalania cały tlen z otoczenia jest konsumowany, a w spalinach występują jedynie wartości resztkowe. Mierząc tlen łatwo możemy określić, w którym miejscu wykresu się znajdujemy. Będąc blisko całkowitego spalania można wciąż emitować tlenek węgla (CO) w wyniku niewystarczającego poziomu O2 potrzebnego do całkowitego spalenia węgla w paliwie. Może to prowadzić do odkładania się sadzy i ograniczenia sprawności, a tym samym nie wydobycia całej energii drzemiącej w paliwie.
3. CO- w lewej części wykresu produkcja CO jest największa. Zbliżając się do całkowitego spalenia CO wykazuje najmniejsze wartości. Spadek udziału innych dostępnych gazów przesuwając się w prawą stronę wykresu, może prowadzić do zbytniego nadmiaru powietrza i ograniczyć efektywność procesu spalania. Dodatkowo jeśli ilość powietrza dostarczanego w procesie spalania zbytnio wzrasta może dojść do ochłodzenia komory spalania i zwiększenia produkcji CO. Kiedy zaistnieje taka sytuacja, a brakuje pomiarów O2 i CO2 możemy instynktownie dodawać więcej O2, żeby ograniczyć poziom CO,a w rzeczywistości wytwarzać go więcej.
