Підвищення надійності спалювання твердого палива з біомаси з використанням комбінованого регенеративного теплообмінника в якості пальника з непрямим нагріванням

Autor: Alwinsyah Tunggul Ismail, Ismail Ismail, Reza Abdu Rahman
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Vol. 5 No. 8(119) (2022): Energy-saving technologies and equipment; 53-61
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 5 № 8(119) (2022): Енергозберігаючі технології та обладнання; 53-61
ISSN: 1729-4061
1729-3774
DOI: 10.15587/1729-4061.2022.265803
Popis: In this study, an indirect burner system for solid biomass fuel is designed. The design is motivated by the need to solve the problem related to a direct burner system, such as slagging and high pollutant emissions due to the high-temperature burning process. Therefore, the utilization of an indirect burner is expected to improve the reliability of the solid biomass combustion process. It also can be used to reduce coal consumption by using an indirect burner where the working fluid reaches a relatively higher temperature before entering the boiler. The design used the first principle method for creating the regenerator heat exchanger. The regenerator consists of a mantle and coil heat exchanger. The test used solid biomass fuel for the combustion process where the working fluid first enters the mantle heat exchanger and then the coil heat exchanger. As a result, the mantle absorbs sufficient heat losses from the combustion chamber with the highest temperature increment of 19 °C. The warm water from the mantle then flows to the coil arrangement within the combustion chamber. As a result, the highest temperature of the coil is 84.5 °C. The heat transfer rate for the coil and mantle is 57.2–85.6 and 124.9–141.5 W. The key finding is that the combined regenerative heat exchanger can deliver a higher transfer rate. This can be achieved since the heat exchanger utilizes the same flow distribution, increasing the mean temperature differences at the inlet. Thus, it can produce an average heat transfer rate of 210.5 W. Therefore, energy consumption for coal or other fossil fuels can be reduced significantly. The data can be used for further improvement of the existing boiler system and help to increase the thermal efficiency of the system.
В даному дослідженні розроблена система непрямого спалювання твердого палива з біомаси. Розробка мотивована необхідністю вирішення проблеми, пов’язаної із системою прямого спалювання, а саме утворення шлаків та високий рівень викидів забруднюючих речовин внаслідок процесу високотемпературного горіння. Таким чином, очікується, що використання пальника з непрямим нагріванням дозволить підвищити надійність процесу спалювання твердої біомаси. Він також може бути використаний для зниження витрати вугілля за рахунок застосування пальника з непрямим нагріванням, у якому робоча рідина досягає відносно більш високої температури перед надходженням у котел. Під час розробки використовувався метод перших принципів створення регенеративного теплообмінника. Регенератор складається з кожухотрубного та змійовикового теплообмінників. У випробуванні використовувалося тверде паливо з біомаси для процесу спалювання, при якому робоча рідина спочатку надходить у кожухотрубний теплообмінник, а потім в змійовиковий. В результаті кожух поглинає достатньо тепла з камери згоряння з максимальним підвищенням температури в 19 °C. Потім тепла вода з кожуха надходить у змійовик всередині камери згоряння. Як наслідок, максимальна температура змійовика становить 84,5 °C. Інтенсивність теплопередачі для змійовика і кожуха становить 57,2–85,6 та 124,9–141,5 Вт. Ключовим висновком є те, що комбінований регенеративний теплообмінник дозволяє забезпечити більш високу інтенсивність теплопередачі. Це може бути досягнуто за рахунок того, що в теплообміннику використовується однаковий розподіл потоку, збільшуючи середню різницю температур на вході. Таким чином, він може забезпечити середню інтенсивність теплопередачі 210,5 Вт. Отже, споживання енергії для вугілля або інших викопних видів палива може бути значно знижено. Отримані дані можуть бути використані для подальшого вдосконалення існуючої котельної системи і сприяти підвищенню теплової ефективності системи.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: