Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

22.6.2014 KONSTRUKCE ZPLYŇOVACÍHO KOTLE Střední škola technická Opava, Kolofíkovo nábř. 51 příspěvková organizace Vypracoval: Vladimír Hrbatsch Jakub Engl.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "22.6.2014 KONSTRUKCE ZPLYŇOVACÍHO KOTLE Střední škola technická Opava, Kolofíkovo nábř. 51 příspěvková organizace Vypracoval: Vladimír Hrbatsch Jakub Engl."— Transkript prezentace:

1 KONSTRUKCE ZPLYŇOVACÍHO KOTLE Střední škola technická Opava, Kolofíkovo nábř. 51 příspěvková organizace Vypracoval: Vladimír Hrbatsch Jakub Engl Den strojařů, Ostrava 2008

2 Úvod Díky neustálému zvyšování cen paliv a elektrické energie, vyvstává problém, jaký způsob vytápění budeme využívat. Ve spojitosti se stupňujícím se důrazem na ochranu životního prostředí a zmenšujícím se zásobám fosilních paliv se stále více hovoří o využívání obnovitelných zdrojů energie: • dřeva, • biomasy, • sluneční a geotermální energie.

3 Dřevo a jeho spalování Spalování je chemický proces, u kterého dochází k vývinu tepla. U dřeva je definování tohoto procesu poněkud složitější, protože každé dřevo má trochu jiné chemické složení a jinou vlhkost. Vlhkost dřeva Vlhkost dřeva má zásadní vliv na výhřevnost dřeva, neboť voda má velké výparné teplo (potřeba tepla na přeměnu vody ve vodní páru), s rostoucím obsahem vody se snižuje energetický zisk. Vlhkost dřeva lze vyjadřovat jako hmotnostní procento vody k celkové hmotnosti vlhkého dřeva.

4 Dřevo a jeho spalování Složení dřeva Z chemického hlediska je rostlinná biomasa, tedy i dřevo, tvořena řadou různých sloučenin, ze spalitelných látek mají největší význam celulóza, lignin a pryskyřice. Z nespalitelných látek je pro výhřevnost dřeva významný obsah především vody a dále pak obsah anorganických látek, které tvořící popel. Celulóza - základní stavební materiál rostlinných buněk. Z chemického hlediska jde o polysacharid. Lignin - významná složka dřeva stromů, jednou z jeho funkcí je mechanické zpevnění buněčných stěn a také tvoří součást kapilár, které v rostlině vedou vodu a živiny. Pryskyřice - je obsažena ve dřevě jehličnatých stromů. Vzhledem k tomu, že uhlovodíky mají znatelně větší výhřevnost než celulóza nebo lignin, má dřevo jehličnatých stromů obsahujících pryskyřici o trochu větší výhřevnost než dřevo listnatých stromů.

5 Výhřevnost různých druhů dřeva Druh paliva Obsah vody VýhřevnostMěrné hmotnosti [%][MJ/kg][kg/m 3 ][kg/prm][kg/prms] Listnaté dřevo1514, Jehličnaté dřevo 1515, borovice2018, habr2016,7 akát2016,3 dub2015, jasan2015,7 buk2015, smrk2015, bříza2015,0 topol2012,9

6 Procesy probíhající při hoření dřeva Při zahřívání nejprve nastane odpařování vody. Odpařování vody spotřebuje mnoho tepla a velmi efektivně dřevo chladí. Teprve po odpaření vody vzroste teplota a začne docházet k uvolňování dalších prchavých látek (např. pryskyřice) a k tepelnému rozkladu jednotlivých látek ze kterých se dřevo skládá. Vzniká směs hořlavých plynů a na roštu zbývá dřevěné uhlí. Hořlavé plyny se vzduchem přiváděným pod rošt (primární vzduch) hoří ve formě dlouhého plamene (primární spalování). Při tom ale nedojde ke spálení všech spalitelných složek, protože k tomu zpravidla není dostatek kyslíku nebo dostatečně vysoká teplota. Z tohoto důvodu je třeba zajistit aby spalovací komora v níž hoření probíhá měla dostatečně vysokou teplotu. V určité vzdálenosti nad roštem přimíchává takzvaný sekundární vzduch, který umožní dohoření zbylých, dosud nespálených plynů. Tím se uvolní i zbylá energie v palivu obsažená a do komína pak odchází jen oxid uhličitý, vodní pára a dusík.

7 Princip zplyňování Princip spalování se výrazně liší od běžných kotlů na pevná paliva. K spalování paliva dochází způsobem zplyňování ( účinnost je až 86%, klasické hoření kolem 40 – 60% ). Podstata zplyňování spočívá v tepelném rozkladu organických a anorganických látek v uzavřené komoře kotle za mírného přetlaku primárního vzduchu, vytvořeného tlačným ventilátorem. • v první fázi dochází k vysušení a uvolnění prchavých složek paliva, • v druhé fázi se uvolněné plyny smíchají v prostoru trysky s předehřátým sekundárním vzduchem a vytvoří hořící směs plynů, • v třetí fázi dochází k shoření plynů ve spalovacím prostoru kotle a odvedení spalin přes trubkový výměník tepla do komínu (efekt pyrolytického spalováni).

8 Princip zplyňování V těchto kotlích je proces hoření rozdělen do dvou oddělených komor. • v první části dochází za omezeného přístupu primárního vzduchu k vysušení dřeva a jeho postupné pyrolýze (tepelný rozklad) a doutnání, při němž vzniká reakcí oxidu uhličitého s rozžhaveným dřevěným uhlím oxid uhelnatý (dřevoplyn), • horké plyny jsou pak vedeny do druhé komory (spodní část kotle) a zde po smíšení se sekundárním vzduchem shoří až na oxid uhličitý a vodu. Díky vysoké teplotě plamene dojde k dokonalému spálení všech organických látek, a je tedy možné dosáhnout jak dobré účinnosti, tak i nízkého obsahu škodlivin ve spalinách.

9 Dřevní hmota Dřevní štěpka Je tvořena rozdrcenými částmi větví, kmenů, kůry a obdobného materiálu o různém rozměru: délka 5 až 50mm (ve směru vláken), šířka 5 až 30mm ( průměr). Výhřevnost štěpky je závislá především na obsahu vody. Pelety Jsou naprosto suché - tedy skladovatelné - granule kruhového průřezu o průměru 6 až 14 mm a o délce 2 až 5 cm. Jsou vyráběny z organického materiálu (piliny z tvrdého a měkkého dřeva, pazdeří, sláma) pod vysokým tlakem a za teploty kolem 900°C. Jejich jediným pojivem jsou pryskyřice, obsažené ve dřevu. Výhřevnost pelet je podle státní zkušebny až 19 MJ/kg. Po spálení zůstává minimální množství popela (0,5-1,5%), který lze využít jako minerální hnojivo. Polenové dřevo

10 Konstrukce zplyňovacího kotle

11 Technický popis kotle Těleso kotle je vyrobeno jako dvouplášťový svařenec z ocelových plechů z materiálu P265GH (11 416). Vnitřní plášť je vyroben z tloušťky plechu 5 mm, vnější plášť z tloušťky 3 mm. Prostor mezi plášti je vyplněn vodou. Vnější plášť je opatřen nátěrem syntetickou barvou. Tvoří je násypka paliva, která je ve spodní části opatřena žáruvzdornou tvarovkou s podélným otvorem pro průchod spalin a plynů. Dohořívací prostor pod ní je opatřen keramickými tvarovkami. V zadní části těla kotlů je svislý spalinový kanál, opatřený ve vrchní části zatápěcí záklopkou. Vrchní část spalinového kanálu je opatřena odtahovým hrdlem pro připojení na komín. Parametry kotle: výška: 1000 mm šířka: 500 mm hloubka: 700 mm hmotnost: 155 kg Rozměry plnícího otvoru: 300x 450 mm Objem spalovací komory: 150 dm 3

12 Děkuji za pozornost. Prezentace byla zpracována k přehlídce studentských prací DEN STROJAŘŮ, Ostrava 2008


Stáhnout ppt "22.6.2014 KONSTRUKCE ZPLYŇOVACÍHO KOTLE Střední škola technická Opava, Kolofíkovo nábř. 51 příspěvková organizace Vypracoval: Vladimír Hrbatsch Jakub Engl."

Podobné prezentace


Reklamy Google