Kotły Pyłowe

Spalanie i paliwa

• Spalanie jest reakcją chemiczną paliwa i

utleniacza powietrza, podczas której
następuje wydzielenie się ciepła. Jest ono
stosowane do podgrzewania wody, która
wykorzystywana jest do zasilania instalacji
centralnego ogrzewania oraz
zaopatrywania mieszkańców aglomeracji
miejskich w ciepłą wodę.

• W kotłach pyłowych spalany jest głównie

węgiel kamienny i brunatny.

Przebieg procesu

spalania

Ogrzewan
ie

Mięknięcie (350 -
600 C)

Odgazowanie i pęcznienie (400
- 700 C)

Zapłon i tworzenie się sadzy (500
- 1800 C)

Spalanie pozostałości koksowej (900 -
1800 C)

Rozdrobnie
nie

Popiół lotny

Klasyfikacja kotłów

pyłowych

Podziału kotłów można dokonać w zależności od

różnych czynników, m.in.:

• przeznaczenia (miejsca wykorzystania) : energetyczne

(elektrownie dużej mocy), przemysłowe (ciepłownie i

elektrociepłownie przemysłowe), grzewcze (ciepłownie

lokalne) ;

• postaci wyjściowego czynnika roboczego : wodne,

parowe (para nasycona, para przegrzana) ;

• rodzaju paleniska : warstwowe (z rusztem stałym, z

rusztem ruchomym, narzutowe, ze złożem fluidalnym),

komorowe (pyłowe, olejowe, gazowe) ;

• konstrukcji głównej powierzchni ogrzewalnej :

płomienicowe, płomienicowo- płomieniczkowe, rurowe ;

• liczby ciągów (nawrotów) spalin : jednociągowe

(wieżowe), dwuciągowe, wielociągowe ;

• postaci odprowadzania żużla : ze stałym lub ciekłym

odprowadzeniu żużla ;

• obiegu wody : z obiegiem naturalnym, wspomaganym,

wymuszonym, przepływowym

Paleniska pyłowe

• Paleniska komorowe przeznaczone są

do spalania węgla kamiennego i
brunatnego oraz paliw ciekłych i
gazowych.

• Paleniska pyłowe mają na swym

wyposażeniu instalacje, których
zadaniem jest przygotowanie
mieszanki pyłowo-powietrznej.

zbiornika węgla, podajnika – dozownika, młyna, separatora, palnika, dysz

powietrza, kanałów powietrznych, komory paleniskowej i urządzeń

regulujących

Parametry różnych technik spalania oraz

wskaźniki emisji zanieczyszczeń

•

Konstrukcja paleniska,
wielkość ziarna,
temperatura, szybkość i
czas spalania ma duży
wpływ na kolejne etapy
spalania, co wiąże się z
powstawaniem
szkodliwych
zanieczyszczeń.

TYP PALENISKA

WSKAŹNIK

UNOSU
PYŁU

Z rusztem stałym

10 – 20 %

Z rusztem mechanicznym

20 – 40 %

Pyłowe

70 – 90 %

Fluidalne

55 – 70 %

Współczynnik przechodzeni siarki paliwowej do spalin

(współczynnik konwersji) z różnego typu palenisk

opalanych węglem kamiennym

Wskaźniki emisji zanieczyszczeń gazowych z procesów

spalania węgla kamiennego wg systemu EKOP (w kg/t

spalanego węgla)

ZALETY PALENISK

PYŁOWYCH

• dobre wymieszanie mieszanki pyłowo-powietrznej

powoduje, że nadmiar powietrza w palenisku i straty

ciepła są małe, a także oszczędzamy na paliwie

• podgrzanie powietrza do wysokiej temperatury daje

dobre warunki spalania oraz właściwe wykorzystanie

ciepła spalin wylotowych

• duże rozdrobnienie ziaren węgla sprawia, że w

komorze spalania odgazowanie i spalanie następuje

prawie w tym samym czasie, co prowadzi do

zredukowania emisji węglowodorów prawie do zera

oraz znaczne zmniejszenie tlenku węgla

• w paleniskach pyłowych mogą być spalane różne

gatunki paliw

Wady

• wysoka temperatura spalania i dobry dostęp

powietrza sprzyjają powstawaniu tlenków azotu a

także obserwuje się zwiększony stopień konwersji

siarki paliwowej do gazowej

• duże rozdrobnienie ziaren węgla sprawia, że unos

pyłu z paleniska jest bardzo duży i osiąga

wartości nawet 90%

• kocioł z paleniskiem pyłowym ma stosunkowo

dużą wartość minimum technicznego, na który

składa się np. kosztowny i złożony układ

przygotowania pyłu

• niepewny zapłon pyłu przy małej pracy kotła

wymaga zastosowania paliwa wspomagającego

jakim jest np. paliwo szlachetne

Opis rysunku - przebieg

spalania

• Idąc od dołu rysunku w górę śledzimy kolejne stadia spalania tzn.:

ogrzewanie, mięknięcie, odgazowanie i wydymanie, zapłon i tworzenie się

sadzy oraz spalanie pozostałości koksowej.

• Jak widać jest to proces wieloetapowy skomplikowanych przemian fizyko -

chemicznych.

• Na początku, gdy ziarno węgla dostanie się do komory paleniskowej ulega

ogrzaniu, a efektem tego podgrzania jest odparowanie wody i początkowe

wydzielenie się części lotnych. Proces ten zachodzi do temperatury 350 0C

• Podczas gdy temperatura w komorze paleniskowej rośnie ziarno węgla ulega

mięknięciu, co powoduje dalsze wydzielanie się części lotnych, a węgiel

przechodzi w stan plastyczny. Zjawisko to ma miejsce w temperaturze 350 –

600 0C. Powyżej następuje odgazowanie i pęcznienie, następnie zapłon i

tworzenie się sadzy.

• Wymienione etapy spalania to zaledwie 10% w całym procesie, który trwa

od 10 do 200 ms.

• Kolejny etap zajmuje aż 90% czasu spalania i wynosi od 0,5s do 5s, a jest to

spalanie pozostałości koksowej, która składa się przede wszystkim z

czystego węgla i części mineralnych. Rozdrobnienie pozostałości koksowej,

czyli fragmentacja to ostatni etap, który zamyka proces  spalania, a zależny

jest od stopnia uwęglenia spalonego węgla oraz wielkości jego ziaren

•