Odborná zpráva o vývoji nízkoemisního hořáku o maximálním výkonu 1,5 MW a vývoji teplovodního kotle o výkonu 5,25 MW.

Technical report about the manufacture of the combined low-emission burner with the maximal capacity of 1.5 MW

report

cs

Zpráva pojednává o dosavadním řešení projektu TK02020087 – Vývoj teplovodního kotle a nízkoemisního hořáku za rok 2020. Projekt je zaměřen na dva vývojové úkoly:vývoj nízkoemisního hořáku a vývoj teplovodního kotle. Zpráva v první části popisuje jednotlivé kroky při vývoji prototypu hořáku o výkonu 1,5 MW od konstrukčních řešení, CFD simulací a experimentálních zkoušek. Návrh koncepce a vývoj hořáku o výkonu 1,5 MW byl orientován zejména na nízkou produkci nežádoucích emisí NOx, stabilitu hoření a přestup tepla v radiační komoře. Konstrukce hořáku je založen na kombinaci dvou metod snižování emisí NOx. Byla uplatněna osvědčená metoda dvoustupňového přívodu paliva a vnitřní recirkulace spalin. V rámci vývoje teplovodního kotle byla dokončena rešerše nových trendů v konstrukci teplovodních kotlů zejména s ohledem na účinný přestup tepla a minimalizaci konstrukce. V návaznosti na předešlé výsledky byl zpracován vlastní výpočtový model. Na základě tohoto modelu byl proveden návrh konstrukce kotle, kde došlo ke změně pořadí trubek a změně umístění distributoru chladící vody. Nová konstrukce je tak z pohledu životnosti svarů trubek příznivější. CFD simulace byly provedeny ve těchto oblastech: hořák o výkonu 1,5 MW, kotel PBS o tepelném příkonu 5,25 MW.

Zpráva pojednává o dosavadním řešení projektu TK02020087 – Vývoj teplovodního kotle a nízkoemisního hořáku za rok 2020. Projekt je zaměřen na dva vývojové úkoly:vývoj nízkoemisního hořáku a vývoj teplovodního kotle. Zpráva v první části popisuje jednotlivé kroky při vývoji prototypu hořáku o výkonu 1,5 MW od konstrukčních řešení, CFD simulací a experimentálních zkoušek. Návrh koncepce a vývoj hořáku o výkonu 1,5 MW byl orientován zejména na nízkou produkci nežádoucích emisí NOx, stabilitu hoření a přestup tepla v radiační komoře. Konstrukce hořáku je založen na kombinaci dvou metod snižování emisí NOx. Byla uplatněna osvědčená metoda dvoustupňového přívodu paliva a vnitřní recirkulace spalin. V rámci vývoje teplovodního kotle byla dokončena rešerše nových trendů v konstrukci teplovodních kotlů zejména s ohledem na účinný přestup tepla a minimalizaci konstrukce. V návaznosti na předešlé výsledky byl zpracován vlastní výpočtový model. Na základě tohoto modelu byl proveden návrh konstrukce kotle, kde došlo ke změně pořadí trubek a změně umístění distributoru chladící vody. Nová konstrukce je tak z pohledu životnosti svarů trubek příznivější. CFD simulace byly provedeny ve těchto oblastech: hořák o výkonu 1,5 MW, kotel PBS o tepelném příkonu 5,25 MW.

The report deals with the project TK02020087 – Development of a hot water boiler and a low-emission burner for the year 2020. The project is focused on two development tasks: the development of a low-emission burner and the development of a hot water boiler. The first part of the report describes the different steps in the development of the 1.5 MW prototype burner, starting from design solutions, CFD simulations and experimental tests. The design concept and development of the 1.5 MW burner was mainly focused on low production of unwanted NOx emissions, combustion stability and heat transfer in the radiation chamber. The design of the burner is based on a combination of two NOx abatement methods. The proven method of two-stage fuel supply and internal flue gas recirculation has been applied. As part of the development of the hot water boiler, a survey of new trends in the design of hot water boilers was completed, particularly with regard to efficient heat transfer and minimisation of the design. Following the previous results, a custom calculation model was developed. On the basis of this model, the boiler design was carried out, where the order of the tubes was changed and the location of the cooling water distributor was changed. The new design is thus more favourable in terms of pipe weld life. CFD simulations were performed in the following areas: burner with a capacity of 1.5 MW, PBS boiler with a thermal input of 5.25 MW.

Nízkoemisní hořák, komponenty hořáku, teplovodní kotel, výroba

Low-emission burner, burner components, hot water boiler, manufacture

29.01.2021

Brno

1–95

95