Možnost náhrady topného oleje pomocí biodieslu na 1 MW stacionárním spalovacím zařízení

Biodiesel (EN 14213) heating oil substitution potential for petroleum based light heating oil in a 1 MW stationary combustion facility

článek v časopise - ostatní, Jost

en

The aim of the present work was to experimentally investigate the combustion properties of methyl-ester of rapeseed oil (RME) that was preheated for three distinct temperatures ((30, 70, 110) deg.C) in the study. The experiments were carried out in a water-cooled horizontal combustion chamber with a nominal thermal load of 1500 kW. The experimental results were compared to the results obtained from the combustion tests with extra light heating oil (ELHO) that was used as a comparative fuel. The fuel was atomized by means of the twin-fluid effervescent atomizer with a maximal output of 100 kg/h of oil at gas to liquid mass flow rate ratio (GLR) equals to 20%. Primarily the experiments were focused on the investigation of the flame characteristics and the quality of combustion at distinct heat outputs ((475, 700, 900) kW) and distinct GLR ratios ((10, 15, 20) %). Second, experiments focused on the evaluation and comparison of local wall heat fluxes along the flame length and were performed only for one setting of operating conditions, namely for the heat output of 900 kW and the GLR 15%. The results revealed that substitution of ELHO requires preheating of RME to the temperature of about 70 deg.C, if pneumatic atomization is to be used. The preheating of RME to higher temperature did not show any significant improvement in terms of quality of combustion. Moreover, it causes the increase in nitrogen oxides formation up to 60% in comparison with the values measured during ELHO combustion.

Článek popisuje zkoušky spalování methylesteru řepkového oleje (MEŘO) při různých teplotách předehřevu (30, 70 a 110 st.C) a srovnání výsledků se spalováním extra lehkého topného oleje (ELHO) na vodou chlazené spalovací komoře s nominálním tepelným zatížením 1500 kW. Pro atomizaci paliva do spalovacího prostoru byla využita dvoumédiová effervescentní tryska s maximálním výkonem cca 100 kg/h oleje při poměru atomizační médium/kapalné palivo (GLR) 20% instalovaná na kombinovaném hořáku (plyn-olej). Při zkoušce bylo zkoumáno chování plamene a kvalita spalování při různých výkonech (475 kW, 700 kW a 900 kW) a GLR (10, 15 a 20%). Pro atomizaci byl použit nepředehřátý spalovací vzduch. Dále byly provedeny zkoušky spalování při výkonu 900 kW a GLR 15% s cílem porovnat absorpci tepla do pláště spalovací komory. Z výsledků zkoušek vyplývá, že pokud by mělo být uvažováno o náhradě ELHO pomocí MEŘO, bude nezbytné zajistit jeho předehřev na hodnotu kolem 70 st.C, pokud by mělo být použito pneumatické atomizace. Předehřev RME na vyšší teplotu neprokázal výrazné zlepšení kvality spalování, avšak je příčinou až o 60% zvýšené tvorby oxidů dusíku ve srovnání s hodnotami naměřenými při spalování ELHO.

The aim of the present work was to experimentally investigate the combustion properties of methyl-ester of rapeseed oil (RME) that was preheated for three distinct temperatures ((30, 70, 110) deg.C) in the study. The experiments were carried out in a water-cooled horizontal combustion chamber with a nominal thermal load of 1500 kW. The experimental results were compared to the results obtained from the combustion tests with extra light heating oil (ELHO) that was used as a comparative fuel. The fuel was atomized by means of the twin-fluid effervescent atomizer with a maximal output of 100 kg/h of oil at gas to liquid mass flow rate ratio (GLR) equals to 20%. Primarily the experiments were focused on the investigation of the flame characteristics and the quality of combustion at distinct heat outputs ((475, 700, 900) kW) and distinct GLR ratios ((10, 15, 20) %). Second, experiments focused on the evaluation and comparison of local wall heat fluxes along the flame length and were performed only for one setting of operating conditions, namely for the heat output of 900 kW and the GLR 15%. The results revealed that substitution of ELHO requires preheating of RME to the temperature of about 70 deg.C, if pneumatic atomization is to be used. The preheating of RME to higher temperature did not show any significant improvement in terms of quality of combustion. Moreover, it causes the increase in nitrogen oxides formation up to 60% in comparison with the values measured during ELHO combustion.

Spalování; Extra lehký topný olej; Methyl-ester řepkového oleje; Emise; Stabilita hoření; Přenos tepla

Combustion; Extra light heating oil; Methyl-ester of rapeseed oil; Pollutant emissions; Burning stability; Heat transfer

2013

01.02.2013

Elsevier Ltd.

United Kingdom

0961-9534

2013

49

10–21

13