SZÉNTÜZELÉSÛ KAZÁNOK NO X -KIBOCSÁTÁSÁNAK CSÖKKENTÉSE



Hasonló dokumentumok
PiAndTECH FluidKAT katalitikus izzóterek

A diplomaterv keretében megvalósítandó feladatok összefoglalása

Instacioner kazán füstgázemisszió mérése

Az egyensúly. Általános Kémia: Az egyensúly Slide 1 of 27

23/2001. (XI. 13.) KöM rendelet

A Lengyelországban bányászott lignitek alkalmazása újraégető tüzelőanyagként

Szilárd biomassza energetikai hasznosíthatóságának vizsgálata a Tiszai Erőmű telephelyén

Szabadentalpia nyomásfüggése

23/2001. (XI. 13.) KöM rendelet

Paksi Atomerőmű üzemidő hosszabbítása. 4. melléklet

Gázégő üzemének ellenőrzése füstgázösszetétel alapján

I. A CFD alkalmazási területei Néhány érdekes korábbi CFD projekt

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. A rendszer energiaviszonyai

Elektronikus Füstgázanalízis

Gázturbina égő szimulációja CFD segítségével

Az egyensúly. Általános Kémia: Az egyensúly Slide 1 of 27

Elektronikus Füstgázanalízis

Modern Széntüzelésű Erőművek

Tüzelőberendezések Általános Feltételek. Tüzeléstechnika

Légszennyezés. Molnár Kata Környezettan BSc

HÍDTARTÓK ELLENÁLLÁSTÉNYEZŐJE

1. számú ábra. Kísérleti kályha járattal

Tüzeléstan előadás Dr. Palotás Árpád Bence

A Weishaupt Kft. gyakorlati megoldásai a határértékek teljesítésére

A fa mint energiahordozó felhasználási lehetőségei a távhőszolgáltatásban és a fontosabb környezeti hatások

zeléstechnikában elfoglalt szerepe

A LÉGKÖR SZERKEZETE ÉS ÖSSZETÉTELE. Környezetmérnök BSc

A szennyvíztisztítás üzemeltetési költségeinek csökkentése - oxigén beviteli hatékonyság értékelésének módszere

Termokémia. Hess, Germain Henri ( ) A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011

Oxyfuel tüzelési technológia megvalósíthatóságának vizsgálata hazai tüzelőanyag bázison

Távhőszolgáltatás és fogyasztóközeli megújuló energiaforrások

Levegőtisztaság-védelmi mérések, aktuális és várható szabályok

Hamburger Hungária Kft. ÖSSZEFOGLALÓ JELENTÉS 2018.

A TERVEZETT M0 ÚTGYŰRŰ ÉSZAKI SZEKTORÁNAK 11. ÉS 10. SZ. FŐUTAK KÖZÖTTI SZAKASZÁN VÁRHATÓ LÉGSZENNYEZETTSÉG

MELLÉKLETEK MAGYARORSZÁG ÁTMENETI NEMZETI TERVE CÍMŰ DOKUMENTUMHOZ

Hulladékhasznosító mű létesítésének vizsgálata a Tiszai Erőmű telephelyén

LOCAFI+ 4. Analítikus módszer és ellenőrzés. Lokális tűznek kitett függőleges acélelem hőmérséklet vizsgálata, disszemináció. Szerződésszám n

Az E-PRTR adatok minőségbiztosítása és. E-PRTR konzultáció Budapest június 2-3

MELLÉKLETEK. következőhöz: AZ EURÓPAI PARLAMENT ÉS A TANÁCS IRÁNYELVE

Al-Mg-Si háromalkotós egyensúlyi fázisdiagram közelítő számítása

MÉRNÖKI METEOROLÓGIA (BME GEÁT 5128) Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Áramlástan Tanszék, 2008 Dr. Goricsán István

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. A rendszer energiaviszonyai

KÉNYSZER ÉS ADAPTÁCIÓ. Avagy: Az út amit választottunk!

MEMBRÁNKONTAKTOR ALKALMAZÁSA AMMÓNIA IPARI SZENNYVÍZBŐL VALÓ KINYERÉSÉRE

Kazánok energetikai kérdései

A levegő Szerkesztette: Vizkievicz András

Energia. Energia: munkavégző, vagy hőközlő képesség. Kinetikus energia: a mozgási energia

MSZ EN :2015. Tartalomjegyzék. Oldal. Előszó Alkalmazási terület Rendelkező hivatkozások...10

XXIII. Dunagáz Szakmai Napok Konferencia és Kiállítás

A Budapesti Erőmű ZRt évi környezeti tényező értékelés eredményének ismertetése az MSZ EN ISO 14001:2005 szabvány 4.4.

Anyagjellemzők változásának hatása a fúróiszap hőmérsékletére

ÁGAZATI SZAKMAI ÉRETTSÉGI VIZSGA KÖRNYEZETVÉDELMI ISMERETEK KÖZÉPSZINTŰ SZÓBELI VIZSGA MINTAFELADATOK ÉS ÉRTÉKELÉSÜK

Reakciókinetika. Általános Kémia, kinetika Dia: 1 /53

1. ábra Modell tér I.

A vidékfejlesztési miniszter 71/2012. (VII. 16.) VM rendelete egyes miniszteri rendeletek levegõvédelemmel összefüggõ módosításáról

Tartószerkezetek tervezése tűzhatásra - az Eurocode szerint

Tapasztalatok és tervek a pécsi erőműben

Hagyományos és modern energiaforrások

Tippek-trükkök a BAUSOFT programok használatához. Kazánok tulajdonságainak változása az égéstermék tömegáramának függvényében

Dinamikus modellek felállítása mérnöki alapelvek segítségével

Kisciklusú fárasztóvizsgálatok eredményei és energetikai értékelése

Szívókönyökök veszteségeinek és sebességprofiljainak vizsgálata CFD szimuláció segítségével

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 1997

Ipari vizek tisztítási lehetőségei rövid összefoglalás. Székely Edit BME Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék

Hőszivattyúk - kompresszor technológiák Január 25. Lurdy Ház

Kémiai reakciók sebessége

Hőtechnikai berendezéskezelő Ipari olaj- és gáztüzelőberendezés T 1/5

LEVEGŐZTETETT HOMOKFOGÓK KERESZTMETSZETI VIZSGÁLATA NUMERIKUS ÁRAMLÁSTANI SZIMULÁCIÓVAL

MÉRÉSI JEGYZŐKÖNYV. A mérési jegyzőkönyvet javító oktató tölti ki! Kondenzációs melegvízkazám Tanév/félév Tantárgy Képzés

Kinetika. Általános Kémia, kinetika Dia: 1 /53

CFX számítások a BME NTI-ben

Badari Andrea Cecília

Technikai áttekintés SimDay H. Tóth Zsolt FEA üzletág igazgató

Akusztikai tervezés a geometriai akusztika módszereivel

Szivattyú indítási folyamatok problémája több betáplálású távhőhálózatokban

Magyarországi hőerőművek légszennyezőanyag kibocsátása A Vértesi erőműnél tartott mintavételezés

Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2010/2011. tanév Kémia II. kategória 2. forduló Megoldások

Több komponensű brikettek: a még hatékonyabb hulladékhasznosítás egy új lehetősége

H 3 C H + H 3 C C CH 3 -HX X 2

MULTIMÉDIÁS TANSEGÉDLET A TV2-117A HAJTÓMŰ ÁLTALÁNOS FELÉPÍTÉSÉNEK BEMUTATÁSÁRA A MULTIMÉDIÁS TANSEGÉDLET FELÉPÍTÉSE, BEMUTATÁSA

Hőtechnikai berendezéskezelő É 1/5

Reakciókinetika. aktiválási energia. felszabaduló energia. kiindulási állapot. energia nyereség. végállapot

Bodnár István PhD hallgató Miskolci Egyetem Sályi István Gépészeti Tudományok Doktori Iskola

Fizikai kémia 2 Reakciókinetika házi feladatok 2016 ősz

ALLEGRO gázhűtésű gyorsreaktor CATHARE termohidraulikai rendszerkódú számításai

Stacioner kazán mérés

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (limitációk) Fókusz Légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

A hő- és füstelvezetés méretezésének alapelvei

Kapcsolt energia termelés, megújulók és a KÁT a távhőben

Kazánok működtetésének szabályozása és felügyelete. Kazánok és Tüzelőberendezések

Fotovillamos és fotovillamos-termikus modulok energetikai modellezése

e-gépész.hu >> Szellőztetés hatása a szén-dioxid-koncentrációra lakóépületekben Szerzo: Csáki Imre, tanársegéd, Debreceni Egyetem Műszaki Kar

Az égés és a füstgáztisztítás kémiája

Plazma a villám energiájának felhasználása. Bazaltszerü salak - vulkánikus üveg megfelelője.

MEGÚJULÓ ENERGIA MÓDSZERTAN CSG STANDARD 1.1-VERZIÓ

T Á J É K O Z T A T Ó

Légszennyező anyagok városi környezetben való terjedése

Dioxin/furán leválasztás (PCDD/PCDF) dr. Örvös Mária

AZ ÉPÜLETEK ENERGETIKAI JELLEMZŐINEK MEGHATÁROZÁSA ENERGETIKAI SZÁMÍTÁS A HŐMÉRSÉKLETELOSZLÁS JELENTŐSÉGE

Energiagazdálkodás és környezetvédelem 3. Előadás

Átírás:

SZÉNTÜZELÉSÛ KAZÁNOK NO X -KIBOCSÁTÁSÁNAK CSÖKKENTÉSE AZ ERBE ENERGETIKA KFT. NAGY HANGSÚLYT FEKTET A KORSZERÛ SZÁMÍTÓGÉPES SZOFTVEREK ENERGETIKAI CÉLÚ ALKALMAZÁSÁRA, MELY TÉREN EGYÜTTMÛKÖDÉST ALAKÍTOTT KI A BUDAPESTI MÛSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM ÁRAMLÁSTAN TANSZÉKÉVEL. E CIKKBEN A FLUENT VÉGES-TÉRFOGATOK ELVÉN ALAPULÓ SZOFTVER SIKERES ALKALMAZÁSÁT MUTATJUK BE EGY KONK- RÉT ENERGETIKAI FELHASZNÁLÁSON KERESZTÜL. VARGA LAJOS DR. KRISTÓF GERGELY MOTIVÁCIÓ A Vértesi Erômû Rt. a környezetvédelmi törvény levegôtisztasági moratóriumának lejárta (2004. december 31.) elôtt megkezdte az Oroszlányi Erômûben lévô kazánok retrofit programjának végrehajtását. A program céljai között szerepel a kazánok NO x -kibocsátásának 400 mg/nm 3 alá csökkentése. A négy kazán közül elôször a 2. számú átalakítására került sor, melyre elôirányzott módosításokat a nyertes vállalkozó kiemelkedô gyorsasággal hajtott végre. A gyors megvalósítást azonban problémák kísérték: a kazán NO x -kibocsátása a szerzôdéses határérték fölötti volt (mért érték: 500 mg/nm 3 ). Az NO x -kibocsátás limit teljesülése érdekében az ERBE ENER- GETIKA Kft. a BME Áramlástan Tanszékének támogatásával felajánlotta közremûködését a retrofit program eredményes végrehajtásában. A gyors és hatékony mérnöki elemzô munka jelentôsen hozzájárult ahhoz, hogy a 2. kazán NO x -kibocsátása megfelelô biztonsággal az elôírt határérték alá csökkent (385 mg/nm 3 ). Erômûvek nitrogén-oxid-kibocsátása Szénerômûvek szennyezôanyag-kibocsátásánál a szilárd szennyezôk és a kén-dioxid mellett a nitrogén-oxidok emisszióját is vizsgálnunk kell. A környezetet károsító hatásuk miatt Kiinduló esetben FLUENT-tel támogatott fejlesztés után 500 385 legfontosabbak: az NO, NO 2 és a N 2 O vegyületek. Jelölésükre az NO x kifejezést használjuk. A nitrogén-oxidok által okozott legfôbb globális hatás az üvegházhatás erôsítése és a Földet védô ózonréteg pusztulása. A kibocsátó forrás közelében úgynevezett regionális hatás érvényesül, ami legfôképp a fotokémiai szmog és a földfelszín elsavasodását jelenti. Bár korábban az SO x - vegyületek emissziója környezetvédelmi szempontból fontosabb volt, kibocsátásuk csökkentésére tett erôfeszítések következtében relatív mennyiségük csökkent, ami megnövelte így az NO x -emisszió fontosságát. A nitrogén-oxidok hatásának globális és regionális jellege miatt nemzetközi szerzôdések kötelezik az aláíró országokat a kibocsátás csökkentésére. [4] A FEJLESZTÉS CÉLKITÛZÉSE A bemutatott fejlesztés célja a kazán NO x -kibocsátásának 500 mg/nm 3 -rôl 400 mg/nm 3 alá csökkentése úgy, Kitûzött határérték: 400 mg/nm 3 0 100 200 300 400 500 600 NO x -kibocsátás, mg/nm 3 (NO 2 -ben, O 2 -tartalmú, száraz füstgázra vonatkoztatva) 1. ÁBRA A KAZÁN NO X KIBOCSÁTÁSÁNAK VÁLTOZÁSA A FEJLESZTÉS EREDMÉNYEKÉPPEN 43

hogy közben a kazánhatásfok nem csökken, és a CO-kibocsátás nem növekszik az elôírt határérték fölé. Char N A cél megközelítése n A feltárjuk a széntüzelés során jellemzô NO x -keletkezési mechanizmusokat. Megvizsgáljuk az egyes mechanizmusokat befolyásoló paramétereket. n Kialakítjuk a kazán kiinduló állapotának számítógépes modelljét (Fluent-es referencia eset). n A modell segítségével meghatározzuk, hogy az adott kazán esetében az egyes NO x -keletkezési mechanizmusok milyen súllyal vesznek részt a teljes NO x -kibocsátásban. n Meghatározzuk a domináns NO x -et produkáló mechanizmusokat, majd ezek csökkentéséhez vezetô eljárásokat. n Modellezzük a lehetséges NO x - csökkentô eljárásokat, és összevetjük egymással, illetve a Fluent-es referencia esettel. n A modellezés alapján kiválasztjuk azt az eljárást, amely legnagyobb mértékû NO x -csökkenést valószínûsít, miközben az egyéb paraméterekre (pl: kazán teljesítményre) a legkisebb negatív hatása van. n Ténylegesen megvalósítjuk a modellezéssel kiválasztott eljárást, és mérési sorozatokkal ellenôrizzük a számítások helyességét. n A mérési sorozatokkal meghatározzuk a kazán automatikus szabályzásához szükséges paramétereket a kazán teljes üzemi tartományában. Elvégezzük a szabályzás megfelelô átprogramozását, majd hitelesített mérôrendszerrel ellenôrizzük a kazán szennyezô anyag kibocsátását. A nitrogén-oxid keletkezésének rövid ismertetése A tüzelési folyamatok során a következô NO x -keletkezési mechanizmusokkal találkozhatunk [1]: n Termikus NO, n Prompt NO, n A tüzelôanyag nitrogéntartalmából keletkezô NO. A ténylegesen kibocsátott NO x mennyiségét befolyásoló további effektus: az NO x Reburn folyamat. 1:O 2 Volatile N HCN NO A fenti mechanizmusok részesedése a teljes kibocsátott NO x mennyiségébôl az adott tüzelési körülményektôl függ. Termikus NO x -képzôdés N 2 A termikus NO-képzôdés folyamatát 1947 óta ismerjük, melyet a felfedezésében élen járó kutatóról neveztek el. A kiterjesztett Zeldovich-mechanizmus a következô: k +1 O+N 2 hn+no k +2 N+O 2 ho+no k +3 N+OH hh+no A fenti három egyenlet mindkét irányban lejátszódhat. A mechanizmus reakciósebességei (k 1, k -1 ; k 2, k 2 ; k 3, k -3 ) a hômérséklettôl különbözô mértékben függnek, értéküket mérésekbôl ismerjük. Miután a három vegyérték kötésû nitrogén molekula bontásához nagy energia szükséges, az NO x keletkezésének sebessége csak magas hômérsékleten [~1800 K (~1527 C) felett] jelentôs. Amikor van elegendô oxigén a reakciótérben, akkor a szabad nitrogénatom (N) keletkezési és fogyási sebessége egyenlôvé válik, így kvázi állandósult állapot feltételezhetô. Ez a feltételezés helytálló a legtöbb tüzelési esetben. Így az NO keletkezési sebességét az alábbi formába írhatjuk: k 1 k 2 [NO] 1 2 d[no] k 1 [N 2 ]k 2 [O 2 ] =2k 1 [O][N 2 ] dt k 1 [NO] 1+ k 2 [O 2 ]+k 3 [OH] 2:NO 2 2. ÁBRA A SZÉN NITROGÉNTARTALMÁNAK LEHETSÉGES REAKCIÓÚTJAI Ebbôl a formából láthatjuk, hogy az NO keletkezési sebessége növekszik az oxigén atom koncentrációjának növekedésével. Továbbá azt is megállapíthatjuk, hogy az NO keletkezési sebessége erôsen hômérséklet függô. A kibocsátott termikus NO x menynyiségének csökkentését a tûztér hômérsékletének csökkentésével, illetve az O 2 -koncentrációjának csökkentésével érhetjük el. Ezeket a beavatkozásokat a gyakorlatban megosztott levegô bevezetés, illetve füstgáz recirkuláció alkalmazásával valósíthatjuk meg. Prompt NO-képzôdés 3:Char N 2 Prompt NO keletkezhet bizonyos tüzelési körülmények között (alacsony hômérsékletû, tüzelôanyagban gazdag régiókban, ahol a tartózkodási idô rövid). A prompt NO részesedése a teljes NO x -kibocsátásból azonban az esetek többségében csekély, ezért a képzôdési mechanizmus bemutatását mellôzzük. A tüzelôanyag nitrogéntartalmából keletkezô NO A szénben található nitrogén tartalmú szerves összetevôk hozzájárulnak a tüzelési folyamatban keletkezô teljes NO x mennyiségéhez. A szénben található nitrogén tartalom NO x -é történô átalakulása a helyi tüzelési körülményektôl és a nitrogéntartalmú összetevôk koncentrációjától függ. A szén nitrogén tartalmú vegyületei két úton jutnak a reakció zónába: egy részük a szénszemcse felmelegedése során az illótartalomban jelenik meg, másik része a szénszemcsében marad és a fix karbon heterogén kiégése során lép reakcióba. A nitrogén tartalmú vegyületek hô- 44

bomlása során gyökök (HCN, N, CN, NH) keletkezhetnek, melyek NO x -é konvertálódhatnak. Ezek a szabad gyökök két, egymással versenyzô reakcióutat járhatnak be. Bár a valós mechanizmus még nem teljesen ismert, a különbözô kutatók egyetértenek a következô egyszerûsített modellel (2. ábra). Ebben a modellben az illóban és a szénszemcsében lévô nitrogéntartalom hidrogén-cianiddá alakul, amely oxidáló környezetben NO, redukáló környezetben N 2 produkciójához vezet. Az oxidáló környezetben keletkezett NO a szénszemcse felületén heterogén reakcióval N 2 -vé redukálódhat. Az 1. reakció növeli, a 2. és 3. reakciók csökkentik a keletkezett NO mennyiségét. A szén nitrogéntartalmából tényelegesen keletkezett NO mennyiségét a három reakció sebessége határozza meg. A fenti modell szerinti három reakció sebessége rendre: R 1 = A 1 X HCN X a O 2 e E 1 /RT R 2 = A 2 X HCN X NO e E 2 /RT R 3 = A 3 e E 3 /RT pno A szén nitrogéntartalmából keletkezett NO-mennyiséget csökkenthetjük, ha az 1. reakciót lassítjuk, a 2. és 3. reakciót gyorsítjuk. Az 1. reakciót úgy lassíthatjuk, ha az oxigén mólarányt csökkentjük, amit a tûztér légfeleslegének csökkentésével érhetünk el. Tercier levegô b bevezetés Szekunder levegô b evezetés bevezetés 3. ÁBRA A VIZSGÁLT GEOMETRIA Tûztér Tûztér kilépô kil épô keresztmetszet t Füstgáz Szénporégôk (saroktüzelés) Szénporbelépés A reakció sebességi konstansok mérésekbôl szintén ismertek. A reakciók hatására bekövetkezô NO-csökkenés sebessége: d[no] = k 1 [CH][NO] k 2 [CH 2 ][NO] dt k 3 [CH 3 ][NO] A NO x reburn folyamat által redukált NO mennyiségét tüzelôanyagban gazdag régió kialakításával növelhetjük. Négyégôs üzem fényképe NO x reburn folyamat Az elôzôekben megvizsgáltuk milyen módokon keletkezhet NO x a tüzelés során. A ténylegesen kibocsátott NO x mennyiségét még egy folyamat befolyásolja, ez az ún. NO x reburn folyamat. Ebben a folyamatban a reakciótérben jelenlévô (termikus, prompt, vagy tüzelôanyag nitrogéntartalmából keletkezett) NO reagál a tüzelôanyag szénhidrogén gyökeivel: k +1 CH+NO hhcn+o k +2 CH 2 +NO hhcn+oh k +3 CH 3 +NO hhcn+h 2 O 4. ÁBRA MODELLEZETT HÔMÉRSÉKLET-ELOSZLÁS HÁROMÉGÔS ÜZEMBEN A KAZÁN ÉGÔ- SÍKJÁBAN, A NÉGYÉGÔS ÜZEM FÉNYKÉPÉVEL VALÓ ÖSSZEHASONLÍTÁSBAN FLUENT-es modellezés A FLUENT egy véges-térfogatok elvén alapuló számítógépes szoftver, amely képes numerikusan közelíteni valamely szénhidrogén égése során kialakuló oxidációs folyamatot, számítja a keletkezett reakciótermékek mennyiségét, a keletkezett hôt, valamint annak további útját (hôsugárzás, konvekció, hôvezetés). Képes továbbá a levegô, a tüzelôanyag és a füstgáz turbulens áramlási viszonyait leírni. E tulajdonságai alkalmassá teszik kazánok komplex tûztér modellezésére, turbulens szénhidrogén lángok hô- és áramlástani leírására. A FLUENT programban a vizsgálandó térfogatot (jelen esetben a kazán elsô huzamát) kis térfogatokra (cellákra) bontjuk, ezekre egyenleteket írunk fel, majd a peremfeltételek figyelembevételével iteratív módon megoldjuk az így kapott egyenletrendszert. A FLUENT képes a bemutatott valamennyi NO x -képzôdési mechanizmus számítására, így segítségével elôre jelezhetjük különbözô változtatási alternatívák megvalósításának elônyeit és hátrányait. A jelen esetben vizsgált modellezési tartomány a kazán elsô huzamának mennyezetéig tart (lásd 3. ábra). A valóságnak megfelelôen a modellezéssel a háromégôs üzemet vizsgáltunk, mivel a negyedik égô a malom járókerekének cseréje miatt mindig karbantartáson van. A modellezéssel kapott eredményeket a következô ábrák szemléltetik. A kazán égôsíkjában kapott hômérséklet eloszlást a 4. ábra mutatja, amely a háromégôs üzemnek megfelelô aszimmetriát tükröz. Az ábrán nyilakkal jelöltük a mûködô égôk befúvási tengelyét, és azt a képzeletbeli kört, amelyet ezek a tengelyek érintenek. A lángstruktúra felülnézetben az óramutató járásának megfelelô irányban forog. A négyégôs üzem fényképével való össze- 45

5. ÁBRA AZ EGYIK MÛKÖDÔ ÉGÔBÔL KILÉPÔ SZÉNSZEMCSE ÚTJA A TÛZTÉRBEN áramképét és egy spirális pályát írnak le. Az 5. ábra ábrán látható görbék az áttekinthetôség kedvéért csak az egyik kiválasztott égôbôl kilépô szénszemcsék útját szemléltetik a kazán tûzterében. A görbe színezése a szemcse belépése óta eltelt idôt (tartózkodási idô) mutatja másodperc dimenzióban. A nem mûködô égô lángja helyén egy nagy oxigén- és nitrogéntartalmú, hideg zóna alakul ki. Az ezzel a zónával szomszédos lángok pótlólagos levegôhöz jutnak (lásd 6. ábra), így az oxigénkoncentráció itt lényegesen magasabb, mint négyégôs esetben lenne, aminek hatása lesz a keletkezett NO x mennyiségére. A magas NO-tartalmú részek a lángmaghoz kapcsolódnak (7. ábra). A kazán által kibocsátott NO mennyiségét a füstgáz kilépési keresztmetszetben számított NO-kibocsátás integrálásával kapjuk. A megvizsgált NO x -keletkezési mechanizmusok, és FLUENT által kínált modellezési lehetôségek alapján elmondható, hogy az adott kazán esetében a szén nitrogéntartalmából képzôdô NO, illetve a termikus NO szerepe a meghatározó. Módosítási javaslatok Az NO x -csökkentés elérése érdekében két módosítási megoldást vizsgáltunk [2]: megosztott levegôbevezetést (megváltoztatta a szekunder/tercier levegô arányát), füstgáz-recirkulációt. NO x -csökkentô eljárás választása a modellezés alapján 6. ÁBRA OXIGÉN TÉRFOGATARÁNY AZ ÉGÔK SÍKJÁBAN 1. TÁBLÁZAT A FLUENT-TEL VÉGZETT MODELLEZÉS EREDMÉNYEI Eljárás: Fajlagos NO x -kibocsátás- Fajlagos membránfali csökkenés a kiindulási hôáram-csökkenés esethez képest a kiindulási esethez képest Levegômegosztás -40% -5% Füstgázrecirkuláció -10% -19% hasonlításban a modellezett hômérséklet eloszláson jól látható a 4. égô lángjának hiánya. A szénszemcsék követik a levegô füstgáz keverék örvénylô A modellezés eredményeit az 1. táblázat foglalja össze. A modellezés alapján elmondható, hogy a kiinduló esethez képest mindkét vizsgált módosítási alternatíva csökkenti a kibocsátott NO x mennyiségét. Ugyancsak mindkét esetben számíthatunk a tûztérben lesugárzott hômennyiség csökkenésére is, ami a kazán teljesítményére lehet hatással. A számítások alapján két módosítási alternatíva közül az adott körülmények között a levegô megosztás eredményez nagyobb mértékû NO x - kibocsátás csökkenést, és ráadásul ennek a megoldásnak kisebb a hatása a kazán teljesítményére is. Ennek megfelelôen az Oroszlányi 2. számú kazán esetében az ott alkalmazott tüzelôanyag, és mûködési 46

7. ÁBRA AZ NO ELOSZLÁSA AZ ÉGÔK SÍKJÁBAN A FLUENT általános célú véges térfogat alapú szoftver rendszer alkalmazásával sikeresen valósítottuk meg a fejlesztés során kitûzött célt, amely az adott széntüzelésû kazán NO x -kibocsátásának (a kiinduló esetben mért 500 mg/nm 3 -rôl) 400 mg/nm 3 alá történô csökkentése volt (hitelesített mérés alapján 385 mg/nm 3 ). A módosítás hatására a kazán hatásfoka nem csökkent, illetve a CO-kibocsátás is az elôírt határérték alatt maradt. A választott megoldás egy speciális arányban megosztott levegôbevezetés volt, mely az adott kazán esetében nem igényelte a kazán fizikai átalakítását, sôt még annak leállítását sem; csupán a mûködési paraméterek megfelelô összehangolására volt szükség a felvett beállítási listának megfelelôen. Így pótlólagos beruházási költség nem merült fel. (Megjegyezzük, hogy a kazán egyetlen hétvégére történô leállása körülbelül 50 MFt bevétel kiesést eredményezett volna az üzemeltetônek.) 2. TÁBLÁZAT A HITELESÍTETT MÉRÔRENDSZERREL TÖRTÉNT NO X - ÉS CO-MÉRÉS ÉRTÉKEI, mg/nm 3 paraméterek mellett várhatóan a levegô megosztás megvalósítása eredményez nagyobb elôrelépést a cél megvalósítása érdekében, így a levegô megosztás alkalmazását javasoltuk. A megfelelô levegômegosztás NO x -kibocsátásra gyakorolt hatását mérési sorozattal igazoltuk. A mérések alapján egy terhelésfüggô beállítás lista került felvételre, amely a kazán automatikus szabályzójának átprogramozását tette lehetôvé. A Vállalkozó szakemberei elvégezték a szükséges irányítástechnikai módosításokat, így a kazán alacsony NO x -kibocsátású üzemre való átalakítása gyakorlatilag befejezôdött. A kazán készen állt a hivatalos mérési rendszerrel történô mérésre. Hitelesített mérés Névleges Rész- Rendeleti terhelésen terhelésen határérték NO x 384,8 332,8 650 CO 112,2 185,3 250 A kazán hitelesített mérôrendszerrel történô ellenôrzésére 2002. június 12-én került sor. A mérést a Villamosipari Kereskedelmi és Szolgáltató Kft. (Villkesz Kft.) Mozgó Vizsgáló Laboratóriuma végezte. A mérés tanúsága szerint a kazán NO x -, illetve COkibocsátása megfelel a 22/1998 (VI. 26.) KTM rendeletben elôírtaknak. Az NO x -kibocsátás ezen túlmenôen alacsonyabb, mint a fejlesztési célként kitûzött 400 mg/nm 3. Fenti táblázatban szereplô mérési értékek száraz, 6% O 2 -tartalmú, normál állapotú füstgázra vonatkoznak, és tartalmaznak minden szükséges korrekciót, ennek megfelelôen közvetlenül összevethetôek a 22/1998 (VI. 26.) KTM rendeletben elôírt határértékekkel. A hitelesített méréssel egy idôben hatásfokmérést is végeztünk a kazánon, melynek eredménye azt mutatta, hogy nem csökkent a kazánhatásfok. ÖSSZEFOGLALÁS IRODALOM [1] FLUENT 6 User s Guide, 2001 December [2] J.M. Beér, V. Homola: Innovative initiatives to upgrade power plants, IEA- USDOE-USAID International Conference in Clean Coal Utilization, Budapest, 1992. febr. 24 28. [3] Mérési Jelentés VÉ Rt. Oroszlányi Erômû 2. sz. Kazán Garanciális Mérésérôl, 2002.febr. 22. [4] Katona Zoltán: Nitrogén-oxidok kibocsátásának csökkentése erômûvekben, 1997 n HÍREK TATABÁNYÁN GÁZMOTOR ADJA MAJD A HÔT Az MVM Rt. többségi tulajdonával létrehozandó Tatabánya Erômû Kft. keretében kerül sor Tatabánya kommunális hôigényeinek ellátását szolgáló Tatabányai Fûtôerômû technológiai megújítására. A projekt részeként egy 16-20 MW teljesítôképességû gázmotoros erômû egység létesül, amelyre az MVM Rt. pályázatot írt ki. A pályázatra benyújtott ajánlatokat október 17-én bontották. Négyen nyújtottak be pályázatot, a Vegyépszer Rt., az EGI Rt., a KIPCALOR Energetikai Kft. és a Kraftszer Kft. A pályázatok részletes értékelésének tervezett befejezése október vége. (Vajnai Attila) 47