Biomasės deginių slaptosios šilumos įvertinimas

Abstract

Nagrinėjama kiek šilumos papildomai galima gauti prie augaline biomase kūrenamų įrenginių sumontavus dūmų kondensacinius šilumokaičius. Pateikiama metodika ir matematinės išraiškos apibendrintos augalinės biomasės deginiuose esančiai slaptajai šilumai ir dūmų kondensacinių šilumokaičių galimam energiniam efektyvumui įvertinti. Vertinamas energinis potencialas, nenagrinėjant konkrečiuose techniniuose įrenginiuose vykstančių procesų ir tų įrenginių charakteristikų. Pateikiamos matematinės išraiškos apibendrintos augalinės biomasės deginių drėg-niui, deginių rasos taško temperatūrai bei papildomame kondensaciniame šilumokaityje galimos gauti šilumos kiekiui apskaičiuoti. Sudaryti ir pateikiami deginių rasos taško temperatūros priklausomybės nuo oro pertekliaus koeficiento grafikai. Nustatyta, kad dūmų rasos taško temperatūra labiausiai priklauso nuo kuro drėgnio ir oro pertekliaus bei mažai priklauso nuo degimui naudojamo oro šiluminių rodiklių. Sudarytos ir pateikiamos dūmų kondensacinio šilumokaičio galimo lyginamojo (apskaičiuoto 1 kg sudegintos biomasės) bei santykinio (apskaičiuoto lyginant su naudojamos biomasės žemutine degimo šiluma) energinio efektyvumo priklausomybės nuo dūmų ataušinimo temperatūros. Nustatyta, kad dūmus ataušinant iki temperatūrų, žemesnių už rasos taško temperatūrą, galimas gauti energinis efektyvumas esant pastoviam oro pertekliaus koeficientui labiausiai priklauso nuo ataušinimo temperatūros ir kuro drėgnio. Pagal pateiktą metodiką ir matematines išraiškas gali būti apskaičiuojami ir kiti augalinės biomasės deginių kondensacinį režimą charakterizuojantys rodikliai bei sudaromos šių rodiklių tarpusavio priklausomybės

Quantity of additional heat, that is possible to obtain from condensing heat exchangers of vegetable biomass combustion flue gas, is analysed in this paper. Method and mathematical equations for evaluation of latent heat of conventional biomass combustion flue gas and for evaluation of potential heat efficiency of condensing heat exchangers of this flue gas are presented. The potential heat is evaluated here without analysis of processes in the particular installations and their parameters. Mathematical equations for calculation of humidity and dew point temperature of conventional biomass combustion flue gas are delivered. Graphs of flue gas dew point temperature as function of air excess ratio are calculated and presented. It is determined that smoke dew point temperature is most dependent of fuel humidity and air excess, and is few dependent of combustion air thermal properties. Comparative (calculated for 1 kg of combusted biomass) and relative (calculated in proportion to biomass net calorific value) potential heat efficiency of condensing heat exchanger as function of flue gas cooling temperature are calculated and presented. It is determined that, when smoke cooling temperature is below the dew point temperature, potential heat efficiency of condensing heat exchanger at constant air excess ratio is most dependent of fuel humidity and smoke cooling level. According to proposed method and mathematical equations one may calculate other parameters that characterize condensing mode of biomass combustion flue gas and may establish relationships of these parameters