Simulering av NOx-bildning i rosterpanna hos Vasa värme Kalix

• Main Author: Holappa, Mia
• Format: Others
• Language: Swedish
• Published: Luleå tekniska universitet, Institutionen för teknikvetenskap och matematik 2017
• Subjects: NOx; förbränning; rosterpanna; simulering; CFD; Energy Engineering; Energiteknik
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:ltu:diva-63684

Vasa värme är ett företag som producerar och levererar fjärrvärme. Anläggningen i Kalixomfattar bland annat en 10 MW rosterpanna, FBP2, som eldas med fuktigt biobränsleoch Vasa värme vill sänka sina NOx-emissioner från denna panna. Syftet och målet meddetta examensarbete är att förstår hur förbränning leder till NOx-bilning i FBP2 och geförslag på hur emissionerna kan minskas. Arbetet studerar hur termisk-, bränsle- och prompt NOx bildas samt utvärderar reducerandeåtgärder. Primära åtgärder i form av flerstegsförbränning, rökgasåterföring, reburningoch bäddformation har studerats tillsammans med de sekundära åtgärderna SCR och SNCR. För att kunna utvärdera hur väl de olika åtgärderna skulle fungera för FBP2 har mätdatasamlats in och en CFD modell skapats utifrån ett verklig driftfall. Modellens temperaturprofiljämförs med fyra termoelement som finns utplacerade i FBP2 och i tre av fyrafall överensstämmer temperaturmätningarna med det modellen visar. I det fjärde fallet ärdet något osäkert om termoelementet ger ett korrekt resultat. Temperaturprofilen visaratt det finns områden som skulle gynna en reduktionsreaktion för SNCR men modelleninnehåller förenklingar i detta områden vilket innebär att den verkliga temperaturen ärlägre än det modellen visar. De simulerade NOx värdena överensstämmer med de somuppmätts och modellen visar att det bara bildas bränsle NOx. Fyra fall med ändrar geometri simuleras; ett med fler tertiärlufthål, ett utan tertiärlufthål,ett med fler sekundärlufthål och ett med halverad primärluft. Alla fall utom halveradprimärluft, som visade på en rejäl NOx sänkning, gav högre simulerade NOx värden. I fortsättningen föreslås att det NOx-reducerande arbetet ska innefatta att minska primärluftmängdenoch undersöka möjligheten att installera SNCR. Modellen kan användasför fortsatt arbete men innan dess bör modellens geometri utökas, en del förenklingar börarbetas bort och modellen