Uticaj promene parametara procesa sagorevanja na energetske i ekološke karakteristike peći na pelet
Impact of variation in combustion parameters on energy and environmental performance of pellet stove
Doktorand
Petrović Bećirović, SanjaMentor
Stojiljković, DragoslavaČlanovi komisije
Jovović, Aleksandar M.Manić, Nebojša
Gvero, Petar
Karamarković, Rade
Metapodaci
Prikaz svih podataka o disertacijiSažetak
U okviru ove doktorske disertacije razmatrana je problematika sagorevanja peleta u
uređajima male snage tj. pećima i kotlovima toplotne snage do 100 kWt. Veliki značaj
koji je predmetnoj problematici dodeljen u energetskim strategijama Evropske Unije, ali
i Republike Srbije, ukazuje na aktuelnost teme i značaj istraživanja u cilju optimizacije
procesa sagorevanja i postizanja što efikasnijeg sagorevanja goriva uz što manje lokalno
zagađenje životne sredine. Eksperimentalna ispitivanja sprovedena u okviru ove
disertacije obuhvatila su analizu uticaja promene parametara procesa sagorevanja na
energetske (ostvarena toplotna snaga i stepen korisnosti) i ekološke (emisija ugljen
monoksida) karakteristike peći za sagorevanje drvnih peleta deklarisane snage 8 kWt.
Pored analize efekata kvaliteta goriva, u okviru kojih je razmatrano sagorevanje dve
alternativne vrste peleta od bukve, analiziran je i uticaj promene konstruktivnih
karakteristika ložišta (izmena gorionika u ložištu peći i korišće...nje gorionika toplotnog
kapaciteta 6, 8 i 10 kWt) i vrednosti potpritiska u kanalu dimnog gasa (za tri
predefinisane vrednosti od 8±2, 12±2 i 16±2 Pa), kako pri nominalnom, tako i pri
redukovanom toplotnom opterećenju peći. Na taj način, eksperimentalna ispitivanja
obuhvatila su ispitivanje 36 radnih režima sa različitim kombinacijama variranih
parametara. Zaključeno je da najveći uticaj na performanse rada ima kvalitet peleta, pri
čemu pored hemijskog sastava i toplotne moći, fizičke karakteristike goriva (veličina
peleta i nasipna i komadna gustina) predstavljaju značajan faktor koji direktno utiče na
potrošnju goriva, ali i na vrednost koeficijenta viška vazduha u ložištu, difuziju
kiseonika pri sagorevanju, tok odvijanja procesa sagorevanja i na temperaturu dimnog
gasa. Takođe, pokazano je da izmena gorionika u ložištu nije dovoljna da se
poveća/smanji deklarisana snaga peći pri nepromenjenim podešavanjima sistema
automatskog upravljanja uređajem, već je neophodno izvršiti i odgovarajuće
podešavanje upravljačkog sistema za svaku konstruktivnu izmenu koja utiče na proces
sagorevanja goriva. Promenom potpritiska u kanalu dimnog gasa može se u određenoj
meri uticati na proces sagorevanja goriva kako bi se omogućilo ispunjavanje zahteva relevantnog standarda u pogledu energetskih i ekoloških karakteristika rada peći na
pelet...
This Doctoral Dissertation considers pellet combustion in small scale heating devices
i.e. devices with rated heat output of up to 100 kWth. Both European and Serbian
energy sector development strategies consider the household pellet use to be the issue of
particular importance, thereby confirming the relevance of the topic selected and
indicating that research activities conducted with an aim to optimize combustion
process and achieve efficient pellet combustion, with minimum damage to the local
environment are highly important. Experimental investigation has been performed in
order to examine the impact of variation in combustion parameters on energy and
environmental performance of pellet stove with a rated heat output of 8 kWt. The stove
performance indicators considered included the actually achieved heat output and
performance efficiency of the combustion unit (energy performance indicators), as well
as carbon monoxide emission (environmental performance indicator). Apart from
ex...amining the impact of fuel variation, where combustion of two types of beech pellets
were addressed, effects associated with modifications in stove construction features
(alternative use of burners with thermal capacity of 6, 8 and 10 kWth) as well as flue
draft changes (8±2, 12±2 and 16±2 Pa) were also investigated, both at nominal and
reduced heat load. In such manner, experimental investigation included analysis of 36
operating regimes with different combinations of parameters varried. Based on the
results achieved, it is concluded that pellet quality has the most pronounced effect on
the stove performance indicators, with physical properties (pellet size, particle density
and bulk density), in addition to pellet chemical composition and heating value, hugely
affecting fuel consumption, excess air coefficient, diffusion of oxygen, combustion
process features and defining flue gas temperature. Also, it has been shown that
alteration in burner capacity is not sufficient to proportionally increase/decrease heat
output of the stove, but that appropriate changes in the stove control system must be
made after any modification in the stove configuration that affects fuel combustion
process. Flue draft variations may, to a certain extent, affect fuel combustion in the
vii
furnace so to enable fulfillment of regulatory requirements related to prescribed energy
and environmental performance of the stove...