PORÓWNANIE SPALANIA BIOPALIWA, OLEJU OPAŁOWEGO I GAZU PROPAN - PRZY RÓśNYCH CIŚNIENIACH PODAWANEGO PALIWA

Podobne dokumenty
Analiza porównawcza spalania w piecu grzewczym oleju opałowego, biopaliwa i gazu ciekłego dla rónego nadmiaru podawanego powietrza

Materiały pomocnicze do laboratorium z przedmiotu Metody i Narzędzia Symulacji Komputerowej

OCENA PORÓWNAWCZA ZUśYCIA PALIWA SILNIKA CIĄGNIKOWEGO ZASILANEGO BIOPALIWEM RZEPAKOWYM I OLEJEM NAPĘDOWYM

Jednostkowe stawki opłaty za gazy lub pyły wprowadzane do powietrza z procesów spalania paliw w silnikach spalinowych 1)

Wpływ składu mieszanki gazu syntetycznego zasilającego silnik o zapłonie iskrowym na toksyczność spalin

EKONOMICZNE I EKOLOGICZNE ASPEKTY ZASILANIA SILNIKA ZS OLEJAMI ROŚLINNYMI I ICH MIESZANINAMI Z OLEJEM NAPĘDOWYM

Kontrola procesu spalania

Piotr Ignaciuk *, Leszek Gil **, Stefan Liśćak ***

FUNCTIONAL AGRIMOTOR TESTING SUPPLIED BY THE VEGETABLE ORIGIN FUELS BADANIE FUNKCJONALNE SILNIKA ROLNICZEGO ZASILANEGO PALIWAMI POCHODZENIA ROŚLINNEGO

Wpływ rodzaju paliwa gazowego oraz warunków w procesu spalania na parametry pracy silnika spalinowego mchp

PARAMETRY PROCESU SPALANIA

MODUŁ 3. WYMAGANIA EGZAMINACYJNE Z PRZYKŁADAMI ZADAŃ

WPŁYW OBRÓBKI TERMICZNEJ NA SIŁĘ CIĘCIA I SIŁĘ ŚCISKANIA ZIEMNIAKÓW

WYMIANA CIEPŁA W PROCESIE TERMICZNEGO EKSPANDOWANIA NASION PROSA W STRUMIENIU GORĄCEGO POWIETRZA

BŁĘDY OKREŚLANIA MASY KOŃCOWEJ W ZAKŁADACH SUSZARNICZYCH WYKORZYSTUJĄC METODY LABORATORYJNE

CHARAKTERYSTYKI PRACY SILNIKA HCCI ZASILANEGO BIOGAZEM

Metan z procesów Power to Gas - ekologiczne paliwo do zasilania silników spalinowych.

Opracowanie: Zespół Zarządzania Krajową Bazą KOBiZE

Polskie technologie stosowane w instalacjach 1-50 MW

TERMOCHEMIA SPALANIA

LABORATORIUM SILNIKÓW SPALINOWYCH

Materiały konstrukcyjne systemów kominowych jako element poprawy efektywności energetycznej instalacji grzewczych

Jarosław Knaga, Małgorzata Trojanowska, Krzysztof Kempkiewicz* Zakład Energetyki Rolniczej Akademia Rolnicza w Krakowie *Vatra S.A.

Logistyka - nauka. Wpływ zastosowania paliwa z dodatkiem etanolu do zasilania silników spalinowych na skład spalin

Kongres Innowacji Polskich KRAKÓW

Analizator spalin Wöhler A 400 ihc z sondą na przewodzie 1,7 m - z drukarką i sondą temp.

OCENA ZADYMIENIA SPALIN SILNIKA 359. Janusz Mysłowski

WPŁYW WŁAŚCIWOŚCI PALIW MINERALNYCH I ROŚLINNYCH NA PRĘDKOŚĆ NARASTANIA CIŚNIENIA W PRZEWODZIE WTRYSKOWYM I EMISJĘ AKUSTYCZNĄ WTRYSKIWACZA

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 2(88)/2012

NAUKA I TECHNIKA. Wiesław PIEKARSKI Grzegorz ZAJĄC. 1. Wprowadzenie

EKOZUB Sp. z o.o Żerdziny, ul. Powstańców Śl. 47 Tel ; Prelegent: mgr inż.

TERMOCHEMIA SPALANIA

D E C Y Z J A. o r z e k a m

WYBRANE PROBLEMY STOSOWANIA BIOPALIW DO ZASILANIA SILNIKÓW Z ZAPŁONEM SAMOCZYNNYM

Ocena emisji składników spalin silnika wysokoprężnego zasilanego mieszaninami oleju napędowego z estrami metylowymi oleju rzepakowego

- 5 - Załącznik nr 2. Miejsce/

4. ODAZOTOWANIE SPALIN

PROBLEMY ZASILANIA SILNIKA G9T PALIWEM F-34 ORAZ JEGO MIESZANINAMI Z BIOKOMPONENTEM

PROFIL PRĘDKOŚCI W RURZE PROSTOLINIOWEJ

INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI POLITECHNIKI ŁÓDZKIEJ BADANIE PRZETWORNIKÓW POMIAROWYCH

Pomiar pompy wirowej

OKREŚLENIE OBSZARÓW ENERGOOSZCZĘDNYCH W PRACY TRÓJFAZOWEGO SILNIKA INDUKCYJNEGO

Efekt ekologiczny modernizacji

TRANSCOMP XIV INTERNATIONAL CONFERENCE COMPUTER SYSTEMS AIDED SCIENCE, INDUSTRY AND TRANSPORT

Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

CIEPŁO (Q) jedna z form przekazu energii między układami termodynamicznymi. Proces przekazu energii za pośrednictwem oddziaływania termicznego

ĆWICZENIE 3 REZONANS AKUSTYCZNY

(Tekst mający znaczenie dla EOG) (2017/C 076/02) (1) (2) (3) (4) Miejscowe ogrzewacze pomieszczeń na paliwo stałe

Zestawienie. 4. Kotły stojące gazowe / olejowe i opcjonalne sterowniki. Kotły stojące gazowe / olejowe i opcjonalne sterowniki

LABORATORIUM SPALANIA I PALIW

ZALEŻNOŚĆ WSPÓŁCZYNNIKA DYFUZJI WODY W KOSTKACH MARCHWI OD TEMPERATURY POWIETRZA SUSZĄCEGO

WPŁYW ZASTOSOWANIA DODATKU ETANOLU DO MIESZANINY OLEJU NAPĘDOWEGO Z ESTREM FAME NA EKONOMICZNE I EKOLOGICZNE WSKAŹNIKI PRACY SILNIKA PERKINS-1104C-44

Euro Oil & Fuel Biokomponenty w paliwach do silników Diesla wpływ na emisję i starzenie oleju silnikowego

Wpływ motoryzacji na jakość powietrza

OCHRONA POWIETRZA. Opracował: Damian Wolański

Wymagania dotyczące ciśnień w instalacjach Dz. U. z 2002 r. Nr 75, poz. 690, z późn. zm. PN-C-04753:2002 Bąkowski Konrad, Sieci i instalacje gazowe

WPŁYW RECYRKULACJI SPALIN NA PROCES SPALANIA BIOMASY

EKOLOGICZNE PROBLEMY BIOPALIW

NOWOCZESNE KOMORY SPALANIA BIOMASY - DREWNA DREWNO POLSKIE OZE 2016

Dane techniczne. PELLEMATIC Plus PE(S)K kw.

REDUXCO. Katalizator spalania. Leszek Borkowski DAGAS sp z.o.o. D/LB/6/13 GreenEvo

Weryfikacja urządzeń grzewczych i ciepła systempwego w zakresie emisji zanieczyszczeń do powietrza - autorskie certyfikaty i znaki budynków "PreQurs

Biogas buses of Scania

Oferta Kompanii Węglowej S.A. dla sektora ciepłownictwa

ZALEŻNOŚĆ EFEKTYWNOŚCI ENERGETYCZNEJ SPRĘŻARKOWEJ POMPY CIEPŁA OD CZYNNIKÓW EKSPLOATACYJNYCH

Wykaz zawierający informacje o ilości i rodzajach gazów lub pyłów wprowadzanych do powietrza oraz dane, na podstawie których określono te ilości.

Rodzaj nadawanych uprawnień: obsługa, konserwacja, remont, montaż, kontrolnopomiarowe.

DEGA. Diesel and Gas Mixture. LPG Powietrze. Spaliny ON + LPG. tylko ON!! ON+LPG. Termopara spalin ON + LPG. Wykres mocy [KW]

1. WPROWADZENIE SPOSÓB OBLICZENIA WIELKOŚCI EMISJI TABLICE WIELKOŚCI WYKORZYSTYWANYCH DO OBLICZEO WSKAŹNIKÓW... 4

PROGRAM WDROŻENIA PALIW ALETERNATYWNYCH w MZK SŁUPSKS

PL B1. Zakłady Budowy Urządzeń Spalających ZBUS COMBUSTION Sp. z o.o.,głowno,pl BUP 04/06

ZAŁĄCZNIK NR 1 EMISJE DO POWIETRZA

OBLICZENIA SILNIKA TURBINOWEGO ODRZUTOWEGO (rzeczywistego) PRACA W WARUNKACH STATYCZNYCH. Opracował. Dr inż. Robert Jakubowski

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(87)/2012

Rozdział 10 Żeliwne kotły grzewcze z palnikiem atmosferycznym średniej i dużej mocy

Ośrodek Szkolno Wychowaczy w Iławie SI130TUR+ 2 szt. Rewersyjne / Gruntowe / SI 130TUR+, 0 szt. Brak wyboru / 0 / 0, 0 szt. Brak wyboru / 0 / 0

Rozdział 8 Żeliwne kotły grzewcze z palnikiem atmosferycznym średniej i dużej mocy. Logano G334 Logano G434. str do str.

AKTUALNY STAN ŚRODOWISKA NA TERENIE GMINY SOSNOWICA W ZAKRESIE JAKOŚCI POWIETRZA ATMOSFERYCZNEGO

Stan zanieczyszczeń powietrza atmosferycznego

WNIOSEK O WYDANIE POZWOLENIA NA WPROWADZANIE GAZÓW LUB PYŁÓW DO POWIETRZA

WPŁYW WŁAŚCIWOŚCI PALIW NATURALNYCH I ROŚLINNYCH NA WSKAŹNIKI EKONOMICZNE, ENERGETYCZNE I EKOLOGICZNE SILNIKA ROLNICZEGO O ZAPŁONIE SAMOCZYNNYM

Konwersja biomasy do paliw płynnych. Andrzej Myczko. Instytut Technologiczno Przyrodniczy

WPŁYW KSZTAŁTU POCZĄTKOWEGO CZĄSTEK NA SKURCZ SUSZARNICZY W CZASIE SUSZENIA MIKROFALOWEGO PRZY OBNIśONYM CIŚNIENIU

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(87)/2012

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(92)/2013

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(92)/2013

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(97)/2014

Polskie Normy opracowane przez Komitet Techniczny nr 277 ds. Gazownictwa

Źródła danych: Wyniki pomiarów. Dane technologiczne

MASA WŁAŚCIWA NASION ZBÓś W FUNKCJI WILGOTNOŚCI. Wstęp. Materiał i metody

Fig. 1 Szacunkowa wielkość konsumpcji paliw ciekłych w kraju po 3 kwartałach 2018 roku w porównaniu do 3 kwartałów 2017 roku.

Inżynieria procesów przetwórstwa węgla, zima 15/16

Opracował: mgr inż. Maciej Majak. czerwiec 2010 r. ETAP I - BUDOWA KOMPLEKSOWEJ KOTŁOWNI NA BIOMASĘ

Jerzy Żurawski Wrocław, ul. Pełczyńska 11, tel ,

Problem emisji zanieczyszczeń z ogrzewnictwa indywidualnego. Ocena przyczyn i propozycja rozwiązania

Mieszanka paliwowo-powietrzna i składniki spalin

TEORETYCZNY MODEL PANEWKI POPRZECZNEGO ŁOśYSKA ŚLIZGOWEGO. CZĘŚĆ 3. WPŁYW ZUśYCIA PANEWKI NA ROZKŁAD CIŚNIENIA I GRUBOŚĆ FILMU OLEJOWEGO

system monitoringu zanieczyszczeń gazowych i pyłów w powietrzu atmosferycznym, z zastosowaniem zminiaturyzowanych stacji pomiarowych

STECHIOMETRIA SPALANIA

Zał.3B. Wytyczne w zakresie określenia ilości ograniczenia lub uniknięcia emisji zanieczyszczeń do powietrza

Transkrypt:

InŜynieria Rolnicza 4/006 Zbigniew Zdrojewski Instytut InŜynierii Rolniczej kademia Rolnicza we Wrocławiu PORÓWNNIE SPLNI BIOPLIW, OLEJU OPŁOWEGO I GZU PROPN - PRZY RÓśNYCH CIŚNIENICH PODWNEGO PLIW Streszczenie Do jednego pieca o mocy 71-85 kw i pojemności 96 litrów, instalowano palnik na olej opałowy lub oraz palnik na. Ustalając stałą ilość podawanego powietrza, zmieniano ciśnienie podawanego paliwa w zakresie 8-11 hpa dla gazu i 14-5 MPa dla olejów. Stwierdzono, Ŝe ilość tlenków azotu NO x była dla obu olejów podobna (55-77 mg/m 3, w zaleŝności od współczynnika nadmiaru powietrza), natomiast dla propanu była o ok. 5 mg/m 3 większa. Zawartość tlenku węgla CO dla olejów i mniejszych ciśnień propanu była śladowa, natomiast dla większych ciśnień gazu rosła do 3000 ppm. Strata kominowa zmniejszała się z 7,5 do 7% dla biodiesla, z 8, do 5,9% dla oleju opałowego i z 6,8 do 5,5% dla gazu. Temperatury spalin na wylocie z pieca wynosiły dla gazu 133-147 0 C, dla biopaliwa 14-169 0 C i dla oleju opałowego 146-164 0 C. Słowa kluczowe: tlenki azotu, tlenek węgla, temperatura spalin, współczynnik nadmiaru powietrza, strata spalania, błędy obliczania Wykaz oznaczeń CO, CO, N, O, NO x składowe spalin [%] λ współczynnik nadmiaru powietrza [-] S k strata kominowa [%] CO max, O max maksymalne zawartości w spalinach [%] T ot, T sp temperatury otoczenia, spalin [ C], B współczynniki do równań [-] BBK-S k, BBW-S k błędy kwadratowe bezwzględne i względne straty kominowej [%] ddco, ddo, ddt ot, ddt sp dokładności przyrządów pomiarowych [%, C] &(*

MU\Za\Xj MWeb]Xjf^\ Wstęp i cel pracy Dotychczas większość badań dotyczyła wykorzystania rzepaku do otrzymywania oleju, który moŝna dodawać do oleju napędowego. Nie zaowocowało to jednak w Polsce produkcją i sprzedaŝą biopaliwa do samochodów, głównie za względów ustawowych. Natomiast coraz większe jest zainteresowanie wykorzystywaniem rzepaku do produkcji oleju przeznaczonego do spalania po dodaniu do oleju opałowego lub nawet spalania bezpośredniego [Karcz, Kosiarek 004; Organista 003; Wilk i in.1999; Machura, Wasylów 1999, Zdrojewski i in. 00]. Problemem w spalaniu bezpośrednim jest jednak 3,5 krotnie wyŝsza lepkość oleju roślinnego w porównaniu z olejem opałowym. Na rynku coraz częściej oferowane są piece przystosowane do spalania róŝnych paliw po przezbrojeniu pieca, np. po zmianie palnika. W praktyce instalację pieca z palnikiem przeprowadza się w ten sposób, by poprzez zmianę ilości podawanego powietrza (na drodze dławieniowej lub ilościowej) lub teŝ zmianę ciśnienia podawanego paliwa, uzyskać na analizatorze spalin zalecane w instrukcji poszczególne wartości składu spalin. Powinno się wówczas osiągnąć najbardziej optymalną, najefektywniejszą pracę pieca. Badania miały na celu uzyskanie informacji, co do skali zmian składu ilościowego spalin, temperatury spalin i wielkości straty kominowej, w zaleŝności od zmiany ciśnienia podawanego paliwa. Badania te stanowią kontynuację badań zawartych w pracy [Zdrojewski i in. 005], dotyczących wpływu róŝnego nadmiaru podawanego do paliwa powietrza na jakość spalania, przy stałej wartości ciśnienia paliwa. Zastosowane na potrzeby aktualnych badań róŝne ustawienia regulatorów ciśnienia palników, pozwoliły na porównanie spalania róŝnych paliw przy większych współczynnikach nadmiaru powietrza. Stanowisko pomiarowe i metodyka badań Spalanie paliw przeprowadzano w piecu Ŝeliwnym o mocy znamionowej 71-85 kw, przeznaczonym do spalania oleju opałowego typu lekkiego, gazu ziemnego lub gazu płynnego, montując do niego palnik na olej lub gaz. Olejem opałowym wykorzystanym do spalania był Lekki EKOTERM Plus produkcji polskiej, gazem był propan a biopaliwem produkt produkcji czeskiej SET Diesel, w którym udział estru metylowego oleju rzepakowego wynosił 34%. W mieszaniu paliwa z powietrzem istotną rolę pełnią proporcje podania obu składników. Zmieniając ilość podawanego paliwa, przy nie ingerowaniu w ilość podawanego powietrza, uzyskuje się róŝne współczynniki nadmiaru powietrza. &(+

CbeÇjaTa\X fct_ta\t U\bcT_\jT!!! W badaniach w stałym połoŝeniu była tarcza spiętrzająca, regulująca ilość podawanego powietrza poprzez odpowiednie rozdzielanie na 3 strumienie powietrza dostarczanego z dmuchawy. Zmieniane było natomiast ciśnienie podawanego paliwa w reduktorze ciśnieniowym. Badania zostały dokonane przy uŝyciu analizatora spalin Spectra 000. Wykonywano pomiary zawartości tlenu, tlenku węgla i tlenków azotu w spalinach. W oparciu o znajomość ilości tlenu obliczano zawartość CO z zaleŝności (1) O pom CO = CO * ( 1 ) (1) max O max gdzie: O max = 0,95%, CO max = 15,4% dla oleju opałowego i 13,7% dla propanu Dla biodiesla przyjęto za innym producentem analizatorów, wartość CO max = 15,7%. Współczynnik nadmiaru powietrza obliczono z zaleŝności () CO O max max λ = = () CO O O pom max pom Stratę kominową S k, najwaŝniejszy energetyczny parametr spalania, obliczano z równania (3) gdzie: S k = ( T sp T ot ) * ( CO α * CO + B) *100 + CO + CO dla oleju napędowego i biopaliwa =0,5, B=0,007 i α =5 dla gazu propan =0,4, B=0,008 i α=3 (3) Interesującym jest fakt, Ŝe w róŝnych krajach, czy teŝ przez róŝnych producentów analizatorów, współczynniki te przyjmują nieco inne wartości. Błędy kwadratowe bezwzględne BBK straty kominowej S k obliczano z zaleŝności ogólnej (4) S S S k S BBK _ S * ddt k k k k = ± ot * ddt sp * ddo + * ddco T + + ot T sp O (4) CO &(,

MU\Za\Xj MWeb]Xjf^\ a po zróŝniczkowaniu i uporządkowaniu z zaleŝności następującej ddtsp B + ddtsp B + ddtsp ddtot B + + ddtot B +... Opom COmax 1 Omax COmax Opom Opom 1 COmax 1 Omax Omax ddtot ddo Tsp + + ddo Tsp Tot +... COmax Opom 1 COmax 4 Opom 1 Omax COmax 4 Opom 1 Omax Omax Omax Omax COpom + ddo Tsp α + ddo Tot... Opom 1 Omax COpom+ COmax COmax Opom COmax 4 Opom 1 Omax Omax Omax Omax COpom ddo Tot α ddo α COpom COmax + + Opom 1 Omax COpom+ COmax COmax Opom COpom+ COmax COmax Opom 4 Omax +... Omax Omax Omax α α ddco ddco COpom ddco α COpom + + COpom+ COmax COmax Opom COpom+ COmax COmax Opom 3 COpom+ COmax COmax Opom 4 Omax Omax Omax Wyniki badań Przy uŝyciu regulatora ciśnienia ustalono 6 róŝnych nastaw, a co za tym idzie 6 róŝnych wartości ciśnienia, zarówno dla gazu jak i dla olejów (tabela 1). Stąd dla olejów opałowego i biodiesla ustalono zakres 14-5 barów, a dla gazu propan zakres 8-11 milibarów. Oba zakresy pozwoliły czynić badania spalania porównywalnymi dla gazu i olejów, poniewaŝ uzyskano porównywalne współczynniki nadmiaru powietrza w zakresie od 1, do 1,8. Tabela 1. Wartości ciśnienia podawanego paliwa p dla poszczególnych nastawień Table 1. Values of fuel pressure p for different regulator position Pozycje ustawienia Rodzaj paliwa ciśnienia paliwa Olej opałowy ECOTERM Plus Biodiesel SET Gaz ciekły - Propan [-] [MPa] [MPa] [hpa] 1 1,4 1,4 8 1,6 1,6 8,5 3 1,8 1,8 9 4 10 5,3,3 10,5 6,5,5 11 Wyniki badań w postaci wykresów przedstawione są w dwóch układach, co pozwala na pełniejszą interpretację wyników. W jednym układzie poszczególne parametry przedstawiane są w funkcji ciśnienia paliwa (gdzie dla gazu są to hpa, a dla olejów MPa), w drugim zaś układzie w funkcji współczynnika nadmiaru powietrza λ. Wszystkie zaleŝności opisano równaniami przy wysokich współczynnikach determinacji 0,96-0,99. 1 &)#

CbeÇjaTa\X fct_ta\t U\bcT_\jT!!! Jak wynika ze wzoru, współczynnik nadmiaru powietrza λ jest w funkcji zawartości tlenu O w spalinach. Z danych zawartych na rys. 1 wynika znaczna porównywalność zaleŝności między tymi wielkościami O i λ dla gazu i obu rodzajów uŝytych do spalania olejów. Oznacza to bardzo dobre ustalenie zakresu ciśnień zarówno dla propanu [hpa] jak i dla obu olejów [MPa]. Z kolei z rysunku 1B wynika, Ŝe redukując ciśnienie paliwa z 5 do 14 barów dla oleju (zmniejszając tym samym ilość podawanego paliwa), zwiększa się ilość tlenu z 4 do 8,5%. Podobnie jest dla gazu - z 3,5 do 9,5%. Z tego wykresu widać równieŝ, Ŝe spalając, zawartość tlenu w spalinach była nieco wyŝsza, aniŝeli dla oleju - o ok. 0,4%, dla większych ciśnień. z a w a rt ość O w s p alin a ch, [% ] 10 9 8 7 6 5 4 3 1 0 olej opałowy O olej = 14,673Ln(? ) + 1,049 R = 0,998 O bio = 13,866Ln(? ) + 1,3041 R = 0,996 O gaz = 14,091Ln(? ) + 1,196 R = 0,9895 1,1 1,3 1,5 1,7 1,9 w sp ółc zynn ik n ad miar u p o wie tr za?, [-] z a w a rtość O w s p alin a ch, [% ] 10 9 8 7 6 5 4 3 1 0 O bio = -7,614Ln(p) + 8,884 O olej = -8,0161Ln(p) + 9,717 O gaz = -0,48Ln(p) + 5,19 R = 0,9794 R = 0,997 R = 0,9868 7,5 10,5 13,5 16,5 19,5,5 5,5 ciśnienie paliwa p, [hpa-mpa] B Rys. 1. Fig. 1. Zawartość tlenu O w spalinach, w zaleŝności od współczynnika nadmiaru powietrza λ (Α) i ciśnienia paliwa p (hpa- dla gazu i MPa- dla oleju i biopaliwa) (B) Contents of oxygen O in the exhaust, in dependence on the coefficient of excess air λ () and on the pressure of fuel p (hpa- for gas i MPa- for oil and biodiesel) (B) Zawartość tlenków azotu w spalinach przedstawia rysunek. Okazuje się, Ŝe bardzo zbliŝone ilości NO x otrzymano przy spalaniu oleju opałowego (57-75 mg/m 3 ) i biodiesla (55-77 mg/m 3 ). Przy spalaniu propanu, ilość tlenków azotu jest o ok. 0 mg/m 3 większa. ZaleŜności te są liniowe zarówno dla olejów jak i dla gazu. W badaniach ze zmiennym połoŝeniem tarczy spiętrzającej [Zdrojewski i in. 005], w przypadku biopaliwa zawartość NO x była jednak o ok. 0 mg/m 3 większa w porównaniu z olejem opałowym. W badaniach Pągowskiego [1993] z silnikiem wysokopręŝnym, dla biopaliwa, wartości NO x były równieŝ o 0% większe, ale dotyczyło to oleju napędowego. &)$

MU\Za\Xj MWeb]Xjf^\ z aw a rtość N O x w s palina ch, [m g /m 3 ] 10 100 80 60 40 0 0 No x olej = -48,901? + 136,81 R = 0,980 No x bio = -4,683? + 17,3 R = 0,9855 No x gaz = -39,6? + 149,7 R = 0,9859 olej opałowy 1,1 1,3 1,5 1,7 1,9 współczynnik nadmiaru powie trza?, [-] z a w a rtość N O x w s palin ac h, 10 100 [m g /m 3 ] 80 60 40 0 0 No x bio =,0763p + 5,191 B R = 0,996 No x g az = -,14p + 48,37p - 173,91 R = 0,974 olej opałowy Nox olej = 1,7519p + 3,63 R = 0,98 7,5 10,5 13,5 16,5 19,5,5 5,5 ciśnie nie paliwa p, [hpa-m Pa] Rys.. Fig.. Zawartość tlenku azotu NO x w spalinach, w zaleŝności od współczynnika nadmiaru powietrza λ () i ciśnienia paliwa p (hpa- dla gazu i MPa- dla oleju i biopaliwa) (B) Contents of nitric oxide NO x in the exhaust, in dependence on the coefficient of excess air λ (Α) and on the pressure of fuel p (hpa- for gas and MPa- for oil and biodiesel) (B) Ilości tlenku węgla w spalinach są dla obu olejów śladowe, nie przekraczające kilku ppm w całym badanym zakresie ciśnień (rys. 3). Dla gazu jest podobnie, ale jedynie dla większych współczynników nadmiaru powietrza λ >1,3 (czyli dla mniejszych wartości ciśnienia paliwa). Dla większych wartości ciśnień (a zatem zwiększającej się ilości podawanego paliwa) gwałtownie wzrasta ilość tlenku węgla, nawet do 3000 ppm (0,3%). Zasadniczo róŝni się w tym zakresie spalanie propanu w porównaniu z olejami. Jednocześnie stwierdzić naleŝy, Ŝe zarówno zawartości tlenu węgla jak i tlenków azotu mieszczą się w wymaganiach na znak bezpieczeństwa ekologicznego, które powinny nie przekraczać odpowiednio 5000 ppm i 400 ppm. Jak wynika z teorii, wraz ze zwiększaniem ilości podawanego paliwa, przy stałej ilości podawanego powietrza, zmniejsza się wartość współczynnika nadmiaru powietrza λ (rys. 3B). Lepiej od prostoliniowej opisuje tę zaleŝność krzywa logarytmiczna (wyŝsze R ). Dla biodiesla współczynnik λ przyjmuje wartości nieco wyŝsze, o ok. 0,05 w całym zakresie λ=1,-1,7. &)%

CbeÇjaTa\X fct_ta\t U\bcT_\jT!!! 3000 olej opalowy 955 65 1,3 1,7 1,36 1,45 1,57 1,67 w sp ółc zyn nik n ad mia ru po wie tr za?, [-] 300 50 00 150 100 50 0 za w a rtość CO w sp a lin ac h, [ pp m ] w sp. na dm ia r u po w ie tr z a λ, [-] 1,8 1,6 1,4 1, 1?? gaz = -,0315Ln(p) + 6,001 B R = 0,9737 olej opałowy"?? bio = -0,8041Ln(p) + 3,874 R = 0,9986??olej = -0,781Ln(p) + 3,79 R = 0,9901 7,5 10,5 13,5 16,5 19,5,5 5,5 ciśnienie paliwa p, [hpa-mpa] Rys. 3. Fig. 3. Zawartość tlenku węgla CO w spalinach () oraz zaleŝność współczynnika nadmiaru powietrza λ od ciśnienia paliwa p (hpa- dla gazu i MPa- dla oleju i biopaliwa) (B) Contents of monoxide carbon CO in the exhaust () and dependence of the coefficient of excess air λ on the pressure of fuel p (hpa- for gas and MPa- for oil and biodiesel) (B) Większa temperatura spalin oznacza gorsze wykorzystanie spalin przez piec. Uzyskiwane na wylocie z pieca temperatury spalin są przedstawione na rys. 4. Osiągają one wartości 13-147 C w przypadku propanu, 14-170 C dla biopaliwa i 146-164 0 C w przypadku oleju opałowego. ZaleŜność temperatury spalin od ciśnienia podawanego paliwa jest odmienna dla oleju opałowego i dla biodiesla. Dla biopaliwa wyŝszy jest bowiem współczynnik kierunkowy tej zaleŝności. Oznacza to, Ŝe wraz ze zmniejszaniem się ciśnienia podawanego paliwa, coraz niŝsza w porównaniu z olejem opałowym jest temperatura spalin z biopaliwa aniŝeli z oleju opałowego, co oznacza ich lepsze wykorzystanie przez piec. W badaniach ze zmiennym połoŝeniem tarczy spiętrzającej [Zdrojewski i in.005], temperatura spalin wylotowych z biopaliwa była większa o ok. 10 0 C od temperatury spalin z oleju opałowego, lecz współczynniki kierunkowe prostych były zbliŝone w badanym zakresie λ =1,15-1,30. RozbieŜność współczynników kierunkowych jest widoczna dopiero w tych badaniach po rozszerzeniu zakresu λ na 1,0-1,80. Związane to musi być z faktem, Ŝe wartość opałowa oleju opałowego EKOTERM Plus wynosi 43,3 MJ/kg, a biopaliwa SET 49 MJ/kg (wg producentów). Strata kominowa S k, jak wynika z zaleŝności (3) jest zaleŝna od kilku wielkości: od rodzaju paliwa, temperatury spalin, ilości dwutlenku i tlenku węgla w spalinach. Odwrotnie aniŝeli było to przy temperaturze spalin, zmiana podawanego ciśnienia paliwa ma tu zdecydowanie większy wpływ na wartość straty kominowej dla oleju w porównaniu z biopaliwem (rys. 5). &)&

MU\Za\Xj MWeb]Xjf^\ tem p eratura sp alin, T s p [ o C] 00 190 180 T sp olej = -38,56? + 10,78 R = 0,9854 170 Ts p bio = -55,18? + 37,14 R = 0,9938 160 150 140 130 olej opałowy 10 110 T s p gaz = -1,55? + 171,73 R = 0,961 100 1,1 1,3 1,5 1,7 1,9 współczynnik nadmiaru powietrza??? [-] tem p eratura sp alin, T s p [ o C] 180 T s p bio = 44,343Ln(p) + 6,04 170 R = 0,9911 T s p olej = 30,03Ln(p) + 67,917 160 R = 0,9855 150 140 130 T s p gaz = 45,953Ln(p) + 37,797 B R = 0,9819 10 7,5 10,5 13,5 16,5 19,5,5 5,5 ciśnienie paliwa p, [hpa-mpa] Rys. 4. Fig. 4. ZaleŜność temperatury spalin T sp od współczynnika nadmiaru powietrza λ () i ciśnienia paliwa p (hpa- dla gazu i MPa- dla oleju i biopaliwa) (B) Dependence of the temperature of the exhaust T sp on the coefficient of excess air λ () and on the pressure of fuel p (hpa- for gas i MPa- for oil and biodiesel) (B) s t rat a k o m in o w a Sk, [ % ] 9 8 7 6 5 Sk -olej= 4,944? + 0,0378 R = 0,9753 S k -bio = 1,4053? + 5,1959 R = 0,9166 Błędy BBK-Sk= +/-0,5% BWK-Sk= +/-7,5% S k-gaz =,0759? + 3,1434 R = 0,985 1,1 1, 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 ws pó łczynn ik na dm iar u p ow ie trza?, [-] s tra ta k om in ow a S k, [% ] 10 9 Sk bio = -0,0607p + 8,433 R = 0,9601 olej opałowy 8 7 Sk gaz = -0,4357p + 10,339 R = 0,963 6 S k olej = -0,057p + 11,061 B R = 0,9967 5 7,5 10,5 13,5 16,5 19,5,5 5,5 ciśnie nie paliwa p, [hpa-mpa] Rys. 5. Fig. 5. ZaleŜność straty kominowej S k od współczynnika nadmiaru powietrza λ () i ciśnienia paliwa p (hpa- dla gazu i MPa- dla oleju i biopaliwa) (B) Dependence of chimney loss S k, on the coefficient of excess air λ () and on the pressure of fuel p (hpa- for gas i MPa- for oil and biodiesel) (B) Przy tym samym zakresie ciśnień, dla biodiesla strata kominowa zmienia się przy S k =ok. 7% jedynie o ok. 0,5%, podczas gdy dla oleju jest to zmiana aŝ o ok.,3%. Oznacza to tym samym, Ŝe spalając, nieznacznie zmienia się strata &)'

CbeÇjaTa\X fct_ta\t U\bcT_\jT!!! kominowa, przy zmianie ciśnienia podawanego paliwa. Ponad dwu procentowa róŝnica w stracie kominowej między olejem i biodieslem jest juŝ wielkością znaczącą. PowyŜsze wartości naleŝy oceniać, wiedząc, Ŝe błąd bezwzględny obliczania straty kominowej wynosił +/- 0,5%, a błąd względny +/- 7,5%. Wnioski 1. Zwiększenie ciśnienia paliwa, zmniejsza ilość tlenu w spalinach - z 8,5 do 4% dla olejów i z 9,5 do 3,5% dla propanu.. Ilość tlenków azotu NO x w spalinach dla biopaliwa i oleju w całym zakresie ciśnień bardzo podobna (55-77 mg/m 3 ), natomiast dla gazu była większa o ok. 5 mg/m 3. 3. Dla oleju i biopaliwa ilość tlenku węgla CO była rzędu kilku ppm. Dla gazu było podobnie dla mniejszych ciśnień, natomiast dla większych gwałtownie rosła do 1000-3000 ppm (czyli 0,3%). 4. W zastosowanym zakresie ciśnień, zwiększenie ciśnienia w przypadku biodiesla skutkuje zmniejszeniem straty kominowej jedynie o 0,5% (z 7,5 do 7%), a dla oleju opałowego o,3% (z 8, do 5,9%). Dla gazu strata zmniejszyła się z 6,8 do 5,5%. 5. Dla średnich ciśnień, temperatury spalin na wylocie z pieca wynosiły dla gazu ok. 140 C, natomiast dla oleju i biopaliwa były podobne i wynosiły ok. 155 C. Odwrotnie aniŝeli dla straty kominowej, współczynnik kierunkowy oleju opałowego jest znacznie większy (a= -0,0) od tego dla biopaliwa (a= -0,06). Bibliografia Karcz H., Kosiarek. 004. Wykorzystanie olejów roślinnych jako paliw energetycznych w ciepłownictwie. COW, nr 3, s.5-10. Machura K., Wasylów J. 1999. Nowe normy emisji substancji zanieczyszczających w spalinach kotłowych i co dalej?.gospodarka Paliwami i Energią, nr 4, s. 4. Organista W. 00. naliza zastosowania paliw pochodzenia roślinnego oraz mieszanian z olejem opałowym lekkim do opalania urzędzeń grzewczych. Konferencja Nauk.-Techniczna, Energetyka 00, Wrocław. Pągowski Z. 1993. Zastosowanie paliw roślinnych w silnikach wysokopręŝnych. Badania i perspektywy. Paliwa alternatywne do silników spalinowych, IBMER, Warszawa. &)(

MU\Za\Xj MWeb]Xjf^\ Wilk R, Szlęk., Piątek R, Zieliński Z. 1999. Wpływ warunków spalania oleju opałowego lekkiego na emisję substancji toksycznych w paleniskach małej mocy. rchiwum Ochrony Środowiska, Vol. 5, nr, s. 45-60. Zdrojewski Z., Peroń S. Starek M. 00. Opłacalność wykorzystania rzepaku na. InŜ. Rol. 5(38): 519-56. Zdrojewski Z., Figiel., Peroń S. 005. naliza porównawcza spalania w piecu grzewczym oleju opałowego, biodiesla i gazu ciekłego dla róŝnego nadmiaru podawanego powietrza. InŜ.Rol., 4(64): 349-357. COMPRISON OF COMBUSTION OF OIL, BIOFUEL ND LPG IN HET FURNCE - T DIFFERENT PRESSURE OF FUEL Summary Oil, biofuel and liquid gas propan were burned in the heat furnace of thermal power 71-85 kw, using burners (oil or gas). Pressure was regulated for gas from 8 to 11 hpa and for oil from 14 to 5 MPa. mount of carbon monoxide was very small for oil and bio fuel. For gas was the same but only for low pressure. For high er pressure, amount of CO increased up to 3000 ppm. mount of nitric oxide was the same for oil and biodiesel ( from 55 to 77 mg/m 3 ) and for gas was higher about 5 mg/m 3. Chimney losses for LPG were the lower, 6%, and for biodiesel 0,5% higher than for fuel oil, 7%. When the pressure increased, himney losses for biodiesel changed only a little (from 7,5 to 7%), but for oil were higher (from 8, to 5,9%) and for gas were the smallest (6,8 to 5,5%).Temperatures of exhaust for biodiesel and oil were quite the same (14-169 C and 146-164 C respectively), but for gas propan were the lowest (133-147 C). Key words: nitric oxide, carbon monoxide, oxygen, coefficient of excess air, exhaust temperature, chimney losses, errors of calculation &))