Turvepellettien polttokokeet 20 KW:n koekattilalla

Veli-Pekka Heiskanen, Juha Huotari, Dan Asplund

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Tutkimuksessa tarkastellaan eri tekijöiden vaikutusta pellettien palamiseen. Tällaisia tekijöitä ovat mm. pellettien kosteus, koko, palamisen ilmakerroin ja polttolaitteen ilmanjakotapa. Työ toteutettiin tarkastelemalla teoreettisesti pellettien palamista ja lämmön siirtymistä lieriömäisessä lohkojäähdytteisessä koeuunissa. Kokeellisesti tarkasteltiin eri parametrien vaikutusta hyötysuhteen muodostumiseen, palamisen etenemiseen sekä polttoainekerroksessa että kaasutilassa ja lämmönsiirtoon tulipesässä. Polttoaineina käytettiin keinokuivatusta jyrsinturpeesta valmistettuja pellettejä. Tutkittujen pellettien kosteudet olivat 14,6, 15,0, 19,3 ja 30,0 %. Halkaisijaltaan pelletit olivat joko 6 tai 10 mm ja pituudeltaan 10 - 25 mm. Pellettien kosteuden lisääntyminen lisäsi ilmantarvetta, jolloin palamishyötysuhde heikkeni. Myös häviöt palamattomana polttoaineena kasvoivat. Halkaisijaltaan 6 ja 10 mm:n pellettien palamisessa ei havaittu merkittävää eroa palamishyötysuhteen kannalta. Palamisen kannalta edullisimman ilmakertoimen todettiin olevan 1,3 - 1,4. Eniten häviöitä aiheutti savukaasujen tuntuvan entalpian virta. Tämän häviön suuruus on kuitenkin laitekohtainen ja aiheutuu vain osittain polttoaineen palamisaminaisuuksista. Palamattoman polttoaineen aiheuttama häviö riippui voimakkaasti ilmankertoimesta samoin kuin epätäydellisesti palaneiden kaasujen aiheuttama häviökin. Kaksivaiheinen ilmanjakotapa vaikutti erityisesti liekin pituuteen sekoittaen polttimesta virtaavat kaasut tehokkaasti toisioilman kanssa. Kaksivaiheisen ilmansyötön avulla saatiin minimiensiöilmakertoimeksi 0,85 polttoaineen vakiosyöttönopeudella (n. 1,3 g/s). Kokonaisilmakerroin oli tällöin 1,3. Tätä pienemmillä ensiöilmakertoimilla poltin ei ehdi polttaa kaikkea syötettävää polttoainetta. Polttoainekerroksen yläpuolelta kaasutilasta tehtyjen pitoisuus- ja lämpötilamittausten perusteella voidaan todeta, että kaasun koostumus liekissä noudattaa kohtalaisen hyvin vesikaasureaktion ja happitaseen määräämää tasapainoa ko. lämpötilassa. Metaanin muodostumisreaktio ei ehdi saavuttaa tasapainotilaa, minkä seurauksena metaania mitattiin kaasuista ko. reaktion tasapainotilaa vastaavaa pitoisuutta huomattavasti suurempi pitoisuus.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages95
ISBN (Print)951-38-2428-4
Publication statusPublished - 1985
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

SeriesValtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports
Number381
ISSN0358-5077

Fingerprint

Mink
Soil

Keywords

  • pellets
  • peat
  • burners
  • combustion
  • combustion efficiency
  • heat transmission
  • flue gases

Cite this

Heiskanen, V-P., Huotari, J., & Asplund, D. (1985). Turvepellettien polttokokeet 20 KW:n koekattilalla. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, No. 381
Heiskanen, Veli-Pekka ; Huotari, Juha ; Asplund, Dan. / Turvepellettien polttokokeet 20 KW:n koekattilalla. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1985. 95 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 381).
@book{ee434f293ce240cb9116a36940acead0,
title = "Turvepellettien polttokokeet 20 KW:n koekattilalla",
abstract = "Tutkimuksessa tarkastellaan eri tekij{\"o}iden vaikutusta pellettien palamiseen. T{\"a}llaisia tekij{\"o}it{\"a} ovat mm. pellettien kosteus, koko, palamisen ilmakerroin ja polttolaitteen ilmanjakotapa. Ty{\"o} toteutettiin tarkastelemalla teoreettisesti pellettien palamista ja l{\"a}mm{\"o}n siirtymist{\"a} lieri{\"o}m{\"a}isess{\"a} lohkoj{\"a}{\"a}hdytteisess{\"a} koeuunissa. Kokeellisesti tarkasteltiin eri parametrien vaikutusta hy{\"o}tysuhteen muodostumiseen, palamisen etenemiseen sek{\"a} polttoainekerroksessa ett{\"a} kaasutilassa ja l{\"a}mm{\"o}nsiirtoon tulipes{\"a}ss{\"a}. Polttoaineina k{\"a}ytettiin keinokuivatusta jyrsinturpeesta valmistettuja pellettej{\"a}. Tutkittujen pellettien kosteudet olivat 14,6, 15,0, 19,3 ja 30,0 {\%}. Halkaisijaltaan pelletit olivat joko 6 tai 10 mm ja pituudeltaan 10 - 25 mm. Pellettien kosteuden lis{\"a}{\"a}ntyminen lis{\"a}si ilmantarvetta, jolloin palamishy{\"o}tysuhde heikkeni. My{\"o}s h{\"a}vi{\"o}t palamattomana polttoaineena kasvoivat. Halkaisijaltaan 6 ja 10 mm:n pellettien palamisessa ei havaittu merkitt{\"a}v{\"a}{\"a} eroa palamishy{\"o}tysuhteen kannalta. Palamisen kannalta edullisimman ilmakertoimen todettiin olevan 1,3 - 1,4. Eniten h{\"a}vi{\"o}it{\"a} aiheutti savukaasujen tuntuvan entalpian virta. T{\"a}m{\"a}n h{\"a}vi{\"o}n suuruus on kuitenkin laitekohtainen ja aiheutuu vain osittain polttoaineen palamisaminaisuuksista. Palamattoman polttoaineen aiheuttama h{\"a}vi{\"o} riippui voimakkaasti ilmankertoimesta samoin kuin ep{\"a}t{\"a}ydellisesti palaneiden kaasujen aiheuttama h{\"a}vi{\"o}kin. Kaksivaiheinen ilmanjakotapa vaikutti erityisesti liekin pituuteen sekoittaen polttimesta virtaavat kaasut tehokkaasti toisioilman kanssa. Kaksivaiheisen ilmansy{\"o}t{\"o}n avulla saatiin minimiensi{\"o}ilmakertoimeksi 0,85 polttoaineen vakiosy{\"o}tt{\"o}nopeudella (n. 1,3 g/s). Kokonaisilmakerroin oli t{\"a}ll{\"o}in 1,3. T{\"a}t{\"a} pienemmill{\"a} ensi{\"o}ilmakertoimilla poltin ei ehdi polttaa kaikkea sy{\"o}tett{\"a}v{\"a}{\"a} polttoainetta. Polttoainekerroksen yl{\"a}puolelta kaasutilasta tehtyjen pitoisuus- ja l{\"a}mp{\"o}tilamittausten perusteella voidaan todeta, ett{\"a} kaasun koostumus liekiss{\"a} noudattaa kohtalaisen hyvin vesikaasureaktion ja happitaseen m{\"a}{\"a}r{\"a}{\"a}m{\"a}{\"a} tasapainoa ko. l{\"a}mp{\"o}tilassa. Metaanin muodostumisreaktio ei ehdi saavuttaa tasapainotilaa, mink{\"a} seurauksena metaania mitattiin kaasuista ko. reaktion tasapainotilaa vastaavaa pitoisuutta huomattavasti suurempi pitoisuus.",
keywords = "pellets, peat, burners, combustion, combustion efficiency, heat transmission, flue gases",
author = "Veli-Pekka Heiskanen and Juha Huotari and Dan Asplund",
year = "1985",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-2428-4",
series = "Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "381",
address = "Finland",

}

Heiskanen, V-P, Huotari, J & Asplund, D 1985, Turvepellettien polttokokeet 20 KW:n koekattilalla. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, no. 381, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Turvepellettien polttokokeet 20 KW:n koekattilalla. / Heiskanen, Veli-Pekka; Huotari, Juha; Asplund, Dan.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1985. 95 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 381).

Research output: Book/ReportReport

TY - BOOK

T1 - Turvepellettien polttokokeet 20 KW:n koekattilalla

AU - Heiskanen, Veli-Pekka

AU - Huotari, Juha

AU - Asplund, Dan

PY - 1985

Y1 - 1985

N2 - Tutkimuksessa tarkastellaan eri tekijöiden vaikutusta pellettien palamiseen. Tällaisia tekijöitä ovat mm. pellettien kosteus, koko, palamisen ilmakerroin ja polttolaitteen ilmanjakotapa. Työ toteutettiin tarkastelemalla teoreettisesti pellettien palamista ja lämmön siirtymistä lieriömäisessä lohkojäähdytteisessä koeuunissa. Kokeellisesti tarkasteltiin eri parametrien vaikutusta hyötysuhteen muodostumiseen, palamisen etenemiseen sekä polttoainekerroksessa että kaasutilassa ja lämmönsiirtoon tulipesässä. Polttoaineina käytettiin keinokuivatusta jyrsinturpeesta valmistettuja pellettejä. Tutkittujen pellettien kosteudet olivat 14,6, 15,0, 19,3 ja 30,0 %. Halkaisijaltaan pelletit olivat joko 6 tai 10 mm ja pituudeltaan 10 - 25 mm. Pellettien kosteuden lisääntyminen lisäsi ilmantarvetta, jolloin palamishyötysuhde heikkeni. Myös häviöt palamattomana polttoaineena kasvoivat. Halkaisijaltaan 6 ja 10 mm:n pellettien palamisessa ei havaittu merkittävää eroa palamishyötysuhteen kannalta. Palamisen kannalta edullisimman ilmakertoimen todettiin olevan 1,3 - 1,4. Eniten häviöitä aiheutti savukaasujen tuntuvan entalpian virta. Tämän häviön suuruus on kuitenkin laitekohtainen ja aiheutuu vain osittain polttoaineen palamisaminaisuuksista. Palamattoman polttoaineen aiheuttama häviö riippui voimakkaasti ilmankertoimesta samoin kuin epätäydellisesti palaneiden kaasujen aiheuttama häviökin. Kaksivaiheinen ilmanjakotapa vaikutti erityisesti liekin pituuteen sekoittaen polttimesta virtaavat kaasut tehokkaasti toisioilman kanssa. Kaksivaiheisen ilmansyötön avulla saatiin minimiensiöilmakertoimeksi 0,85 polttoaineen vakiosyöttönopeudella (n. 1,3 g/s). Kokonaisilmakerroin oli tällöin 1,3. Tätä pienemmillä ensiöilmakertoimilla poltin ei ehdi polttaa kaikkea syötettävää polttoainetta. Polttoainekerroksen yläpuolelta kaasutilasta tehtyjen pitoisuus- ja lämpötilamittausten perusteella voidaan todeta, että kaasun koostumus liekissä noudattaa kohtalaisen hyvin vesikaasureaktion ja happitaseen määräämää tasapainoa ko. lämpötilassa. Metaanin muodostumisreaktio ei ehdi saavuttaa tasapainotilaa, minkä seurauksena metaania mitattiin kaasuista ko. reaktion tasapainotilaa vastaavaa pitoisuutta huomattavasti suurempi pitoisuus.

AB - Tutkimuksessa tarkastellaan eri tekijöiden vaikutusta pellettien palamiseen. Tällaisia tekijöitä ovat mm. pellettien kosteus, koko, palamisen ilmakerroin ja polttolaitteen ilmanjakotapa. Työ toteutettiin tarkastelemalla teoreettisesti pellettien palamista ja lämmön siirtymistä lieriömäisessä lohkojäähdytteisessä koeuunissa. Kokeellisesti tarkasteltiin eri parametrien vaikutusta hyötysuhteen muodostumiseen, palamisen etenemiseen sekä polttoainekerroksessa että kaasutilassa ja lämmönsiirtoon tulipesässä. Polttoaineina käytettiin keinokuivatusta jyrsinturpeesta valmistettuja pellettejä. Tutkittujen pellettien kosteudet olivat 14,6, 15,0, 19,3 ja 30,0 %. Halkaisijaltaan pelletit olivat joko 6 tai 10 mm ja pituudeltaan 10 - 25 mm. Pellettien kosteuden lisääntyminen lisäsi ilmantarvetta, jolloin palamishyötysuhde heikkeni. Myös häviöt palamattomana polttoaineena kasvoivat. Halkaisijaltaan 6 ja 10 mm:n pellettien palamisessa ei havaittu merkittävää eroa palamishyötysuhteen kannalta. Palamisen kannalta edullisimman ilmakertoimen todettiin olevan 1,3 - 1,4. Eniten häviöitä aiheutti savukaasujen tuntuvan entalpian virta. Tämän häviön suuruus on kuitenkin laitekohtainen ja aiheutuu vain osittain polttoaineen palamisaminaisuuksista. Palamattoman polttoaineen aiheuttama häviö riippui voimakkaasti ilmankertoimesta samoin kuin epätäydellisesti palaneiden kaasujen aiheuttama häviökin. Kaksivaiheinen ilmanjakotapa vaikutti erityisesti liekin pituuteen sekoittaen polttimesta virtaavat kaasut tehokkaasti toisioilman kanssa. Kaksivaiheisen ilmansyötön avulla saatiin minimiensiöilmakertoimeksi 0,85 polttoaineen vakiosyöttönopeudella (n. 1,3 g/s). Kokonaisilmakerroin oli tällöin 1,3. Tätä pienemmillä ensiöilmakertoimilla poltin ei ehdi polttaa kaikkea syötettävää polttoainetta. Polttoainekerroksen yläpuolelta kaasutilasta tehtyjen pitoisuus- ja lämpötilamittausten perusteella voidaan todeta, että kaasun koostumus liekissä noudattaa kohtalaisen hyvin vesikaasureaktion ja happitaseen määräämää tasapainoa ko. lämpötilassa. Metaanin muodostumisreaktio ei ehdi saavuttaa tasapainotilaa, minkä seurauksena metaania mitattiin kaasuista ko. reaktion tasapainotilaa vastaavaa pitoisuutta huomattavasti suurempi pitoisuus.

KW - pellets

KW - peat

KW - burners

KW - combustion

KW - combustion efficiency

KW - heat transmission

KW - flue gases

M3 - Report

SN - 951-38-2428-4

T3 - Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports

BT - Turvepellettien polttokokeet 20 KW:n koekattilalla

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Heiskanen V-P, Huotari J, Asplund D. Turvepellettien polttokokeet 20 KW:n koekattilalla. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1985. 95 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 381).