Gasfyret væskeopvarmning til industrielle processer

Ovennævnte hindringer forsøges fjernet ved: 1) at udvikle standarddimensioneringsmetoder for rørbrændere til væskeopvarmning til forskellige industrityper. 2) At gøre beregningsdelen lettere ved at muliggøre brug af grafiske løsningsmetoder. 3) At udlede sammenhængen mellem brænderens gas/luftforhold og emissioner ved forskellige brændertyper. 4) I samarbejde med en erhvervsvirksomhed at udføre et demonstrationsprojekt. Projektet udføres i samarbejde mellem Dansk Gasteknisk Center (DGC), Naturgas Midt-Nord (MN) og DAI. De forskellige arbejder i projektet er fordelt mellem projektparterne således, at deres knowhow udnyttes bedst muligt. MN varetager kontakt til virksomheder og aktiviteter, såsom markedsanalyser, beskivelse af installationer mv. DGC udfører aktiviteter vedr. forbrændingsteknik, beregninger, materialer, simulering, emissioner og laboratorieforsøg. Demonstrationsprojektet udføres ved DAI. Projektet er opdelt i 4 faser. Fase 1. Undersøgelse og beskrivelse af forskellige brænderdesigns (stationær flamme), materialer og anvendelsesområder. Optimering af brændere mht. energiomsætning, pladskrav og emissioner. Herunder undersøgelse af muligheden for recirkulation af en del af røggassen. Udviklingen af standardberegningsmetoder for beregning af rørdimensioner, flammelængde og brænderrørets overfladetemperatur m.v. Opstilling af grafer, som beskriver sammenhængen mellem rørdimensioner, flammelængde, effekt og brænderens overfladetemperatur, dette også i tilfælde hvor der recirkuleres en del af røggasmængden. Ved løsning, hvor der recirkuleres røggas, opstilles der kurver som funktion af recirkuleret røggasmængde. Ovenstående understøttes med CFD-beregning. Forskellige brænderdesigns opdeles i grupper efter hvilken procestype, hvor de er mest velegnede. Herunder opdeles de eksisterende danske virksomheder i kategorier efter prototype, og hver types energiforbrug til væskeopvarmning estimeres. For den enkelte brændergruppe tages der stilling til, hvor de er mest velegnede, herunder temperaturinterval, medie de skal opvarme, optimal gas/luftblanding iht. lavest muligt emissionsniveau og rørtyper der er bedst egnet for den aktuelle proces m.m. Herunder udarbejdes forslag til hvordan brænderen bør indbygges i eksisterende konstruktioner, således at den udnyttes bedst og optager mindst mulig plads. For at undersøge sammenhængen mellem de under overstående arbejder udviklede kurver og forsøgsresultater udføres der laboratorieforsøg. Fase 2. Dimensionering af rørbrænder med instationær flamme i hele brænderens længde og optimering af denne med hensyn til energiudnyttelse, pladsbehov og emissioner. Denne rørbrænder har til dags dato haft problemer med høje emissioner af uforbrændt kulbrinte, men har til gengæld meget lave emissioner af NO_x. Fordelen ved denne type er, at den har en næsten konstant overfladetemperatur i hele brænderens længde. Dette adskiller den fra traditionelle rørbrændere med stationær flamme, hvor røret pga. forbrændingsprincip er varmest i rørdelen, hvor flammen findes. Dette bevirker, at brænderen kan bruges til processer, hvor det materiale der skal opvarmes ikke må komme over en given temperatur (fx industrier der benyttet bakteriologiske processer, hvor materiale kan brænde fast på brænderrøret). Der udledes samme beregningsudtryk og grafer som for brænder med stationær flamme (dog ikke for flammelængde). Disse understøttes med CFD-beregninger og forsøg. Endvidere udarbejdes, som brænderdesigns med stationær flamme, forslag til indbygning i eksisterende konstruktioner. Fase 3. I projektets 3. fase demonstreres driftspålidelighed, evne til at fastholde en stabil temperatur, energiomsætning, overfladetemperaturer og emissioner for et brænderdesign (helst brænderen med instationær flamme) ved at montere denne hos en erhvervsvirksomhed. Endvidere findes økonomisk nøgletal for anlægs- og driftudgifter. Fase 4. Der udarbejdes en rapport, som beskriver udført arbejde og resultaterne af projektets første 3 faser. For at informere om projektarbejdet samt resultaterne heraf, udarbejdes artikler til relevante tidsskrifter. For hver procestype udarbejdes der informationsbrochurer, som for det enkelte brænderdesign/type beskriver dimensioneringsmetode, forslag til installation i eksisterende konstruktioner, kurver/beregningsudtryk til dimensionering af rørbrænderen m.v