Odpowiednie rozdrobnienie to podstawa

Średnica paliw stałych ma znaczenie. Młyny, które w kotłach energetycznych oraz ciepłowniczych kruszą węgiel, powinny zmielić go tak, by ziarna miały odpowiednią wielkość, zwykle do 0,3 mm. Od tego też zależy jakość procesu spalania. Zwiększenie udziału zbyt dużych cząstek pyłu przyczynia się do niecałkowitego spalania paliwa. Z kolei zbytnie rozdrabnianie wiąże się ze zwiększeniem zużycia energii potrzebnej do napędu młynów. Takie nieprawidłowości przekładają się na straty ekologiczne oraz finansowe.

Dla elektrowni i elektrociepłowni wykorzystujących węgiel jako paliwo właściwe ustawienie elementów mielących jest więc sprawą zasadniczą. Problem w tym, że elementy młynów ulegają stopniowemu zużyciu, co często skutkuje zmianą grubości mielonego materiału i w rezultacie nieprawidłowym procesem spalania. Dlatego niezwykle istotną sprawą jest stała kontrola grubości ziarna pyłu węglowego.

Dziś nie ma dostępnych metod pozwalających na bieżący pomiar jakości przemiału. – Mieszanina zmielonego pyłu węglowego i powietrza transportowana jest do palnika pyłoprzewodami, które zwykle mają średnicę od 300 do 500 mm – tłumaczy dr inż. Jarosław Smyła z Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytutu Technik Innowacyjnych EMAG. Pył przemieszcza się z prędkością do 120 km/h, w temperaturze ok. 100 st. C. Standardowa kontrola polega na fizycznym pobraniu próbki przez zamontowany w pyłoprzewodach wziernik, ale w tak wymagających warunkach nie jest to łatwe. Takiego poboru dokonuje się raz na dobę albo nawet raz na kilka dni. Pobrane próbki trafiają do laboratorium analitycznego, a wyniki ich badania znane są po kilku godzinach. Natychmiastowe wykrycie nieprawidłowości pracy młynów jest więc utrudnione. – W dodatku przepływ w pyłoprzewodach jest zmienny, a wyniki takiej kontroli pokazują nam sytuację tylko w jednym miejscu i tylko w momencie pobrania próbki – tłumaczy dr Smyła. – To nie wystarcza. Potrzebne jest narzędzie do stałej obserwacji jakości przemiału oraz rozdziału jakościowego i ilościowego pyłu.

Mimo podejmowanych prób i stosowania różnych metod, wykorzystujących np. podczerwień lub laser, do tej pory nie wdrożono skutecznej metody do pomiarów ciągłych. Dlatego tak istotne jest rozwiązanie opracowane przez zespół naukowców z Łukasiewicza EMAG. – Nowatorskie podejście do zagadnienia polega na integracji różnych technik pomiarowych – tłumaczy dr Smyła. – Nasze urządzenie składa się z grupy czujników, kilku sensorów działających na różnych zasadach. Dzięki nim w pyłoprzewodzie mierzone jest wiele parametrów, m.in. zagęszczenie materiału, prędkość przepływu i ładunek elektryczny. Wszystkie te wielkości są ze sobą powiązane i składają się na ostateczny rezultat, określany jako średnia wielkość cząstek pyłu węglowego. Pozwala to na bieżącą weryfikację pracy młynów, co przekłada się na korzyści zarówno ekonomiczne, jak i ekologiczne.

W Polsce działa kilkanaście dużych elektrowni i elektrociepłowni wykorzystujących węgiel jako paliwo. Łącznie pracuje w nich ponad 250 młynów. Elektrownie z kotłami opalanymi pyłem węglowym są eksploatowane również w Niemczech, Czechach, Ukrainie, Wielkiej Brytanii, USA, RPA czy Australii. Z punktu widzenia polskich i zagranicznych użytkowników kotłów istotne jest to, że dzięki wynalazkowi monitoring jakości podawanego do palników paliwa możliwy jest z nastawni, a na podstawie obserwacji zmian można dokładnie zaplanować remont młynów i zminimalizować problemy z prawidłowym spalaniem. Niezwykle istotne jest też to, że montaż urządzenia nie wymaga skomplikowanych operacji. Wystarczy pięć niewielkich otworów w pyło przewodzie i przyspawanie do nich elementów montażowych. Chętnych na polskie rozwiązanie nie powinno więc zabraknąć. ©Ⓟ

Krajobraz patentowy w energetyce

Wynalazki powstają w okolicznościach, w których można zrobić coś nieco lepiej lub inaczej, są także odpowiedzią na problemy, które wymagają rozwiązania. Energetyka jest obszarem, w którym nawet minimalne ulepszenie może prowadzić do znaczących oszczędności lub zwiększenia wydajności. Odnosi się to również do prezentowanego rozwiązania, w którym monitoring stopnia przemiału podawanego do palników paliwa ma zapewniać korzyści zarówno ekologiczne, jak i ekonomiczne.

Przed komercjalizacją wynalazku, oprócz przeprowadzenia badania stanu techniki w bazach patentowych i dokonania zgłoszenia do Urzędu Patentowego, warto zrobić analizę patent landscape. Badanie „krajobrazu patentowego” jest używane do zrozumienia obrazu otoczenia patentowego w określonej dziedzinie technologii lub branży. Pozwala na zidentyfikowanie istniejących patentów, trendów w innowacjach, głównych graczy na rynku oraz obszarów, które mogą być potencjalnie narażone na ryzyko naruszeń patentowych. W ten sposób możemy się dowiedzieć, jakie firmy dominują w danej dziedzinie, w których obszarach świata występuje największe zagęszczenie podobnych wynalazków albo kto jest najbardziej aktywnym twórcą podobnych rozwiązań. Dane te są prezentowane w formie graficznej lub w postaci wykresów.

W przypadku opisywanego rozwiązania, które dotyczy m.in. badania wymiarów cząstek, oznaczonego w Międzynarodowej Klasyfikacji Patentowej symbolem G01N15/02, odnajdziemy w bazie patentowej prawie 17 tys. zgłoszeń, w tym ponad 7,5 tys. z Chin. Jedna z firm ma ich ponad 300, a jeden wynalazca uczestniczył w tworzeniu ponad 60 zgłoszeń. Wiedza płynąca z badania patent landscape pozwoli nie tylko zminimalizować ryzyko naruszenia patentów osób trzecich, lecz także lepiej poznać branżę oraz rynek, na którym ma się pojawić nowe i innowacyjne rozwiązanie. ©Ⓟ