Konvertterihallin kärypoiston tehostaminen. Insinööritoimisto AX-LVI Oy Markku Tapola, Seppo Heinänen, VTT Aku Karvinen AX-SUUNNITTELU 1

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Konvertterihallin kärypoiston tehostaminen. Insinööritoimisto AX-LVI Oy Markku Tapola, Seppo Heinänen, VTT Aku Karvinen AX-SUUNNITTELU 1"

Lasse Kyllönen
8 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Konvertterihallin kärypoiston tehostaminen Insinööritoimisto AX-LVI Oy Markku Tapola, Seppo Heinänen, VTT Aku Karvinen 1

2 Sisällys 1. Teoriaa 2. Mittaukset. Laskelmat 4. Johtopäätökset 2

3 Konvektiivisen pluumin käyttäytyminen

4 Mallinnuksessa on käytetty konvektiivisen lämpöilmavirran (pluumin) analytiikkaa 4

5 Pluumin synnyttämä pitoisuusgradientti lämpötilakerrostuneessa hallissa, jossa ilmanvaihto tapahtuu syrjäyttämällä 5

6 Hitsaushuurun kerrostumisen periaate 6

7 Pluumin nousukorkeus kerrostuneessa ympäristössä tilassa 7

8 Kaaviokuva eritehoisista pluumeista tilassa, jossa on lämpötilakerrostuma 8

9 V z = 0,128 ø conv 1/ z 1/ q v,z = 5 ø conv 1/ z 5/ 9

10 VTTn tekemä mallinnus tilanteesta Seppo Heinänen, AX-Suunnittelu 10

11 Mittaukset Mittauksia on tehty vuonna 2007 ja 2014 kahdella eri huuvatyypillä. 11

12 Mittaukset Mittaajat 2014 Mittaajat 2007 Seppo Heinänen, AX-Suunnittelu 12

13 Mittaukset Rikkidioksidi Merkkikaasu (SF6) Ilman nopeus Ilman lämpötila Hiukkaset 1

14 SO Mittaus pois päältä SO2 [ppm] :00 9:00 10:00 11:00 12: :00 14:00 15:00 16:00 14

15 SF6 15

16 16

17 Mittaustuloksia Huuvasta karkaava ilmavirta (Nm/s) Konvertteri 2 - Konvertteri - Konvertteri 14,1 (2007) 11,5 (SF6) 9,7 (nopeus) 17

18 Mittaustuloksia Ilmaverho Tilanne on ei sieppausaste % Konvertterin täyttö 61 Konvertterin puhallus 64 keskiarvo 6 Konvertterin täyttö 4 Konvertterin puhallus 52 keskiarvo 48 Poistoilmavirta Nm /s vasen oikea summa 6,4 4,0 10,4 ilmaverho 2,1 Huuvan ohi karkaava ilmavirta Nm /s Ilmaverho on Ilmaverho ei 6,2 11,5 18

puhallus 52 keskiarvo 48 Poistoilmavirta Nm /s vasen oikea summa 6,4 4,0 10,4

19 Laskelmat Nykyisen korotuksen tilavuus 2860 m Ehdotettu korotus + vanha 520 m 19

20 Laskelmat Periaatekuva 20

21 Konvertteri auki Luukku on auki n. 8 % kokonaisajasta. Aika vaihtelee 10 s:sta yli puoleen tuntiin. Keskiarvo on 7,1 min. 21

22 Laskelmat ESIMERKKILASKELMA Vetovoiman kiihtyvyys g 9,81 m/s2 Ilman tiheys r 1,089 kg/m Ilman ominaislämpö Ympäristön lämpötila Cp Taar 1,007 kj/kg*c 20 C 29 K Pluumin lämpötila Ts 50 C 2 K Ympäristö-pluumi Ty Lähteen pinta-lämpötila Lähteen pintalämpötila-ympäristö Aukon korkeus Tilavuusvirta (Bende, Syrjäytysiv. teollisuutiloissa, Air-Ix s.5) g Q( x) 166 C T p f 1 conv1 x x K 1600 C Tf 187 K 1098 K 1,8 m Aukon leveys Pluumin konvektiivinen teho Øconv 2m 86 kw Pluumin napaetäisyys x0 -,8 m Laskentapiste aukon yläpuolella Laskentapiste+nollapiste x x-x0 Pluumin huippunopeus laskentapisteessä UCL Pluumin tilavuusvirta laskentapisteessä Sieppausaste Ohivirtaus Virtaus katonrajassa Q(x) 5,5 m 9, m,6 m/s 15, 48 7, 12,5 m /s % m /s m /s 22

23 Tulokset konvertteria käytössä, 2 toiminnassa Nykyinen tilavuus Poistoilmavirta 27,8 55,6 Virtaus konverttereilta 62,0 62,0 Edellisten erotus 4,2 6,4 Yläosan tilavuus Täyttymisnopeus 1,9 7,44 Keskimääräinen pitoisuus Poistoilmavirta Luukku auki keskimäärin Luukku auki vähennetty täyttymisnopeus Ulos pääsevä ilmamäärä Ulos pääsevä hiukkasmassa/aukaisu Aukaisuja/panos Ulos pääsevä hiukkasmassa/panos Panoksia vuodessa Hiukkaspäästö vuodessa Uusi tilavuus Nm /h 27,8 55,6 Nm /s 62,0 62,0 Nm /s 4,2 6,4 Nm /s m 1,72 8,46 min mg/nm Nykyinen tilavuus ,1 7,1 5,71-0, ,6-0, ,9 Uusi tilavuus ,1 7,1 5,8-1, , -1, ,5 Nm /h min min m g kpl kg kpl kg 2

24 Tulokset Hiukkaspäästö vuodessa Katto Ilmavirta konvertteria käytössä, 2 toiminnassa 4 konvertteria käytössä, 2 toiminnassa 2 konvertteria käytössä, 1 toiminnassa Vanha Uusi Nm/h kg/a kg/a kg/a Vrt. Vuonna 2010 tehdyn laskentaohjelman mukaan konvertterien hiukkasten vuosipäästö on 57 t Katon muutoksen vaikutus Ilmavirran muutoksen vaikutus vuosipäästö (kg/a) vuosipäästö (kg/a) konvertteria käytössä, 2 toiminnassa Vanha katto 4 konvertteria käytössä, 2 toiminnassa konvertteria käytössä, 1 toiminnassa Uusi katto konvertteria käytössä, 2 toiminnassa Vanha ilmavirta 4 konvertteria käytössä, 2 toiminnassa 2 konvertteria käytössä, 1 toiminnassa Uusi ilmavirta 24

25 Johtopäätökset Katon laajentamisella on ainoastaan hyvin pieni vaikutus päästöihin Poistoilmavirta on ratkaisevassa asemassa Päästöjä voidaan vähentää joko kasvattamalla poistoilmavirtaa katonrajasta tai kehittämällä konvertterien huuvia paremmaksi. Konverttereiden käyttöasteen vaihtelusta johtuen poistoilmavirtaa tulee säätää tarpeen mukaan, jolloin säästyy sähköä ja suodatinkapasiteettia SUOSITUS: Konverttereiden seisokissa kansi suljetaan: minimoimalla konverttereiden luukun auki pitoa vähennetään päästöjä ja poistoilmavirtaa 25

26 Kiitos mielenkiinnostasi Seppo Heinänen, AX-Suunnittelu 26

Samankaltaiset tiedostot

VALUN KÄYTÖN SEMINAARI 2019

VALUN KÄYTÖN SEMINAARI 2019 Valimo- ja konepajateollisuuden ympäristövaatimukset Seppo Heinänen Sisältö 1. AX-Suunnittelu 2. Ympäristönsuojelu 3. Päästöjen mittaaminen 4. Kiina 2 Insinööritoimisto AX-LVI