Tutkijat: Timo Hyppänen, Jouni Ritvanen, Juha Kaikko
Yhteistyökumppanit: Foster Wheeler Energia Oy
Tutkimuskuvaus
Tutkimuksessa kehitetään leijukerrosprosessien dynaamista mallinnusta. Mallinnuksen avulla saadaan ymmärrystä leijukerrosprosessien ohjattavuudesta ja voidaan tarkastella ja kehittää mm. voimalaitosten säätöä ja häiriötilanteiden hallintaa. Tutkimushankkeissa tarkastellaan mm. suuren kokoluokan kiertoleijukattilan dynamiikkaa, happipolttoprosesseja sekä jatkossa myös muita kehittyviä energiaprosesseja.
Kiertoleijukattilan dynaamisessa mallissa prosessin eri komponentit: kattila, erotin ja kuplapeti ovat jaettu pystysuunnassa elementteihin, joille on kirjoitettu ajasta riippuvat massa- ja energiataseet. Lisäksi prosessin fysikaalisille osailmiöille, kuten polttoaineen palamiselle, lämmönsiirrolle ja kiertoaineen dynamiikalle on kirjoitettu empiiriset korrelaatiot. Kiertoleijukattilan dynaamiselle mallille on ominaista fysikaalisten osamallien vahva linkittyminen toisiinsa, joka luo oman erityisen piirteen mallin säätämiselle ja kehittämiselle. Dynaaminen malli ja sen osamallit on validoitu käyttämällä voimalaitoskokoluokan mitausdataa usealta laitokselta.
Leijukerroskattilan dynaaminen malli voidaan liittää osaksi prosessisimulaattoria ja voimalaitoksen vesihöyrypiiriä, jolloin prosessisimulaattoreiden omat tulipesämallit voidaan korvata mittausdatalla validoidulla, realistisemmalla tulipesän dynaamisella mallilla.