Совершенствование факельно-вихревых схем сжигания твердого топлива на основе численного моделирования: на примере котла БКЗ-210-140Ф тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.14, кандидат технических наук Бетхер, Татьяна Михайловна
- Специальность ВАК РФ05.14.14
- Количество страниц 198
Оглавление диссертации кандидат технических наук Бетхер, Татьяна Михайловна
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ФАКЕЛЬНО-ВИХРЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ СЖИГАНИЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА.
1.1. Общие тенденции развития факельно-вихревых топок.
1.2. Технологии на основе вихрей с горизонтальной осью вращения
1.3. Технологии с вертикальным вихревым факелом.
1.4. Синтезированные аэродинамические схемы факельно-вихревых технологий
1.5. Постановка (обоснование) задач исследования.
ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.
2.1. Характеристика объекта исследования.
2.2. Варианты совмещения аэродинамических схем топочного процесса.
2.3. Физико-математическая основа моделирования топочных процессов.
2.4. Выбор программного обеспечения.
2.5. Адаптация программного продукта к объекту исследования.
ГЛАВА 3. ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТОПОЧНОЙ СРЕДЫ ПЫЛЕУГОЛЬНОГО КОТЛА БКЗ-210-140Ф.
3.1. Режимные условия организации топочных процессов.
3.2. Характеристика топочных процессов при работе четырех горелочных блоков.
3.3. Изменения топочных процессов при работе трёх горелочных блоков.
3.4. Особенности топочных процессов при работе двух горелочных блоков.
3.5. Краткие выводы.
ГЛАВА 4. ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТОПОЧНОЙ СРЕДЫ ПРИ СОВМЕЩЕНИИ БАЗОВОЙ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ СХЕМЫ
И ВАРИАНТОВ НИЖНЕГО ДУТЬЯ.
4.1. Исследованные условия организации сжигания.
4.2. Характеристики топочных процессов при наличии однонаправленного нижнего дутья.
4.3. Характеристики топочных процессов при «пропеллерном» направлении нижнего дутья.
4.4. Характеристики топочных процессов при фонтанном направлении нижнего дутья.
4.5. Краткие выводы.
ГЛАВА 5. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ
МОДЕЛИРОВАНИЯ ТОПОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ.
5.1. Аэродинамика топочной среды.
5.2. Температурные поля топочной камеры.
5.3. Концентрационные поля топочной среды.
5.4. Возможности практического использования совмещения исследуемых аэродинамических схем.
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты», 05.14.14 шифр ВАК
Совершенствование топочного процесса пылеугольных котельных агрегатов П-67 на основе численного моделирования2010 год, кандидат технических наук Тэпфер, Елена Сергеевна
Повышение эффективности сжигания углей Канско-Ачинского бассейна в топках с твердым шлакоудалением2009 год, кандидат технических наук Козлов, Сергей Георгиевич
Моделирование топочной среды при переводе пылеугольных котлов с твердым шлакоудалением на непроектное топливо2008 год, кандидат технических наук Гиль, Андрей Владимирович
Исследование теплообмена в топках котлов с циклонными предтопками ДВГТУ2000 год, кандидат технических наук Дорогов, Евгений Юрьевич
Совершенствование технологии факельного сжигания разнородных твердых топлив и природного газа в топках котлов с фронтальным размещением горелок2009 год, кандидат технических наук Осинцев, Константин Владимирович
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование факельно-вихревых схем сжигания твердого топлива на основе численного моделирования: на примере котла БКЗ-210-140Ф»
Состояние энергетики России на современном этапе характеризуется резким сокращением числа вновь вводимых энергетических объектов (ЭО) из-за дефицита необходимых инвестиционных ресурсов. Как следствие эффективность эксплуатации существующих ЭО снижается, главным образом, по причине износа оборудования [1]. Основная масса активов функционирующих ныне энергетических компаний создавалась в 50-70 гг. прошлого века в период бурного промышленного роста и в течение установленного срока эксплуатации требовала средств только на техническую эксплуатацию и ремонт. Последние десятилетия характеризуются быстрым ростом доли установленной мощности, подлежащей замене в связи с физическим и моральным износом. Современные показатели износа основного оборудования определяют острую актуальность задач модернизации в отрасли. В настоящее время 20,9% мощности ГЭС имеет срок эксплуатации более 50 лет, 79,6% мощности АЭС - сроки эксплуатации от 20 до 40 лет, 75,6% мощности ТЭС -более 30 лет. Высокая доля износа основного оборудования приводит к снижению показателей эффективности, экономичности и надежности отечественной энергетики, которые сегодня уступают аналогичным мировым показателям. Если до 90-х годов XX века СССР опережал развитые страны в разработке и внедрении новых технологий в энергетике, то после начала экономико-политических реформ в России энергетическая отрасль страны стала отставать в развитии и проигрывать зарубежным аналогам [2].
В условиях изменившейся экономической ситуации и несостоятельности многих инвестиционных программ по замене устаревших энергетических мощностей на первый план выступает проведение комплексной модернизации ЭО. Это направление требует относительно небольших капиталовложений по сравнению с другими вариантами решений проблемы, а также может позволить в ближайшее время частично компенсировать нехватку электрической и тепловой энергии, необходимых для роста промышленного производства.
Наиболее значимый сектор модернизации - тепловая энергетика, которая является базовой и поэтому в первую очередь требует замещения устаревшего оборудования, а также масштабного строительства [3].
Наряду с этим выявились и другие сложности в энергообеспечении отдельных регионов и страны в целом. В частности, стало очевидным, что чрезмерная зависимость от газа в энергетике чревата сбоями в поставках топлива для станций, прежде всего в периоды пиковых нагрузок, ярким примером чего стала холодная зима 2005-2006 гг. Не последнюю роль сыграли мировой экономический кризис 2008-2009гг, а также продолжающиеся доныне его последствия. Тяжелым ударом по большой энергетике стала авария на Саяно-Шушенской ГЭС, восстановление которой требует больших капиталовложений. Кроме того, в связи с этим для всего западносибирского региона возник дефицит электроэнергии, для восполнения которого необходимо увеличение потребляемых мощностей от действующих тепловых электростанций.
В настоящее время изменения ценовой политики продаж нефти и природного газа усиливают тенденцию повышения интереса к использованию твердого топлива. Она, в своей глобальной сути, объективно проистекает из ограниченности ресурсов высококалорийного ископаемого углеводородного сырья. Так, например, в таких странах как Германия, США и Китай основная доля станций работает на угле (48%, 50% и 69% существующего топливного баланса соответственно), а доля, станций использующих газ, находится в пределах от 12% до 22%. В отечественном топливном балансе наблюдается обратная картина - доля станций, работающих на угле, составляет 18%, на газе - 46%. Эти данные убедительно подтверждают факт чрезмерной зависимости российской энергетики от газа
Технический прогресс, современные технологии сжигания угля вкупе с развитой системой логистики, реализуемой в обогащении, складировании и доставке угля, привели к тому, что киловатт, вырабатываемый на угле, оказывается дешевле, чем получаемый на нефтегазовом топливе. Поэтому угольная энергетика занимает во многих странах преимущественное место в теплоэнергетике и это стимулирует развитие и совершенствование технологий угледобычи и углепотребления в целом.
Из расчета количества потребляемого топлива на 2000 год видно, что мировых нефтяных запасов хватит примерно на 48 лет, газа - на 60 лет, а угля - более чем на 220 [5]. По прогнозам Минэнерго, соотношение цен на уголь и газ к 2020 г. составит 1:2 [6]. Следовательно, можно ожидать, что в перспективе доля угля в топливно-энергетическом балансе (ТЭБ) будет повышаться, и спрос на уголь в России в связи с изменениями структуры запасов основных энергоносителей будет неизбежно возрастать. Вместе с тем повышение спроса на уголь потребует от энергопредприятий решать вопросы по использованию его непроектных марок. Это вызвано еще и тем, что многие энергетические объекты приурочены к угольным месторождениям, за долгие годы эксплуатации которые приблизились к исчерпанию экономически доступных запасов.
Сложившаяся ситуация и ее развитие диктуют необходимость ориентировать энергетику на более доступные и дешевые виды топлива. В соответствии с этим энергетическая стратегия России в период до 2020г. предполагает постепенное увеличение доли угля в топливно-энергетическом балансе страны. Однако использование углей с различными качественными характеристиками зачастую приводит к снижению эффективности и надежности энергоснабжения [7,8]. При планируемых масштабах увеличения энергетического производства не может быть отодвинута на второй план и проблема вредных выбросов, поскольку уже в настоящее время в общем загрязнении атмосферы отходами производства ТЭС они составляют: по пыли - 20%, по диоксиду серы - 50%, по оксидам азота - 30%. На долю теплоэнергетики приходится 60% производства оксидов азота (от полного их производства промышленностью), 45% окислов серы, 38 % золы [9].
Отмеченные обстоятельства стимулируют поиск и реализацию в основном малозатратных путей и вариантов модернизации и реконструкции котельных установок, обеспечивающих при этом определенную универсальность по сжигаемым углям и учитывающих современные экологические требования.
В последние десятилетия прошлого века отечественное энергомашиностроение и теплоэнергетика были ориентированы на создание и освоение котлов большой мощности, повышение их экологической безопасности и эффективное сжигание низкосортных твердых топлив [10], Благодаря этому был накоплен ценный опыт эксплуатации и разработки новых топочных устройств и технологий. Очевидна целесообразность использования его в настоящем при модернизации старых котлов, выработавших установленный ресурс, с одновременным улучшением их экономических и экологических показателей.
Одним из направлений новых технологий была разработка вихревых способов сжигания углей, при которых в топке формировались большие вихри с вертикальной или горизонтальной осью вращения. К топочным устройствам, в которых был реализован этот способ, относятся широко распространенные тангенциальные топки, топки с пересекающимися струями МЭИ, вихревые топки ЦКТИ, вихревые топки ЛПИ - ЛФ Оргэнергострой и др. Особенностью этих технологий явилось применение относительно простых прямоточных горелок, которые обеспечивали устойчивое зажигание топлива при подаче части его в приосевую зону вихря, характеризуемую относительно большим временем пребывания в ней подаваемых в нее частиц топлива и воздуха [11].
Интерес к перечисленным топкам усиливается еще и тем, что все они, по сообщениям авторов, обеспечивают существенное снижение содержания в продуктах сгорания оксидов азота, что отвечает современным экологическим требованиям.
Руководствуясь поставленной задачей, для исследования выбрана низкоэмиссионная вихревая технология, известная как НТВ-топка и довольно широко применяемая в практике реконструкции пылеугольных котлов [12,13].
В своем классическом воплощении в технологии используются приемы формирования специфичной аэродинамики, что позволяет обходиться без значительных изменений конструкций реконструируемых установок, особенно во внутритопочном объеме. В нижней части топки организуется вихревая зона за счет взаимодействия двух пылевоздушных потоков. Первый поток из топливно-воздушной смеси, должен подаваться в топку через горелки, расположенные на фронтовой стене топки. Второй поток горячего воздуха подается в топку через систему сопел нижнего дутья. Потоки направлены навстречу друг другу таким образом, что образуют пару сил, создающую вихревое движение в топке, имеющее горизонтальную ось вращения [13]. Благодаря этому ядро горения получается более размытым и смещенным в сторону холодной воронки. При этом происходит выравнивание температуры дымовых газов и падающих тепловых потоков по высоте топочной камеры, что приводит к уменьшению количества образующихся оксидов азота и снижению интенсивности шлакования радиационных поверхностей нагрева.
В наиболее полном объеме и с минимальными конструктивными изменениями реконструируемых топок аэродинамическая схема низкоэмиссионой вихревой технологии реализуется в случаях реконструкции пылеугольных топок с прямым вдуванием, у которых все горелки расположены с фронта котла. Вместе с тем недостаточно исследована возможность реализации основных принципов НТВ-топки при реконструкции топок с другими аэродинамическими схемами, определяемыми компоновкой пылеугольных горелок. Прежде всего, это относится к широкому парку котлов с тангенциальной компоновкой горелок в топках. Такое расположение горелок позволяет получать более совершенную аэродинамику топочных камер по сравнению с топками с прямоточным факелом за счет лучшего заполнения дымовыми газами угловых зон топочной камеры. Поэтому для распределения зоны активного горения топлива на значительно больший объем топочного пространства представляется весьма актуальным изучение возможности и эффективности синтеза традиционных тангенциальных пылеугольных топок с низкоэмиссионными вихревыми технологиями сжигания топлива угрубленного помола, что даст возможность снизить максимальную температуру газов в топке и за счет активной аэродинамики выровнять температурные поля в объеме вихревой зоны.
Для изучения этого вопроса был использован метод численных исследований.
Исходя из выше изложенного целью работы является обоснование возможности совершенствования существующих факельно-вихревых схем сжигания твердого топлива путем комбинирования аэродинамики традиционных тангенциальных пылеугольных топок и низкоэмиссионных вихревых технологий, основанных на применении нижнего дутья.
Научная новизна полученных результатов: - вариативными вычислительными экспериментами применительно к топке котла БКЗ-210-140Ф расширены и дополнены представления о процессах в тангенциально закрученном факеле и их особенностях в разных областях объёма камерной топки; впервые для пылеугольной топки с твёрдым шлакоудалением и с традиционной тангенциальной компоновкой горелочных блоков проведены исследования вариантов комбинированных аэродинамических схем сжигания твёрдого топлива, использующих нижнее воздушное дутьё; получены новые данные по параметрам топочной среды в различных областях топочной камеры, включая пристенную, для комбинированных схем, сочетающих тангенциальную закрутку факела и варианты направленности нижнего дутья;
- определены индивидуальные особенности влияния режимных факторов и направленности нижнего воздушного дутья на аэродинамическую структуру и связанные с ней процессы в топке для реализации комбинированных факельно-вихревых схем сжигания.
Практическая значимость:
- данные, полученные в результате численного исследования топочных процессов для котлов типа БКЗ-210-140Ф с тангенциальным расположением горелочных блоков, могут использоваться при эксплуатации с целью повышения экономичности и надёжности их работы;
- полученные новые данные по рассмотренным комбинированным аэродинамическим схемам являются основой для выполнения проектов модернизации парка котлов данного типа;
- предложены рекомендации по организации топочного процесса применительно к модернизации объекта исследования путём перевода на комбинированные аэродинамические схемы пылеугольного сжигания;
- показана возможность применения пакета прикладных программ FIRE 3D для решения практических задач разработки вариантов реконструкции камерных топок, в которых реализованы комбинированные факельно-вихревые схемы сжигания.
Достоверность полученных автором результатов обеспечивается применением апробированных математических моделей и надежных методов вычислений, хорошей согласованностью с экспериментальными данными других авторов, а также с результатами расчетов, выполненных по нормативному методу теплового расчета котлов. На защиту выносятся:
- результаты численного исследования топочных процессов для традиционных тангенциальных пылеугольных топок и их сочетания с рассмотренными вариантами организации нижнего воздушного дутья применительно к объекту исследования;;
- результаты анализа особенностей влияния режимных факторов и направленности нижнего воздушного дутья на аэродинамику в топке с исследованными комбинированными факельно-вихревыми схемами сжигания;
- рекомендации по организации топочного процесса применительно к модернизации объекта исследования на сжигание твёрдого топлива с применением комбинированных аэродинамических схем.
Основные положения и результаты диссертации докладывались на XV.XVIII Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии» (г. Томск, 2009.2012 гг.), Региональной научно-практической конференции «Теплофизические основы энергетических технологий» (г. Томск, 2009 г.), VII Международной конференции студентов и молодых учёных «Перспективы развития фундаментальных наук» (г. Томск, 2010 г.), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Теплофизические основы энергетических технологий» (г. Томск, 2010 г.,2012 г.), VII Всероссийском семинаре ВУЗов по теплофизике и энергетике (г.Кемерово, 2011 г), XVII Всероссийской научно-технической конференции «Энергетика: эффективность, надежность, безопасность» (г.Томск, 2011 г), Всероссийской молодежной конференции «Химическая физика и актуальные проблемы энергетики» (г. Томск, 2012 г), Всероссийской молодёжной конференции «Горение твёрдого топлива» (г. Томск, 2012 г).
Данная работа представлена введением, пятью главами и заключением, в которых приведено содержание и результаты поэтапно выполненой проработки возможных вариантов совершенствования факельно-вихревых схем сжигания твердого топлива на основе моделирования топочных процессов.
В первой главе представлены основные тенденции развития и опыт эксплуатации факельно-вихревых топок. Рассмотрены различные вариации по организации вихревого движения, технологии с образованием вихрей с горизонтальной или вертикальной осью вращения, а также синтезированные технологии с организацией более сложной аэродинамической структуры. Представлен анализ опыта эксплуатации наиболее распространённых вихревых схем сжигания твёрдого топлива, по результатам которого отмечены их достоинства и недостатки.
На основе выполненного анализа предложен для исследования синтез топок с вертикальными вихрями и горизонтальными, использующими нижнее дутье. Выбор данного синтеза как путь совершенствования существующих факельно-вихревых схем сжигания продиктован возможностью распространения зоны активного горения, образующейся при схемах с вертикальными вихрями, на значительно больший объем топочного пространства, что даст возможность снизить максимальную температуру в топке и за счет активной аэродинамики выровнять уровень температуры в объеме вихревой зоны, что должно обеспечить наиболее выгодные условия работы труб поверхностей нагрева и котла в целом.
Руководствуясь данной задачей, для исследования выбрана низкоэмиссионная вихревая технология, которая в настоящее время довольно широко применяется в практике реконструкции пылеугольных котлов, и традиционная тангенциальная топка, имеющая в плане форму близкую к квадрату с одноярусным расположением горелочных устройств, предпосылками этому послужило их широкое распространение на тепловых электростанциях России и высокая чувствительность к качеству сжигаемого топлива.
Исходя из выше изложенного для определения возможности синтеза выбранных схем в соответствии с поставленной целью выполняемых исследований по итогам первой главы поставлены задачи диссертационной работы.
Во второй главе описывается объект исследования - котельный агрегат БКЗ-210-140Ф производства Барнаульского котельного завода, выбранный по результатам анализа парка котлов, имеющих тангенциальное расположение горелочных устройств, учитывая масштабы распространения в энергетике и имеющиеся проблемы эксплуатации.
На основе результатов экспериментальных исследований, приведенных в различных источниках, выделены области топочного объема (пристенная, центральная и промежуточная), представляющие наибольший научный и практический интерес.
Выбраны варианты синтеза низкоэмиссионной вихревой технологии применительно к топкам с тангенциальным расположением горелок с классическим, пропеллерным и фонтанным направлением нижнего дутья.
Для выполнения решения поставленных задач был использован метод численных исследований.
Выполнен обзор наиболее распространенных программных продуктов, которые позволяют решать вопросы моделирования топочных процессов. По результатам анализа возможностей описанных программных продуктов в качестве инструмента исследований выбран пакет прикладных программ FIRE 3D.
Выполнено тестовое моделирование процессов, которое показало хорошую сходимость с результатами, полученными как расчётным путём по нормативной методике теплового расчёта котельных агрегатов, так и при натурных экспериментах в процессе тепловых испытаний котла.
В третьей главе проведен анализ результатов моделирования топочных процессов применительно к различным режимам несения нагрузки котлом БКЗ-210-140Ф, которые позволили создать необходимую основу для последующих сравнительных исследований технологий сжигания, представляющих собой сочетание базовой аэродинамической схемы с вертикальным тангенциально закрученным факелом и вариантов осуществления нижнего воздушного дутья.
Основные результаты, полученные при численном исследовании процессов в топочной камере с тангенциальной компоновкой горелок, полностью соответствует экспериментальным данным исследований других авторов.
В четвертой главе представлена оценка общих и локальных характеристик топочного процесса и влияния на них основных эксплуатационных режимов для принятых к рассмотрению вариантов организации факельно-вихревого сжигания твердого топлива. Всего для каждого из вариантов комбинированных аэродинамических схем по четырём сочетаниям задействованных горелок и для четырёх анализируемых характеристик топочного процесса с учётом их пошагового фиксирования по трём осям координат на данном этапе исследования получено 2512 экспозиций картины топочной среды. В общей сложности для всех трёх рассмотренных вариантов аэродинамических схем база для сравнительного анализа состояла из 7536 таких экспозиций.
На основе выполненных исследований особенностей топочного процесса выявлены преимущества и недостатки совмещения аэродинамической схемы тангенциально закрученного факела и нижнего воздушного дутья.
Полученные результаты численного моделирования в целом подтверждают работоспособность рассмотренных вариантов аэродинамических схем топочного процесса применительно к модернизации камерной топки котла БКЗ-210-140Ф и являются основой для исследования наиболее экономичных режимов их применения.
В пятой главе выполнена оценка полученных результатов, на основании которой определены индивидуальные особенности влияния варьируемых режимных факторов на параметры работы топки. Проведён сравнительный анализ предложенных вариантов синтеза традиционных тангенциальных пылеугольных топок с низкоэмиссионными вихревыми технологиями сжигания топлива угрубленного помола, на основе которого выработаны рекомендации по практическому использованию совмещения исследуемых аэродинамических схем при организации факельно-вихревого сжигания твердого топлива в топках котельных агрегатов. В частности, возможности вариативной организации эксплуатации котла в зависимости от свойств топлива: сжигание угольной пыли с использованием существующих пылесистем по традиционной тангенциальной схеме, различные сочетания одновременного сжигания тонко молотой и пыли грубого помола.
В заключении приведены основные выводы по результатам диссертационного исследования.
В приложении приведены результаты решения задач на ЭВМ и визуализация численного моделирования, а также материалы, подтверждающие характер и степень практического использования полученных результатов.
Автором выбраны варианты исполнения аэродинамических схем для реализации факельно-вихревых технологий сжигания твёрдого топлива, проведены вычислительные эксперименты, анализ полученных результатов, формулирование выводов. В постановке задач исследований, обсуждении методики вычислительных экспериментов и полученных результатов принял участие научный руководитель д.т.н. Заворин A.C.
Похожие диссертационные работы по специальности «Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты», 05.14.14 шифр ВАК
Повышение экологических показателей низкотемпературных вихревых топок за счет разложения оксидов азота на коксовых частицах2002 год, кандидат технических наук Тринченко, Алексей Александрович
Исследование топочных процессов и разработка котлов для низкотемпературного сжигания горючих отходов и местных топлив2003 год, доктор технических наук Пузырев, Евгений Михайлович
Повышение основных теплотехнических характеристик топочного устройства с вихревыми горелками путем формирования вертикального вращающегося потока продуктов горения2000 год, кандидат технических наук Григорьев, Дмитрий Рюрикович
Численное исследование пространственных двухфазных течений и горения в пылеугольной топке с учетом шлакоулавливания2003 год, кандидат технических наук Красильников, Сергей Витальевич
Численное моделирование двухфазных турбулентных реагирующих течений при сжигании пылеугольного топлива в топочных камерах вихревого типа1999 год, кандидат технических наук Красинский, Денис Витальевич
Заключение диссертации по теме «Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты», Бетхер, Татьяна Михайловна
5. Основные результаты, полученные при численном исследовании процессов в топочной камере с тангенциальной компоновкой горелок, полностью соответствует экспериментальным данным других исследований (Ф.А. Серант, Б.П. Устименко и др).
ГЛАВА 4. ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТОПОЧНОЙ СРЕДЫ ПРИ СОВМЕЩЕНИИ БАЗОВОЙ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И ВАРИАНТОВ НИЖНЕГО ДУТЬЯ
4.1. Исследованные условия организации сжигания
Математическое моделирование процессов выполнено применительно к принятым вариантам (см. п. 2.1. настоящей работы) синтеза традиционных тангенциальных пылеугольных топок с низкоэмиссионными вихревыми технологиями, используемыми для сжигания топлива угрубленного помола в режиме твёрдого шлакоудаления. Как обосновано выше, рассмотрены следующие варианты виртуальной модернизации традиционной топки с тангенциальным расположением горелок: НВК; НВП; НВФ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В рамках данной работы проведен полномасштабный анализ организации топочных процессов при сжигании бурого (непроектного) угля в виде мелкой пыли в котлах с традиционной тангенциальной схемой расположения горелок и топлива угрубленного помола с применением синтезированных многовихревых технологий посредством численного моделирования на примере широко распространенного в отечественной энергетике котельного агрегата БКЗ-210-140Ф производства Барнаульского котельного завода.
На основании анализа тенденций развития и опыта эксплуатации существующих в настоящее время или предлагавшихся специалистами факельно-вихревых технологий сжигания твёрдого топлива и полученных результатов численного моделирования осуществлён выбор возможных схем организации аэродинамической структуры в топочной камере, с использованием принципов низкоэмиссионного вихревого сжигания: с классическим (вдоль фронтового ската холодной воронки), так называемыми, пропеллерным (двумя потоками - вдоль фронтового и тыльного скатов холодной воронки) и фонтанным (вертикально вверх) направлением нижнего дутья, применительно к традиционной топке с тангенциальным расположением горелок.
Инструментом исследования послужил пакет прикладных программ FIRE 3D, одна из отечественных разработок, предназначенных для численного моделирования топочных процессов. Адекватность применения данного пакета подтверждена результатами выполненных тестовых расчётов и сравнительного анализа с экспериментальными данными, а также результатами исследований, выполненных другими авторами (A.B. Старченко, С. В. Красильников, A.B. Гиль и др.).
Результаты численного моделирования топочных процессов получены не только для различных режимов несения нагрузки котлом, но и направлены на выяснение специфики развития внутритопочных процессов в отдельных областях топочной камеры. Такой подход позволил получить достаточное количество двумерных экспозиций параметров топочной среды, по которым выполнена обоснованная оценка применения сочетания базовой аэродинамической схемы (с вертикальным тангенциально закрученным факелом) и вариантов осуществления нижнего воздушного дутья.
Совокупные результаты численного моделирования расширили имеющиеся данные о течении топочных процессов при применении вариантов комбинированных аэродинамических схем, основанных на принципах низкоэмиссионых вихревых технологий сжигания, и использованы для анализа влияния режимных условий работы котла на реализацию рассматриваемых схем. Установлено, что при изменении нагрузки и отключении части горелочных устройств из-за высоких скоростей потока воздуха нижнего дутья наблюдается смещение основных потоков в область наименьшего сопротивления. При увеличении расхода воздуха, подаваемого через основные горелочные устройства, горизонтальные вихри в области холодной воронки прижимаются к скату тыльного экрана и (или) фронтового экранов, что может приводить к выгоранию топливно-воздушной смеси в непосредственной близости от них и негативно отражаться на надежности работы экранных поверхностей вследствие абразивного износа. При любом изменении соотношения расходов не только между основными горелочными устройствами, но и в целом между ними и устройством нижнего дутья, происходят существенные изменения не только в аэродинамике топочного объема, но и в перераспределении температурных потоков как по высоте, так и по сечению топочной камеры, что отражается на полноте выгорания топлива.
Анализ результатов исследований относительно применимости каждой из рассматриваемых аэродинамических схем свидетельствует, что самостоятельное использование можно рассматривать лишь для двух схем -с классическим и пропеллерным направлением нижнего дутья. Вариант с фонтанным направлением нижнего дутья показал свою состоятельность только при режиме работы котла с задействованием четырёх горелочных блоков.
Для достижения наиболее благоприятных условий надёжной и экономичной работы котла в условиях нестабильности качества поставляемого угля при работе на четырёх горелочных блоках выгодно использовать вариант НВФ или НВП, на трех - НВП, а на двух - НВК с включением горелочных блоков, прилежащих к фронту котла. Подобное совмещение комбинированных схем обеспечит возможность эксплуатации объекта исследования в трёх режимах: сжигание молотого топлива с использованием существующих пылесистем по традиционной тангенциальной схеме; одновременное сжигание молотого и топлива угрубленного помола; сжигание топлива угрубленного помола. При этом переход с одного режима на другой принципиально возможно осуществлять без останова котла и сложных переключений в случае нахождения удачного конструктивного решения для вариабельного устройства нижнего дутья.
По работе сформулированы нижеследующие основные выводы:
1. Работа тангенциальной топки с задействованием трёх горелочных блоков характеризуется увеличением вялопроточных зон, что способствует возникновению и развитию шлакования экранных труб, вблизи бокового, прилегающего к незагруженной горелке, и фронтового экранов под горелочным поясом, в районе устья холодной воронки на высоте от 3 до 6 м (-20 м2 экранов), а также в полосе, поднимающейся по периметру топки на высоте от 15 до 23 м (~30 м2 экранов).
2. Однонаправленное нижнее дутьё вдоль фронтового ската холодной воронки при работе котла на трёх или четырёх горелочных блоках создаёт стабильную аэродинамическую структуру потоков в топке, растягивает зону активного горения и обеспечивает умеренные температуры на выходе из топки. Режим работы котла на двух пылесистемах по такой аэродинамической схеме возможен лишь с задействованием двух прилежащих к фронту котла горелочных блоков.
3. Направление нижнего дутья вдоль фронтового и тыльного скатов холодной воронки, разделённого пополам, характеризуется наиболее активной аэродинамической структурой для всех рассматриваемых сочетаний задействованных горелочных блоков, создаёт условия для возврата выпадающих частиц в зону горения, и вследствие этого для снижения недожога топлива.
4. Фонтанное направление нижнего дутья является действенным только при работе всех четырех горелочных блоков, обеспечивая условия для снижения провала топлива и образования отложений на экранных трубах в районе холодной воронки, растягивание зоны активного горения и равномерное заполнение топочного пространства дымовыми газами.
5. Для реализации принципов комбинированной аэродинамической схемы при тангенциальной компоновке основных горелок и нижнем вторичном дутье предпочтительно использовать возможность перехода к различным вариантам направленности нижнего дутья, что позволит минимизировать негативные факторы и обеспечит возможность эксплуатации котла в разных режимах, удовлетворяющих условию универсальности по топливу, но требует разработки конструкции вариабельного устройства нижнего дутья, которое позволит осуществлять переход с одной аэродинамической схемы на другую без останова котла.
Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Бетхер, Татьяна Михайловна, 2012 год
1. Нечаев В.В. О ресурсе энергетических объектов // Электрические станции. 2002. - № 6. - С. 10-17.
2. Колмогоров В.В. Модернизация и инновации в энергетике // Международный клуб директоров : сетевой журн. 2010. URL: http://director-club.org/storage/meetings/material-17.ppt (дата обращения: 25.10.2010).
3. Минэнерго России: модернизация одна из ключевых задач отрасли // Энергетика и промышленность России : сетевой журн. 2010. URL: http://www.eprussia.ru/news/base/2010/51597.htm (дата обращения: 19.05.2010).
4. Энергетическая политика России. Обзор 2002 // Международное энергетическое агентство. 2002. URL: http://www.iea.org/media/ translations/russian/russiarus2002.pdf (дата обращения 18.10.2010).
5. Россия в энергетической сфере // Инновационное бюро эксперт : сетевой журн. 2006. URL: http://www.inno-expert.ru/consulting/ energy (дата обращения: 25.10.2010).
6. Говсиевич Е.Р., Алешинский P.E. О использовании непроектных углей на тепловых электростанциях // Энергетик. 1997. - № 7. - С. 11-12.
7. Гаврилов А.Ф., Гаврилов Е.И. Экологические аспекты замещения экибастузского угля кузнецкими углями на ТЭС России // Теплоэнергетика. 2004. - № 12. - С. 23-28.
8. Орлов Ю.Н. Энергетика России и перспективы ее развития ТЭК в XXI веке // Исследовано в России : сетевой журн. 2002. URL: http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2002/011 .pdf (дата обращения: 25.10.2010).
9. Митор В.В., Голованов H.B., Чавчанидзе Е.К., ШатильА.А. Перспективы развития конструкций топочных устройств для сжигания низкосортных твердых топлив // Труды ЦКТИ. 1981. - Вып. 191. -С. 119-134.
10. А. с. 595587 СССР, МКИ Ж 24 Ж 7/ 04 А 01 Р 25/22 // В 65 С1/00. Топочная камера / Б.Н. Барбышев, В.Ф. Скляров, A.M. Соловьев и др. (СССР). опубл. 1978, Бюл. № 8.
11. Рундыгин Ю.А., Скудицкий В.Е., Григорьев К.А. и др. Модернизация котлов на основе низкотемпературной вихревой технологии сжигания твердых топлив // Энергетика: экономика, технологии, экология. 2000. - № 4. - С. 19-22.
12. Патент РФ 2123636 F23C5/08. Способ работы топки, работающей на пылевидном твёрдом топливе. / М.Дж. Рини, Т.Д. Эллвелл, Д.П. Таульи др.-№ 95107689/06; заявл. 17.03.1994; опубл. 20.12.1998.
13. Хзмалян Д.М. Теория горения и топочные устройства : учебное пособие. М.: Энергия, 1976. - 488 с.
14. Ковалев А.Л., Ипполитов A.C. Исследование двухкамерной циклонной топки с пересекающимися струями // Энергомашиностроение. 1960. - № 11. - С. 16-20.
15. Котлер В.Р. Специальные топки энергетических котлов. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 104 с.
16. Ипполитов A.C., Сафронов С.П., Двойнишников В.А. и др. Разработка и исследование высокофорсированного топочного устройства с пересекающимися струями / В кн.: Горение твердого топлива. Новосибирск: Наука, 1969.-Ч. 1.-С. 10-18.
17. Ипполитов A.C., Белосельский Б.С., Быстрицкий Г.Ф. Исследование сжигания твёрдого топлива в условиях пересекающихся струй // Теплоэнергетика. 1965, - № 8 - С. 10.
18. Изюмов М.А., Куприянов В.И., Росляков П.В. и др. Сжигание различных видов топлив в топочном устройстве с пересекающимися струями // Тр. МЭИ. 1977. - Вып. 330. - С. 74-82.
19. Миронов С. JL, Котлер В.Р. Сжигание канско-ачинских углей при повышенной форсировке топочного объема // Теплоэнергетика. 1966. -№ 10.-С. 15-23.
20. Кацнельсон Б.Д. Исследование горения угольной пыли в вихревой топке ЦКТИ в стендовых условиях / В кн.: Горение твердого топлива. Новосибирск: Наука, 1969. -Ч. 2. - С. 11-17.
21. Голованов Н.В., Ицковский М.А., Гамер Г.М. и др. Парогенератор с цельносварными газоплотными панелями под наддувом // Энергомашиностроение. 1971. - № 5. - С. 6-9.
22. Гамер Г.М., Голованов Н.В., Ицковский М.А. Сжигание высокосернистого мазута и газа в вихревой топке ЦКТИ малогабаритного парогенератора под наддувом // Энергомашиностроение. 1971. - № 9. - С. 45^4-8.
23. Голованов Н.В., Ицковский М.А., Попов A.A. и др. Сжигание назаровского бурого угля в малогабаритном парогенераторе с вихревой топкой ЦКТИ под наддувом // Энергомашиностроение. 1974. - № 6. -С. 6-9.
24. Компания «НТВ ЭНЕРГО» : реализованные проекты. 2009. URL: http://www.ntv-energo.spb.ru (дата обращения: 25.10.2010).
25. Котлер В.Р. Специальные топки энергетических котлов. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 104 с.
26. Патент РФ 2067724 F23C5/24. Низкоэмиссионная вихревая топка. / Ф.З. Финкер, Д.Б. Ахмедов, И.Б. Кубышкин и др. -№ 94045164/06; заявл. 29.12.1994; опубл. 10.10.1986.
27. Патент РФ 2154234 F23C5/24. Топка. / Ф.З. Финкер, И.Б. Кубышкин, Ю.П. Бахтинов. № 99109062/06; заявл. 23.04.1999; опубл. 10.08.2000.
28. Патент РФ 2044218 F23C5/24. Способ сжигания топлива и вихревая топка. / Ю.А. Рудыгин, Г.В. Альфимов, К.А. Григорьев и др. -№ 94002729/06; заявл. 25.01.1994; опубл. 20.09.1995.
29. Патент РФ 2199056 F23C5/32. Вихревая топка. / В.И. Сухинин, О.В. Распутин, И.В. Обухов и др. № 2001113351/06; заявл. 14.05.2001; опубл. 20.02.2003.
30. Амирханов P.M. Оптимизация сжигания углеводородного топлива с обеспечением требований экологической безопасности электростанций ОАО «Башкирэнерго» / В кн.: Устойчивое развитие: природа, общество, человек». Уфа, 2006. - С. 36^40.
31. Лебедев Б.В. Совершенствование аэродинамики топочного процесса при сжигании дроблении ирша-бородинского угля (на примере котла БКЗ-420-140-9 Усть-илимской ТЭЦ): автореф. дис. . кандидата технических наук. Томск, 1990. - 16 с.
32. Тепфер Е.С. Совершенствование топочного процесса пылеугольных котельных агрегатов П-67 на основе численного моделирования: автореф. дис. . кандидата технических наук. -Красноярск, 2010. 20 с.
33. Блинов Е.А. Топливо и теория горения. Раздел подготовка и сжигание топлива : учеб. пособие. - СПб.: Изд-во СЗТУ, 2007. - 119 с.
34. А. с. 992906 СССР. Топочная камера. / A.A. Шатиль, H.A. Левнер, В.Я. Ицкович (СССР). -1983, Бюл. № 4. 10 е.: ил.
35. Гурылев О.Ю. Повышение эффективности работы пылеугольных котлов мощных энергоблоков при переходе на сжигание березовского угля на примере котлов П-59 Рязанской ГРЭС Санкт-Петербург, 2004. - 166 с.
36. A.c. 1084531 СССР. МКИ В 25 J10/85. Топочная камера. / A.A. Шатиль, Е.К. Чавчанидзе, JI.M. Христич и др. опубл. 1984, Бюл. № 13.-12 е.: ил.
37. Барбышев Б.Н., Шатиль A.A. Исследование аэродинамики топки с инвертным факелом. // Энергетика и электрификация, 1983. - № 2. -С. 43^8.
38. Шатиль A.A., Майструк В.П., Суровое А.Е. и др. Исследование инвертного способа сжигания каменных углей марок Д, Г и их промпродукта на котле ТП-230-3. // Электрические станции. 1986. -№ 1.-С. 25-28.
39. Серант Ф.А., Шестаков СМ., Померанцев В.В. и др. Сжигание немолотых азейских бурых углей в низкотемпературной вихревой топке по схеме ЛПИ-ИТЭЦ-10. // Теплоэнергетика. 1983. -№ 7. - С. 36^11.
40. Орлов Ю.Н. Энергетика России и перспективы ее развития ТЭК в XXI веке // Исследовано в России : сетевой журн. 2002. URL: http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2002/011 .pdf (дата обращения: 25.10.2010).
41. Рундыгин Ю.А., Скудицкий В.Е., Григорьев К.А. Опытприменения НТВ технологии сжигания твердых топлив и предложенияпо ее использованию на электростанциях АО «Свердловэнерго» // Сб.докл. : Повышение надежности топливообеспечения ТЭС АО138
42. Свердловэнерго» в условиях ограничения использования природного газа и мазута. Перспективы внедрения новых технологий сжигания твердого топлива, варианты реконструкции и модернизации ТЭС. -Екатеринбург: АО «Свердловэнерго», 2000. С. 94-101.
43. Штым А.Н., Штым К.А., Воротников Е.Г. и др. Исследование и освоение вихревой технологии сжигания топлива // Вестник Дальневосточного гос. техн. ун-та. 2010. - № 2. - С. 43-59.
44. Маршак Ю. Л., Козлов С.Г., Дик Э.П. и др. Шлакование топочной камеры при сжигании березовского угля // Теплоэнергетика. 1980. -№ 1. - С. 16-22.
45. Письмо ОАО «Сибэнергомаш» : № 02-1.403/ 345ф от 19.05.2011 г.
46. Котлы большой мощности: каталог-справочник. М. НИИ информтяжмаш, 1970. - 142 с.
47. Гроо A.A., Байков Д.В., Дектерев A.A. Расчетное исследование вариантов реконструкции котла ТП-92 Яйвинской ГРЭС // Горение твердого топлива : Сб. докладов VI Всероссийской конф. -Новосибирск: Изд. ИТ СО РАН, 2006.-Ч. 1.-С. 147-155.
48. Коняшкин В.Ф. Моделирование физических процессов вкольцевой топке с помощью программы FLUENT. // Горение твердого139топлива : Сб. докладов VI Всероссийской конф. Новосибирск: Изд. ИТ СО РАН, 2006. - Ч. 1. - С. 170-177.
49. Аношин Р.Г., Гиль A.B., Григорьев К.А. и др. Математическое моделирование топочных процессов при сжигании грубоизмельченного топлива. // Горение и плазмохимия. 2006. - Т. 4. - № 4. - С. 255-259.
50. Камалова Г.А., Мессерле В.Е., Найманова А.Ж. и др.140
51. Закономерности процессов горения в топочных устройствах. // Горение твердого топлива : Сб. докладов VI Всероссийской конф. -Новосибирск: Изд. ИТ СО РАН, 2006. Ч. 1. - С. 164-169.
52. Рубашкин А.С., Рубашкин В.А. Моделирование процессов в топке парового котла // Теплоэнергетика. 2003. - № 10. - С. 14-18.
53. Самарский А.А., Михайлов А.П. Математическое моделирование. изд. 2-е, испр. - М.: Физматлит, 2001. - 320 с.
54. Launder В.Е., Spalding D.B. The numerical computation of turbulent flows. // Computational Methods in Applied Mechanics and Engineering. -1974. Vol. 3, №. 2. - P. 269 - 289.
55. Kafui K.D., Thornton C., Adams M.J. Discrete particle-continuum fluid modelling of gas-solid fluidised beds. // Chemical Engineering Science. 2002. - № 57. - P. 2395-2410.
56. Belosevic S., Sijercic M., Oka S., Tucakovic D. Three-dimensional modeling of utility boiler pulverized coal tangentially fired furnace. // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2006. - № 49. - P. 33713378.
57. Zhou L.X., Li L., Li R.X., Zhang J. Simulation of 3-D gas-particle flows and coal combustion in a tangentially fired furnace using a two-fluidtrajectory model. // Powder Technology. 2002. - № 125. - P. 226-233.141
58. Бубенчиков А. М., Старченко А.В. Численные модели динамики и горения аэродисперсных смесей в каналах. Томск: Издательство ТГУ, 1998.-236 с.
59. Fan J., Qian L., Ma Y., Sun P., Cen K. Computational modeling of pulverized coal combustion processes in tangentially fired furnaces. // Chem. Eng. J. 2001. - № 81. - P. 261-269.
60. Пасконов B.M., Полежаев В.И., Чудов JI.A. Численное моделирование процессов тепло- и массообмен. М.: Наука, 1984. -288 с.
61. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 152 с.
62. Маршак Ю.Л., Гончаров А.И., Процайло М.Я. и др. Опытное сжигание березовского угля повышенной зольности. // Теплоэнергетика. 1978. - № 8. - С. 9-14.
63. Заворин А.С., Теплухин Е.П., Киселев Н.Б. Распределение минеральных компонентов бурого угля Березовского месторождения в пылеугольном тангенциально закрученном факеле // Известия вузов СССР Энергетика. - 1986.-№3.-С. 89-92.
64. Заворин A.C., Бетхер Т.М., Лебедев Б.В. Анализ топочной среды котла БКЗ-210-140 на основе численного моделирования // Известия Томского политехнического университета. 2011. - Т. 319. - №4 -С. 50-55.
65. Обухов И.В. Исследование низкотемпературной вихревой топки котла малой мощности при сжигании дальневосточных и канско-ачинских бурых углей: автореф. дис.канд.техн. наук. Владивосток, 1999.22 с.
66. Шатиль A.A. Топочные процессы и устройства. СПб.: АООТ «Науч.-произв. об-ние по исслед. и проектированию энергет. Оборудования», 1997. - 184 с.
67. РТМ 108.030.127-78. Позонный расчёт горения и теплообмена в топках котлоагрегатов с использованием ЭВМ. Л.: ЦКТИ, 1978.
68. Основы практической теории горения / Под ред. В.В. Померанцева. 2-е изд.-Л. : Энергоатомиздат, 1986.-312 с.
69. Гиль A.B. Моделирование топочной среды при переводе пылеугольных котлов с твердым шлакоудалением на непроектное топливо : автореф. дис. . кандидата технических наук Томск: Б.и., 2008.-22 с.
70. Мамаев А.К., Бетхер Т.М. Сравнительный анализ существующихпрограммных продуктов для моделирования топочных процессов //
71. Современные техника и технологии: Труды XVII Международной143научно-практ. конф. студентов и молодых ученых. Томск: Изд-во ТПУ, 2011. - Т 3. - С. 221-222.
72. Энергетическая политика России. Обзор 2002 // Международное энергетическое агентство. 2002. URL: http://www.iea.org/media/ translations/russian/russiarus2002.pdf (дата обращения 18.10.2010).
73. ANSYS Advantage. Русская редакция // Инженерно-технический журн. 2008. URL: http://www.ansyssolutions.ru/index.php?id=38 (дата обращения 25.11.2011 ).
74. Идельчик И.Е. Аэрогидродинамика технологических аппаратов. -М.: Машиностроение, 1983. 600 с.
75. Старченко A.B., Заворин A.C., Красильников C.B. Применение пакета FIRE 3D к анализу процессов шлакования // Известия Томского политехнического университета. 2002. - Т. 305. - № 2. - С. 152-157.
76. Бубенчиков A.M., Старченко A.B. Численные модели динамики и горения аэродисперсных смесей в каналах. Томск: Изд-во ТГУ, 1998. -236 с.
77. Кроу Ш.С. Численное исследование газокапельных потоков с помощью модели «капля-внутренний источник» // Теоретические основы инженерных расчетов. 1977. - Т. 99. - № 2. - С. 150-159.
78. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и144динамики жидкости. M.: Энергоатомиздат, 1984. - 152 с.
79. Красильников C.B. Численное исследование пространственных двухфазных течений и горения в пылеугольной топки с учетом шлакования. Томск, 2003. - 155 с.
80. Маршак Ю.Л., Козлов С.Г. Исследование пристенной области топочных камер // Влияние минеральной части энергетических топлив на условия работы парогенераторов : Тезисы докл. III Всероссийской конф. Таллин, 1980.-T. 1А.-С. 116-124.
81. Заворин A.C., Теплухин Е.П., Киселев Н.Б. Распределение минеральных компонентов бурого угля Березовского месторождения в пылеугольном тангенциально закрученном факеле // Известия вузов. Энергетика. 1986. - № 3. - С. 89-92.
82. Тепловой расчет котлов (Нормативный метод). СПб.: Изд-во НПО ЦКТИ, 1998.-256 с.
83. Гиль A.B. Моделирование топочной среды при переводе пылеугольных котлов с твердым шлакоудалением на непроектные топлива. Томск, 2008. - 171 с.
84. Маршак Ю.Л., Верзаков В.Н. Исследование горения березовскогоугля в тангенциальной топочной камере с газовой сушкой топлива. // Теплоэнергетика. 1982. - № 8. - С. 4-9.
85. Заворин A.C., Лебедев Б.В. Бетхер Т.М. Численное исследование аэродинамики топочной среды пылеугольного котла при модернизации по варианту низкоэмиссионной вихревой технологии // Промышленная энергетика. 2012. - № 4. - С. 7-10.
86. Наименование параметра котла размерность значение1 2 3
87. Производительность котла т/ч 210
88. Давление перегретого пара МПа 14
89. Температура перегретого пара °С 570
90. Температура питательной воды °С 230
91. Температура воздуха на входе °С 301. Процент продувки % 2
92. Потери тепла от мех. недожога, ц4 (нормы, таблица XVIII) % 1,0
93. Потери тепла от хим. недожога, цЗ % 0
94. Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки 1,21
95. Присосы воздуха в топку 0,157
96. Присосы воздуха в пароперегреватель 0,03
97. Присосы воздуха в 1-ой ступени экономайзера 0,02
98. Присосы воздуха во 2-ой ступени воздухоподогревателя 0,03
99. Присосы воздуха в 1 -ой ступени воздухоподогревателя 0,02
100. Присосы воздуха во 2-ой ступени экономайзера 0,021. Марка топлива Бурый1. Состав топлива:1. Влажность топлива % 36,01. Зольность топлива % 25,01. Содержание серы % 0,3
101. Содержание углерода % 25,91. Содержание водорода % 2,11. Содержание азота % 0,5
102. Содержание кислорода % 10,2
103. Теплота сгорания МДж/кг 10,351. Содержание карбонатов % 01. Выход летучих % 56
104. Температура начала деформации золы °С 1170
105. Температура начала размягчения золы °с 1420
106. Температура начала плавления золы °с 1500
107. Расчетная влажность % 40,4
108. Расчетная зольность % 17,41. Температура топлива °с 20
109. Присосы воздуха в пылесистеме 0,33
110. Наименование параметра котла размерность значение1 2 3
111. Теоретические объемы мЗ/кгвоздуха 2,74трехатомных газов 0,53азота 2,17водяных паров 0,80
112. Располагаемое тепло ккал/кг (кДж) 2678 (11217,07)
113. Использованное тепло ккал/кг (кДж) 2333 (9772,0)1. Потери тепла %с уходящими газами 11,21от химической неполноты сгорания 0,00от механической неполноты сгорания 1,0от наружного охлаждения агрегата 0,63с физическим теплом шлаков 0,04
114. Коэффициент полезного действия % 87,12
115. Расход топлива т/ч (кг/с) 48,99 (13,61)
116. Рис. 11.1 Скорость газовой среды (м/с) в продольном сечении: а) т. = 0,9 м; б)г = 2,4 м; в)г = 3,74 мв)1 3 I 41. Ьсшпй ¡Он:*1.< 16.5 ! 1615 Ип 12 Ию1 7 60 12 3 4 5 6 76.50 1 2 3 4 5 6 'а) б)
117. Рис II. Скорость газовой среды (м/с) в поперечном сечении а) х = 1,1 м; б) х = 2,45 м; в) х = 3,7 м1. N50 14001450 14001450 1400
118. Рис 11.4 4 Температура (К) газовой среды в продольном сечении: а) г = 0,9 м; б)г = 2,4 м; в)г = 3,74 мт. к1450 14001. Т. К Ул ■ -1450 151.1400 24 1 ООО1.21- 1200 -ч19 1800 ,7 1«0 15 1413 12К
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.