Журнал СФУ. Техника и технологии / Применение позонного метода оптимизации и упрощенной численной модели для разработки эффективных схем сжигания твердого топлива с использованием прямоточных горелочных устройств и сопел

Полный текст (.pdf)
Номер
Журнал СФУ. Техника и технологии. 2023 16 (8)
Авторы
Фоменко, М. В.; Фоменко, Н. Е.; Прохоров, В. Б.
Контактная информация
Фоменко, М. В.: ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ» Российская Федерация, Москва; Фоменко, Н. Е.: ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ» Российская Федерация, Москва; Прохоров, В. Б.: ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ» Российская Федерация, Москва
Ключевые слова
furnace; direct-flow burners; step-by-step combustion; numerical simulation; Kuznetsk lean hard coal; numerical simulation of furnace walls slagging; топка; прямоточные горелки; поэтапное сжигание; численное моделирование; кузнецкий тощий каменный уголь; численное моделирование зашлаковывания стенок печи
Аннотация

В статье рассмотрено применение двух подходов к оптимизации расположения прямоточных горелок и сопл с использованием численного моделирования. Первый способ – позонный метод, второй – с использованием упрощенной численной модели. Объектами исследования являются две топки традиционного и инвертного типа с твердым шлакоудалением для котлов на сверхкритические и ультрасверхкритические параметры пара соответственно. Для обоих случаев использовался тощий каменный кузнецкий уголь, несколько отличающийся по характеристикам в рассматриваемых случаях, который в настоящее время сжигается в основном в топках с жидким шлакоудалением. Использование позонного метода подразумевает проведение последовательной оптимизации каждой из заранее выделенных зон топочной камеры в направлении движения дымовых газов с моделированием процесса горения твердого топлива при различных компоновках горелок и сопл. Разработана безразмерная схема сжигания угольной пыли в традиционной топке с восходящим движением дымовых газов. Использование упрощенной численной модели за счет определенных настроек позволило приблизить результаты моделирования топочной аэродинамики без учета протекания химических реакций к результатам с горением, что дало возможность существенно сократить время на проведение исследований. В результате моделирования топочной аэродинамики инвертной топки был выбран оптимальный вариант расположения прямоточных горелок и сопл. В статье рассмотрены основные особенности использования каждого способа исследования, критерии оптимизации, объекты исследования, исходные схемы сжигания, конструктивные параметры схем сжигания, изменяемые в ходе оптимизации, а также основные результаты выполненных оптимизаций. Полученные с помощью двух подходов к проведению исследований схемы сжигания твердого топлива с применением прямоточных горелочных устройств и сопл обеспечивают работу рассматриваемых топочных камер с лучшими значениями показателей эффективности и экономичности, чем при традиционном сжигании аналогичного топлива в топках с жидким шлакоудалением, находящимся на допустимом для Российской Федерации уровне

Страницы
1002–1014
EDN
CBAIQY
Статья в архиве электронных ресурсов СФУ
https://elib.sfu-kras.ru/handle/2311/152330

Лицензия Creative Commons Эта работа лицензируется по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0).