Разработка и исследование вихревой растопочной горелки для сжигания пыли повышенной реакционной способности

• Автор: Хохлов, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 05.14.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 255 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ВИХРЕВЫЕ СТРУЙНЫЕ ТЕЧЕНИЯ В ТОПОЧНОЙ ТЕХНИКЕ И ЧИСЛЕННЫЕ ПРОГРАММНЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ..
1.1 Вихревые струйные течения и их использование при факельном сжигании энергетических топлив
1.2 Подготовка к проведению численного эксперимента
1.2 Л Выбор программной системы
1.2.2 Выбор необходимых расчётных моделей
1.2.2 Методы построения расчётных сеток и контроля их качества
ГЛАВА 2. ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ РАБОТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Цель и задачи работы. Объект исследования
2.2 Методика исследований и представления их первичных результатов.
2.2.1 Метод численного моделирования и математическое описание процессов газодинамики и горения
2.2.2 Формирование геометрической расчётной области исследования и способы контроля расчётного процесса
2.2.3 Способы представления первичных результатов численного моделирования
2.3 Достоверность получаемых результатов
ГЛАВА 3. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТЫ ВИХРЕВОЙ РАСТОПОЧНОЙ ГОРЕЖИ
3.1 Постановка задачи. Методика исследования и обработки результатов
3.2 Влияние параметра крутки кольцевой струи и размеров каналов на физическую картину развития струи, истекающей из горелки
3.3 Влияние стеснённости пространства на развитие в нём струйных течений сред из каналов горелки
3.4 Исследование эффективности аксиального лопаточного аппарата кольцевого канала вихревой горелки
ГЛАВА 4. ВОСПЛАМЕНЕНИЕ ПЫЛЕВОЗДУШНОЙ СМЕСИ В ПРЯМОТОЧНОМ ПОТОКЕ ПРИ АДИАБАТНОМ ПРОТЕКАНИИ ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ
4.1 Постановка задачи и методика проведения расчётных исследований..
4.2 Зерновой состав пыли и его представление в расчётных исследованиях
4.3 Влияние характеристик пыли и начальных параметров пылевоздушной смеси на интенсивность протекания горения
ГЛАВА 5. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ФАКЕЛА ПРИ ВВОДЕ ПЫЛИ С РАЗНОЙ РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТЬЮ ЧЕРЕЗ ЦЕНТРАЛЬНЫЙ КАНАЛ РАСТОПОЧНОЙ ВИХРЕВОЙ ГОРЕЖИ
5.1 Задачи исследования. Методика обработки результатов
5.2 Влияние режимных условий на аэродинамическую картину течения в приосевой области у среза горелки
5.3 Влияние энергии активации угля и диаметров частиц монодисперсной пыли на устойчивость и ход развития процесса горения
5.4 Исследование стабилизации процесса горения в составной горелке при изменении её тепловой мощности
ГЛАВА 6. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАЗРАБОТКЕ КОНСТРУКЦИИ ДВУХКАНАЛЬНОЙ РАСТОПОЧНОЙ ПЫЛЕУГОЛЬНОЙ ГОРЕЖИ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А Протокол испытаний растопочной горелки на котле ПК-40-1 Беловской ГРЭС
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Таблица вариантов для проведения исследований по изучению аэродинамических основ работы вихревой растопочной горелки
ПРИЛОЖЕНИЕ В Структура течения для расчётных вариантов в рамках проведения исследований по изучению аэродинамических основ работы вихревой растопочной горелки
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Таблица вариантов для исследования стабилизации горения в составной растопочной горелке
ПРИЛОЖЕНИЕ Д Физическая структура течения при исследовании составной горелки
ПРИЛОЖЕНИЕ Е Особенности структуры факела при сжигании пыли повышенной реакционной способности в растопочной горелке
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж Устойчивость и эффективность горения полидисперсной пыли при разной тепловой мощности растопочной горелки

ГЛАВА 2. ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ РАБОТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Цель и задачи работы. Объект исследования
Альтернативным существующим способам растопки пылеугольных котлов с факельным сжиганием, как уже отмечалось выше, является применение растопочных горелок, работающих на специально приготовленной пыли с повышенной реакционной способностью.
В качестве конструктивного исполнения таковой в диссертации предлагается использовать наиболее простой вариант двухканальной вихревой горелки с цилиндрическим (центральным) и кольцевым каналом.
Первый из них (центральный) предназначен для ввода в топочный объём котла смеси пыли и воздуха (называемой далее первичной), поступающей прямо из устройства (например дезинтегратора), которое готовит пыль повышенной реакционной способности, либо после смесителя (в случае при необходимости добавки к среде из применяемого устройства некоторого количества воздуха).
Второй (кольцевой) канал с установленным на некотором расстоянии от среза аксиальным лопаточным закручивающим аппаратом используется для ввода вторичного воздуха.
Устойчивость горения пыли, поступающей в объём топки, при применении горелки предложенной конструкции базируется на использовании теплоты высокотемпературных продуктов горения. Это достигается путём формирования неподвижного фронта, который образуется на границе взаимодействия встречно направленных сред (первичной смеси из центрального канала и высокотемпературных продуктов сгорания зоны возвратного течения, образующейся в приосевой области). Во фронте за счет интенсивного перемешивания происходит рост температур, прогрев частиц пыли, выход и горение летучих компонент топлива, а также воспламенение