Моделирование топочной среды при переводе пылеугольных котлов с твердым шлакоудалением на непроектное топливо

• Автор: Гиль, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 171 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Принятые обозначения и сокращения

Введение
Глава 1 Тенденции развития, специфика и методы исследования замещения проектных углей

1.1 Современные тенденции замещения проектных топлив

1.2 Состояние угольной промышленности России

1.3 Обзор результатов опытных исследований замещения топлив

1.4 Обзор результатов численного исследования замещения топлив

1.5 Краткий обзор современных пакетов прикладных программ

1.6 Выводы
Глава 2 Физико-математическая постановка задачи перевода котельного агрегата БКЗ-420-140 Омской ТЭЦ-4 на непроектные угли
2.1 Объект исследования
2.2 Характеристика проектного и замещающих углей
2.3 Физико-математическая постановка задачи
2.4 Выводы
Глава 3 Численное моделирование аэродинамики и горения в топках на основе пакета прикладных программ ИКЕ-ЗБ
3.1 Описание пакета прикладных программ ИКЕ-ЗО
3.2 Сравнительный анализ протекания физических процессов в топках
котельных аїрегатов с математическими моделями
3.3 Выводы
Глава 4 Численное исследование топочных процессов при сжигании пылеугольного топлива в камерной топке котла БКЗ-420-140 Омской ТЭЦ
4.1 Численное моделирование сжигания экибастузского угля
4.2 Численное моделирование сжигания кузнецкого угля
4.3 Численное моделирование сжигания ирша-бородинского угля
4.4 Обобщенный анализ полученных результатов численного исследования и описание технологии проведения предпроектного анализа конструктивных решений для топки котельного агрегата с использованием пакета прикладных программ
Заключение
Литература
Приложения

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ТЭС - теплоэлектростанция;
ТЭЦ - теплоэлектроцентраль;
ЗШО - золошлакоотвал;
ГЗУ - гидрозолоудаление;
ГРЭС - государственная районная электростанция;
ВТИ - Всероссийский теплотехнический институт;
ЦНИИЭИ - центральный научно-исследовательский институт
экономики и научно-технической информации;
ИГД - институт горного дела;
ЭНИН - энергетический институт имени Г.М. Кржижановского;
ТЭК - топливно-энергетический комплекс;
АПК - аграрно-промышленный комплекс;
КАУ - Канско-Ачинские угли;
ПДВ - предельно допустимые выбросы;
ТШУ - твердое шлакоудаление;
ЖШУ - жидкое шлакоудаление.

втором - вихревые горелки в первом ярусе и горелки ударного типа во втором.
Конкретные задачи исследований сводились к изучению влияния на протекание топочного процесса и его характеристики следующих показателей:
- тепловой доли газа и избытка воздуха при традиционном сжигании топлива;
- перераспределения топливной смеси по ярусам горелок при равномерной раздаче воздуха.
Необходимо было также оптимизировать конструктивное выполнение горелок и распределение сопел сбросного воздуха, разработать трехступенчатую схему сжигания при разной тепловой доле газа, вводимого в горелочные устройства второго яруса.
Исследования проводились с использованием программной системы FURNACE, разработанной на кафедре парогенераторостроения МЭИ. Модель топочного процесса, реализованная в системе FURNACE, представляла собой математическое описание одновременно протекающих в топочном объеме физико-химических явлений: горения смеси частиц твердого топлива и природного газа, теплообмена между топочной средой и экранами, генерирования оксидов азота. Выполнение модели базировалось на схематизации топочного процесса с учетом аэродинамической картины течения в топке и динамики выгорания топлива.
Расчет теплообмена в топочной камере основывался на подходах, используемых при нормативных методах теплового расчета топки (интегральном и позонном) [27]. Зона активного горения при этом представлялась в виде совокупности зон, число которых определялось количеством ярусов горелок. Математическое описание топочного процесса в каждой из выделенных зон топки строилось на использовании уравнений сохранения, устанавливающих взаимосвязь между тепловыделением и теплообменом, выгоранием топлива и генерацией продуктов сгорания и т.п.