Переходные процессы в кипящем и циркуляционном кипящем слое

• Автор: Павлюк, Елена Юрьевна
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 150 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

1. Анализ литературных данных и задачи исследования.

1.1. Закономерности горения твердых частиц.

1.2. Горение топлива в кипящем слое

1.2.1. Выход летучих веществ.

1.2.2. Горение коксового остатка.

1.2.3. Растрескивание углей

1.3. Сжигание пол и дисперсно го топлива.

1.4. Особенности сжигания топлива в топках котлов

с кипящим и циркуляционным кипящим слоем.

1.4.1. Традиционный кипящий слой.
1.4.2. Циркуляционный кипящий слой.
1.4.3. Переходные процессы в топках котлов с кипящим
и циркулирующим кипящим слоем
1.5. Основные выводы и постановка задачи исследования
2. Горение твердого топлива в кипящем слое
2.1. Экспериментальное исследование выгорания монодисперсных фракций твердого топлива. Динамика выхода летучих при сжигании твердых топлив в кипящем слое 35.
2.2. Экспериментальное изучение горения древесины в кипящем слое .
2.3. Моделирование процессов горения нолидисперсных топлив
в кипящем слое.
2.3.1. Модель на основе распределения РозииаРамлера.
2.3.2. Моделирование на основе кинетического уравнения
для статистической функции распределения частиц но радиусам
3. Переходные процессы в традиционном и циркуляционном
кипящем слое
3.1. Тонка кипящего слоя как объект регулирования
3.2. Переходные процессы в котле с циркуляционным кипящим слоем .
3.3. Автоматическое определение параметров модели
инерционного объекта регулирования
4. Специальные вопросы.
4.1. Растопка котлов с кипящим слоем
4.2. Сжигание лигнина.
Заключение.
Список литературы


Одним из технических способов решения целого ряда этих проблем является использование кипящего слоя. B.C. Белоусов. Г.П Ясннков, A. B. Островская, А. И. Бипланов, Е. Ю. Павлюк. Термодинамика, энергетическая эффективность и экология. Екатеринбург: Полиграфист. Данный метод получил широкое распространение в развитых странах, где в силу экономических условий правительства и компании вынуждены заниматься проблемами экологии и энергосбережения. Следует отметить, что важную роль в технологии сжигания топлив в кипящем слое играют процессы регулирования и управления. Для осуществления последнего необходима информация о нестационарных процессах работы топки (нужны конкретные переходные характеристики). В настоящей работы приведены результаты исследования горения ряда топлив в кипящем слое, моделирования горения полидисперсных топлив, переходных процессов в котле с циркуляционным кипящим слоем. Кроме того, рассмотрен важный для пуско-наладочных работ вопрос растопки котлов с кипящим слоем. Работа выполнена на кафедре промышленной теплоэнергетики УГТУ-УПИ в соответствии с координационным планом АН России по проблеме «Теплофизика и теплоэнергетика (подпрограмма 1. Исследование процессов сжигания твердого топлива в кипящем слое», утвержденная Секцией физико-технических и математических наук Президиума АН СССР от 5, постановлением №0-4-), а также в соответствии с программами ГКНТ и Минвуза «Человек и окружающая среда», «Экологически чистая ТЭЦ», и программой Минэнерго по развитию котлов с кипящим и циркуляционным кипящим слоем. Ряд результатов получен на промышленно-экспериментальном котле университета Чалмерс (Гётеборг, Швеция). Автор выражает глубокую признательность заслуженному деятелю науки и техники РФ, д. Баскакову А. П., д. Мунцу В. А. за руководство и внимание к работе, профессору Б. Лекнеру и другим сотрудникам кафедры Преобразования энергии Технологического университета Чалмерс (Гётеборг', Швеция) за помощь в проведении экспериментов на котле с ЦКС и внимание, а также выражает благодарность всем сотрудникам кафедр Промышленной теплоэнергетики и Теоретической теплотехники УГТУ-УЛИ за внимание и помощь в выполнении работы. И/г - влажность топлива в рабочем состоянии, %. Л’о. А»-, Ль ! ГЛАВА 1. Закономерности горения твердых частиц. Процесс горения твердого натурального топлива представляет собой комплекс сложных физико-химических явлений: теплообмен частиц с окружающей средой, выход и горение летучих (СЯ4, //2, СО и т. I]. При этом под коксовым остатком понимается твердый углерод с негорючим остатком (зола) и связанной влагой. Рассмотрим отдельные стадии горения. N1/ = а,. При малых Яе можно воспользоваться формулой А Сокольского и Ф. Ии = 2 + 0, /V0' Ле°-+ 0,/V0' Ксол, справедливая для сферических частиц при Я/-0"'3 Я«? Лц = 2 + 0,1бй(? Яе > 0 формулой Д. N = 0,Тлё. О - количество тепла, поглощенное частицей к моменту времени т. При чисто радиационном нагреве время прогрева оказывается пропорциональным первой степени размера частиц [4]. С некоторого момента из частицы начинают интенсивно выделяться летучие вещества, насыщающие пограничный слой. При выходе летучих, особенно из битуминозных углей, размер частицы иногда существенно увеличивается [3,4]. Значение коэффициента вспучивания ц/ = 5/б0 колеблется от 1, до 3. Коэффициент вспучивания увеличивается с ростом температуры среды и времени пребывания частиц в топочной камере. Вспучившаяся масса в условиях, близким к реальным, испаряется, что ведет к приближению размера частиц к исходному значению. Лвл1, кпх2, п, т9 с. Для времени горения летучих теми же авторами в тех же пределах предлагаются аналогичные эмпирические формулы. Кинетике горения топливных частиц посвящено значительное число работ [1, 4-8], в том числе и многочисленная библиография, приведенная в этих работах. Отмечается, что частицу всегда с хорошим приближением можно считать сферической, так как при больших температурах факела острые углы оплавляются. Время горения частицы т от начального размера до текущего размера 8 находится из (1.