Сжигание твёрдого топлива в вихревой топке со встречными закрученными потоками
Close
Conţinutul numărului revistei
Articolul precedent
Articolul urmator
760 8
Ultima descărcare din IBN:
2023-01-24 10:18
Căutarea după subiecte
similare conform CZU
621.18+662.92 (2)
Heat engines in general. Generation, distribution and use of steam. Steam engines. Boilers (28)
Explosives. Fuels (115)
SM ISO690:2012
РЕДЬКО, Андрей, РЕДЬКО, И., РЕДЬКО, Александр. Сжигание твёрдого топлива в вихревой топке со встречными закрученными потоками. In: Problemele Energeticii Regionale, 2017, nr. 3(35), pp. 33-44. ISSN 1857-0070.
EXPORT metadate:
Google Scholar
Crossref
CERIF

DataCite
Dublin Core
Problemele Energeticii Regionale
Numărul 3(35) / 2017 / ISSN 1857-0070

Сжигание твёрдого топлива в вихревой топке со встречными закрученными потоками

Combustion of Solid Fuel in a Vortex Furnace with Counter-swirling Flows

Arderea combustibilului solid într-un cuptor cu turbionare cu fluxuri contra-turbionar

CZU: 621.18+662.92

Pag. 33-44

Редько Андрей1, Редько И.2, Редько Александр1
 
1 Харьковский национальный университет строительства и архитектуры,
2 Харьковский национальный университет городского хозяйства имени А. Н. Бекетова
 
Disponibil în IBN: 27 decembrie 2017


Rezumat

Циклонно-вихревая технология сжигания твёрдого топлива позволяет уменьшить топочный объем котельного агрегата, его габариты и массу. Интенсивное перемешивание частиц топлива и воздуха в закрученном потоке обеспечивает интенсивный тепломассообмен и эффективное сжигание топлива. Использование циклонно-вихревой технологии позволяет размещать предтопки в топочном объеме котлов. Эту технологию для сжигания твёрдых топлив исследовано недостаточно. Целью работы является численное исследование процессов сжигания пылевидного торфа в цилиндрической вихревой топке со встречными закрученными потоками. Приведены результаты компьютерного моделирования процессов сжигания низкосортного твёрдого топлива – пылевидного торфа с влажностью 40%, зольностью 6% и высшей теплотой сгорания Qв.р.=12,3 МДж/кг. Определены поля распределения температуры, скорости газов и частиц в объеме и на выходе из топки. Трехмерное распределение температуры в топочном объёме указывает на высокотемпературное сжигание частиц торфа при температуре выше 1700°С с жидким шлакоудалением в нижней части топки. Определено, что при охлаждении топки не обеспечивается полное сжигание топлива. Значение скорости закрученного потока на выходе из топки (до 370 м/с) обеспечивает эффективность сепарации частиц топлива, снижая потери теплоты от механического недожога. Тепловое напряжение топочного объёма составляет 22,12 МВт/м3, а тепловое напряжение сечения топки 80,64 МВт/м2. Приведены траектории движения частиц диаметром 25 мкм и 250 мкм в объеме топки. По всей высоте топки концентрация кислорода близка к нулю, на выходе из топки концентрация кислорода равна 5…6%, поскольку кислород подается с избытком (αв=1,2). Механический недожог составляет 0,06%. Результаты численного исследования показали, что диаметр частиц торфа влияет на процесс их сгорания: кокс частиц с начальным диаметром от 25 мкм до 250 мкм выгорает на 96%. Топка обеспечивает полноту сжигания пылевидных частиц торфа 99,8 %, летучих – 100%.  

The results of computer simulation of the processes of incineration of low-grade solid fuelpulverized peat with a moisture content of 40%, an ash content of 6% are given. It has been determined the fields of distribution of temperature, velocity of gases and particles in the volume and at the outlet from the furnace. The three-dimensional temperature distribution in the combustion chamber indicates high-temperature combustion of peat particles at temperatures above 1700°C with liquid ash removal in the lower part of the furnace. It has been determined that when the furnace is cooled, it is not ensured combustion of the fuel completely. The value of the swirling flow rate at the outlet from the furnace (up to 370 m/s) ensures the efficiency of separation of fuel particles, reducing heat losses from mechanical underburning. It is determined that the concentration of oxygen is close to zero over the entire height of the furnace, at an outlet from the furnace the oxygen concentration is 5...6%, since oxygen is supplied with excess (αв=1,2). The results of a numerical study showed that the diameter of peat particles affects the process of their combustion: coke particles with an initial diameter of 25 mkm to 250 mkm burn out by 96%. With an increase in particle diameter up to 1000 mkm, the degree of burn-out of coke decreases, but at the same time their removal decreases. It is shown that the furnace ensures the completeness of combustion of peat particles of peat 99.8%, volatiles is 100%.

Tehnologia cu ciclon-vortex de ardere a combustibilului solid permite reducerea volumului de combustie al centralei, dimensiunile si masa acesteia. Amestecarea intensă a particulelor de combustibil şi a aerului într-un flux turbionar asigură transferul intensiv de masă şi căldură şi arderea eficientă a combustibilului. Utilizarea tehnologiei cu ciclon-vortex face posibilă poziţionarea preîncălzitoarelor în volumul cazanelor. Această tehnologie pentru arderea combustibililor solizi nu a fost studiată în mod adecvat. Scopul lucrării este acela de a studia cu metode numerice procesele de ardere a turbei pulverizate într-un cuptor cu turbionare cilindrică cu fluxuri contra-turbionare. Se prezintă rezultatele simulării pe calculator a proceselor de incinerare a turbării cu pulbere solidă cu conţinut scăzut de calciu, cu un conţinut de umiditate de 40%, conţinutul de cenuşă de 6% şi o valoare calorică superioară Qsp= 12,3 MJ / kg. S-au determinat câmpurile de distribuţie a temperaturii, a vitezei gazelor şi a particulelor în volum şi la ieşirea din cuptor. Distribuţia tridimensională a temperaturii în camera de combustie indică arderea la temperaturi înalte a particulelor de turbă, la temperaturi de peste 1700 ° C cu îndepărtarea cenuşii cu lichide în partea de jos a cuptorului. S-a constatat, că atunci când cuptorul este răcit, nu este asigurată arderea completă a combustibilului. Rezultatele unui studiu numeric au arătat, că diametrul particulelor de turbă afectează procesul de combustie: particulele de cocs cu un diametru iniţial de 25 μm până la 250 μm ard la nivel de 96%.

Cuvinte-cheie
водотрубный котёл, вторичный излучатель, численные исследования.,

топка, оксид азота