Organization of Low-Temperature Poor Combustion of Recycled Gas
Закрыть
Conţinutul numărului revistei
Articolul precedent
Articolul urmator
441 3
Ultima descărcare din IBN:
2020-11-11 23:00
Căutarea după subiecte
similare conform CZU
665.612.2 (3)
Масла. Жиры. Воски. Клеящие вещества. Смолы. Камеди (111)
SM ISO690:2012
БАЧЕВ, Николай, ШИЛОВА, Алена, МАТЮНИН, Олег, БУЛЬБОВИЧ, Роман. Организация низкотемпературного бедного горения утилизируемого газа. In: Problemele Energeticii Regionale, 2020, nr. 3(47), pp. 56-68. ISSN 1857-0070. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.4018968
EXPORT metadate:
Google Scholar
Crossref
CERIF

DataCite
Dublin Core
Problemele Energeticii Regionale
Numărul 3(47) / 2020 / ISSN 1857-0070

Organization of Low-Temperature Poor Combustion of Recycled Gas

Organizarea combustiei slabe la temperaturi scăzute a gazelor utilizate

Организация низкотемпературного бедного горения утилизируемого газа

DOI:https://doi.org/10.5281/zenodo.4018968
CZU: 665.612.2

Pag. 56-68

Бачев Николай, Шилова Алена, Матюнин Олег, Бульбович Роман
 
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
 
 
Disponibil în IBN: 20 septembrie 2020


Rezumat

When developing a combustion chamber as a part of recycling micro-gas turbine plants, it is usually performed as a two-zone one. The purpose of this work is to substantiate the possibility of or-ganizing low-temperature stable combustion of a lean mixture in a single-zone combustion chamber as a part of recycling gas turbine power plants. To achieve this goal, the issues of expanding the lower combustion limit due to external heating of the ballasted fuel gas before it is fed into the combustion chamber are considered for the first time. The regime and weight and size characteristics of the fuel gas recuperators included in the installation are also considered. Calculations of the operating parame-ters of the installation showed that with an increase in the supply temperature of the utilized gas to 600...800 K, stable combustion can be ensured at the lower limit at temperatures of 900...1200 K. The characteristics of tubular and plate recuperators along the fuel gas line were analyzed using the availa-ble statistical characteristics. It is shown that in recycling power plants with capacity of up to 200 kW, it is advisable to use plate finned recuperators with thermal power of up to 10 kW and a heat exchange surface of up to 1.7 m2. The studies carried out enables us to formulate the conclusion that organiza-tion of low-temperature stable combustion with external heating of fuel gas makes it possible to de-velop single-zone uncooled combustion chambers as a part of gas turbine power plants.

La elaborarea camerei de ardere în componența unităților de turbină cu microgaz utilizatoare, care de obicei este realizată două rate. În zona de ardere, combustia stabilă a gazului combustibil este asigurată cu rapoarte de aer în exces de aproximativ 1,2 până la 1,7, iar în zona de diluare prin furnizarea de aer secundar, temperatura produselor de ardere scade la valori de 900 ... 1200 K în funcție de operabilitatea palelor turbinei. Scopul acestei lucrări constă în demonstrea posibilității de a organiza o ardere stabilă la temperatură scăzută a unui amestec cu concentrație scășută într-o cameră de ardere cu o singură zonă ca parte a centralelor electrice cu turbină de gaz utilizatoare. Pentru a atinge acest obiectiv, pentru prima dată, sunt luate în considerare aspectele legate de extinderea limitei inferioare de ardere datorită încălzirii externe a gazului combustibil cu balast înainte ca acesta să fie injectat în camera de ardere. Calculele parametrilor de funcționare ai instalației au demonstrat că, odată cu creșterea temperaturii gazului de alimentare până la 600 ... 800 K, este posibil să se asigure o ardere stabilă. Studiile efectuate permit formularea concluziei, că organizarea unei combustii stabile la temperatură scăzută cu încălzirea externă a gazului combustibil face posibilă dezvoltarea camerelor de ardere neîncălzite într-o singură zonă ca parte a centralelor electrice cu turbină cu gaz, ceea ce simplifică foarte mult proiectarea, tehnologia de fabricație, funcționarea și costul acestora. S-a constatat, că organizarea unei combustii slabe la temperaturi scăzute este o metodă competitivă pentru reducerea emisiilor de oxizi de azot.

При разработке камеры сгорания в составе утилизационных микрогазотурбинных установок ее, как правило, выполняют двухзонной. В зоне горения обеспечивается устойчивое сжигание топливного газа при коэффициентах избытка воздуха примерно от 1,2 до 1,7, а в зоне разбавления подводом вторичного воздуха температура продуктов сгорания понижается до значений 900…1200 К по работоспособности лопаток турбин. Целью данной работы является обоснование возможности организации низкотемпературного устойчивого горения обедненной смеси в однозонной камере сгорания в составе утилизационных газотурбинных энергоустановок. Для выполнения поставленной цели впервые рассмотрены вопросы расширения нижнего предела горения за счет внешнего подогрева забалластированного топливного газа перед его подачей в камеру сгорания. Рассмотрены также режимные и массогабаритные характеристики рекуператоров топливного газа в составе установки. Расчеты режимных параметров установки показали, что при увеличении температуры подачи утилизируемого газа до 600…800 К можно обеспечить устойчивое горение на нижнем пределе при температурах 900…1200 К.Анализ характеристик трубчатых и пластинчатых рекуператоров по линии топливного газа проводился с использованием имеющихся статистических характеристик. Показано, что в утилизационных энергоустановках мощностью до 200 кВт целесообразно использовать пластинчатые оребренные рекуператоры с тепловой мощностью до 10 кВт и поверхностью теплообмена до 1,7 м2. Проведенные исследования позволяют сформулировать вывод о том, что организация низкотемпературного устойчивого горения при внешнем подогреве топливного газа позволяет разрабатывать однозонные неохлаждаемые утилизационные камеры сгорания в составе газотурбинных энергоустановок, что значительно упрощает их конструкцию, технологию изготовления, эксплуатацию и стоимость. Кроме того, организация устойчивого низкотемпературного бедного горения является конкурентоспособным методом снижения эмиссии оксидов азота при утилизации нестандартных топливных газов разнородного состава.

Cuvinte-cheie
fuel gas recycling, single-zone non-cooling combustion chamber, heated fuel gas, heater, sustainable combustion at a poor limit,

utilizarea gazului combustibil, camera de ardere cu o singură zonă, răcită, încălzirea gazului combustibil, recuperator, combustie stabilă la limita slabă,

утилизация топливного газа, однозонная неохлаждаемая камера сгорания, подогрев топливного газа, рекуператор, устойчивое горение на бедном пределе