Исследование формирования азотистых веществ при горении угольного топлива
Ключевые слова:
аэродинамика потоков, горение топлива, кинетический механизм, моделирование, NOх, оксиды азота, тепломассопереносАннотация
Процесс горения угольного топлива сопровождается сложными физико-химическими процессами, которые следует учитывать при численном исследовании первостепенно. При этом важную роль играет качество сжигаемого угольного топлива. От ранга угля зависит и выход летучих веществ, а также выход вредных продуктов сгорания, таких как оксиды углерода, оксиды азота и серы, и т.д. Образование оксида азота в пламени углеводородов происходит главным образом с помощью трех механизмов; тепловые NO (фиксация молекулярного азота атомами кислорода при высоких температурах), топливные NO (окисление азота, содержащегося в топливе во время сгорания), и быстрые NO (атака углеводородного радикала на молекулярный азот). Из этих трех механизмов топливные NO, безусловно, являются самым значительным источником NO в практических угольных пламенах. В настоящей работе с помощью кинетических схем формирования азотистых веществ был исследован процесс горения карагандинского угля в камере сгорания котла реального энергетического объекта. На основе полученных результатов и их верификаций был предложен наиболее приемлемый механизм образования NOx для проведения численных расчетов по горению твердого топлива на любых тепловых электрических станциях, использующие высокозольный казахстанский уголь. Результаты таких исследований позволит разрабатывать технические и конструкционные предложения по оптимизации процессов горения.
Библиографические ссылки
2. P. Glarborg, A. Jensen and J. Johnsson, Progress in Energy and Combustion Science 29(2), 89-113, (2003).
3. D.W. Pershing and J.O.L. Wendt, Proc. of the Stationary Source. Combustion Symposium (Pittsburgh, June, 1976), p.389-404.
4. P.J. Smith, S.C. Hill, and L.D. Smoot, Proc. of 19th Symposium (International) on Combustion (Haifa, 8-13 August, 1982), p.1263-1270.
5. А. Askarova, V. Maximov, M. Beketayeva, P. Safarik, and et al., Journal of thermal science 24(3), 275-282, (2015).
6. R. Leithner and H. Müller, Proc. of 2nd M.I.T. Conference on Computational Fluid and Solid Mechanics (Cambridge, 17 – 20 June, 2003), p.172-187.
7. V.I. Polezhaev, А.V. Bune i dr., Matematicheskoe modelirovanie konvektivnogo teplomassoobmena na osnove uravneniy Navie-Stoksa, (Мosсow, 1987), 272 p. (in Russ.)
8. Yu. Varnaats and U. Maas, Gorenie. Fizicheskie i khimicheskie aspekti, (Мosсow, 2003), 352 p. (in Russ.)
9. А. Askarova, S. Bolegenova, M. Beketayeva, and et al., High temperature 5(5), 751-757, (2015).
10. H. Müller, CFD. Vorlesung, (TU, 1997), 8 p.
11. G. De Soete, Proc. of 15th international symposium on combustion, (Pittsburgh, August, 1975), p.1093-1102.
12. J. Mitchell and J. Tarbell, AIChE Journal 28, 302-320, (1982).
13. B.K. Aliarov and М.B. Aliarova, Szhiganie kazahstanskih uglei na TEC i na krupnih kotelnih: opyt i perspektivi (Almaty, 2011) 306 s. (in Russ.)
14. RND 34.02.303-91 Otraslevaya instruktsiya po normirovaniyu vrednykh vybrosov v atmosferu dlya teplovykh elektrostantsiy i kotel'nykh, (Astana, 2005), 36 s. (in Russ.).
