Численное моделирование процессов сжигания топлива для снижения вредных пылегазовых выбросов с применением Over Fire Air
DOI:
https://doi.org/10.26577/rcph-2019-1-1101Ключевые слова:
energy, combustion, nitrogen oxide, injector, combustion chamber, aerodynamicsАннотация
В настоящее время острой экологической проблемой является загрязнение атмосферного воздуха. Участие энергопредприятий в загрязнении окружающей среды продуктами сгорания топлива, твердыми отходами значительно, и это, прежде всего, электростанции, работающие на твердом топливе и являющиеся одним из основных источников загрязнения воздуха, воды и почвы.
До последнего времени при сжигании угля внимание уделялось защите окружающей среды от твердых загрязнителей, например золы, значительно сложнее обстоит дело с газовыми продуктами реакций горения, и особенно с NOх и SO2.
В атмосфере из оксидов азота встречаются, в основном NО и NО2. NО является неустойчивым компонентом, который в течение от 0,5 - 3 до 100 ч окисляется до NО2. Токсичность NО2 в 7 раз выше токсичности NО. Наибольшую опасность оксиды азота представляют как активный компонент при образовании фотохимического смога. Окислы азота признаны в настоящее время наиболее токсичными загрязнителями атмосферы, а их предельно допустимая концентрация в 6 раз меньше, чем для сернистого газа. Считается, что выбросы оксидов азота, образующихся при горении, способствуют окислению атмосферных осадков, фотохимическому загрязнению воздуха и истощению озонового слоя.
В этой связи многие исследования направлены на разработку технологий экологически чистого сжигания, обеспечивающих вредные пылегазовые выбросы на уровне требований международных стандартов.
Одним из способов снижения концентрации оксидов азота NOx является ступенчатое сжигание пылеугольной смеси, в частности технология «Over Fire Air». Суть данного метода заключается в том, что основной объем воздуха подается в пылеугольные горелки, а остальной воздух – далее по высоте факела через специальные сопла.
В статье представлены результаты исследования влияния технологии Over Fire Air на аэродинамические характеристики топочной камеры котла БКЗ-160.
Библиографические ссылки
2 A. Askarova et al., J. of High Energy Chemistry. 40, 111-118 (2006).
3 V. E. Messerle et al., High temperature. 53, 445-452 (2015).
4 A. Askarova et al., High temperature. 5, 751-757 (2015).
5 A. Bekmukhamet et al., Procedia Engineering (2012), 1250–1259.
6 A. Askarova et al., J. of Applied Fluid Mechanics. 699-709 (2016).
7 A. Ergaliyeva et al., Thermophysics and aeromechanics. 23, 125-134 (2016).
8 A. Askarova et al., Inter. Conference on Future Information Engineering (FIE2014), IERI Procedia (Beijing, 2014), p. 252-258.
9 R. Leithner et al., VDI, 19th German Conference on Flames, Germany, VDI Gesell Energietechn; Verein Deutsch Ing., Combustion And Incineration, VDI Berichte (Germany, 1999), p. 93.
10 Müller H. Fortschritt-Berichte VDI-Verlag (1992), p. 158.
11 R. Leithner, Energy Conversion Processes with CO2-Separation Not Reducing Efficiency. Handbook of Combustion, (Wiley VCH Verlag GmbH & Co, 2010), 412 p.
12 B. Epple et al., Simulation von Kraftwerken und wärmetechnischen Anlagen (Springer, 2009), 702 p. ISBN 3211296956.
13 S.V. Patankar, Numerical Heat Transfer and Fluid Flow, (Hemisphere Publishing Corporation, 1980), 106 p.
14 M.A. Leschziner, Computer Methods and Applied Mechanics an Engineering, 23, 293-312 (1980).
15 V.E. Messerle et al., Fuel, 164, 172-179 (2016).
16 E.I. Karpenko et al., 7th Inter. Fall Seminar on Propellants, Explosives and Pyrotechnics (Xian, 2007), p.672-683.
17 M.A. Buchmann et al., Gesell Energietech, Combustion and incineration – eighteenth dutch-german conference on flames, VDI Berichte (1997), p.241-244.
18 A.S. Askarova et al., IEEE Transactions on Plasma Science (2007), p.1607-1616.
19 R. Leithner et al., MATEC Web of Conferences (2016).
20 A. Askarova et al., Inter. J. of Applied Engineering Research, 11, 5511-5515 (2016).
21 A. Askarova et al., Inter. J. of Mechanics, 10, 320-325 (2016).
22 M. Gorokhovski et al., AIP Conference Proceedings (Xian, 2010), p.66-73.
23 A. Askarova et al., WSEAS Transactions on Heat and Mass Transfer, 9, 39-50 (2014).
24 S.A. Bolegenova et al., Inter. J. of Mechanics, 8, 112-122 (2014).
25 A. Nugymanova et al., Bulgarian Chemical Communications, 229-235 (2016).
26 P. Safarik et al., J. of thermal science, 24, 275-282 (2015).
