Моделирование процессов горения при вынужденной остановке горелок

Аннотация

В работе численно исследованы аэродинамика, сопряженный тепло- и массообмен и образование загрязняющих веществ в топочной камере котла БКЗ-75 при аварийном режиме, связанном с частичным отключением горелок. Рассмотрено влияние двух схем подачи топливно-воздушной смеси — прямоточной и вихревой — на процессы горения в топке. На основе расчетов проанализированы поля скоростей и температуры, а также распределение концентрации NO₂ в объеме камеры и на ее выходе. При прямоточной подаче формируется более выраженная стратификация потока, сопровождаемая слабым вертикальным турбулентным перемешиванием и появлением локальных высокотемпературных зон. Крупные вихри обуславливают эффективно-стабильное протекание процесса горения по таким параметрам как скорость и температура, при этом максимальное количество диоксида азота образуется в области горелки. При вихревой подаче средняя концентрация NO₂ на выходе из топки примерно на 8 % ниже, чем при прямоточном режиме. В целом вихревая схема обеспечивает более благоприятные экологические характеристики и более устойчивую работу котла. Выявленные закономерности могут быть использованы при дальнейшем совершенствовании геометрии горелок БКЗ-75 и схем подачи топлива и воздуха с целью повышения эффективности работы и снижения выбросов.