Конференции ИВТ СО РАН

VIII Всероссийская конференция молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям

27 - 29 ноября 2007 года, Новосибирск

Тезисы докладов

Математическое моделироваие

Применение пакета прикладных программ FIRE 3D при реконструкции котельных агрегатов

Гиль А.В., Красильников С.В., Старченко А.В.

Томский политехнический университет (Томск)

В данной работе для решения задачи применяется пакет прикладных программ FIRE 3D, разработанный в Томском политехническом университете на кафедре парогенераторостроения и парогенераторных установок (ПГС и ПГУ) теплоэнергетического факультета. Пакет прикладных программ FIRE 3D наиболее эффективно может быть использован для вариантного решения задач по реконструкции котельного агрегата, а также при проработке новых конструктивных решений. FIRE 3D предназначен для расчета пространственной аэродинамики с учетом переноса тепла конвекцией и излучением при горении полидисперсного пылеугольного топлива в камерах сгорания. Для замыкания уравнений Рейнольдса используется двухпараметрическая «k-e» модель турбулентности, учитывающая наличие дисперсных частиц в турбулизованном потоке. Для описания движения и теплообмена топливно-золовых частиц в камере сгорания применяется лагранжев PSICELL-подход, позволяющий детально моделировать процессы выхода летучих и догорания коксового остатка, а также полидисперсность твердой фазы.

В последнее время из-за негативных факторов сжигания экибастузского угля на Омских ТЭЦ-4 и ТЭЦ-5, возник вопрос по его замещению другими углями, а в частности Кузнецкого и Канско-Ачинского бассейнов. Но так как экибастузский уголь имеет иные теплотехнические свойства по отношению ко всем отечественным углям, необходима реконструкция котельных агрегатов.

Одним из передовых способов оценки эффективности реконструкции технологических устройств и агрегатов является математическое моделирование и вычислительный эксперемент.

Численный эксперимент проводился для котла типа Е-420-140, который предназначен для сжигания каменных углей в пылевидном состоянии.

На основе проведения вариантного анализа было показано, что схема пылесжигания с одноярусным расположением прямоточных горелок в прежних амбразурах взамен вихревых и при двухвихревой компоновке нецелесообразна для сжигания кузнецкого каменного угля марки Д, т.к. не обеспечиваются условия для надежной работы поверхностей нагрева котла и минимизации токсичных выбросов. Данная схема совместима со свойствами бурого ирша-бородинского угля и создает сравнительно с другими рассмотренными вариантами благоприятные условия: по температурному уровню в зоне активного горения, что сокращает генерацию оксидов азота; по равномерности тепловой нагрузки на испарительные поверхности нагрева, что снижает вероятность теплогидравлической разверки в элементах естественной циркуляции; по температуре дымовых газов на выходе из топки, что уменьшает интенсивность образования золошлаковых отложений на конвективных поверхностях нагрева пароперегревателя; по площади прогнозируемых зон шлакования топочных экранов, что позволяет сократить количество размещаемых в топке аппаратов очистки. Кроме того, рассмотрен вариант с дополнительным ярусом воздушных сопел, введение которого позволяет снизить показатели по интенсивности образования золошлаковых отложений на радиационных, полурадиационных и конвективных поверхностях нагрева, и значительно сократить выбросы оксидов азота.

Примечание. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции

Ваши комментарии
Обратная связь

[Головная страница]
[Конференции]