Плазменное воспламенение твердых топлив на тепловых электростанциях. Часть 1. Математическое моделирование плазменно-топливной системы
В.Е. Мессерле1,2,3, А.Б. Устименко1,3,4, А.К. Тастанбеков3
1Институт проблем горения, Алматы, Казахстан
ust@physics.kz
2Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
3Казахский национальный университет им. аль-Фараби, Алматы, Казахстан
tastanbekov91@mail.ru
4ТОО «НПТЦ «Жалын», Алматы, Казахстан
Ключевые слова: уголь, топливная смесь, плазменно-топливная система, воспламенение, численный эксперимент
Страницы: 307-322
Аннотация
Одной из перспективных технологий воспламенения является плазменная термохимическая подготовка пылеугольного топлива к сжиганию с использованием плазменно-топливных систем (ПТС). Данная технология позволяет повысить эффективность топливоиспользования и улучшить экологические показатели тепловых электростанций, а также исключить топочный мазут, традиционно используемый для растопки котлов и стабилизации горения пылеугольного факела. В представленной работе приведены результаты численных исследований воспламенения пылеугольного факела в ПТС, котрая предназначена для безмазутной растопки котлов и стабилизации горения факела и представляет собой оснащенную плазмотроном пылеугольную горелку. Помимо электрической мощности плазмотрона и зольности угля, одним из основных режимных параметров ПТС, обеспечивающих воспламенение топлива, является концентрация угольной пыли в аэросмеси, которая может варьироваться в широких пределах. С помощью программы PlasmaKinTherm, объединяющей кинетические и термодинамические методы расчета процессов движения, нагрева, термохимических превращений, определялись условия воспламенения топливной смеси в ПТС для трех указанных выше режимных параметров ПТС. Расчеты выполнены применительно к цилиндрической ПТС диаметром 0,2 м, длиной 2 м. Расход угля составлял 1000 кг/ч. Исследованы условия воспламенения топливной смеси в ПТС в зависимости от мощности плазмотрона (20 - 100 кВт), концентрации угля в топливной смеси в интервале от 0,4 до 1,8 кг угля на 1 кг воздуха, а также для трех различных значений зольности угля (20, 40 и 70 %). Выявлены основные закономерности процесса плазменной термохимической подготовки топлива к сжиганию.
|
