Диссертация (1143428), страница 36

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 36)

Наибольшее количество NO разлагается на фронтовом скате холодной воронки (рисунок 3.31). В этой области имеются наибольшие концентрации оксидов азота, а крупные частицы топлива пребывают здесь больший отрезок времени всего процесса горения(рисунок 3.29). Некоторое количество оксидов азота (менее 1 %) разлагаетсяв ПЧФ, где происходит горение мелких частиц, а также частиц, выгоревшихв НВЗ до такого размера, при котором они выносятся в прямоток.280.00227Размер частиц, мВысота топки (сечение выходного окна), м19826250.001240233004005006000510152025700Время процесса, сNO,мг/м3мг/нм3NO,а)0.010.01Размер частиц, мКоличество разложившихся NO, кгРисунок 3.33 – Расчетный профильконцентраций NO, мг/нм3, в сечениивыходного окна топки котла ПК-240.00500750.005150225300300400Время процесса, сб)01234567890.0310Размер частиц, мНомер фракцииРазложение NO на одной частице, кга)3 102 1050.020.01501 1050100200Время процесса, св)012345678910Номер фракцииб)Рисунок 3.34 – Результаты расчетаразложения NO на фракциях частиц1 кг дробленого топлива(а  на всех частицах фракции;б  на одиночной частице)Рисунок 3.35 – Кривые выгораниячастиц различных фракций:а)   =25010-6; - - -  =83510-6; ---  =17010-5 м;б)   =26710-5; - - -  =40810-5; ---  =60010-5 мв) - - -  =0,012;   =0,016; ————  =0,022 м199Размер части ц, мНесмотря на максимальную поверхность реагирования мелких(1 = 25010-6 м) частиц (рисунок 3.25, г), доля разложившихся на них NO впрямоточной части факела значительно меньше количества оксидов азота,разлагающихся в НВЗ на крупных фракциях.

Это объясняется малым временем (1,5…2 секунды) горения мелких частиц топлива, (рисунок 3.35) и несколько меньшими концентрациями NO в ПЧФ. Наибольшее количество оксидов азота разлагается на 6-й фракции (6  610-3 м).0.0 050 .0 050.0 040 .0 040.0 030 .0 030.0 020 .0 020.0 010 .0 01000.050.10 .150.200 .511.522.5Расстояние от левого ската холодной воронки по контрольной плоскости в направлении центра НВЗ, мРисунок 3.36 – Распределение размеров различных фракций (по удалению отповерхности экрана левого ската топочной воронки) при прохождении частиц черезконтрольную плоскость (начальные размеры частиц, м,   = 8,39410-4 ;    = 1,61910-3 ; +   = 2,66810-3;   = 4,07510-3;    = 5,95910-3 ;   = 8,48310-3 ;    = 0,012;   = 0,016;   = 0,022)Крупные частицы, пребывая в НВЗ, образуют зону повышенных пристенных концентраций топливных и коксовых частиц (рисунок 3.36), где настадии выхода летучих компонент топлива, генерируются максимальныеконцентрации NO, которые затем интенсивно разлагаются на коксовых частицах.На частицах  = 0,83510-3…4,07510-3 м также происходит разложениеоксидов азота, однако количество разложившихся NO значительно ниже, чемна крупных частицах.

Это объясняется малым временем их пребывания в зоне максимальных концентраций NO и меньшим временем горения (по сравнению с крупными частицами), но в то же время больше, чем на мелких.Увеличению разложения NO способствует пребывание частиц любых размеров в НВЗ. Для возврата таких частиц в НВЗ необходима установка надгорелочного аэродинамического козырька.200В результате проведенных расчетов горения дробленого азейского бурого угля выявлено, что наибольшее количество разложившихся NO приходится на фракции топлива размером  = (6…8)10-3 м (рисунок 3.34, б). Частицытаких же размеров образуются при разрушении крупных частиц топлива. Какпоказали расчеты, при НТВ-сжигании со скоростью нижнего дутья 55 м/смеханическому разрушению подвергаются все частицы с размером   10-2 м.28.152827.142726.142625.132524.132423.122322.12220 .1 750 .11 60 .17 50.2330.11 60 .05 80 .23 30.05 80.1 750 .17 50.1 160 .05 80 .11 60.1 160.17 50.0 580 .23 30.1160.0580.11 621.1120.110.05 80.17 50 .1750.11 6210 .116200 .17 50 .05 81918.11817.091716.091615.081514.081413.071312.06120.17 50 .11 60.1 750.1 160 .1160.1 160.175 0.1 160 .2330.23319.10.0 580.23 30.1 160 .11 60.1 750.1 750.1 160 .05 8 0.1 1 60.1 160.2 330.1 160.1 160 .34 90.1750 .1160 .1 160.407 0 .11 60.0 580.1 160.4 07 0 .17 50.4 07 0.4 070.2 910 .1 160.2 330.05 80.2 330.1 750 .0 5811.06110.05 810.05100 .05 89.0590.05 80.0 580 .05 80.29 10.1 750 .2 330.0 580 .17 58.0487.0476.0365.0354.0243.0232.0121.0110122.993.994.995.996.987.98Рисунок 3.37 – Расчетные траекториидвижения горящих частицв НТВ-топке котла ПК-24(    - =55510-6 м;  - =65610-6 м;-  -  - - =75710-6 м;  - =95110-6 м)0.1 160.1 160.40 70 .23 3 0.3490.17 50.0 580.1160 .29 1 0 .40 70.1 7 50.3 490.1 750.17 50 .11 60.2 910.1 16 0 .29 10.3 4900 .05 80 .1160.05 80.0 580.1 160.0580.1 75 0 .34 90.2 33 0.4 070 .1750 .0580 .116 00.0 580 .17 50.05 80 .05800012345678Рисунок 3.38 – Расчетное поле концентраций оксидов азота, %, (без учетаразложения) в НТВ-топке котла ПК-24при работе на пыли угрубленногопомола (R90 = 80 %, R200 = 50 %)201282726250.00481.49 4 102381 .4 94 1022212.987 1020881.494 101.49 4 1081.49 4 1 019Количество разложившихся NO, кг24181.494 1088171.494 100.0030.0020.001081231645678910Номер фракцииа)15141312Разложение NO на одной частице, кг1110981 .4 94 101.49 4 1 081.49 4 10781 .4 94 1 0881.49 4 108652 .9 87 1 041 .4 94 1 030881.49 4 1 081 .4 94 1 0083 102 101 10999012345678910Номер фракции21.49 4 108б)10012345678Рисунок 3.39 – Усредненное полеразложения оксидов азота (кг в ячейке0,250,250,25 м) в НТВ-топке котлаПК-24 ИТЭЦ-10 при сжигании пылиугрубленного помолаРисунок 3.40 – Результаты расчетаразложения NO на фракциях частиц 1 кгисходного топлива грубого помола:а  на всех частицах фракции;б  на одиночной частицеПоэтому максимальный размер частиц, циркулирующих в НВЗ(чо 1200 кг/м3), в зависимости от количества образующихся осколков(4 или 2) лежит в диапазоне  < (6,3...8)10-3 м.

При этом максимальный размер частиц исходного топлива, подаваемого в топочную камеру, будет ограничиваться таким размером, при котором режим течения струи нижнего202дутья переходит от “настильного” к “фонтанирующему”, а также начинаетсяинтенсивный провал топлива в шлаковый комод.По разработанной методике проведены расчеты процесса горения и разложения оксидов азота при сжигании пыли угрубленного и тонкого помола.Отличие расчета состояло в том, что рассевочная кривая для этих случаевразбивалась на равные по величине интервалы, а поля концентраций О2, СО2,Н2О и температур корректировались с учетом экспериментальных данных.Анализ результатов расчета процесса горения грубой пыли азейского бурогоугля (R90 = 80 %, R200 = 50 %) показал, что мелкие частицы топлива( < 60010-6 м), попадая в топочную камеру, сразу уходят в прямоточнуючасть факела, а крупные ( > 60010-6 м), разворачиваясь у задней стены топки,попадают в НВЗ (рисунок 3.37).

Первая область максимальных концентрацийNO, образуемая на стадии выхода летучих из мелких частиц, расположенанапротив горелок и выше по ходу движения факела. Вторая область располагается на заднем скате топочной воронки и образуется на стадии выхода летучих из крупных частиц (рисунок 3.38). Зона максимального разложения NOна коксовых частицах при горении топлива угрубленого помола располагается в НВЗ (рисунок 3.39), разложение составляет 15 %, а время горения 10 с.Количество разложившихся оксидов азота по фракциям топлива в этомслучае имеет максимум разложения NO на фракции частиц размером3 = 25210-6 м, что объясняется их большим количеством в исходном топливе,а максимум разложения оксидов азота на одиночных частицах достигается начастице максимального размера 10 = 95910-6 м (рисунок 3.40) и объясняетсязначительным временем пребывания этих частиц в НВЗ.

Таким образом,угрубление гранулометрического состава сжигаемого топлива (в пределе до размеров частиц дробленого топлива (предыдущий случай)) позволит увеличить количество частиц, пребывающих в НВЗ, и увеличить время пребывания в НВЗ (за счет увеличения их размера), что будет способствовать повышению разложения NO.При горении пыли тонкого помола (R90 = 50 %, R200 = 0,2 %) азейскогобурого угля максимальный размер топливных частиц не превышает20010-6 м, горение всех частиц происходит в прямоточной части факела(рисунок 3.41). Максимальные концентрации генерируемых оксидов азотарасполагаются на уровне горелок (рисунок 3.42), что соответствует выходулетучих из пыли, а зоны максимального разложения NO располагаются далеепо ходу факела (рисунок 3.43).20328282727262625252424232322222121202019191818171716161515141413131212111110100.060.060.060 .060.060.060.060.060.060.060.060.06 0.060.0690.060.060.0690.1190.1790.1190.060.2990.4180.1190.1190.2390.060.060.2390.2990.1190.060.060.1190.060.17988776655440 .1190.0 6322100.060.060.17 90.0 630.060.1190.060.060.060.119 0.060.060.11910122.99 3.99 4.99 5.99 6.987.9800Рисунок 3.41 – Расчетные траекториидвижения горящих частиц вНТВ-топке котла ПК-24(     =3110-6 м;   =5210-6 м;  =11410-6 м; -  -  -  =15610-6 м;    =19710-6 м)12345678Рисунок 3.42 – Расчетное полеконцентраций оксидов азота, %,(без учета разложения) в НТВ-топкекотла ПК-24 при работе на пыли тонкогопомола (R90 = 50 %, R200 = 0,2 %)За время горения 1,5 с разложение NO составило 0,5 % от их первоначальнойэмиссии.

Максимум разложения NO как на всех частицах фракции, так и наодиночной частице приходится на размер 4 = 72,710-6 м (рисунок 3.44). Этообъясняется тем, что на момент начала горения углерода кокса эти частицыеще пребывают в зоне максимальных концентраций NO, образованной болеекрупными частицами и расположенной далее по ходу движения факела, что204увеличивает количество оксидов азота, разлагающихся на их поверхности.Этим же обстоятельством объясняется значительное количество разложившихся NO на поверхности частиц 5-й и 6-й фракций. Процесс разложения NOна поверхности частиц максимального размера протекает в зоне низкихконцентраций оксидов азота и, несмотря на максимальную продолжительность их горения по сравнению с частицами других фракций, приводитк уменьшению разложения NO.

Характеристики

Список файлов диссертации