Диссертация (1143428), страница 40

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

Текст из файла (страница 40)

№ 15) Новомосковской ГРЭС на оси координат(а – на ось y; б – на ось z) в некоторых сечениях223с учетом внесенных уточнений позволило получить аэродинамическую картину течения газовых потоков в НТВ-топке котла БКЗ-220-9,8 ст. № 15 Новомосковской ГРЭС (рисунок 4.8) и проекции векторов скорости на координатныеоси в любой точке топки (рисунок 4.9). Остальные положения расчетной модели процесса горения, изложенные в главе 3, оставлены без изменения.Температуры в НТВ-топке котла БКЗ-220-9,8 Новомосковской ГРЭС,полученные путем зонального теплового расчета, показаны на рисунке 4.10.Обработка рассевочной кривойрасчетного топлива (рисунок 4.11) –подмосковного бурого угля для гранулометрического состава R90 = 70 %,Т7 = 1100R1000 = 10 %  позволила получить (врасчете на 1 кг исходного топлива):размер частиц (рисунок 4.12, а), ихколичество (рисунок 4.12, б), массуТ6 = 1200 Т5 = 1300(рисунок 4.12, в) и начальную площадь поверхности (рисунок 4.12, г)для каждой их десяти расчетныхфракций.

Размер самой крупной часТ4 = 1300 Т1 = 1300тицы (01)10, определенный из соотношения (3.23), составил 2,1510-3 м.Т3 = 1300 Т2 = 1300Кривые изменения массы вышедших из топливных частиц летучих веществ показаны на рисункеРисунок 4.10  Расчетные температуры 4.13. Время выхода летучих из мелв топке котла БКЗ-220 ст. № 15 НГРЭСких частиц составляет доли секунды,из крупных – достигает нескольких секунд (для самой крупной частицы(01)10 = 2,1510-3 м оно равно вл = 2...2,5 с).

Изменения плотности частиц впроцессе сушки и выхода летучих показаны на рисунке 4.14, а уменьшениеих массы в процессе сушки, выхода летучих и выгорания коксового остатка –на рисунке 4.15. Изменение размера частиц в процессе выгорания представлено на рисунке 4.16. Время выгорания мелких частиц составляет 0,3...5 с,крупных частиц – нескольких десятков секунд. Время выгорания самой крупной частицы (01)10 = 2,1510-3 м составляет  45 секунд.В расчетах средние температуры в зонах НТВ-топки котла (рисунок 4.17)сравнивались с опытными данными, полученными при испытаниях аналогов,Т8 = 100020100246224100Остаток на сите, %755025012345678910Номер фракцииРисунок 4.11 – Обработка рассевочной кривой исходного топлива(подмосковный бурый уголь, Wr = 32 %, Ar = 25,2 %), R90 = 70 %, R1000 = 10 %93810Число частиц фракцииСредний размер частиц, м3 1032 1031 10012345678996109410921001102347891078910б)Площадь поверхности фракции, ма)0.15302Масса частиц фракции, кг6Номер фракцииНомер фракции0.10.0501 25345 67Номер фракциив)89 1020100123456Номер фракцииг)Рисунок 4.12 – Результаты обработки рассевочной кривой в расчете на 1 кгисходного топлива: а – средние размеры частиц топлива, м; б – количество частицв каждой фракции, шт.; в – масса частиц каждой фракции, кг;г – начальная площадь поверхности фракции, м22251 10 1081.510Масса летучих частицы, кгМасса летучих частицы, кг1.5 10 10а)5 10 11000.10.20.30.40.50.60.70.80.98110б)95100010.10.20.3Время процесса, с0.40.50.60.70.80.9Время процесса, с-5-4-4()  3 = 1,9310 м; (  )  4 = 3,110-4 м;(-  -  -)  5 = 4,5610-4 м()  1 = 3,110 м; (  )  2 = 1,0210 м661 10в)75 1000.511.522.533.544.55Время процесса, с-4(—)  6 = 6,5210 м; (  )  7 = 9,010-4 м; (-  -  -)  8 = 1,2210-3 м;(   )  9 = 1,6310-3 м; ()  10 = 2,1510-3 мРисунок 4.13 – Выход летучих из топливных частиц различных размеров:а, б – из мелких частиц ( = 3,110-5...

4,5610-4 м);в – из крупных частиц ( = 6,5210-4... 2,1510-3 м)31.2 10Плотность частиц, кг/м3Масса летучих частицы, кг1.5 10031 1080060000.5111.522.53Время процесса, сРисунок 4.14 – Изменения плотности частиц в процессе сушки и выхода летучих(размеры частиц (кривые рисунка слева на право): 1 = 3,110-5 м; 2 = 1,0210-4 м;3 = 1,9310-4 м; 4 = 3,110-4 м; 5 = 4,5610-4 м; 6 = 6,5210-4 м; 7 = 9,010-4 м; 8 = 1,2210-3 м;9 = 1,6310-3 м; 10 = 2,1510-3 м)226 1086 108 10Масса частицы, кгМасса частицы, кг 106 10 104 10 102 10000.10.2 0.30.4 0.50.6 0.70.8 0.984 1082 100010.511.522.533.544.55Время процесса, сВремя процесса, с() 1 = 3,110-5 м; (  )  2 = 1,0210-4 м()  3 = 1,9310-4 м; (-  -  -)  4 = 3,110-4 м;(  )  5 = 4,5610-4 ма)б)6Масса частицы, кг6 1064 1062 100051015202530354045Время процесса, с(—)  6 = 6,5210-4 м; (  )  7 = 9,010-4 м; (-  -  -)  8 = 1,2210-3 м;(   )  9 = 1,6310-3 м; ()  10 = 2,1510-3 мв)Рисунок 4.15 – Изменение массы топливных частиц в процессе сушки,выхода летучих и выгорания коксового остатка:а, б – мелких частиц ( = 3,110-5...

4,5610-4 м);в – крупных частиц ( = 6,5210-4... 2,1510-3 м)4Размер частиц, мРазмер частиц, м5 1044 1043 1042 1041 1000 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5Время процесса, с3210311000510 15 20 25 30 35 40 45 50Время процесса, с(—)  1 = 3,110-5 м; (  )  2 = 1,0210-4 м;(-  -  -)  3 = 1,9310-4 м; (   )  4 = 3,110-4 м;()  5 = 4,5610-4 м(—)  6 = 6,5210-4 м; (  )  7 = 9,010-4 м;(-  -  -)  8 = 1,2210-3 м; (   )  9 = 1,6310-3 м;()  10 = 2,1510-3 ма)б)Рисунок 4.16 – Изменение размера частиц в процессе выгорания:а – мелких частиц ( = 3,110-5...

4,5610-4 м);б – крупных частиц ( = 6,5210-4... 2,1510-3 м)227Т,  СРисунок 4.17 – Поле температурв НТВ- котла БКЗ-220-9,8 НГРЭС, ССО2 , %Рисунок 4.19 – КонцентрацияСО2 в НТВ-топке котла БКЗ-220-9,8НГРЭС, %О2 , %Рисунок 4.18 – Концентрациякислорода в НТВ-топке котлаБКЗ-220-9,8 НГРЭС, %Н2О, %Рисунок 4.20 – КонцентрацияН2О в НТВ-топке котлаБКЗ-220-9,8 НГРЭС, %228а)б)Рисунок 4.21 – Сепарация реагирующих топливных частиц и их выгораниев НТВ-топке котла БКЗ-220-9,8 (ст. №15) Новомосковской ГРЭС:а – мелких частиц ( = 3,110-5...

4,5610-4 м); б – крупных частиц ( = 6,5210-4... 2,1510-3 м)и при необходимости уточнялись. Парциальные давления основных реагирующих компонентов (О2, СО2, Н2О) при расчете горения углеродной частицы определялись из полей концентраций, характерных для НТВ-топок (рисунки 4.18...4.20). Парциальные давления оксидов азота и серы находилисьрасчетным путем.Сепарация топливных частиц в НТВ-топке отражена на рисунке 4.21. Мелкие частицы, попадая в топочную камеру, сразу направляются в прямоточнуючасть факела, где сгорают практически мгновенно. Крупные частицы попадаютв нижнюю вихревую зону, в которой циркулируют и выгорают до того момента, пока не будут вынесены в верхнюю часть топки. Разрушения топливныхчастиц при их ударе о поверхности нагрева топки не происходит.Для нахождения полей концентраций оксидов азота и серы топочная ка-229мера разбивалась на элементарные ячейки размером 0,20,20,2 м (рисунок4.22).

Генерация загрязнителей в элементарных ячейках топки определенапутем суммирования количества NO и SO2, выделившихся в этих ячейках завремя пребывания в них реагирующих частиц (рисунок 4.23), что позволилополучить источниковые члены и решить дифференциальные уравнения массообмена (3.84), (3.90).а)Рисунок 4.22 – Расчетнаясетка НТВ-топки котлаБКЗ-220-9,8 (ст.

№ 15)Новомосковской ГРЭСдля определения поляконцентраций оксидовазота и серыб)Рисунок 4.23 – Траектории движения горящихтопливных частиц для нахождения источниковыхчленов генерирующихся оксидов азота и серыв НТВ-топке котла БКЗ-220-9,8 (ст. № 15)Новомосковской ГРЭС:а – мелких частиц ( = 3,110-5... 4,5610-4 м);б – крупных частиц ( = 6,5210-4... 2,1510-3 м)Зоны интенсивной генерации оксидов азота в НТВ-топке котла БКЗ-2209,8 (ст. № 15) Новомосковской ГРЭС показаны на рисунке 4.24.

Значительная230генерация NO наблюдается на уровне горелок при выгорании мелких частицтоплива и в нижней вихревой зоне топки (на фронтовом скате холоднойворонки) при сгорании крупных частиц топлива, которые удерживаютсяна этом скате струей нижнего дутья.Рисунок 4.24 – Зоны интенсивнойгенерации оксидов азота в НТВ-топкекотла БКЗ-220-9,8 (ст. № 15)Новомосковской ГРЭСРисунок 4.25 – Расчетное полеконцентрации оксидов азота (с учетомразложения NO на коксовых частицах)в НТВ-топке котла БКЗ-220-9,8 (ст. № 15)Новомосковской ГРЭСРеагирование образовавшихся оксидов азота с углеродом кокса приводит к снижению их концентрации в топке и, как следствие, к уменьшению231их содержания в уходящих газах котла. Расчетное поле концентраций оксидов азота с учетом их разложения на коксовых частицах показано на рисунке4.25.

К выходу из топки усредненная концентрация оксидов азота в дымовыхгазах составляет 180...240 мг/нм3, что ниже на  30 %, чем у аналогичныхкотлов НГРЭС с прямоточным пылеугольным факелом.Зоны интенсивной генерации оксидовсеры в НТВ-топке котла БКЗ-220-9,8(ст. № 15) Новомосковской ГРЭС показанына рисунке 4.26. Интенсивная генерацияоксидов серы происходит в нижней вихревой зоне топки при выгорании основноймассы топлива. Реагирование SO2 с СаОзолы топлива в НВЗ НТВ-топки приводит кснижению концентрации оксидов серы вуходящих газах котла.Средний размер реагирующих частицСаО определяют с использованием подхода, изложенного в разделе 3.2, для чегорассевочная характеристика золы (принятопо опытным данным рисунка 4.27:R90 = 35 %, R200 = 20 %) разбивается на 10 интервалов, в пределах каждого из которых(с учетом доли СаО в золе топлива) находят: количество реагирующих частиц, ихсредний размер, объем, массу и площадьреагирующей поверхности с учетом пористой структуры материала.

Характеристики

Список файлов диссертации