• Читателям
  • Авторам
  • Партнерам
  • Студентам
  • Библиотекам
  • Рекламодателям
  • Контакты
  • Язык: English version
541
Раздел: Технологии

Угольная топка - дело тонкое

В условиях роста цен на нефть и газ наиболее выгодным топливом для производства электроэнергии становится уголь. Современные энергоблоки теплоэлектростанций достигают мощности 1 000 МВт, а сами процессы сжигания угля в котлах настолько сложны, что учесть все детали на стадии проектирования практически невозможно. Точно рассчитать необходимые параметры топочных процессов и найти способы повысить эффективность работы энергоблоков позволяют компьютерные модели

На современных энергостанциях уголь сжигается в факеле в виде пыли тонкого помола, которая вдувается в топку потоком воздуха через специальные горелки. Сама топка представляет собой высокую, несколько десятков метров, башню, внутри которой установлены специальные теплообменники для нагревания («перегрева») пара, подогрева воды или воздуха. Такой способ сжигания угля весьма перспективен, поскольку позволяет сравнительно легко управлять процессом горения.

Согласно проекту в нижней части топочной камеры котла П-67 – так называемой холодной воронке – должны скапливаться твердые частицы шлака, которые затем удаляются шнековым транспортером. Но во время эксплуатации на стенках холодной воронки могут образовываться шлаковые отложения, которые нарушают работу шнека

Для тестирования вычислительной модели, описывающей движение газов в топке, исследовался турбулентный поток в вертикальной призматической фонтанно-вихревой топочной камере с двухскатной воронкой. Топливная пылевоздушная смесь подавалась в камеру через прямоточное прямоугольное сопло снизу, образуя вертикальный фонтанирующий факел.
Экспериментальное исследование топочной камеры проводилось в Институте теплофизики им. С. С. Кутате­ладзе на гидравлическом стенде в изотермических условиях, где аэродинамика реальной горящей смеси угля и газов моделировалась с помощью течения жидкости. Визуализация потока осуществлялась мелкими воздушными пузырьками при боковом освещении их «световым ножом». Уже первые испытания показали, что истекающая из прямоугольного сопла струя устойчиво присоединяется за счет эффекта Коанда к одной из стенок. На базе этого эксперимента было проведено компьютерное моделирование с использованием пакета программ «SigmaFlow». Выбранная модель изотермического движения газов с учетом турбулентности потока и правильно сформулированных граничных условий позволила достичь хорошего соответствия экспериментальным измерениям

В советское время основным научным подходом при создании энергетических котлов служило сжигание топлива в экспериментальных условиях. Но таким способом нельзя выявить всех особенностей процессов горения угля, которые проявятся во время штатной, длительной эксплуатации топочных котлов. В том числе определить, как скажется качество топлива на процессах шлакования,...

comments powered by HyperComments