Особенности формирования и регулирование закручивания горящих факелов

Нерешенные проблемы в организации факельного топочного горения

1) Угольная пыль всегда полидисперстна (размеры отличаются на 3 порядка). Их воспламенение и выгорание происходит с разной скоростью и разным набором химических и механических механизмов, которые до сих пор до конца не изучены.

Когда в такая пыль попадает в топку и горит по разному в одном факеле, горение не имеет достаточного математического описания, кроме отдельных изолированных случаев которые не применимы для реальных случаев (процессов).

2) 120 лет не могут разработать адекватную и работоспособную теорию турбулентности. На самом деле все основные процессы где главным механизмом переноса массы и теплоты играет анизотропная турбулентность. Есть отдельные частные приложения которые имеют ограниченное применение

3) Влияние на турбулентность низкотермического горения и двухфазность.

4) При использовании топок с вихревыми горелками до сих пор нет достоверных описаний этих процессов (моделей вихрей). После сжигания твердого топлива на конечный результат влияет способ его размола.

Учитывая все перечисленные проблемы при организации наладки сжигания топлива нельзя отдельно рассматривать отдельные горелки, отдельные мельницы и топки.

При оптимизации режимов горения необходимо рассматривать вместе горелки, мельницу и топку

3 типа лучших топок:

· Угольный энергоблок 500МВт

· Блоки 700-850 МВт

· Самый экономичный и экологический. Альстом, 1050 МВт электроэнергии и 250 МВт теплоты

· У котла есть газоход параллельный воздухоподогревателю, там где низкая температура газов.

Низкотемпературный вихрь турбулентный

+ Увеличение времени пребывания угольной пыли в топке, что теоретически должно увеличивать глубину выгорания топлива. Котел должен быть башенный.

+ Высокая стабилизация горения вихрь позволяет снять отрицательное влияние нагрузки

+ Вихрем можно управлять: * его структурой,* интенсивностью перемешивания, * температурой химического горения, * разделить на отдельные зоны горения.

Лекция 6

Основная часть органического факельного сжигания на ТЭС в камерных топках котлов осуществляется с помощью вихревых горелок, это устройство для организации воспламенения пылевидного или туманообразующего топлива или газовых струй, стабилизации горения за счет подвода теплоты из горящего факела, подсосом топочных газов (главным образом) и только отчасти радиации.

Для равномерного заполнения топочного объема горящими факелами (результирующим факелом) и продуктами сгорания.

Для обеспечения дожигания продуктов неполноты сгорания химически и механически

На современных котлах для подавления образования и выхода из топки токсичных продуктов сгорания: чаще всего- оксидов азота NOx =NO+NO2 а на современных зарубежных котлах- токсичных или опасных высокомолекулярных углеводородов (бензопелен C20H12)

Результирование факела горелок должны управлять воздействие на характеристики результирующего факела в топке.

Управление факелом осуществляется воздействием на него горелками, это необходимо:

1) Для изменения тепловосприятия топочных экранов (снятие пиков или поднятие температуры в определенных зонах)

Для изменения гидравлического режима в трубках, уменьшение отложек, предотвращение пульсации

2) Для изменения температуры горения на выходе из топки, то есть для воздействия температуры пара за котлом и распределение тепловосприятия конвективной парогенерации

· Все процессы в топке связаны с настройкой горелок которые определяющие изменение турбулентного тепломассообмена в факеле и как следствие некоторое изменение радиации потоков.

Недостатки:

Все процессы в топке на 90-95% определяются турбулентным тепломассопереносом в условиях неизотермичности а часто и наличие в факеле твердых веществ. Эти процессы до конца не изучены, как правило, не поддаются адекватному комплексному моделированию. Численным методом удается решить отдельные частные задачи в дополнене к моделированию топок на физике топок.

Нет теории анизотропной турбулентности

· На сегоднешний день нет эффективного способа воздействия на факелы горелок так чтобы можно было получить прогнозируемый.

Во всем мире используют 2 механических воздействия:

1) Изменение интенсивности крутки

2) Изменение расходов и скоростей потоков через отдельные каналы горелок

В качестве дополнительных мер: там, где это разрешено, имеются возможности и специалисты, умеющие это делать, то осуществляется позонное изменение импульсов горения в отдельных участков горения факела в каждой горелке, в начальной стадии, то есть в корне факела, то есть в области воспламенения топлива и стабилизации его горения.

Стимулирование перемешивания в центральной и отдаленной частях факелов изучает на моделях и опытным путем подбираются оптимальная структура факела это очень дорогая и трудоемкая работа.

Особенностью современной отечественной энергетики последние 40 лет заключается в том что на них горелки регулируют изменение расходов.

Управление закруткой отдельных потоков и целенаправленное воздействие на повышение турбулентности отдельных зонах факела практически запрещены с 70-х годов прошлого века.

На лучших зарубежных конструкциях стараются реализовать управление крутки каждого потока идущего через горелки, сколько позволяет конструкция горелки.

Дата добавления: 2014-01-11