Аеродинамічні характеристики процесу спалювання тирси в вихровій топці
DOI:
https://doi.org/10.32347/2409-2606.2021.38.37-46Ключові слова:
спалювання палива, вихрові топки, сепарація частинок, швидкість паливно-повітряної сумішіАнотація
У даний час одним із основних напрямків стратегічного розвитку України є досягнення енергетичної незалежності. Для реалізації цього необхідно впроваджувати системи використання наявних у нашій державі енергетичних ресурсів. Оскільки значну частину економічної діяльності країни займає сільськогосподарська діяльність, застосування низькосортних видів палив, більшість з яких є відходами саме даної сфери, є актуальним і вигідним з економічних та екологічних міркувань. При цьому реконструкція котлів, удосконалення методів і способів спалювання в вихрових топках низькосортних видів палива дозволить суттєво скоротити споживання імпортованого природного газу і наблизити країну до статусу енергетично незалежної держави При цьому на виході з топки забезпечується висока ефективність сепарації частинок, у яких ступінь вигорання коксу становить 100 %. Значення об’ємної концентрації частинок β<3·10-2 характеризує аеродинамічний режим руху частинок у топці, як режим газової суспензії. У статті наведено результати чисельного дослідження поведінкових характеристик процесу спалювання деревної тирси діаметром від 25 мкм до 750 мкм у вихровій топці з зустрічними закрученими потоками повітря. Наведено поля статичного тиску та абсолютної швидкості в топковому об’ємі. Показано зміну густини потоку, об’ємної концентрації частинок за висотою топки. Витратна концентрація частинок становить 0,094 кг/кг повітря. У ході виконання досліджень визначено основні характеристики процесу спалювання деревної тирси у вихровій топці з зустрічними закрученими потоками повітря, а саме: більш висока швидкість газів спостерігається в пристіновій області в нижній частині топки; при збільшенні діаметрів частинок палива зона із максимальним вмістом коксу в них переміщується із нижньої зони топки до верхньої; тиск газів змінюється незначно як по висоті, так і по перетину топки.
Посилання
Perederii S. “Gazogeneratornye elektrostantsii mirovoi trend?” LesPromInform. 2021. №1(155). URL: https://lesprominform.ru/jarticles.html?id=5890
Karapetov А. “Sloevoe szhiganie biotopliva. Obzor tehnologii”. LesPromInform. 2016. №1(115). URL: .https://lesprominform.ru/jarticles.html?id=4301
Baskakov A.P., Matsnev V.V., Raspopov I.V. Kotly i topki s kipiashchim sloem. Moskva: Energoatomizdat, 1996.
Mahorin K.E., Himkis P. A. Szhiganie topliva v psevdoozhizhennom sloe. Наукова думка, 1989.
Kuchin G.P., Skripko V.L. Szhiganie nizkosortnyih topliv v psevdoozhizhennom sloe. Kiev: Tehnika, 1987.
Puzyirev E. M. Issledovanie topochnykh protsessov i razrabotka kotlov dlia nizkotemperaturnogo szhiganiia goriuchikh otkhodov i mestnykh topliv. Diss. Altayskii gosudarstvennyi tekhnicheskii universitet imeni I.I. Polzunova, 2003.
Redko A.F. Teploobmen v topkakh s kipiashchim sloem: Uchebnoe posobie. UMK VO. 1990.
Bocharov A.A., Viskin Zh.V. Problemy teplo- i massoobmena v sovremennoi tekhnologii szhiganiia i gazifikatsii tverdogo topliva. Minsk, 1988.
Riabov G.A., Dik E.P., Soboleva A.N., Soloveva T.E. “Osobennosti protsessov szhiganiia biotopliva v kotlakh s kipiashchim sloem”. Teploenergetika. 2005. No 9. P. 54-60.
Pitsukha E.A. Nauchnye osnovy sozdaniia vysokoeffektivnykh tsiklonno-sloevykh topochnykh ustroistv dlia kotlov, rabotaiushchikh na tverdom biotoplive. Diss. Institut teplo- i massoobmena imeni A. V. Lyikova Natsionalnoy akademii nauk Belarusi. 2019.
Pivnenko Yu. A. “Issledovanie protsessa szhiganiya drevesnykh otkhodov v topkakh s kipiashchim sloem”. Ekologiia i promyshlennost. 2016. No 2. P. 73-76.
Redko O. F., Pivnenko Yu. A. “DoslIdzhennia psevdozridzhennia polidispersnykh bIinarnykh sistem u topkakh kipliachoho sharu”. VentilyatsIya, osvItlennya ta teplogazopostachannya : nauk.-tehn. zb. 2017. Vyp. 22. P. 43-48.
; Redko O. F., Redko I. A., Pivnenko Yu. A. «Eksperimentalnye issledovaniia szhiganiia biotopliva v kipiashchem sloe». VentilyatsIya, osvItlennya ta teplogazopostachannya : nauk.-tehn. zb. 2017. Vyp. 23. P. 52-60..
Riabov G.A., Litun D.S., Pitsukha E.A., Teplitskii Yu. S., Borodulia V. A. «Opyt szhiganiia razlichnykh vidov biomassy v Rossii i Belorussii». Elektricheskie stantsii. 2015. No 9(1010). P. 9-17
Pchelkin Yu.M. Kamery sgoraniia gazoturbinnykh dvigatelei. Mashinostroenie. 1984. 280 p.
Sorunzan A., Hohlov D.A., Pleshanov K.A. «Issledovanie protsessov szhiganiia pylevidnogo biotopliva v stesnennykh usloviiakh kamer sgoraniia». Energetika. Tekhnologii budushchego: III Nauch.-tehn. konf. studentov (20 – 22 maia 2020 g., Moskva): Sb. tr. konf. Izdatelstvo MEI, 2020. P. 187-192.
Sidelkovskii N., Yurenev V. N. Parogeneratory promyshlennykh predpriiatii. Energiia, 1978. – 336 p.
Shchukin V.K., Khalatov A.A. Teploobmen, massoobmen i gidrodinamika zakruchennykh potokov v assimetrichnykh kanalakh. Mashinostroenie, 1982. 200 p.
Redko A., Burda Y., Dzhyoiev R., Redko I., Norchak V., Pavlovskiiy S., Redko O. “Numerical modeling of peat burning processes in a vortex furnace with countercurrent swirl flows”. Thermal Science. 2021. Vol. 25. Iss. 3. Part A. pp. 1905-1919. https://doi.org/10.2298/TSCI190305158R
Redko I.O. TsentralIzovanI sistemi teplopostachannya na osnovI udoskonalenih tehnologIchnih metodIv I sposobIv spalyuvannya alternativnih paliv. Diss. abstract. Kyiv National University of Construction and Architecture, 2020.
Gorbis Z.R. Teploobmen i gidrodinamika dispersnykh skvoznykh potokov. Energiia 1970. 424 P.
Khalatov A. A., Kobzar S. G. “Kompiuternye tekhnologii v modernizatsii kotlov i kamer sgoraniia”. Akva-Therm. 2007, no. 1. pp. 12-15.
Alekseenko S. V., Gusev I. N., Yeroshenka V.M., Rabovskii V. B. “Chiselne ta eksperymentalne modeliuvannia turbulentnykh techii v topkovykh kamerakh. Inzhenerno-fIzichnii zhurnal. 1990. Т.5. No 6. P. 948-955.
Ustimenko B. P., Dzhakubov K. B., Krol V. O. Chiselne modeliuvannia aerodinamiky i gorinnia v topkovykh tekhnolohichnykh prystroiakh. Alma-Ata: Nauka, 1986.
Askarova A. S., Karpenko E. I., Loktionova I. V., Messerle V. E., Ustimenko A. V. “Optimization of the combustion of power-station technologies”. Thermal Engineering. 2004. Vol. 51. №6. Р. 488–493.
Shcholokov V. I., Ladinichev V. V., Liseikin I. D., Todorovich A.V. “Modernizatsiia vodogreynykh vodotrubnykh kotlov tipa PTVM i KVGM”. Novosti teplosnabzheniia. 2004. No 5 (45). URL: https://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=1922
Ustimenko B. P., Aliyarov B. K., Abubakirov E. K. Vogniane modeliuvannia pylovuhilnikh topok. Alma-Ata: Nauka, 1982.
, Askarova A.S., Bolegenova S.A., Maksimov V.Yu., A. Bekmuhamet, Sh.S. Ospanova «Issledovanie obrazovaniia vrednykh veshchestv v kamere sgoraniia BKZ-75 Shakhtinskoi TETS». Materialy VIII Vserossiiskoi konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem «Gorenie tverdogo topliva» Institut teplofiziki im. S.S. Kutateladze SO RAN, 13–16 noiabria 2012 g. NovosibIrsk. 2012. P. 9.1-9.4.
Akhmedov R. B. Duttevi gazopalnykovi pristroi. Nedra. 1970.
Serant F. A. Razrabotka i issledovanie koltsevoi topki, ee promyshlennoe vnedrenie i ispytanita na kotle paroproizvoditelnostiu 820 t / ch. Diss. OAO "Sibtehenergo", ZAO "SibKS»YuS, 1999.
Soroka B. S., Zgurskii V. A., Hinkis M. «Nizkoemissionnoe szhiganie podgotovlennykh gazo-vozdushnykh smesei v kamere s retsirkuliatsiei produktov sgoraniia». Sovremennaia nauka: issledovaniia, idei, rezultaty, tekhnologii. NPVK "Triakon". 2013. Vyp. 1(12). P. 368 - 374.
Soroka B. S., Pyanyh K. E., Zgurskii V. A., Apalkov A. P. “Kombinirovanie sposobov snijeniya obrazovaniya oksidov azota pri gorenii – osnovnoe napravlenie obespecheniya ekologicheskih normativov.” Ekotekhnologii i resursosberejenie, no. 5, 2000, P. 60-69.
Shestakov S. M., Aronov A. L «Tehnologii szhiganiia mestnykh vidov tverdogo topliva». Novosti teplosnabzheniia. 2013. No10. URL: https://docplayer.ru/54509437-Tehnologii-szhiganiya-mestnyh-vidov-tverdogo-topliva.html
Stanmore B. R., Jung K. “The Burnout Rates of Brown Coal Char Particles in Fluidized Bed Combustors”. Transactions of the Institution of Chemical Engineers. 1980. Vol. 58. P. 66-68.
Sazhin B. S., Gudym L. I. Vykhrovi pylovlovliuvachi. Himiia, 1995. 194 p.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Р. Л. Джиоєв, І. О. Редько, А. О. Редько, Ю. О. Півненко, Ю. О. Бурда, С. О. Алфьоров, О. В. Приймак
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
