Инд. авторы: Гиль А.В., Заворин А.С., Лебедь Д.В., Старченко А.В.
Заглавие: Численное исследование сжигания резервного топлива в топке котла БКЗ-210-140
Библ. ссылка: Гиль А.В., Заворин А.С., Лебедь Д.В., Старченко А.В. Численное исследование сжигания резервного топлива в топке котла БКЗ-210-140 // Известия Томского политехнического университета. - 2014. - Т.325. - № 4. - С.65-75. - ISSN 1684-8519.
Внешние системы: РИНЦ: 22792687;
Реферат: rus: Актуальность работы обусловлена необходимостью оценки эффективности и надежности работы котельных агрегатов на резервном топливе после реконструкции связанной с изменением базового топлива и применяемых подходов численного анализа. Цель работы: анализ физико-химических процессов в топочном объеме котла БКЗ-210-140 при работе на резервном топливе и номинальной нагрузке при использовании Эйлерова и совмещенного Эйлерова и Лагранжева подходов к моделированию. Построение математических моделей объекта исследования с учетом рационального количества расчетных областей и применения современных численных алгоритмов и подходов. Сравнение численных результатов, полученных с использованием различных программных комплексов и различного представления горения жидкого топлива в камерной топке энергетического котла. Оценка температурных полей в объеме топочной камеры, концентраций химических элементов продуктов сгорания, формирования аэродинамической структуры потоков и эффективности выгорания резервного топлива. Методы исследования: численное моделирование на основе Эйлерова и Лагранжева подходов, метод конечного объема, пристеночных функций, двухпараметрическая k-ε модель турбулентности, модель протекания химической реакции в турбулентном потоке Eddy-Break-Up - EBU, P1-приближение метода сферических гармоник, теоретический расчет на основе нормативного метода теплового расчета котлов. Результаты: численное представление физико-химических процессов в топке котла БКЗ-210-140 при организации сжигания резервного топлива; сравнение результатов, полученных по различным численным моделям; оценка надежности работы испарительных поверхностей и эффективности эксплуатации котельного агрегата на резервном виде топлива; рекомендации по совершенствованию топочного режима с целью повышения эффективности эксплуатации котла БКЗ-210-140 при сжигании мазута.
eng: Relevance of the work is caused by the need to assess the effectiveness and reliability of the boiler units on reserve fuel after reconstruction associated with a change in the base fuel and approaches of numerical analysis. The main aim of the research is to analyze physical and chemical processes in the furnace volume of boiler BKZ-210-140 operating on reserve fuel and rated load when using the Euler and Euler combined and Lagrangian modeling approaches; to construct the mathematical models of the object of study, taking into account the number of rational settlement areas and application of modern numerical algorithms and approaches; to compare numerical results obtained by using different software packages and different representations of the combustion of liquid fuel in the power boiler furnace; to evaluate temperature fields in the volume of the combustion chamber, the concentration of chemical elements of the combustion products, formation of a wind flow patterns and efficiency of backup fuel burn. Methods: numerical simulation based on the Euler and Lagrangian approaches, the finite volume method, wall functions, the two-parameter k-ε turbulence model, the model of the chemical reaction in a turbulent flow Eddy-Break-Up - EBU, P1 approximation of spherical harmonics method, the theoretical calculation based on the standard method of thermal calculation of boilers. Results: numerical representation of physical and chemical processes in the furnace of the boiler BKZ-210-140 at reserve fuel combustion; comparison of the results obtained by different numerical models; assessment of the reliability of evaporator surface functioning and efficient of operation of the reserve fuel boiler unit; recommendations for improving the combustion mode in order to increase the operational efficiency of the boiler BKZ-210-140 when combusting fuel oil.
Ключевые слова: twist parameter; gas dynamics; temperature; combustion chamber; Fuel oil; топочная камера; горелочное устройство; мазут; температура; газодинамика; параметр крутки; burner device;
Издано: 2014
Физ. характеристика: с.65-75
Цитирование: 1. Ghorbani A., Bazooyar B. Optimization of the combustion of SOME (soybean oil methyl ester), B5, B10, B20 and petrodiesel in a semi industrial boiler//Energy. -2012 August. -V. 44. -Iss. 1. -P. 217-227. 2. Daho T., Vaitilingom G., Sanogo O. Optimization of the combustion of blends of domestic fuel oil and cottonseed oil in a non-modified domestic boiler//Fuel. -2009 July. -V. 88. -Iss. 7. -P. 1261-1268. 3. Белоусов В.Н., Смородин С.Н., Смирнов О.С. Топливо и теория горения. Ч. II. Теория горения. -СПб.: СПбГТУРП, 2011. -142 с. 4. Лебедев Б.В., Карякин С.К. Технология сжигания органических топлив. -Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2012. -148 с. 5. Гиль А.В., Старченко А.В. Математическое моделирование физико-химических процессов сжигания углей в камерных топках котельных агрегатов на основе пакета прикладных программ FIRE 3D//Теплофизика и аэромеханика. -2012. -Т. 19. -№ 5. -C. 655-671. 6. Аскарова А.С., Рыспаева М.Ж., Волошина И.Э. Численное моделирование горения и самовоспламенения двухфазных химических реагирующих течений с впрысками//Известия Томского политехнического университета. -2009. -Т. 315. -№ 4. -С. 5-9. 7. González-Espinosa A., Lozano A., García J.A., Barreras F., Lincheta E. Design modification of the air diffuser in the burners of a fuel oil power plant. P. II: Interaction with the liquid spray//Fuel. -2014 May. -V. 124. -P. 141-150. 8. Тепловой расчет котлов (нормативный метод). -СПб.: Изд-во НПО ЦКТИ, 1998. -256 с. 9. ГОСТ 6258-85 Нефтепродукты. Метод определения условной вязкости. -М.: Изд-во ФГУП «Стандартинформ», 2006. -7 с. 10. Гиль А.В., Старченко А.В., Заворин А.С. Применение численного моделирования топочных процессов для практики перевода котлов на непроектное топливо: монография. -Томск: STT, 2011. -184 с. 11. Бубенчиков А.М., Старченко А.В. Численный анализ аэродинамики и горения турбулентной пылеугольной горелочной струи//Физика горения и взрыва. -1997. -Т. 33. -№ 1. -С. 51-59. 12. Бубенчиков А.М., Старченко А.В. Численные модели динамики и горения аэродисперсных смесей в каналах. -Томск: Изд-во Том. ун-та, 1998. -236 с. 13. Spalding D.B. Mathematical models of turbulent flames: a review//Combustion Science and Technology. -1976. -V. 13. -№ 1-6. -P. 3-22. 14. Yaxin Su, Cuiwu Chen, Along Su. Simulation of High Temperature Air Combustion with modified Eddy-Break-Up combustion model//Energy Procedia. -2012. -V. 14. -P. 127-132. 15. Abolfazl Irannejad, Farhad Jaberi. Large eddy simulation of turbulent spray breakup and evaporation//International Journal of Multiphase Flow. -2014 May. -V. 61. -P. 108-128. 16. Westbrook C.K., Dryer F.L. Simplified reaction mechanisms for the oxidation of hydrocarbon fuels in flames//Combust. Sci. Technol. -1981. -V. 27. -№ 1-2. -P. 31-34. 17. Zhou L.X., Hu L.Y., Wang F. Large eddy simulation of turbulent combustion using different combustion models//Fuel. -2008. -V. 87. -№ 13-14. -P. 3123-3131. 18. Murrone A., Scherrer D. Large eddy simulation of turbulent premixed flame stabilized by a backward facing step//1 st INCA Workshop. -Villaroche, France, 2005. -P. 1-9. 19. Шумихин А.А., Карпов А.И. Численное моделирование турбулентного диффузионного пламени на основе метода крупных вихрей//Вычислительная механика сплошных сред. -2012. -Т. 5. -№ 2. -С. 199-207. 20. Седов Л.И. Механика в СССР за 50 лет. М.: Наука, 1970. -Т. 2. -880 с. 21. Бояршинов М.Г., Балабанов Д.С. Вычислительное моделирование движения сжимаемой среды, генерируемой точечным источником//Вычислительная механика сплошных сред. -2010. -Т. 3. -№ 3. -С. 18-31.