Распределение воздуха для снижения выбросов оксидов азота в топке котла с тангенциальной схемой сжигания; Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов; Т. 335, № 12 - Гиль А. В. Андрей Владимирович; Мальцев К. И. Кирилл Иванович; Абрамов Н. В. Никита Валерьевич; Пузырев С. А. Станислав Алексеевич; Заворин А. С. Александр Сергеевич (2024, 2024)
Актуальность исследования обусловлена необходимостью анализа характеристик горения и факторов, влияющих на эмиссию оксидов азота (NOx) в топочной камере пылеугольного энергетического котельного агрегата при установке сопел третичного дутья и изменении расхода воздуха через них, для обеспечения снижения негативного антропогенного воздействия на окружающую среду. При этом следует отметить, что применение сопел третичного дутья является наименее затратной технологией внутритопочных мероприятий снижения эмиссии NOx. Цель: анализ влияния перераспределения окислителя между вторичным воздухом и третичным дутьем в диапазоне 40 % на полноту выгорания топлива и эмиссию NOx в топочной камере котельного агрегата с тангенциальной компоновкой горелочных устройств. Объекты: энергетический пылеугольный котельный агрегат с естественной циркуляцией, в котором прямоточные горелочные устройства скомпонованы по тангенциальной схеме, а сопла третичного воздушного дутья установлены выше горелок. Методы. Исследование проведено с использованием методов моделирования вычислительной гидродинамики. Для проведения имитационного исследования топочных процессов использовано апробированное программное обеспечение FIRE-3D. Усредненные уравнения сохранения массы, импульса, энтальпии решались для прогнозирования скорости, температуры и концентрации компонентов топочной среды в топочном объеме. Турбулентный поток моделировался стандартной k-ε-моделью. Перенос угольных частиц моделировался с использованием дискретно-фазовой модели. Модель P-1 использовалась для лучистого теплообмена. Результаты. Выполнен анализ концентраций O2, CO, NOx, полей скоростей и температуры при изменении соотношения вторичного и третичного воздуха в топочном объеме котельного агрегата с тангенциальной компоновкой горелочных устройств и сопел третичного дутья. На основании результатов численного моделирования выявлено, что при наличии сопел третичного дутья зона активного горения смещается вверх, что при высоком значении доли третичного дутья не приводит к снижению NOx из-за роста температуры на выходе из топки. С учетом выбросов NOx и полноты выгорания топлива, наиболее оптимальным для модернизации исследуемого котла является значение доли третичного дутья 0,2