Математическое моделирование топочных процессов при факельном сжигании твердого топлива - Гиль, Андрей Владимирович; Мальцев, Кирилл Иванович; Заворин, Александр Сергеевич 1946-; Старченко, Александр Васильевич (Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика)
Исследования процессов горения и теплообмена в крупномасштабных объек-тах крайне затруднены как аналитически, так и экспериментально. Сжигание непроектных углей в котельных агрегатах зачастую сопровождается сниже-нием полноты выгорания топлива, нежелательным перераспределением теп-ловых потоков и другими негативными факторами вследствие отличающихся теплотехнических характеристик топлива. Рассмотрена возможность эффек-тивного выгорания полифракционного непроектного твердого топлива в то-почной камере котельного агрегата с твердым шлакоудалением на основе чис-ленного исследования совместно протекающих аэротермохимических процессов. Решена задача численного моделирования стадийного выгорания угольных частиц, начиная от испарения содержащейся в них влаги до догора-ния их коксового остатка при движении в несущей фазе. Численные исследо-вания физико-химических процессов в камере сгорания проведены для трех нагрузок (50%, 70%, 100%) на основе разработанного расчетного комплекса FIRE 3D. Применена Эйлерово–Лагранжева модель для запыленного потока, замыкание осредненных уравнений Навье-Стокса выполнено k-ε моделью тур-булентности, использован второй порядок точности при проведении числен-ных расчетов. Основные результаты трехмерного моделирования представ-лены в виде полей скоростей и температур, распределении концентраций O2 и CO по высоте топочного объема. Результаты математического моделирования показали хорошее соответствие с доступными аналитическими значениями. На основании полученных данных можно констатировать возможность орга-низации сжигания непроектного топлива в рассматриваемом котлоагрегате. Установлено, что при работе на нагрузках ниже номинальной наблюдается пе-рераспределение горелочных струй, негативно отражающееся на надежности и эффективности работы котла. Для повышения эффективности работы ко-тельного агрегата на пониженных нагрузках необходима более широкая про-работка вариантов перераспределения долей топливно-воздушной смеси и вторичного воздуха.