Удосконалення топки киплячого шару з метою газодинамічного транспортування матеріалу - Автореферат

Міністерство освіти і науки України Національна металургійна академія УкраїниРозроблено математичну модель киплячого потокового шару на основі застосування рівняння Колмогорова-Фоккера-Планка відносно пальної складової часток вугілля, показано можливість проведення чисельно-аналітичного моделювання процесу зменшення концентрації пальної складової у частках виділеного робочого тіла. Розроблена лопатно-щілинна подова решітка має наступні дослідно - установлені переваги в порівнянні з відомими решітками: поворотні газодинамічні лопатки, що обтікаються, встановлені в подовжніх щілинах решітки, дозволяють управляти процесами засипання, рівномірно розподіляти тверде паливо вздовж решітки при засипанні і зливати тверді продукти спалювання; на решітці відсутні застійні зони і, отже, зони шлакування; решітка має малий гідравлічний опір у порівнянні з відомими решітками і дозволяє значно зменшити перепад тиску в початковий момент формування киплячого шару шляхом подачі твердого палива у повітряний потік, що підіймається; дає можливість створювати киплячий потоковий шар; лопатно-щілинна решітка дозволяє реалізувати будь-який різновид псевдоожиженного шару: киплячий, зважений та фонтануючий, що істотно полегшує запуск топки котла з киплячим шаром. Розроблено розрахунково-експериментальну методику визначення основних гідродинамічних параметрів киплячого потокового щару і виведено коефіцієнти подібності для розрахунків моделі системи "решітка та киплячий шар", що дозволили виробити рекомендації щодо реконструкції технологічного устаткування з метою переводу його на режим спалювання низькосортного вугілля в киплячому шарі. У результаті досліджень елементів технологічного устаткування запропоновано технологічну схему спалювання низькосортного вугілля в КПШ, що включає безпосереднє спалювання часток вугілля у топці з їх прямування над спеціально створеною газорозподільною решіткою, уловлювання часток, що не згоріли, циклоном шнекового типу, і повернення їх на остаточне спалювання у топку, та очищення димових газів після циклона за допомогою емульгатора. подовий щілинний вугілля The new improved vane-slot grate has experimentally proved fixed advantages: turning of the movable vanes allows to control coal loading and unloading process, it provides an even coal distribution over the grate, allows to create the flowing fluidized bed, to produce various types of fluidized bed.У таких умовах перспективним напрямком розвитку теплоенергетики є розробка нових технологій спалювання у киплячому шарі, що мають свої значні переваги щодо економічних і екологічних характеристик. Актуальність теми обумовлена необхідністю створення нових технологій спалювання твердого палива, що дадуть можливість підвищити ефективність і поліпшити екологічні показники роботи ТЕС, дозволять спалювати низькосортне вугілля, здійснити реконструкцію застарілих енергоблоків на діючих ТЕС без будівництва нових. Існуючі методи спалювання вугілля низького гатунку в киплячому шарі (КШ) забезпечують високу екологічність процессу. Особливість КПШ полягає в застосуванні особливої конструкції газорозподільної подової решітки, що надає можливість створити подовжнє просування часток палива над решіткою і газодинамічне транспортування золошлакових відходів. На основі аналізу гідродинамічних властивостей киплячого шару в обмеженому обсязі над лопатно-щілинною решіткою із нахиленими на кут 30 150 лопатками і зміні швидкості повітря, що вдувається скрізь решітку, в діапазоні 30 80 м/с виявлено явище подовжнього переміщення шару над решіткою і запропоновано новий спосіб створення киплячого шару з газодинамічним транспортуванням золошлакових відходів.Традиційний киплячий шар має серйозні недоліки, що перешкоджають його широкому використанню: шлакування подової решітки веде до зниження усталеності горіння і, взагалі, до загасання процесу горіння; необхідність установки апаратів для уловлювання часток попелу та вугілля на виході газів із КШ, особливо при широкому гранулометричному складі твердого палива; зниження ефективності КШ через постійне перемішування часток палива, що надійшли знову, і часток шлаку, що утворилися; виділити, а потім відгрузити попел і шлак із змішаного КШ практично неможливо. Запропоновані раніше подові решітки (похилі, вібруючі, що обертаються й ін.) для організації КПШ були досить складні у керуванні і не одержали широкого поширення, хоча сприяли поліпшенню структури КШ, усували завали і застійні зони часток палива над решіткою. Створення описаної вище подової решітки лопатно-щілинного типу [9] дало можливість вирішити задачу удосконалення відомого засобу спалювання палива шляхом уведення нових технологічних операцій, які дозволили здійснити поділ у просторі процесів завантаження палива в топку і вигрузки згорілих шлаків за рахунок подовжнього просування палива.

Основний зміст роботи