Про застосування програми ANSYS FLUENT для розрахунку процесу горіння суміші частинок різних видів твердого палива
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.209762Ключові слова:
Ansys Fluent, CFD моделювання, тверде паливо, суміш, газове вугілля, пісне вугілля, антрацитАнотація
Використання в існуючих парогенераторах ТЭС в якості палива бінарних сумішей твердого палива обумовлено різними причинами, такими як поліпшення умов займання, можливими екологічними перевагами спалювання бінарних сумішей. Оскільки існуючі котли парогенераторів ТЭС розраховувалися на спалювання одного виду твердого палива, очевидна актуальність чисельного моделювання процесів горіння бінарних сумішей.
До числа програмних засобів, широко використовуваних для опису і аналізу роботи енергетичних пристроїв, відноситься програма ANSYS FLUENT, в документації якої не описана методика її використання для моделювання горіння твердопаливних сумішей.
Для застосування програми з цією метою в першому підході суміш твердых палив замінена одним вугіллям з усередненими характеристиками. Наближений характер такої моделі випливає з неможливості відтворити взаємовплив компонентів суміші. Другий підхід використовує можливість програми ANSYS FLUENT враховувати додаткове паливо – рідке або газоподібне – для завдання замість нього другого твердого палива.
Застосування цих підходів до опису процесу горіння сумішей антрациту і газового вугілля в різних співвідношеннях і з різними розмірами часток показало схожість параметрів. При цьому використання другого підходу продемонструвало вплив добавки газового вугілля на поля інтенсивності горіння антрациту, що узгоджується з відомим фактом інтенсифікації процесу горіння менш активного компонента суміші при добавці активнішого.
Для апробації моделювання за другим підходом були розраховані в тривимірному наближенні процеси в топці котла ТПП-210А при заміні пісного вугілля сумішшю газового вугілля з антрацитом. Близькість отриманих параметрів узгоджується з відомими даними випробувань і підтверджує достатню коректність моделювання горіння суміші вугілля
Посилання
- Ghenai, C., Janajreh, I. (2010). CFD analysis of the effects of co-firing biomass with coal. Energy Conversion and Management, 51 (8), 1694–1701. doi: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2009.11.045
- Bhuiyan, A. A., Naser, J. (2015). CFD modelling of co-firing of biomass with coal under oxy-fuel combustion in a large scale power plant. Fuel, 159, 150–168. doi: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2015.06.058
- Bhuiyan, A. A., Naser, J. (2015). Computational modelling of co-firing of biomass with coal under oxy-fuel condition in a small scale furnace. Fuel, 143, 455–466. doi: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2014.11.089
- Tabet, F., Gökalp, I. (2015). Review on CFD based models for co-firing coal and biomass. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 51, 1101–1114. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.07.045
- Gungor, A. (2013). Simulation of co-firing coal and biomass in circulating fluidized beds. Energy Conversion and Management, 65, 574–579. doi: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2012.09.023
- Rokhman, B. B., Matviichuk, A. S. (2012). Modeling and Numerical Study of the Thermochemical Processing of Biomass and Coal in the Furnace Devices. 1. The Fixed Bed. Energotehnologii i resursosberezhenie, 2, 4–10.
- Li, J., Brzdekiewicz, A., Yang, W., Blasiak, W. (2012). Co-firing based on biomass torrefaction in a pulverized coal boiler with aim of 100% fuel switching. Applied Energy, 99, 344–354. doi: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2012.05.046
- Backreedy, R. I., Fletcher, L. M., Jones, J. M., Ma, L., Pourkashanian, M., Williams, A. (2005). Co-firing pulverised coal and biomass: a modeling approach. Proceedings of the Combustion Institute, 30 (2), 2955–2964. doi: https://doi.org/10.1016/j.proci.2004.08.085
- Zhang, X., Ghamari, M., Ratner, A. (2013). Numerical modeling of co-firing a light density biomass, oat (Avena sativa) hulls, and chunk coal in fluidized bed boiler. Biomass and Bioenergy, 56, 239–246. doi: https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2013.05.006
- Yan, B.-H., Cao, C.-X., Cheng, Y., Jin, Y., Cheng, Y. (2014). Experimental investigation on coal devolatilization at high temperatures with different heating rates. Fuel, 117, 1215–1222. doi: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2013.08.016
- ANSYS FLUENT Theory Guide (2012).
- Hzmalyan, D. M., Kogan, Ya. A.; Hzmalyan, D. M. (Ed.) (1976). Teoriya goreniya i topochnye ustroystva. Moscow: Energiya, 487.
- Beztsennyi, I. V., Bondzyk, D. L., Shchudlo, T. S., Pliusnova, L. P., Dunaievska, N. I. (2011). Doslidzhennia vyhoriannia sumishei antratsytu i hazovoho vuhillia. Naukovi visti Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu Ukrainy "Kyivskyi politekhnichnyi instytut", 5, 27–30.
- Chernyavskiy, M. V., Provalov, O. Yu., Beztcennyj, I. V., Moyiseenko, O. V. (2016). Development of Methods and Practical Experience in the Preparation and Pulverized Combustion of Anthracite and Bituminous Coal Mixture at Zmiev TPP. Energotehnologii i resursosberezhenie, 4, 3–13.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Mark Nekhamin, Ihor Beztsennyi, Natalia Dunayevska
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
