Показники роботи парогенератора Е - 1- 9 при переведенні на спалювання твердих видів палив

Abstract

В роботі відзначено, що використання поновлюваних видів палив для виробництва теплової та електричної енергій за умов дефіциту енергоносіїв є актуальним завданням сьогодення. В роботі проведено числові дослідження показників роботи парогенератора Е-1-9 при спалюванні відходів деревини, вугілля, торфу, соломи. Проведено аналіз літературної інформації по експериментальних дослідженнях котлів на альтернативних видах палива. На основі аналізу літературної інформації показано, що для широкого використання альтернативних видів палив в котлах малої потужності (до 3 МВт) необхідні грунтовні експеримантальні дослідження процесів спалювання таких палив і відповідні корегування Нормативного методу. Для дослідження показників роботи парогенератора було створено математичну модель котла, яку реалізовано в середовищі MSExcel. Математична модель складається з чотирьох модулів: модуль розрахунків об’ємів продуктів згорання, модуль розрахунків теплообміну в топці, модуль розрахунків теплообміну в конвективному пучку, модуль розрахунків теплообміну в чавунному економайзері. Досліджено вплив коефіцієнта надлишку повітря на адіабатну температуру та температуру димових газів на виході з топки. Показано, що при збільшенні коефіцієнта надлишку повітря, адібатна температура зменшується, що пояснюється тим, що в топку надходить більша кількість холодного повітря. Для торфу і деревини значення адіабатної температури близькі. Адіабатна температура для вугілля майже на 350 °С вища за аналогічне значення для деревини. Проаналізовано вплив коефіцієнта надлишку повітря на коефіцієнт корисної дії парогенератора. Показано, що найбільше значення коефіцієнта корисної дії має парогенератор при спалюванні в ньому вугілля, що пояснюється вищою теплотою згорання та меншою вологістю палива. Порівняно викиди забруднювальних речовин в разі спалювання в парогенераторі твердих видів палива.

In the work it is noted that the use of renewable fuels for the production of heat and electricity under conditions of energy shortages is an urgent task today. The numerical studies of the performance of the steam generator E-1-9 in the combustion of wood, coal, peat, straw wastes were carried out. The analysis of literary information on the experimental studies of boilers using alternative fuels has been carried out. Based on the analysis of the literature, it is shown that for wide use of alternative fuels in low power boilers (up to 3 MW), thorough experimental studies of the combustion processes of such fuels and appropriate adjustments of the Normative method are required. To study the performance of the steam generator, a mathematical model of the boiler was created, which was implemented in the MSExcel. The mathematical model consists of four modules: module of calculations of volumes of combustion products, module of calculations of heat exchange in a furnace, module of calculations of heat exchange in a convective beam, module of calculations of heat exchange in a cast iron economizer. The influence of the coefficient of excess air on the adiabatic temperature and the flue gas temperature at the outlet of the furnace is investigated. It is shown that as the coefficient of excess air increases, the adibat temperature decreases, which is explained by the fact that more cold air enters the furnace. For peat and wood, the values of the adiabatic temperature are close. The adiabatic temperature for coal is almost 350 ° C higher than that of wood. The influence of the coefficient of excess air on the efficiency of the steam generator is analyzed. It is shown that the highest value of the efficiency is the steam generator when burning coal, which is explained by the higher heat of combustion and lower moisture content of the fuel. Comparison of pollutant emissions in the case of solid fuel combustion in a steam generator.

В работе отмечено, что использование возобновляемых видов топлива для производства тепловой и электрической энергий в условиях дефицита энергоносителей является актуальной задачей сегодняшнего дня. В работе проведен численные исследования показателей работы парогенератора Е-1-9 при сжигании отходов древесины, угля, торфа, соломы. Проведен анализ литературной информации по экспериментальных исследованиях котлов на альтернативных видах топлива. На основе анализа литературного информации показано, что для широкого использования альтернативных видов топлива в котлах малой мощности (до 3 МВт) необходимы основательные экспериментальные исследования процессов сжигания таких топлив и соответствующие корректировки нормативного метода. Для исследования показателей работы парогенератора была создана математическая модель котла, которую реализовано в среде MSExcel. Математическая модель состоит из четырех модулей: модуль расчетов объемов продуктов сгорания, модуль расчетов теплообмена в топке, модуль расчетов теплообмена в конвективном пучке, модуль расчетов теплообмена в чугунном экономайзере. Исследовано влияние коэффициента избытка воздуха на адиабатную температуру и температуру дымовых газов на выходе из топки. Показано, что при увеличении коэффициента избытка воздуха, адибатная температура уменьшается, что объясняется тем, что в топку поступает большее количество холодного воздуха. Для торфа и древесины значение адиабатной температуры близки. Адиабатный температура для угля почти на 350 ° С выше аналогичное значение для древесины. Проанализировано влияние коэффициента избытка воздуха на коэффициент полезного действия парогенератора. Показано, что наибольшее значение коэффициента полезного действия имеет парогенератор при сжигании в нем угля, что объясняется высокой теплотой сгорания и меньшей влажностью топлива. Проведено сравнение выбросов загрязняющих веществ при сжигании в парогенераторе твердых видов топлива.