【期刊】小功率锅炉先进燃烧室设计中固定煤层的高效燃烧

学术   2024-10-11 00:01   安徽  







文章信息




A. B. Kudasheva, M. Zh. Khazimov, A. K. Niyazbayev, A. A. Tursynzhanova, A. B. Borsikbayeva, B. A. Urmashev, V. D. Gorburov & K. M. KhazimovEfficient Combustion of the Fixed-Coal Layer in an Advanced Combustion-Chamber Design for Low-Power Boilers, Trans. Tianjin Univ.(2024). https://doi.org/10.1007/s12209-024-00415-z

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https://link.springer.com/article/10.1007/s12209-024-00415-z





本文亮点




1. 在本研究中,建立了固定床煤燃烧过程中燃气速度和温度分布的数学模型,分别针对传统的炉排系统和改进的无炉排系统。
2. 采用实验方法建立了考虑喷嘴直径和无炉排系统炉膛送风压力的固定煤层气流描述模型。




背景及意义




哈萨克斯坦占世界经济总量的0.2%,其能源需求几乎完全来自化石燃料(88.72%),其中动力煤占77.7%。煤的高效清洁燃烧问题是全球高度关注的问题。为减缓气候变化和保护宝贵资源,发达国家正在增加可再生能源的利用与开发。然而,可再生能源往往是不可持续的,如果没有高效的储能解决方案,就不能完全满足人们和行业的需求。从长远来看,由于其丰富的全球储量和具有竞争力的价格,煤炭仍将是一种重要的火电资源。截至2017年,煤炭占火力发电的66.5%。尽管受到各种因素的影响,但在过去的40年里,煤炭在全球的份额一直保持在40%。高效和清洁的煤炭燃烧仍然是全球的优先事项。

为了提高小容量固定床燃煤锅炉的效率,本文提出了一种改进的锅炉设计。改进后的设计以固体金属板代替炉排,防止未燃烧的细煤颗粒流失到烟灰缸中。气流由煤层内具有水平径向开口的垂直气流分布器控制。排除通过格栅的送风使气流速度降低了2-2.5倍,延长了换热器的停留时间。这种设计防止未燃烧的细煤颗粒分散,允许它们完全燃烧和释放额外的热量。




图文导读




 

1 实验室规模的无炉排固定床煤锅炉方案,通过给风进入固定层燃烧煤


2  锅炉示意图和空气喷射系统的整体外观
燃烧室的计算几何

计算网格

计算网格的结构化视图

边界条件

研究煤层气流参数的装置

调节配风喷嘴的送风

煤层火焰温度测量碎片

10 烟气毒性的测定

11 通过炉排沉积在烟灰缸中的未燃烧细煤颗粒分数的测定

12 启动速度控制线

13 流速剖面

14 流速剖面

15 多元回归方程的图形解释

图1函数在二维截面参数上的图形依赖关系

17 固定床煤表面火焰温度





通讯作者简介





Khazimov Marat

Khazimov Marat是哈萨克斯坦农业研究所的工程师和机械师(1980),哈萨克斯坦国立大学数学教授(1991),在俄罗斯联邦Ryazan 农业大学获得技术科学学位(1987)。他是哈萨克斯坦国立农业研究大学以Ivan V. Sakharov命名的机械使用系的教授,也是Almaty大学电力工程和电信大学热电工程系的教授。主要研究方向为农产品干燥热交换过程和农村小容量锅炉固定层固体燃料燃烧。





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