Использование упрощенной численной модели для первичной оценки топочной аэродинамики на примере инвертной топки котла на ультрасверхкритические параметры пара


DOI: 10.34759/tpt-2022-14-9-422-431

Авторы

Прохоров В. Б., Фоменко Н. Е.*, Фоменко М. В.

Национальный исследовательский университет «МЭИ», Красноказарменная ул., 14, Москва, 111250, Россия

*e-mail: fomenko.n.e@yandex.ru

Аннотация

Выполнено численное моделирование аэродинамики топочной камеры котла на ультрасверхкритические параметры пара для двух схем сжигания топлива с использованием упрощенной численной модели, разработанной авторами. Представлены основные положения используемой упрощенной методики. Описаны этапы выполнения моделирования в ANSYS и особенности настроек расчетов. Приведены результаты численных расчетов аэродинамики двух схем сжигания и выполнено их сравнение с результатами экспериментов на физическом стенде. Проведен анализ результатов, который показал, что схему сжигания № 2 можно рекомендовать к использованию на инвертных топках.

Ключевые слова:

инвертная топочная камера, прямоточные горелки, ступенчатое сжигание, численное моделирование

Библиографический список

  1. Кирпичев М.В., Михеев М.А. Моделирование тепловых устройств. Москва: Издательство АН СССР, 1936. 320 с.
  2. Кирпичев М.В. Теория подобия: монография. Москва: Издательство АН СССР, 1953. 99 с.
  3. Paramonov A.P., Kadyrov M.R., Trinchenko A.A. Research on Influence of the Furnace Chamber Aerodynamics on Ecological Indicators of Boiler Plants (Part 1: Model of a Low-temperature Swirl Furnace). Procedia Engineering, 2017, vol. 206, pp. 546–551. DOI: 10.1016/J.PROENG. 2017.10.514
  4. Paramonov A.P., Kadyrov M.R., Trinchenko A.A. Research on Influence of the Furnace Chamber Aerodynamics on Ecological Indicators of Boiler Plants (Part 2: Results of a Low-temperature Swirl Combustion Practical Implementation and their Analysis). Procedia Engineering, 2017, vol. 206, pp. 558–563. DOI: 10.1016/J.PROENG. 2017.10.516
  5. Alekseenko S.V. et al. Investigation of transfer processes in swirling flows in application to vortex furnaces for coal fuel. International Journal of Thermal Sciences, 2021, vol. 161, 106715. DOI: 10.1016/j.ijthermalsci.2020.106715
  6. Prokhorov V.B. et al. Physical modeling of the M-shaped boiler furnace aerodynamics. Journal of Physics: Conference Series. — IOP Publishing, 2020, 1683, no. 4, 042072. DOI: 10.1088/1742-6596/1683/4/042072
  7. Prokhorov V.B. et al. Numerical variational study of the M-shaped boiler invert furnace. Journal of Physics: Conference Series. — IOP Publishing, 2020, vol. 1683, no. 4, 042033. DOI: 10.1088/1742-6596/1683/4/042033
  8. Fomenko N.E. et al. Numerical study of the methane-air combustion in the direct-flow burner of the boiler 300 MW TGMP-314 boiler. Journal of Physics: Conference Series. — IOP Publishing, 2019, vol. 1370, no. 1, 012006. DOI: 10.1088/1742-6596/1370/1/012006
  9. Мигай В.К. Моделирование теплообменного энергетического оборудования. Ленинград: Энергоатомиздат, 1987. 265 с.
  10. Prokhorov V.B., Fomenko N.E., Fomenko M.V. Development of a simplified methodology for furnace aerodynamics with vortex combustion of organic fuel modeling. Journal of Physics: Conference Series. — IOP Publishing, 2021, vol. 2088, no. 1, 012016. DOI: 10.1088/1742-6596/2088/1/012016
  11. Di Gianfrancesco A. The fossil fuel power plants technology. Materials for Ultra-Supercritical and Advanced Ultra-Supercritical Power Plants, 2017, p. 1–49. DOI:10.1016/b978-0-08-100552-1.00001-4
  12. Volkov E.P., Chernov S.L., Fomenko N.E. Development M-shaped profile for A-USC steam boiler. Journal of Physics: Conference Series. — IOP Publishing, 2019, vol. 1370, no. 1, 012007. DOI: 10.1088/1742-6596/1370/1/012007
  13. Prokhorov V.B. at al. The Coal Dust Combustion Scheme for an Invert Furnace of an A-USC M-Shaped Boiler. Problemele Energeticii Regionale, 2022, vol. 55, pp. 38–53. DOI: 10.52254/1857-0070.2022.3-55.04
  14. Richardson L.F. The approximate arithmetical solution by finite differences with an application to stresses in masonry dams. Philosophical Transactions of the Royal Society of America, 1911, vol. 210, pp. 307–357.
  15. Richardson L.F., Gaunt J.A. VIII. The deferred approach to the limit. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A, containing papers of a mathematical or physical character. 1927, vol. 226, no. 636–646, pp. 299–361.
  16. Celik I.B. et al. Procedure for estimation and reporting of uncertainty due to discretization in CFD applications. Journal of fluids Engineering-Transactions of the ASME, 2008, vol. 130, no. 7. DOI: 10.1115/1.2960953
  17. Prokhorov V.B. et al. Investigation of the direct-flow jets vortex motion in the M-shaped boiler invert furnace. Journal of Physics: Conference Series. — IOP Publishing, 2021, vol. 2088, no. 1. 012036. DOI: 10.1088/1742-6596/2088/1/012036

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2023