Моделирање процеса у енергетском парном котлу са вишестепеним довођењем ваздуха по висини ложишта

Abstract

Предмет истраживања представља развој прорачунског система који обухвата диференцијални математички модел процеса у ложишту и интегрални математички модел рада постројења са међусобним интеракцијама, а све у циљу процене рада енергетског парног котла у целини. Овакав систем омогућио је шири приказ свих релевантних стања струја које учествују у процесима енергетског парног котла на угљени прах. Потреба за оваквим начином истраживања проистекла је из чињенице да није могуће посматрати део сложеног постројења а притом занемарити његово садејство са остатком система у коме он функционише, односно са којим чини целину. Развијени метод је применљив за инверзне проблеме процене радног стања код постојећих постројења, као и за оне директне, како модификације постојећих тако и развоја нових енергетских објеката. У склопу развоја прорачунског система предвиђено је дефинисање математичког модела сагоревања честица угљеног праха, струјања и зрачења продуката сагоревања, као и подмодела формирања и деструкције азотних оксида који у корелацији са интегралним термичким и аеродинамичким прорачунима омогућавају формирање свеобухватног описа погонског режима енергетског парног котла. Развој оваквог прорачунског модела је значајан ради поузданог предвиђања перформанси енергетских парних котлова. Квалитет рада самог котла који је могуће проценити применом развијеног система прорачуна може се поделити у групе ефективног, ефикасног, сигурног и еколошки прихватљивог рада. Оваква анализа нарочито је битна с обзиром да рад котла може имати пресудан утицај на расположивост и економичност целокупног енергетског система чија је он компонента...

The subject of research is the development of a calculation system comprising a differential mathematical model of processes within the furnace and an integral mathematical operation model of plant with mutual interactions, with the aim of overall utility steam boiler operation assessment. Such system enabled a wider overview of all relevant flows involved in the processes of the utility steam boiler operating on pulverized coal. The need for such research originated from the fact that it is not possible to observe a part of a complex plant and disregard its joint action with the rest of the system, with which it forms a whole. The developed method is applicable to inverse problems of operation mode assessment at existing plants, as well as to direct problems both for modification of existing and development of new utility objects. Within the development of the programme system, it has been anticipated to define a mathematical model of pulverized coal particles combustion, flow and radiation of two-phase gas-particles mixture, as well as a submodel of nitrogen oxides formation and destruction, which, in correlation with integral thermal and aerodynamic calculations, allow the formation of a comprehensive description of the utility steam boiler operating regime. The development of such a calculation model is significant in the aim of reliable prediction of utility steam boilers’ performances. The operation quality of boilers that may be assessed by using the developed calculation system can be divided into groups of effective, efficient, safe and ecologically acceptable work. Such analysis is of particular importance due to the fact that boiler operation can have a decisive impact on the availability and cost of the entire energy conversion system of which it is a component...