By this author

Assessment of the influence of thermal characteristics of non-design lignite on their suitability for combustion in the furnace of an energy boiler

Issue number 5 from 14.09.2025

Возможность сжигания различных бурых углей (БУ) в топке котла БКЗ-420-140-6 исследовалась с помощью численного моделирования в программе ANSYS Fluent. Для проверки составленной численной модели сжигания твердого топлива предварительно проведена ее валидация, применительно к сжиганию БУ определенного состава путем сравнения результатов расчетов с данными, полученными при режимно-наладочных испытаниях реального котла. Был разработан способ усреднения характеристик угля и получены зависимости, определяющие состав угля на основании анализа состава 14 типов углей в диапазоне значений низшей теплоты сгорания от 7.5 до 16 МДж/кг. По полученным зависимостям для 4-х значений определен теоретический усредненный состав (ТУС) углей. Для одного из ТУС на 10% в большую и меньшую стороны варьировалась влажность. В качестве показателей эффективности работы топочной камеры котла, приняты температура газов на выходе из топочной камеры, механический недожог и концентрация оксидов азота в дымовых газах. Результаты численного моделирования показывают, что при теплотворной способности топлива 10 МДж/кг механический недожог превышает допустимые нормативы. Наибольшая концентрация оксидов азота на уровне 800–900 мг/нм³ наблюдается для бурых углей с высокой и наибольшим содержанием углерода. Также показано, что применение прямоточных горелок с организацией ступенчатого сжигания топлива позволяет в 3.25 раза снизить образование оксидов азота в топке по сравнению с исходной схемой сжигания с использованием существующих вихревых горелочных устройств. Влияние низшей теплоты сгорания топлива на температуру газов на выходе из топочной камеры в диапазоне от 11.75 до 16.45 МДж/кг незначительное. Повышение влажности топлива сказывается на температуре газов на выходе из топочной камеры и на механическом недожоге только при значении более примерно 45%. В целом исследования показали, что рассматриваемая топка позволяет сжигать различные бурые угли при изменении физико-химического состава и теплотехнических характеристик в широких пределах.

12 0