ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИКИ ИНТЕНСИФИЦИРОВАННОГО КИПЯЩЕГО СЛОЯ ДЛЯ СЖИГАНИЯ НИЗКОСОРТНОГО УГЛЯ
Используемый в энергетике Узбекистана бурый уголь характеризуется высокой зольностью (до 40%), влажностью (до 39%) и хрупкостью. При сжигании угля для подсветки факела используется высокосортный мазут М-40.
В ближайшей перспективе доля угля в энергетической отрасли республики будет увеличиваться в связи с ориентацией на сокращение потребления газа. С увеличением добычи угля энергетическая отрасль должна быть готова к использованию такой производительности [1].
Более половины всей электроэнергии, получаемой на электростанциях мира, производится за счет сжигания ископаемого органического топлива. Эта доля в различных странах колеблется в больших пределах, что связано с наличием или коммерческой доступностью, или иных видов первичных энергоресурсов, однако, в целом, на органическом топливе вырабатывается около 62% всей электроэнергии. Причем половина ее вырабатывается на электростанциях, работающих на твердом топливе. В перспективе ожидается, что роль твердого топлива будет неуклонно возрастать и к 2020 г.: каждый третий киловатт-час электроэнергии в мире будет выработан на угольной электростанции [2].
Использование местного сырья в энергетической отрасли Республики Узбекистан требует создания и внедрения отечественных технологий сжигания и газификации местного бурого угля, не уступающих зарубежным аналогам. Выше сказанное в свою очередь требует проведения фундаментальных научных экспериментальных исследований и разработки технологических схем, технологических документов на проектирование.
Обеспечение требуемой гидродинамической обстановки позволяет дальнейшее эффективное проведение топочных процессов при сжигании твердых топлив в условиях взвешенного состояния, а именно: кипящего, фонтанирующего и вихревого слоев.
Целью настоящей работы является изучение интенсифицированного кипящего слоя для сжигания твердого топлива в аспекте гидродинамики и разработка математической модели с расчетной формулой для определения процессов интенсификации горения.
Для достижения поставленной цели была создана экспериментальная установка, схема которой представлена на рис.1. Установка состоит из рабочей камеры конической формы 6, изготовленной из органического стекла для визуального наблюдения за гидродинамикой процесса. На корпусе камеры 6 по вертикали через каждые 10 см установлены штуцеры 8 для измерения перепада давления. Нижний штуцер размещен на входе газового потока в камеру. Во входном патрубке воздухоподводящей трубы размещен стабилизатор завихренного потока газа перед рабочей камерой. Диаметр входного отверстия составляет 10 см, подача воздуха в камеру осуществляется вентилятором 1 и его расход регулируется специальным рассекателем 2. Измерительные датчики установлены в патрубках 3 и 8.
Зависимость изменения перепада давления от скорости воздушного потока дала возможность описать математическую модель:
Результаты анализа полученных функций по определению основных параметров потока подтверждают, что они качественно согласуются с экспериментальными данными автора. Некоторые экспериментальные исследования опубликованы в данном сборнике.