ВЕРИФІКАЦІЯ CFD-МОДЕЛІ ТЕПЛООБМІНУ І ГІДРОДИНАМІКИ ДЛЯ СПАЛЮВАННЯ НЕПРОЕКТНОГО ПАЛИВА У ПАРОВОМУ КОТЛІ ТПП-210А

Автор(и)

  • О. Ю. Черноусенко Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»
  • А. Ю. Рачинський Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»
  • О. В. Баранюк Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»; Інститут теплоенергетичних технологій Національної академії наук України

DOI:

https://doi.org/10.31649/1997-9266-2024-173-2-39-46

Ключові слова:

ANSYS-Fluent, моделювання, тверде паливо, горіння, вугілля, паливня котла

Анотація

Викладено результати дослідження CFD-моделі котла ТПП-210А, побудованій згідно з робочими кресленнями ТПП-210А ст. № 3 Трипільської ТЕС. Наукова новизна роботи полягає у визначенні перспективності використання непроектних видів палива, таких як газове вугілля вітчизняного виробництва та тверда біомаса, як сировинної бази котла ТПП-210а, який входить до енергетичного обладнання Трипільської ТЕС України. Моделювання спалювання твердого палива виконувалось за допомогою скінчено-елементних CFD-моделей котельного агрегату в середовищі програмного комплексу ANSYS-Fluent Student з визначенням відповідних характеристик роботи котла. Верифікація виконувалась для випадку спалювання антрацитового штибу. Для аналізу результатів CFD-моделювання використовувались візуалізації полів швидкостей та температур реагуючих потоків в середині паливні. Також виконано аналіз візуалізації взаємодії палива і окислювача, виходу летких сполук та ступеня вигорання вуглецю у центральному перерізі паливно-котельного агрегату. Визначено, що наявність звуження перерізу паливні над пальниками призводить до нерівномірності енерговиділення на стінках котельного агрегату. Показано, що відхилення значень температур в середині CFD-моделі паливні від даних, взятих з доступної літератури, не перевищує 8 %, що дозволяє використовувати розроблену комп’ютерну модель для моделювання спалювання твердого палива вітчизняного виробництва, яке відрізняється від проектного загальними та специфічними властивостями. Верифікована комп’ютерна модель котла ТПП-210А ст. № 3 Трипільської ТЕС дозволить скласти режимну карту роботи котла під час спалювання твердого палива та отримувати дані для подальшого коригування показників нормативної характеристики роботи котла.

Біографії авторів

О. Ю. Черноусенко, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

док. техн. наук, професор, завідувачка кафедри теплової та альтернативної енергетики

А. Ю. Рачинський, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

канд. техн. наук, доцент, доцент кафедри теплової та альтернативної енергетики

О. В. Баранюк, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»; Інститут теплоенергетичних технологій Національної академії наук України

канд. техн. наук, доцент, доцент кафедри атомної енергетики Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»; Інститут теплоенергетичних технологій Національної академії наук України

Посилання

Н. І. Дунаєвська, та ін., «Технологія спільного спалювання антрациту та твердого біопалива в пиловугільних котлах ТЕС і ТЕЦ,» Nauka innov., т. 16, № 5, с. 86-96, 2020. https://doi.org/10.15407/scin16.05.086 .

М. В. Чернявський, Є. С. Мірошниченко, і О. Ю. Провалов, «Переведення антрацитових котлоагрегатів ТЕЦ на спалювання газового вугілля в умовах воєнного стану,» Енерготехнології та ресурсозбереження, № 3, с. 3-20, 2023. https://doi.org/10.33070/etars.3.2023.01 .

ВД «Академперіодика» НАН України, кер. М. В. Чернявський, Нові можливості спалювання суміші вугілля марок Г та ДГ замість вугілля марки АШ в котлі ТПП-210А, звіт про НДР (заключний). Київ, 2019, 29 с.

ANSYS FLUENT 14.5 Theory Guide, ANSYS Inc. ANSYS Help, 2012. [Electronic resource]. Available: https://ansyshelp.ansys.com .

Noor Akma Watie Mohd Noor, Hasril Hasini, Muhamad Shazarizul Haziq Mohd Samsuri, and Meor Mohd Faisal Meor Zulkifli, “CFD Analysis on the Effects of Different Coal on Combustion Characteristics in Coal-fired Boiler,” CFD Letters, no. 12 (10), pp. 128-138, 2020. https://doi.org/10.37934/cfdl.12.10.128138 .

Xing Liu, Jiaye Zhang, Houzhang Tan, Qingfeng Mo, Xuebin Wang, and Yibin Wan, “Numerical and experimental study on co-firing of low volatile coal in a 330 MW tangential-ly fired boiler,” Journal of the Energy Institute, no. 96, pp. 242-250, 2021. https://doi.org/10.1016/j.joei.2021.03.015 .

Daining Wei, Dong An, Tao Wang, Huicong Zhang, Yonghong Guo, and Baomin Sun, “Influence of fuel distribution on co-combustion of sludge and coal in a 660 MW tangentially fired boiler,” Applied Thermal Engineering, 227, 2023. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2023.120344 .

М. М. Нехамин, «Моделирование программой ANSYS fluent процессов в топке котла ТПП-210а,» Енерготехнології та ресурсозбереження, № 3, c. 35-40, 2020. https://doi.org/10.33070/etars.3.2020.03 .

В. О. Туз, В. І. Мариненко, і О. О. Васечко, Розрахунок паливні котельних установок, навч. посіб. для студ. спеціальностей 142 «Енергетичне машинобудування»; 144 «Теплоенергетика». Київ, Україна: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020, 36 с.

##submission.downloads##

Переглядів анотації: 252

Опубліковано

2024-04-30

Як цитувати

[1]
О. Ю. Черноусенко, А. Ю. Рачинський, і О. В. Баранюк, «ВЕРИФІКАЦІЯ CFD-МОДЕЛІ ТЕПЛООБМІНУ І ГІДРОДИНАМІКИ ДЛЯ СПАЛЮВАННЯ НЕПРОЕКТНОГО ПАЛИВА У ПАРОВОМУ КОТЛІ ТПП-210А», Вісник ВПІ, вип. 2, с. 39–46, Квіт. 2024.

Номер

Розділ

Енергетика, електротехніка та електромеханіка

Метрики

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.