Исследование и совершенствование схем организации факельного сжигания твердых топлив, направленных на подавление генерации оксидов азота

Проект направлен на теоретическое исследование теплофизических процессов при организации сжигания полифракционного угольного топлив в камерах сгорания энергетических котельных агрегатов с учетом наличия сопел третичного дутья. Актуальность указанной задачи определяется современным развитием науки и техники, которое направленно на повышение энергоэффективности и экологических параметров энергогенерирующих установок. В настоящее время большое значение уделяется вопросам снижения концентраций NOx и SOx, а также CO и CO2 в продуктах сгорания, выбрасываемых в окружающую среду от тепловых электрических станций при сжигании органических топлив. Поскольку большинство действующих отечественных ТЭС на твердом топливе не соответствуют современным экологическим требованиям по массовым концентрациям NOx в дымовых газах, то целесообразна их реконструкция с организацией ступенчатого сжигания пылеугольного топлива. Разработка оптимальных компоновочных схем размещения основных горелочных устройств, сопел третичного дутья и условий, обеспечивающих снижение концентрации NOx и при этом эффективное выгорание пылеугольного топлива, является весьма актуальной задачей и имеет существенное практическое значение. Решение поставленной задачи в перспективе позволит перейти к повышению экологических параметров пылеугольных котельных агрегатов с наименьшими инвестиционными затратами. Помимо практической значимости, данное исследование обладает высокой научной составляющей, поскольку в основе поставленной задачи лежат фундаментальные закономерности развития и протекания гомогенных и гетерогенных реакций в процессах горения твердого топлива с учетом тепломассообмена и переноса многофазного турбулентного потока. До настоящего времени не отражено прогностическое моделирование с учетом пространственного характера аэродинамики, воспламенения и выгорания пылеугольного факела, теплообмена, а также прогнозирования условия выбросов вредных веществ с учтём наличия сопел третичного дутья. Новизна проекта заключается в решении комплексной задачи исследования закономерностей, определяющих характеристики снижения генерации оксидов азота и достижения эффективности выгорания твердого топлива, с целью обоснования оптимальных соотношений избытков и долей воздуха, стадийности сжигания топлива, а также в разработке научно обоснованных схем энергоэффективного сжигания углей с минимизацией выбросов оксидов азота и надежной работы топочной камеры энергетического котла. Целью работы является разработка методологии прогностического моделирования лучистого и конвективного теплообмена, гомогенных и гетерогенных реакций воспламенения газовых компонентов топлива и догорания коксового остатка, аэродинамической структуры и эмиссии оксидов азота в объеме камер сгорания с учетом организации схем сжигания с наличием сопел третичного дутья.