ОЦЕНКА КОНЦЕНТРАЦИИ ОКСИДОВ АЗОТА НА ВЫХОДЕ ИЗ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ МОДЕЛЬНОЙ ГАЗОВОЙ ТУРБИНЫ
DOI:
https://doi.org/10.14529/power200302Ключевые слова:
ГАЗОВАЯ ТУРБИНА, ОКСИДЫ АЗОТА, ANSYS FLUENT, CHEMKINАннотация
В настоящей работе был применен новый метод оценки концентраций оксидов азота при горении синтез-газа в камере сгорания газовой турбины. Метод позволил связать полный детальный механизм массива параллельных реакций Grimech 3.0 с уравнениями компьютерной гидродинамики (уравнения движения, тепломассообмена, турбулентности и молекулярной диффузии для потока идеального газа). Представлены диаграммы селективности процесса образования оксидов азота по константам скоростей реакций, включающего одиннадцать ключевых реакций, для бедной и богатой топливом смесей. Проведены верификационные расчеты на модельной камере сгорания газовой турбины в интервале значений коэффициента избытка топлива 0,5-2. Новая методика была применена при определении выбросов оксида азота и максимальной температуры стенки пламенной трубы промышленной камеры сгорания. Наилучшие результаты по выбросам оксидов азота показал состав газа GE. Самыми проблемными газами являются синтез газа Polk Power и Texaco (кислородный процесс). При сжигании низкокалорийных газов в зоне подсоса первичного воздуха наблюдается зона рециркуляции, за счет высокого теплонапряжения в этой области максимальная температура стенки составляет около 500 °С.
Скачивания
Библиографические ссылки
Giuffrida A., Romano M.C. Lozza G. Thermodynamic Analysis of Air-Blown Gasification for IGCC Applications. Applied Energy, 2011, vol. 88, pp. 3949–3958. DOI: 10.1016/j.apenergy.2011.04.009
Ryzhkov A. Technological solutions for an advanced IGCC plant. Fuel, 2018, vol. 214, pp. 63–72. DOI:
1016/j.fuel.2017.10.099
Stopper U. PIV, 2D-LIF and 1D-Raman measurements of flow field, composition and temperature in premixed gas turbine flames. Experimental Thermal and Fluid Science, 2010, vol. 34, pp. 396–403. DOI:
1016/j.expthermflusci.2009.10.012
Xia Y. Simulating Flame Response to Acoustic Excitation for an Industrial Gas Turbine Combustor.
th International Congress on Sound and Vibration, 23–27 July, 2017, London.
Fedina E. Assessment of Finite Rate Chemistry Large Eddy Simulation Combustion Models. Flow Turbul.
Combust, 2017, vol. 99. DOI: 10.1007/s10494-017-9823-0
Bulat G. NO and CO formation in an industrial gas-turbine combustion chamber using LES with
the Eulerian sub-grid PDF method. Combustion and Flame, 2014. DOI: 10.1016/j.combustflame.2013.12.028
Eun-Seong Cho. Numerical Evaluation of NOx Mechanisms in Methane-Air Counter Flow Premixed Flames.
Journal of Mechanical Science and Technology, 2009, vol. 23, pp. 659–666. DOI: 10.1007/s12206-008-1222-y
Bose D., Candlert G.V. Kinetics of the N2 + O NO + N Reaction Under Thermodynamic Nonequilibrium. Journal of thermophysics and heat transfer, 1996, vol. 10, no. 1, p. 148. DOI: 10.2514/3.765
Waldman C.H., Wilson R.P., Jr., and K.L Maloney. Kinetic Mechanism of methane/air combustion with
pollutant formation. EPA-650/2-74-045, June 1994, pp. 23–24.
Grimech 3.0. Available at: http://combustion.berkeley.edu/gri-mech/version30/text30.html (accessed
06.2020).
Park J., Hershberger J.F. Kinetics and product branching ratios of the CN + NO2 reaction. The Journal of
Chemical Physics, 1993, vol. 99, 3488. DOI: 10.1063/1.466171
Webinar Recording: ANSYS Chemkin Pro and Energico. Reaction Design Product Overview. Available
at: https://www.youtube.com/watch?v=ee_uY5cHG2U&t=1293s (accessed 01.06.2020).
Hasegawa T. Gas Turbine Combustion Technology Reducing Both Fuel-NOx and Thermal-NOx Emissions for Oxygen-Blown IGCC WithHot/Dry Synthetic Gas Cleanup. Journal of Engineering for Gas Turbines and
Power, 2007, vol. 129, pp. 358–369. DOI: 10.1115/1.2432896
Filippov P. Validation of the thermal NOx emissions model from a gas fuel combustor under atmospheric
pressure. Journal of Physics: Conference Series, 2017, vol. 899, pp. 1–5. DOI: 10.1088/1742-6596/899/9/092005
Howe G. et al. RTI Warm Syngas Cleanup Operational Testing at Tampa Electric Company’s Polk 1
IGCC Site: Final Scientific: Technical. Pittsburgh, PA, 2018. 197 р.
Woods M.C. Reaction kinetics and simulation models for novel high-temperature desulfurization sorbents.
Research Triangle Inst., Research Triangle Park, NC; Louisiana State Univ., Baton Rouge, USA, 1989,
no. DOE/MC/24160-2671.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
