МОДЕЛИРОВАНИЕ КИСЛОРОДНОГО СЖИГАНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА В ЖАРОТРУБНЫХ КОТЛАХ
DOI:
https://doi.org/10.14529/power240411Ключевые слова:
кислородное сжигание, котел, продукты сгорания, углекислый газ, моделирование, эффективность, энергетические ресурсыАннотация
В целях реализации международных климатических соглашений на наднациональном и национальном уровнях используются различные меры, стимулирующие в числе прочего технологический переход энергетики от генерации на основе углеводородного сырья и других видов топлива к безуглеродным энергоресурсам и энергоресурсам с низким уровнем выбросов парниковых газов. В данной работе рассмотрены результаты математического моделирования сжигания природного газа для жаротрубного котла в воздухе и в смеси воздуха с рециркулируемым потоком углекислого газа, обогащенного кислородом. Исследование кислородного сжигания природного газа производилось при замещении воздуха чистым кислородом в диапазоне от 0 до 100 % потребности в нем. Часть вырабатываемого углекислого газа предлагается направлять на рециркуляцию в топку, а вторую часть на технологические нужды для закачки в пласт, дальнейшего сжижения и реализации или хранения. Исследована зависимость КПД оборудования, температуры уходящих газов, объема выбросов СО2, NOx, Н2О от объемной доли кислорода в топливо-воздушной смеси. Сделаны выводы о наиболее эффективных режимах работы оборудования исходя из экологических и энергетических критериев. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности продолжения работ в этой области для снижения выбросов парниковых газов в окружающую среду.
Скачивания
Библиографические ссылки
Энергетический переход и энергосбережение: актуальность и реальные приоритеты развития страны: учеб. пособие / Е.Г. Гашо. – М.: Издательство МЭИ, 2023. 308 с.
Филимонова А. А. Обзор технологий декарбонизации производства тепловой и электрической энергии / А. А. Филимонова, А. Ю. Власова, Н. Д. Чичирова, Р. Ф. Камалиева // Журн. Сиб. федер. ун-та. Техника и технологии, 2023, 16(2). С. 149–174. EDN XVHEQK.
Новые возможности для совместного расчета котла и его пылесистем / В. М. Супранов, Г. И. Доверман, И. Г. Петров, К. А. Плешанов // Теплоэнергетика. – 2022. – № 2. – С. 33-41. – DOI 10.1134/S0040363622020060. – EDN ULTNQE.
Scheffknecht, G., Al-Makhadmeh, L., Schnell, U., & Maier, J. (2011). Oxy-fuel coal combustion—A review of the current state-of-the-art. International Journal of Greenhouse Gas Control, 5, S16–S35. DOI:10.1016/j.ijggc.2011.05.020.
Супранов, В. М. Исследование возможности и целесообразности перевода котлов БКЗ-420-140-НГМ на кислородное сжигание топлива / В. М. Супранов, Г. А. Рябов, Д. А. Мельников // Теплоэнергетика. – 2010. – № 4. – С. 23-28. – EDN MSUSMT.
Исследование возможности и целесообразности работы котла Пп-1900-25-570КТ в режиме кислородного сжигания топлива / В. М. Супранов, В. А. Баторшин, А. В. Штегман, Д. А. Мельников // Теплоэнергетика. – 2012. – № 8. – С. 10. – EDN PANJON.
Павлечко, В. Н. Влияние концентрации кислорода на процесс сжигания газообразного топлива / В. Н. Павлечко, В. С. Францкевич // Труды БГТУ. Серия 2: Химические технологии, биотехнология, геоэкология. – 2018. – № 2(211). – С. 100-105. – EDN VJNKZL.
The chemical mechanism of steam’s effect on the temperature in methane oxy-steam combustion / Z. Chun, S. Yu, L. Guoyuan, C. Shiying, H. Yizhuo, Z. Chuguagn // International Journal of Heat and Mass Transfer. – 2014. – V. 75. – p. 12–18. DOI:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2014.03.051.
Горение смеси метан-кислород в среде перегретого водяного пара атмосферного давления / Н. А. Прибатурин, О. О. Мильман, А. Р. Богомолов [и др.] // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2015. – Т. 326, № 12. – С. 39-44. – EDN VUSOZV.
Zhang F, Li X, Xie S, Wang J and Wang X (2022) Experimental and Numerical Study on the Combustion Characteristics of a Laminar NonPremixed Methane Jet Flame in Oxygen/Carbon Dioxide Coflow. Front. Energy Res. 10:847947. DOI: 10.3389/fenrg.2022.847947.
Тепловой расчет котлов (Нормативный метод). -3-е изд., перераб. и доп. – СПб.: Изд-во НПО ЦКТИ, 1998. 256 с.
Лумми А.П. Расчет жаротрубно-дымогарного котла: учебное пособие/ А.П. Лумми, В.А. Мунц; Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет — УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина» — Екатеринбург ГОУ ВПО УГТУ – УПИ, 2009. 31 с.
Разработка схемы топливоприготовления на ТЭС для совместного сжигания твердых отходов и угля / Р. В. Безуглов, В. В. Папин, Н. А. Ведмичев, В. Ю. Воловиков // Энергосбережение и водоподготовка. – 2023. – № 5(145). – С. 51-55. – EDN AQKBRQ.