Численное исследование режимов работы одноступенчатого поточного газогенератора с паровоздушным дутьем

Игорь Геннадьевич Донской

Аннотация


Газификация твердого топлива позволяет повысить техническую и экологическую эффективность использования твердого топлива в энергетике. Обычно газогенераторы большой единичной мощности работают по принципу несущего потока: пылеугольное топливо увлекается дутьем и за время пребывания в реакторе претерпевает стадии превращения в горючие газы. В работе исследуется одноступенчатый процесс паровоздушной газификации угля с предварительным подогревом дутья. Для этого используется математическая модель, включающая одномерные уравнения переноса и химических превращений топлива и газовой смеси. С помощью расчетов определены основные характеристики процесса газификации и их зависимость от управляющих параметров: температуры подогрева воздуха, избытка окислителя и расхода пара.


Ключевые слова


газификация; уголь; воздушное дутье; численное моделирование

Полный текст:

PDF

Литература


Spliethoff H. Power Generation from Solid Fuels. Springer, 2010. 704 p. DOI: 10.1007/978-3-642-02856-4

Wang T., Stiegel G. (eds.) Integrated Gasification Combined Cycle (IGCC) Technologies. Woodhead Publ., 2017. 929 p. DOI: 10.1016/B978-0-08-100167-7.00001-9

Grabner M. Industrial Coal Gasification Technologies Covering Baseline and High-ash Coal. Wiley-VCH, 2015. 376 p. DOI: 10.1002/9783527336913

Ryzhkov A.F., Bogatova T.F., Lingyan Zeng, Osipov P.V. [Development of Entrained-Flow Gasification Technologies in the Asia-Pacific Region (review)]. Thermal Engineering, 2016, vol. 63, no. 11, pp. 791–801. DOI: 10.1134/S0040601516110069

Olkhovskii G.G. [New Projects for CCGTs with Coal Gasification (Review)]. Thermal Engineering, 2016, vol. 63, no. 10, pp. 679–689. DOI: 10.1134/S0040601516100074

Mikula V.A., Ryzhkov A.F., Val'tsev N.V. [Analyzing the Possibility of Constructing Air Heating System for Integrated Solid Fuel Gasification Combined-Cycle Power Plant]. Thermal Engineering, 2015, vol. 62, no. 11, pp. 773–778. DOI: 10.1134/S0040601515110038

Kler A.M., Tyurina E.A., Mednikov A.S. [Coal Combined-Cycle Plant with Working Medium Heating

in Gas-turbine Cycle in Periodic Regenerative Heat Exchangers]. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University, vol. 323, no. 4, pp. 75–80. (in Russ.)

Aslanjan G.S., Ginevskaja I.Ju., Shpil’rajn E.E. [Influence of Oxygen-Steam Blowing Parameters on Carbon Gasification]. Himija tverdogo topliva [Solid Fuel Chemistry], 1984, no. 1, pp. 90–98.

Tsuji H., Gupta A.K., Hasewaga T., Katsuki M., Kishimoto K., Morita M. High Temperature Air Combustion. From Energy Conservation to Pollution Reduction. CRC Press, 2003. 405 p. DOI: 10.1201/9781420041033

Som S.K., Datta A. Thermodynamic Irreversibilities and Exergy Balance in Combustion Processes. Progress in Energy and Combustion Science, 2008, vol. 34, pp. 351–376. DOI: 10.1016/j.pecs.2007.09.001

Li P.F., Mi J.C., Dally B.B., Wang F.F., Wang L., Liu Z.H., Chen S., Zheng C.G. Progress and Recent Trend in MILD Combustion. Science China. Technological Sciences, 2011, vol. 54, no. 2, pp. 255–269. DOI: 10.1007/s11431-010-4257-0

Ryzhkov A.F., Gordeev S.I., Bogatova T.F. [Selecting the Process Arrangement for Preparing the Gas Turbine Working Fluid for an Integrated Gasification Combined-cycle Power Plant]. Thermal Engineering, 2015, vol. 62, no. 11, pp. 796–801. DOI: 10.1134/S0040601515110075

Monaghan R.F.D., Ghoniem A. A Dynamic Reduced Order Model for Simulating Entrained Flow Gasifiers. Part I: Model Development and Description. Fuel, 2012, vol. 91, pp. 61–80. DOI: 10.1016/j.fuel.2011.07.015

Gazzani M., Manzolini G., Macchi E., Ghoniem A.F. Reduced Order Modeling of the Shell-Prenflo Entrained Flow Gasifier. Fuel, 2013, vol. 104, pp. 822–837. DOI: 10.1016/j.fuel.2012.06.117

Sahraei M.H, Duchesne M.A., Yandon D., Hughes R.W., Ricardez-Sandoval L.A. Reduced Order Modeling of a short-residence Time Gasifier. Fuel, 2015,vol. 161, pp. 222–232. DOI: 10.1016/j.fuel.2015.07.096

Hla S.S., Roberts D.G., Harris D.J. A numerical model for understanding the behaviour of coals in an entrained-flow gasifier. Fuel Processing Technology, 2015, vol. 134, pp. 424–440. DOI: 10.1016/j.fuproc.2014.12.053

Donskoi I.G. Mathematical Modeling of the Reaction Zone of a Shell-Prenflo Gasifier with the Use of

the Models of Sequential Equilibrium. Solid Fuel Chemistry, 2016, vol. 50, no. 3, pp. 191–196. DOI: 10.3103/S0361521916030034

Donskoy I.G., Shamansky V.A, Kozlov A.N., Svishchev D.A. Coal Gasification Process Simulations

Using Combined Kinetic-thermodynamic Models in One-dimensional Approximation. Combustion Theory and Modelling, 2017, vol. 21, no. 3, pp. 529–559. DOI: 10.1080/13647830.2016.1259505

Koukkari P., Pajarre R. Introducing Mechanistic Kinetics to the Lagrangian Gibbs Energy Calculation. Computers and Chemical Engineering, 2006, vol. 30, pp. 1189–1196. DOI: 10.1016/j.compchemeng.2006.03.001

Kaganovich B.M., Keiko A.V., Shamansky V.A. Equilibrium thermodynamic modeling of dissipative macroscopic systems. Advances in chemical engineering: Thermodynamics and kinetics of complex systems, ed. by D.H. West and G. Yablonsky, 2010, vol. 39, pp. 1–74. DOI: 10.1016/S0065-2377(10)39001-6

Prins M.J., Ptasinski K.J. Energy and Exergy Analyses of the Oxidation and Gasification of Carbon.

Energy, 2005, vol. 30, no. 7, pp. 982–1002. DOI: 10.1016/j.energy.2004.08.010

Biagini E. Study of the Equilibrium of Air-blown Gasification of Biomass to Coal Evolution Fuels. Energy Conversion and Management, 2016, vol. 128, pp. 120–133. DOI: 10.1016/j.enconman.2016.09.068

Zhu Q. High Temperature Syngas Coolers (CCC/257). IEA Clean Coal Centre, 2015. 60 p.




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power170302

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.