Численное и экспериментальное исследование плазменного воспламенения низкосортного угля

Авторы

  • В.Е Мессерле Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра, 172, Алматы, Казахстан; Казахский национальный университет им. аль-Фараби, пр. аль-Фараби, 71, Алматы, Казахстан
  • М.Н Орынбасар Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра, 172, Алматы, Казахстан; Казахский национальный университет им. аль-Фараби, пр. аль-Фараби, 71, Алматы, Казахстан
  • А.Б. Устименко Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра, 172, Алматы, Казахстан; Казахский национальный университет им. аль-Фараби, пр. аль-Фараби, 71, Алматы, Казахстан

DOI:

https://doi.org/10.18321/cpc22(1)27-36

Ключевые слова:

уголь, плазменное воспламенение, плазменно-угольная горелка, высокореакционное двухкомпонентное топливо, моделирование

Аннотация

Плазменно-угольная горелка исследована с использованием модели плазменной термохимической подготовки угля к сжиганию, реализованной в виде программы PlasmaKinTherm. Плазменно-угольные горелки не требуют мазута или газа для растопки котлов и стабилизации горения угля. Программа PlasmaKinTherm объединяет термодинамику и кинетику для описания термохимической подготовки топлива в объеме плазменно-угольной горелки. Целью моделирования было определение условий плазменного воспламенения низкосортного угля. Было проведено численное исследование влияния мощности плазмотрона на воспламенение аэросмеси (уголь + воздух). В расчетах использован высокозольный экибастузский уголь. Были рассчитаны распределения температуры и скорости газа и угольных частиц и концентраций продуктов плазменной термохимической подготовки угля к сжиганию по длине горелки. В результате анализа процессов плазменного воспламенения угля выявлены их основные закономерности, в том числе смещение максимальных температур и скоростей продуктов термохимической подготовки угля к сжиганию вверх по потоку (в сторону плазмотрона), а также то, что максимальные значения температур и скоростей продуктов не зависят от мощности плазмотрона. Проведены эксперименты по проверке и подтверждению условий устойчивого воспламенения и горения факела высокореакционного двухкомпонентного топлива при мощности плазмотрона, определенной кинетическим моделированием. Сделанные при разработке математической модели допущений, были подтверждены сравнением расчетов с экспериментальными данными.

Библиографические ссылки

(1). «MirTesen» Media platform. 11 Feb. (2024) https://topcor.mirtesen.ru/blog/43107190163/Trillion-evro-na-veter-lider-klimaticheskogo-dvizheniya-ES-vernu?utm_referrer=mirtesen.ru (in Russian)

(2). «Energy Agency». Paris. (2023) IEA Coal 2023: Analysis and forecast to 2026. https://www.iea.org/reports/coal-2023

(3). Fu C (2015) Energy Conversion and Management 105:530-544. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2015.08.019

(4). The Next Generation and Future of GE. (2018)High-efficiency, low-emissions coal plants: Come hele or high water. https://www.ge.com/power/transform/article.transform.articles.2018.mar.come-hele-or-high-water.

(5). Yazicioğlu Ö. and Кatircioğlu T.yaşar (2017) Kırklareli Üniversitesi Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi 3(1):P.18-44. https://dergipark.org.tr/en/pub/klujes/issue/30132/311323.

(6).Song F (2021) Global Energy Interconnection 4(4): 354-370. https://doi.org/10.1016/j.gloei.2021.09.007.

(7).Messerle VE, Lavrichshev OA, Ustimenko AB, Orynbasar MN (2023) Thermophys. Aeromech 30: 595-599. https://doi.org/10.1134/S0869864323030186

(8). «Fari Plasma» Internet platform. (2023) Why plasma technology is the future of Renewable Energy. https://www.fariplasma.com/plasma-technology-of-renewable-energy/

(9). Pawlak-Kruczek H (2023) Energy 279:128115. https://doi.org/10.1016/j.energy.2023.128115

(10). Messerle VE and Ustimenko AB (2024) Applications in Energy and Combustion Science 17: 100248.https://doi.org/10.1016/j.jaecs.2024.100248.

(11). «Kommersant» Internet platform. (2024) Oil-free technologies at thermal power plants save billions. https://www.kommersant.ru/doc/6559928. (in Russian)

(12). Lubsanovich Buyantuev S (2017) Oriental Journal of Chemistry 33(04): 1774-1780. https://doi.org/10.13005/ojc/330422

(13). Messerle VE, Mossé AL, Orynbasar MN (2024) J Eng Phys Thermophy 97: 116–125. https://doi.org/10.1007/s10891-024-02874-6

Загрузки

Опубликован

25-03-2024

Как цитировать

Мессерле, В., Орынбасар, М., & Устименко, А. (2024). Численное и экспериментальное исследование плазменного воспламенения низкосортного угля. Горение и плазмохимия, 22(1), 27–36. https://doi.org/10.18321/cpc22(1)27-36

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)