Моделирование кислородного сжигания природного газа в жаротрубных котлах
Автор: Шапошников В.В., Кочарян Е.В., Безуглов Р.В., Леонова Т.А., Арушанян Р.Р.
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Рубрика: Теплотехника
Статья в выпуске: 4 т.24, 2024 года.
Бесплатный доступ
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.
Кислородное сжигание, котел, продукты сгорания, углекислый газ, моделирование, эффективность, энергетические ресурсы
Короткий адрес: https://sciup.org/147247638
IDR: 147247638 | DOI: 10.14529/power240411
Список литературы Моделирование кислородного сжигания природного газа в жаротрубных котлах
- Гашо Е.Г. Энергетический переход и энергосбережение: актуальность и реальные приоритеты развития страны: учеб. пособие. М.: Изд-во МЭИ, 2023. 308 с.
- Обзор технологий декарбонизации производства тепловой и электрической энергии / А.А. Филимонова, А.Ю. Власова, Н.Д. Чичирова, Р.Ф. Камалиева // Журнал Сибирского федерального университета. Техника и технологии. 2023. Т. 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. Oxy-fuel coal combustion—A review of the current state-of-the-art // International Journal of Greenhouse Gas Control. 2011. Vol. 5. P. S16–S35. DOI: 10.1016/j.ijggc.2011.05.020
- Супранов В.М., Рябов Г.А., Мельников Д.А. Исследование возможности и целесообразности перевода котлов БКЗ-420-140-НГМ на кислородное сжигание топлива // 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., Францкевич В.С. Влияние концентрации кислорода на процесс сжигания газообразного топлива // 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 et al. // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2014. Vol. 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.
- Experimental and Numerical Study on the Combustion Characteristics of a Laminar NonPremixed Methane Jet Flame in Oxygen/Carbon Dioxide Coflow / F. Zhang, X. Li, S. Xie et al. // Frontiers in Energy Research. 2022. Vol. 10. P. 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., Мунц В.А. Расчет жаротрубно-дымогарного котла: учеб. пособие. 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.
