Model dynamiki traktu spalinowego ciśnieniowego kotła fluidalnego

ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ Seria: ENERGETYKA z. 113

__________ 1990 Nr kol. 1101

Krzysztof BADYDA Andrzej MILLER

Instytut Techniki Cieplnej Politechnika Warszawska

MODEL DYNAMIKI TRAKTU SPALINOWEGO CIŚNIENIOWEGO KOTŁA FLUIDALNEGO

S t r e s z c z e n i e .

W

1. WSTĘP

U k ł a d y p a r o w o g a z o w e z c i ś n i e n i o w y m i k o t ł a m i f l u i d a l n y m i u z n a w a n e s ą o b e c n i e za j e d n ą z n a j a t r a k c y j n i e j s z y c h n o w y c h t e c h n o l o g i i e n e r g e t y c z n y c h . P o z w a l a j ą o n e na w y k o r z y s t a n i e palii# w ę g l o w y c h n i s k i e j j a k ości p r z y s t o s u n k o w o w y s o k i e j s p r a w n o ś c i k o n w e r s j i e n e r g i i i s p o d z i e w a n y c h k o s z t a c h w y t w a r z a n i a n i e c o n i ż s z y c h n i ż w k l a s y c z n y c h e l e k t r o w n i a c h w ę g l o w y c h w y p o s a ż o n y c h w u r z ą d z e n i a d o o c z y s z c z a n i a spalin.

D z i ę k i c e c h o m p a l e n i s k f l u i d a l n y c h s p a l i n y z a k o t ł e m z a w i e r a j ą n i e w i e l k i e i lości s u b s t a n c j i s z k o d l i w y c h (t a k i c h j a k ; t l e n k i sia r k i i azotu.

C i ś n i e n i o w y k o c i o ł f l u i d a l n y jest p o d s t a w o w y m e l e m e n t e m n i e k o n w e n c j o n a l n y m t a k i e g o u k ł a d u p a r o w o — g a z o w e g o (rys.l). S p r z ę g a on c z ę ś ć p a r o w ą i g a z o w ą i n s t a l a c j i p e ł n i ą c r o l ę k o m o r y s p a l a n i a d l a części g a z o w e j i w y t w o r n i c y p a r y d l a c z ę ś c i p arowej. R o z p o z n a n i e c h a r a k t e r y s t y k s t a t y c z n y c h i d y n a m i c z n y c h t a k i e g o u k ł a d u ja k o c a ł o ś c i jest j e d n y m z w a r u n k ó w p r a w i d ł o w e g o z a p r o j e k t o w a n i a i n s t a l a c j i , o b e j m u j ą c e g o m i ę d z y innymi d o b ó r s z c z e g ó ł o w e j jej s t r u k t u r y , jak i u k ł a d ó w sterow a n i a , r e g u l a c j i i z a b e z p i e c z e ń . C i ś n i e n i o w y k o c i o ł f l u i d a l n y jako u r z ą d z e n i e n i e z n a n e d o t y c h c z a s w e k s p l o a t a c j i w y m a g a s z c z e g ó l n i e s t a r a n n e g o r o z p o z n a n i a z a r ó w n o d r o g ą b a d a ń l a b o r a t o r y j n y c h ,jak i m o d e l o w a n i a or a z s y m u l a c j i c y f r o w e j .

W

230 K. Badyd», A. Miller

Rys. 1. Uproszczony schemat układu parowo - gazowego z ciśnieniowym kotłem fluidalnym; S - sprężarka, T - turbina, CKF - ciśnieniowy kocioł fluidalny. WP,SP,NP - odpowiednio część wysoko-, średnio- i niskoprężna turbiny parowej, RP-G - układ regeneracji parowo - gazowej. K - komin

2. CHARAKTERYSTYCZNE CECHY KONSTRUKCYJNE CIŚNIENIOWYCH KOTŁOW FLUIDALNYCH

Do chwili obecnej w świecie powstało już kilka koncepcji budowy kotłów z paleniskami fluidalnymi przeznaczonych dla bloków energetycznych średniej i dużej mocy [2]. Istnieje kilka kotłów pracujących w instalacjach badawczych [1], [2}. Od 1984 roku koncern ASEA (obecnie wchodzący w skład konsorcjum ABB) oferuje bloki z kotłami tego typu o mocach 200 i 800 MWt (PFBC 200 i PFBC 800) na sprzedaż. Trzy siłownie PFBC 200 znajdują się w końcowym etapie budowy [3].

Wszystkie wspomniane rozwiązania posiadają pewne cechy wspólne.

Kocioł znajduje się zwykle w zbiorniku ciśnieniowym o kształcie kuli, walczaka lub walczaka o zmiennej średnicy. Samo palenisko fluidalne otoczone jest z reguły drugim - wewnętrznym płaszczem t w którym umieszczone są powierzchnie ogrzewalne wymienników odbierających ciepło do obiegu parowego. Powietrze tłoczone pod ruszt paleniska fluidalnego pełni równocześnie funkcję czynnika chroniącego płaszcz zewnętrzny przed bezpośrednim wpływem najwyższych temperatur, dostarczone do zbiornika kotła opływa płaszcz wewnętrzny chłodząc g o (a następnie jest kierowane pod ruszt paleniska fluidalnego. Spaliny odbierane są nad złożem na wysokości zapewniającej opadnięcie grubszych frakcji popiołu lotnego, a następnie kierowane do układu odpylania.

Na rys.2 przedstawiono szkicowo konstrukcję takiego kotła

przeznaczonego dla przemysłowej siłowni parowo - gazowej [1], [4J. Układ

odpylania umieszczono tutaj wspólnie z paleniskiem fluidalnym w tym samym

zbiorniku. Konstrukcja nie zawiera wymienników konwekcyjnych

umieszczonych w strefie nad złożem. Paliwo i sorbent dostarczane są , a

popiół lotny odbierany jest poprzez system śluz przeprowadzonych przez

płaszcz zbiornika ciśnieniowego. Wymienione cechy charakteryzują

praktycznie wszystkie opracowane w ostatnich latach konstrukcje

Modal dynaalkl traktu. 231

Rys. 2. U p r o s z c z o n y s c h e m a t k o n s t r u k c y j n y c i ś n i e n i o w e g o k o t ł a f l u i d a l n e g o d l a s i ł o w n i p a r o w o - g a z o w e j ś r e d n i e j i d u ż e j m o c y ; 1 - d o p r o w a d z e n i e p a l iwa. 2 - d o p r o w a d z e n i e i n e r t u i s o r b e n t u s i a rki, 3 - o d p r o w a d z e n i e p o i oiu, 4 - w o d a z a s i l a j ą c a , 5 - o d b i ó r pary, 6 - p o w i e t r z e , 7 - spaliny.

8 - p ł a s z c z w e w n ę t r z n y kot ł a ,

9

c i ś n i e n i o w y c h k o t ł ó w f l u i d a l n y c h p r z e z n a c z o n y c h d l a i n s t a l a c j i o c h a r a k t e r z e p r z e m y s ł o w y m .

3. PODSTAWOWE ZAŁOŻENIA MODELU

K o c i o ł z o s t a ł p o d z i e l o n y na n a s t ę p u j ą c e cz ę ś c i (strefy) t r a k t o w a n e w m o d e l u j a k o e l e m e n t y o p a r a m e t r a c h s k u p i o n y c h :

1 - s t r e f a z w i ą z a n a z r o z d z i e l a c z e m p o w i e t r z a .

2 - s t r e f a z ł o ż a f l u i d a 1nego, d o k t ó r e j d o s t a r c z a n e są: paliwo, pop i ó ł i s o r b e n t s i a r k i , o d b i e r a n a jest p e w n a i l ość m a t e r i a ł u z ł o ż a w ilości G , o r a z u n o s z o n a jest ze s t r u m i e n i e m s p a l i n d a l s z a jego i lość

G .

przel un

3

4 - s t r e f a z w i ą z a n a z u k ł a d e m o d p y l a n i a spalin.

S c h e m a t z a s t ę p c z y m o d e l u p r z e d s t a w i o n o na r y s .

3.

O b j ę t o ś ć p o m i ę d z y z e w n ę t r z n y m i w e w n ę t r e z n y m p ł a s z c z e m k o t ł a z o s tała p r z y p i s a n a d o m o d e l i i n n y c h e l e m e n t ó w i n stalacji.

S t r e f a 2 m o d e l u z m i e n i a w c z a s i e s w o j ą o b j ę t o ś ć s t o s o w n i e d o z m i a n w y s o k o ś c i w a r s t w y f l u i d a l n e j , zaś s t r e f a 3 s t a n o w i p o z o s t a ł ą objętość' p a l e n i s k a k o t ł a . S t r e f o m 1 i 4 p r z y p i s a n o j e d y n i e o p o r y p r z e p ł y w u c z y n n i k a r o b o c z e g o . nie p o s i a d a j ą o n e o b j ę t o ś c i p o z w a l a j ą c y c h na a k u m u l o w a n i e m a s y i en e r g i i .

Założono, że w obrębie warstwy fluidalnej (strefa 2) temperatury faz

gazowej i stałej są jednakowe

232 tc. Badyda, A. Miller

Czynnik gazowy w obrębie całego kotła opisany jest modelem gazu półdoskonalego(przedstawionym w !5]. Na wlocie do kotła (rozdzielacz) jest to powietrze, zaś w dalszych strefach czynnik ten staje się mieszaninę powietrza i spalin stechiometrycznych.

Rys. 3. Schemat zastępczy ciśnieniowego kotła fluidalnego; RP rozdzielacz powietrza, UOS - układ odpylania spalin. Oznaczenia symboli poszczególnych parametrów podano w tekście.

Własności fizyczne i chemiczne dostarczanego do kotła paliwa i

sorbentu uznano za ustalone w czasie. Pominięto wpływ na dynamikę

obecności sorbentu siarki i zawracania materiału stałego z cyklonów do

złoża. Powietrze dostarczone z paliwem do złoża (pneumotransport) nie

zostaje uwzględnione w bilansach jako osobna pozycja, przyjęto

równocześnie, że z przelewem wydostaje się ze złoża wyłącznie materiał

stały. Skład masowy materiału złoża i materiału przelewanego są

identyczne. Założenie to nie dotyczy materiału unoszonego z paleniska

fluidalnego. Z wyników badań czasów przebywania i wypalenia cząstek węgla

opublikowanych w (4) można wnioskować, że przy właściwie dobranej

wysokości strefy nad złożem w kotle. czasy przebywania wyniesionych

Model dynamiki traktu.. 233

c z ą s t e c z e k w tej s t r e f i e o k a z u j ą s i ę b y ć d ł u ż s z e od e w e n t u a l n y c h c z a s ó w ich w y p a l e n i a w c a ł y m z a k r e s i e śr e d n i c , W m o d e l u p r z y j ę t e zostało, że m a t e r i a ł u n o s z o n y ze s t r e f y 2 i t r a f i a j ą c y p o p r z e z s t r e f ę 3 d o u k ł a d u o d p y l a n i a s k ł a d a s i ę w y ł ą c z n i e z c z ą s t e k p o piołu.

P r z e z s t r e f ę z n a j d u j ą c ą s i ę n a d z ł o ż e m p r z e p ł y w a m a t e r i a ł s t ały u n o s z o n y w ilości G nie u w z g l ę d n i a n e j w jej b i l a n s i e m a sy. O z n a c z a to b r a k a k u m u l a c j i m a s y u n o s u w tej s trefie.

C i e p ł a w ł a ś c i w e p a l i w a , m a t e r i a ł u i n e r t n e g o z ł o ż a i s o r b e n t u siarki z u w a g i na ich n i e w i e l k i e z r ó ż n i c o w a n i e u z n a n o za jednakowe. Ze w z g l ę d u na n i e z n a c z n y w p ł y w t e m p e r a t u r y n a ich w a r t o ś c i u z n a n o te c i e p ł a r ó w n i e ż za u s t a l o n e w c z a s i e i r ó w n e c z l - P r z y j ę t o r ó w n i e ż s t a ł e w funkcji t e m p e r a t u r y (a w i ę c i czasu) c i e p ł o w ł a ś c i w e m a t e r i a ł u

cr-c>

W m o d e l u p r z y j ę t o . że w s z y s t k i e p o w i e r z c h n i e o g r z e w a l n e k o t ł a c h ł o d z o n e s ą c z y n n i k i e m o j e d n a k o w e j t e m p e r a t u r z e ( t e m p e r a t u r z e ś r e d n i e j o b i e g u p a r o w e g o ) .

P r z e ś l e d z o n e p u b l i k a c j e o c h a r a k t e r z e m o n o g r a f i c z n y m d o t y c z ą c e z j a w i s k a f l u i d y z a c j i . c z y p r a c e d o t y c z ą c e k o t ł ó w z p a l e n i s k a m i f l u i d a l n y m i [ 4!.[6],(7] nie z a w i e r a j ą p r a k t y c z n i e ż a d n y c h z a l e ż n o ś c i k r y t e r i a l n y c h p o z w a l a j ą c y c h z d u ż ą d o z ą p e w n o ś c i o k r e ś l a ć w s p ó ł c z y n n i k i w n i k a n i a c i e p ł a po s t r o n i e z ł o ż a d l a c i ś n i e n i o w y c h p a l e n i s k f l u i dalnych.

W o s t a t n i m o k r e s i e p o j a w i ł y s i ę p u b l i k a c j e p o d a j ą c e w y b r a n e wyniki d o t y c z ą c e w p ł y w u n i e k t ó r y c h c z y n n i k ó w na w a r u n k i w y m i a n y c i e p ł a w w a r u n k a c h s p a l a n i a f l u i d a l n e g o p o d c i ś n i e n i e m . W o p a r c i u o z n a j o m o ś ć g ł ó w n y c h w p ł y w ó w na w a r u n k i w n i k a n i a c i e p ł a w z ł o ż u f l u i d a l n y m i i n f o r m a c j e z c y t o w a n y c h ź r ó d e ł d l a p o t r z e b n i n i e j s z e g o m o d e l u założono, że w s p ó ł c z y n n i k w n i k a n i a c i e p ł a oi p o s t r o n i e p a l e n i s k a w s t r e f i e 2 jest

Z

j e d y n i e f u n k c j ą c i ś n i e n i a i p o r o w a t o ś c i ja k o c z y n n i k ó w p o s i a d a j ą c y c h n a j s i l n i e j s z y wpł y w . W s t r e f i e 3 w s p ó ł c z y n n i k

a

nz

w a r t o ś c i jak d l a z ł o ż a d o p o z i o m u o s i ą g a n e g o w w a r u n k a c h k o n w e k c j i w y m u s z o n e j z g o d n i e z h i p o t e z ą G e o r g e 'a i G r a c e ' a

}

[5], [81.

W i e l k o ś c i a m i w e j ś c i o w y m i m o d e l u są:

- s t r u m i e ń m a s y d o s t a r c z a n e g o p a l i w a G , (G + G_ , ),

pal pa l s pa l g

- s t r u m i e ń m a s y d o s t a r c z a n e g o i n e r t u w r a z z s o r b e n t e m sia r k i G S O rb' - s t r u m i e ń m a s y p r z e l e w a n e g o m a t e r i a ł u z ł o ż a ® p r z e l '

- entalpia powietrza dostarczanego pod rozdzielacz kotła i^.

- temperatura obiegu parowo - wodnego TV m .

par

254 K. Badyda, A. Miller

Parametrami atanu modelu są:

- strumień masy powietrza płynącego przez rozdzielacz G^.

- masa paliwa w złożu Mpal (Mpale + M paig >' - objętość fazy gazowej złoża Vg ,

- udziały masowe spalin stechiometrycznych w strefach 2 i i -temperatura strefy złoża Tg i strefy nad nim Tg,

- ciśnienia w strefach 2 i 3 kotła

2 i Pg.

- wysokość złoża H_,, Zl

- temperatury metalu ścianek pow. ogrzewalnej T i T sc scnz, - strumień m&ay czynnika wypływającego z kotła

4. PODSTAWOWE RÓWNANIA MODELU

Rozważany model opisany jest przez układ równań zwyczajnych obejmujących podstawowe bilanse w strefach równania o charakterze pomocniczym:

-bilans masy pozostałości koksowej w złożu:

M

a?polB ■ «pals - <Gun + G prz.l> t E T ^ ~ M Pals *2

- bilans masy części lotnych paliwa w złożu:

$ pal9 “ G palg - M Palg k l

- bilans masy fazy stałej złoża:

3Tzł “ Gpal + Gsorb " M pals k 2 " M palg k l ^ u n " V z e l

- równani« opisujące zmiany objętoóci fazy gazowej w złożu:

dM . dM , dM . dM , dM , dv d H _ , ^3Fpa " ^{3 E palsr} arzl " arpals ~ arpal9

ar9 8 arz ł _{pal 'sorb} 7— :---

- bilans masy fazy gazowej złoża:

uss2 1 uss3'

różniczkowych

2 i 3 oraz

M o d a l d y n a a l k l t r a k t u . .

235

— bilans masy spalin stechiometrycznych w złożu:

d u _ „ _ (Mpals k2 + M Palg k l > (1 + Lte>

ar882--- ~ ~ ~vg— -

uss2 (G1 + M pals k 2 + M palg k l

bilans energii złoża:

człT 2 3Fz I + (Mzł czl + p 2Vg 3T + Vg^2 I t ’I t 2 + p 2i2 3T3 +

+(p2Vg U + V 2 % - V 3 E 2 + (p2Vg la + V a 3ÏÏ ’Ir882 “

S3 SB

- V l - «2*2-+ <<3pal + Gsorb)czlT0 ~ <Gun + GPrz«l)czlT2 +

+ M palg k l Wug ” kf + "pals k 2 W us *»kf ' Qzł

równanie pomocnicze opisujące zmiany wysokości strefy złoża:

dH_, _ Mzł

dc dT. . Oc dT_ .

^

7T - T F

2

3

2 37

dM .

dc dAp dc

du -, .. ar + 3Sp 3F" + 3ü 3t8s2) +

ss zł

- bilans energii ścianek pow. ogrzewalnej w strefie złoża:

$?sc “ F

T - T (a , + a* )1 dt sc zł 2 par par sc zł par

(Tsc - Tscnz,csc 3?8°

bilans masy fazy gazowej w strefie nad złożem fluidalnym:

8 p 3 a?zî + (Vk f - Vz i - V 'I f a l 3 + 3T ar3 + ³

_ss ar8s3)

- G2 - G3

236 K. Badyda, A. Miller

bilans energii w strefie nad złożem:

~ p 3 i3s afzl + (Vkf “ Vzl " Vg )(p3 U ~ 1 + *3 3? ’li3 +

+ tmun czł * (Vkf - Vzl - V (p3 3T + *3 3T 5J3F3 +

+ (Vkf " Vzł " Vg )(P3 35 + *3 35 )arss3 “ S 2*2 ' G 3i3 “

SS 8S

- G (T - T ) c - Q un 2 3 zł nz

- bilans energii ścianek wymiennika w strefie nad złożem:

JT (F . . - F ) (a T„+a T - T (oi +a ) d T sckf sc nz 3 par par scnz nz par

■3-rScnz « -—i,. —i.. Lr.,— i ■ ^

dt m c

scnz sc

bilans spalin stechiometrycznych w strefie nad złożem:

du „ _ G2 (uss2

37

- bilans pędu czynnika gazowego w strefie nad złożem sprowadzony do bilansu strat ciśnienia:

||3 _ | P 2 - A | «zł = g(1 _ e ) (pzł - P 2 )Hzł - A |£zł )

gdzie:

A

s - p o w i e r z c h n i a p r z e k r o j u p a l e n i s k a ,

k j , k 2 - s t a ł e c z a s o w e s p a l a n i a c z ę ś c i l o t n y c h i poz. k o k s o w e j , - z a p o t r z e b o w a n i e t e o r e t .p o w i e t r z a d o s p a l a n i a ,

p p a l ' p s o r b - g ę s t o ś ć p a l i w a i i n e r t u (wraz z s o r b e n t e m ) .

* u g ' * u s ~ w a r t ° ś ć o p a ł o w a cz. l o t n y c h i p o z o s t a ł o ś c i k o k s o w e j ,

- sprawność kotła fluidalnego,

— w s p ó ł c z y n n i k w y p e ł n i e n i a z ł o ż a r u r a m i w y m i e n n i k a ,

g - przyspieszenie ziemskie,

*

fflpar ~ wsp-wnikania ciepła po str. parowej powiększony o opór ścianki,

"sc-”

Ap “ pi " p2

Pozostałe wielkości objaśniono w tekście.bądź na rys.3.

Model dynaiilki traktu..

Równania uzupełniające modelu to zestaw kilkudziesięciu zależności algebraicznych obejmujących: opis własności czynnika roboczego części gazowej, geometrii kotła, procesów wnikania ciepła (traktowanych guasistacjonarnie), własności warstwy fluidalnej, opis stref 1 i 4 kotła (reprezentowanych w modelu przez miejscowy opór hydrauliczny) itp.

5 . R O Z W IĄ Z A N IE I PR ZY K ŁA D O W E W Y N IK I

Realizacji cyfrowej i rozwiązania prezentowanego modelu dokonano w programie "UKŁAD" wspólnie dla kompletnego modelu dynamiki części gazowej układu (8).

Przykładowe Wyniki obliczeń przedstawionego modelu pokazano na rys.4.

Podano przebieg podstawowych parametów kotła po zakłóceniu polegającym na otwarciu układu obejściowego i skierowaniu do niego około 20% powietrza.

W praktyce oznacza to zmniejszenie ilości powietrza do spalania o strumień masy G , .

ob

Rys. 4. Zmiany kilku wybranych parametrów kotła po otwarciu układu

obejściowego - przebieg na podstawie wyników obliczeń otrzymanych przy

zastosowaniu przedstawionego modelu

2 3 8 K. Badyda, A. Millar

6. WNIOSKI

Traktowanie części gazowej układu z rys.l jako turbiny gazowej z komorę spalania zmienioną na przykład z olejowej na ciśnieniowe palenisko fluidalne nie jest w pełni możliwe z uwagi na cechy prezentowanego kotła wymuszające zmiany w konstrukcji turbozespołu, ale także ze względu na własności możliwe do ustalenia dopiero przy badaniu nieustalonych warunków współpracy kotła i turbiny gazowej. Dotychczasowe wyniki prac nad modelem układu wskazują na istnienie szeregu takich ograniczeń [8], [9], objawiających się między innymi koniecznością zastosowania specjalnych zabiegów umożliwających bezpieczny dla kotła zrzut obciążenia w części gazowej.

. LITERATURA

[1] Leithner R. "Einfluss unterschiedlicher Wirbelschichtfeurungssysęme auf Auslegung, Konstruktion und Betriebsweise der Dampferzeuger. VGB Kraftwerkstechnik 6/1989.

[21 Schilling H.D. '‘Druckwirbelschichtfeuerung. Stand. Wirkungsgrad, Enwicklungsziele". VGB Kraftwerkstechnik 8/1988.

[31 Kraemer W. "Drei Druckwirbelschichtkraftwerke im Bau". BWK 5/1989.

[41 Bunthoff D., Meier H.J., "Umwelfreudliches Kraftwerk mit Druckwirbelschichtfeuerung". VGB Kraftwerkstechnik 8/1987.

[51 "Uściślenie modelu matematycznego dynamiki układu parowo - gazowego z ciśnieniowym kotłem fluidalnym oraz prace przygotowawcze do budowy stanowiska doświadczalnego". Opracowanie ITC PW. Warszawa 1988, nie publikowane.

[6] Szwarc W. "Model matematyczny do wyznaczania podstawowych parametrów palenisk fluidalnych przy zmiennych obciążeniach". Rozprawa doktorska. Politechnika Warszawska 1987.

[71 Görmar H., Renz U. "Untersuchungen zum Wärmeübergang in einem Wirbelschichtdampferzeuger". BWK 5/1989.

[8] "Wyznaczenie wybranych właściwości dynamicznych układu parowo - gazowego oraz prace związane z montażem instalacji doświadczalnej".

Opracowanie ITC PW. Warszawa 1989. nie publikowane.

[9) Badyda K., Miller A. "Współpraca cieplnych maszyn wirnikowych z ciśnieniowym kotłem fluidalnym w warunkach zrzutu obciążenia. Referat na XIV Zjazd Termodynamików. Kraków 1990 (zgłoszenie).

Recenzent: prof, dr hab. inż, Tadeusz CHMIELNIAK

MOSEJB. aMHAMHKH TABOTOBOrO TPAKTA lIAPOrEHEPATOPA C K.WI1 HÜÍMM CJfOEM n o a AABJEHMEM

B paöoTe TTpe/ic

aajienn MaTenaTHMecKyio Moaejtb iraporeHepaTopa c KHTTsmun cjioen nos aasjieHwen rrpeaHa 3HaMeHHyio

M3yMeHHn BO3M0KHOCTeń COBMecTHOft paÓOTbi

30TypÓMHH0ft yc

irepexoflHbot pexwiax. Ha ocHoie aHa jiHua THTTMMecKHX KOHcTpyKUHŚ

Model dynealkl traktu.. ²³⁹

TaKOBfaix naporeHepaTopoB BbUiejieHo seTbipe

rasoroso TpaKTa (B 0 3ayxopacnpeaeji»rrejib , khtisiuhA cjioA, 30Ha Bbone cjiob h cxcTena nbinesoA cenapauHH) . IlpeacTasJieHa noaeab HBJiaeTca o w b n H 3 ejieneiiTOB (MoayneA) «oaeriH w a n H K H rasoBoA aacTH naporasonoA ycTaHOBKH.

pafioTe upHBeaeHO

HpearroaoxeHHSi

ypaBHPHHS noaejiH

PaGoxHe BenecTBo (aoaayx h crexHoneTpinecKHe BuiioBMe ra 3bt) paccharpHBaHO xax HaeaabHbiA pacTBop nojiynaeajibHb« ra30B .

Bxobhuhh nepeneHHbinH noaenu hbjishotcb - pacxo/t TOTFJIHBa ,

- pacxoa HHepTHoA naccu

copdeHra,

pacxoa naTepana CBHBaHHoro

- BHTajiniu Boaayxa TeKyxero Mepea bo sayxopacpeae Jnrreab ,

P a S o T a c o a e p x a e T npMMepHbte p e 3 y jib T a T u noaejibH bix paneTOB n e p e x o a x w x n p o u e c c o B BcjieacTBMH OTxpbrrH» o d x o a H o r o KJiartaHa KOTJia .

MODEL OF DYNAMIC PROPERTIES OF FLUE GAZ PASS OF PRESSURIZED BED BOILER

S u ■ ■ ■ r y

T h e m a t h e m a t i c a l m o d e l o f a p r e s s u r i z e d f l u i d i z e d bed b o i l e r f o r e x a m i n a t i o n of p o s s i b i l i t i e s of its c o o p e r a t i o n w i t h g a s t u r b o s e t in t r a n s i e n t c o n d i t i o n s h a s b e e n d e s c r i b e d . O n t h e b a s e of a n a l y s i s of t y p i c a l c o n s t r u c t i o n a l f e a t u r e s of s u c h b o i l e r s , t h e fo u r z o n e s of fl u e g a s p a s s (air d i s t r i b u t o r , f l u i d i z e d bed, z o n e o v e r t h e bed, d u s t r e m o v a l d e v i c e ) h a v e b e e n d i s t i n g u i s h e d . T h e p r e s e n t e d m o del c o n s t i t u t e s o n e of e l e m e n t s (modules) of d y n a m i c s m o d e l of gas p a r t of g a s - s t e a m c o m b i n e d set. T h e m a i n a s s u m p t i o n s a n d b a s i c e q u a t i o n s o f t h e m o d e l h a v e b e e n shown. W o r k i n g f l u i d (air a n d f l u e gas) is t r e a t e d as ideal m i x t u r e of s e m i p e r f e c t gases.

T h e input q u a n t i t i e s of t h e m o d e l are:

- m a s s f l o w r a t e of fuel s u p p l i e d ,

- m a s s f l o w r a t e of i n ert a n d s u l p h u r s o r b e n t s u p p l i e d , - m a s s f l o w r a t e of o v e r f l o w e d b e d m a t e r i a l ,

- s p e c i f i c e n t h a l p y of the a i r w h i c h is s u p p l i e d u n d e r d i s t r i b u t o r ,

- a p p r i o p r i a t e t e m p e r a t u r e s of s t e a m - w a t e r c i rquit.

T h e e x e m p l a t y c o m p u t a t i o n o f t r a n s i e n t p r o c e s s e s m o d e l l e d h a v e b e e n i n c l u d e d in the paper. T h e e x a m p l e of d i s t u r b a n c e c o r r e s p o n d s t o s u d d e n o p e n n i n g of b o i l e r b y p a s s s y s t e m w h i c h r e s o l v e s i n t o c h a n g e of a i r q u a n t i t y s u p l i e d for c o m b u s t i o n .