Numerička optimizacija procesa u ložištu sa aspekata emisije NOx i efikasnosti energetskog kotla
Numerical optimisation of processes in the furnace considering NOx emission and efficiency of utility boiler
2013
Аутори
Tomanović, Ivan D.Belošević, Srđan V.
Sijerčić, Miroslav
Beljanski, Vladimir
Tucaković, Dragan
Živanović, Titoslav
Nemoda, Stevan
Чланак у часопису (Објављена верзија)
Метаподаци
Приказ свих података о документуАпстракт
Razvijen je matematički model, namenjen za predviđanje procesa u energetskim parnim kotlovima TE Kostolac B tangencijalno loženim sprašenim lignitom. Model je primenjen za numeričku analizu rada kotla radi smanjenja emisije NOx, uz istovremeno održavanje visokog stepena korisnosti kotla. Kompleksni dvofazni tok gas-čestice modeliran je Ojler-Lagranževim pristupom. Povezivanje faza je ostvareno kuplovanjem pomoću PSI-Cell koncepta. Radi ostvarivanja željenih analiza, ugrađen je pod-model formiranja/destrukcije NO, unutar složenog koda za sagorevanje, koji se koristi za predviđanje emisije na izlazu iz ložišta. Modelirani su termički i gorivi NO, kao najuticajniji oksidi azota pri sagorevanju ugljenog praha. Proračunski program je razvijen radi lakše upotrebe od strane inženjerskog osoblja prilikom analiza procesa u kotlovskim postrojenjima. Numeričke simulacije su izvršene za različite radne uslove kotla, prilikom loženja lignitom sa kopa Drmno. Suprotstavljeni zahtevi a smanjenjem emis...ije i efikasnim sagorevanjem, sa osvrtom na bezbedan rad pregrejača pare često zahtevaju rad kotla u uskim granicama radnih parametara, koji su utvrđeni pomoću termičkog proračuna kotla.
Mathematical model, aimed for prediction of processes in TE Kostolac B power plant utility boiler furnace tangentially fired by pulverized lignite, was developed in-house. The model was applied in numerical analysis of boiler operation, in order to reduce NOx emission by combustion modifications in the furnace, while maintaining high efficiency of the boiler unit. Complex two-phase gas-particle flow was modelled using Euler-Lagrange approach. Coupling between phases was done by using PSI-Cell concept. In order to perform necessary analysis, NO formation/destruction sub-model was implemented, within comprehensive combustion code, used to predict emission from the furnace. Thermal and fuel NO were modelled, as the most influential nitrogen oxides during pulverized coal combustion process. The computational code was developed to be easily used by engineering staff dealing with the process analysis in boiler units. Numerical simulations were performed for the boiler fired by the lignite Dr...mno, under different operating conditions. Contradictory requirements with respect to emission reduction and efficient combustion with safe operation of super-heaters often require boiler to operate within narrow limits of operation parameters, which is determined by means of the boiler thermal calculation.
Кључне речи:
ugljeni prah / termički proračun / matematički model / ložište kotla / emisija NOx / thermal calculation / pulverized coal / NOx emission / mathematical model / boiler furnaceИзвор:
Termotehnika, 2013, 39, 1-2, 61-74Издавач:
- Univerzitet u Beogradu - Institut za nuklearne nauke Vinča, Beograd i Društvo termičara Srbije, Beograd
Финансирање / пројекти:
- Повећање енергетске и еколошке ефикасности процеса у ложишту за угљени прах и оптимизација излазне грејне површине енергетског парног котла применом сопствених софтверских алата (RS-MESTD-Technological Development (TD or TR)-33018)
- Унапређење индустријског постројења са флуидизованим слојем у оквиру развоја технологије за енергетски ефикасно и еколошки оправдано сагоревање различитих отпадних материја у флуидизационом ложишту (RS-MESTD-Technological Development (TD or TR)-33042)
Институција/група
Inovacioni centarTY - JOUR AU - Tomanović, Ivan D. AU - Belošević, Srđan V. AU - Sijerčić, Miroslav AU - Beljanski, Vladimir AU - Tucaković, Dragan AU - Živanović, Titoslav AU - Nemoda, Stevan PY - 2013 UR - https://machinery.mas.bg.ac.rs/handle/123456789/1636 AB - Razvijen je matematički model, namenjen za predviđanje procesa u energetskim parnim kotlovima TE Kostolac B tangencijalno loženim sprašenim lignitom. Model je primenjen za numeričku analizu rada kotla radi smanjenja emisije NOx, uz istovremeno održavanje visokog stepena korisnosti kotla. Kompleksni dvofazni tok gas-čestice modeliran je Ojler-Lagranževim pristupom. Povezivanje faza je ostvareno kuplovanjem pomoću PSI-Cell koncepta. Radi ostvarivanja željenih analiza, ugrađen je pod-model formiranja/destrukcije NO, unutar složenog koda za sagorevanje, koji se koristi za predviđanje emisije na izlazu iz ložišta. Modelirani su termički i gorivi NO, kao najuticajniji oksidi azota pri sagorevanju ugljenog praha. Proračunski program je razvijen radi lakše upotrebe od strane inženjerskog osoblja prilikom analiza procesa u kotlovskim postrojenjima. Numeričke simulacije su izvršene za različite radne uslove kotla, prilikom loženja lignitom sa kopa Drmno. Suprotstavljeni zahtevi a smanjenjem emisije i efikasnim sagorevanjem, sa osvrtom na bezbedan rad pregrejača pare često zahtevaju rad kotla u uskim granicama radnih parametara, koji su utvrđeni pomoću termičkog proračuna kotla. AB - Mathematical model, aimed for prediction of processes in TE Kostolac B power plant utility boiler furnace tangentially fired by pulverized lignite, was developed in-house. The model was applied in numerical analysis of boiler operation, in order to reduce NOx emission by combustion modifications in the furnace, while maintaining high efficiency of the boiler unit. Complex two-phase gas-particle flow was modelled using Euler-Lagrange approach. Coupling between phases was done by using PSI-Cell concept. In order to perform necessary analysis, NO formation/destruction sub-model was implemented, within comprehensive combustion code, used to predict emission from the furnace. Thermal and fuel NO were modelled, as the most influential nitrogen oxides during pulverized coal combustion process. The computational code was developed to be easily used by engineering staff dealing with the process analysis in boiler units. Numerical simulations were performed for the boiler fired by the lignite Drmno, under different operating conditions. Contradictory requirements with respect to emission reduction and efficient combustion with safe operation of super-heaters often require boiler to operate within narrow limits of operation parameters, which is determined by means of the boiler thermal calculation. PB - Univerzitet u Beogradu - Institut za nuklearne nauke Vinča, Beograd i Društvo termičara Srbije, Beograd T2 - Termotehnika T1 - Numerička optimizacija procesa u ložištu sa aspekata emisije NOx i efikasnosti energetskog kotla T1 - Numerical optimisation of processes in the furnace considering NOx emission and efficiency of utility boiler EP - 74 IS - 1-2 SP - 61 VL - 39 UR - https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_machinery_1636 ER -
@article{ author = "Tomanović, Ivan D. and Belošević, Srđan V. and Sijerčić, Miroslav and Beljanski, Vladimir and Tucaković, Dragan and Živanović, Titoslav and Nemoda, Stevan", year = "2013", abstract = "Razvijen je matematički model, namenjen za predviđanje procesa u energetskim parnim kotlovima TE Kostolac B tangencijalno loženim sprašenim lignitom. Model je primenjen za numeričku analizu rada kotla radi smanjenja emisije NOx, uz istovremeno održavanje visokog stepena korisnosti kotla. Kompleksni dvofazni tok gas-čestice modeliran je Ojler-Lagranževim pristupom. Povezivanje faza je ostvareno kuplovanjem pomoću PSI-Cell koncepta. Radi ostvarivanja željenih analiza, ugrađen je pod-model formiranja/destrukcije NO, unutar složenog koda za sagorevanje, koji se koristi za predviđanje emisije na izlazu iz ložišta. Modelirani su termički i gorivi NO, kao najuticajniji oksidi azota pri sagorevanju ugljenog praha. Proračunski program je razvijen radi lakše upotrebe od strane inženjerskog osoblja prilikom analiza procesa u kotlovskim postrojenjima. Numeričke simulacije su izvršene za različite radne uslove kotla, prilikom loženja lignitom sa kopa Drmno. Suprotstavljeni zahtevi a smanjenjem emisije i efikasnim sagorevanjem, sa osvrtom na bezbedan rad pregrejača pare često zahtevaju rad kotla u uskim granicama radnih parametara, koji su utvrđeni pomoću termičkog proračuna kotla., Mathematical model, aimed for prediction of processes in TE Kostolac B power plant utility boiler furnace tangentially fired by pulverized lignite, was developed in-house. The model was applied in numerical analysis of boiler operation, in order to reduce NOx emission by combustion modifications in the furnace, while maintaining high efficiency of the boiler unit. Complex two-phase gas-particle flow was modelled using Euler-Lagrange approach. Coupling between phases was done by using PSI-Cell concept. In order to perform necessary analysis, NO formation/destruction sub-model was implemented, within comprehensive combustion code, used to predict emission from the furnace. Thermal and fuel NO were modelled, as the most influential nitrogen oxides during pulverized coal combustion process. The computational code was developed to be easily used by engineering staff dealing with the process analysis in boiler units. Numerical simulations were performed for the boiler fired by the lignite Drmno, under different operating conditions. Contradictory requirements with respect to emission reduction and efficient combustion with safe operation of super-heaters often require boiler to operate within narrow limits of operation parameters, which is determined by means of the boiler thermal calculation.", publisher = "Univerzitet u Beogradu - Institut za nuklearne nauke Vinča, Beograd i Društvo termičara Srbije, Beograd", journal = "Termotehnika", title = "Numerička optimizacija procesa u ložištu sa aspekata emisije NOx i efikasnosti energetskog kotla, Numerical optimisation of processes in the furnace considering NOx emission and efficiency of utility boiler", pages = "74-61", number = "1-2", volume = "39", url = "https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_machinery_1636" }
Tomanović, I. D., Belošević, S. V., Sijerčić, M., Beljanski, V., Tucaković, D., Živanović, T.,& Nemoda, S.. (2013). Numerička optimizacija procesa u ložištu sa aspekata emisije NOx i efikasnosti energetskog kotla. in Termotehnika Univerzitet u Beogradu - Institut za nuklearne nauke Vinča, Beograd i Društvo termičara Srbije, Beograd., 39(1-2), 61-74. https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_machinery_1636
Tomanović ID, Belošević SV, Sijerčić M, Beljanski V, Tucaković D, Živanović T, Nemoda S. Numerička optimizacija procesa u ložištu sa aspekata emisije NOx i efikasnosti energetskog kotla. in Termotehnika. 2013;39(1-2):61-74. https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_machinery_1636 .
Tomanović, Ivan D., Belošević, Srđan V., Sijerčić, Miroslav, Beljanski, Vladimir, Tucaković, Dragan, Živanović, Titoslav, Nemoda, Stevan, "Numerička optimizacija procesa u ložištu sa aspekata emisije NOx i efikasnosti energetskog kotla" in Termotehnika, 39, no. 1-2 (2013):61-74, https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_machinery_1636 .