Tytuł artykułu
Wybrane pełne teksty z tego czasopisma
Identyfikatory
Warianty tytułu
Experimental tests and numerical simulations to even out the flue gas and fly ash distribution in the flue channels of the BB-1345 boiler in the Pątnów II Power Plant
Języki publikacji
Abstrakty
Celem pracy było zdiagnozowanie przyczyn nierównomierności rozpływu spalin i popiołu lotnego w kanałach spalin elektrofiltra kotła BB-1345 w Elektrowni Pątnów II oraz przedstawienie sposobu rozwiązania ww. problemu. Pracę rozpoczęto od serii pomiarów prowadzonych w kanałach spalin nad i pod obrotowym podgrzewaczem powietrza (OPP) od strony przedniej i tylnej kotła. Celem pomiarów było wyznaczenie rozkładu temperatury, prędkości i ciśnienia względnego spalin oraz koncentracji popiołu lotnego w wybranych punktach. Następnie sporządzono modele geometryczne kanałów spalin wraz z OPP dla stanu aktualnego oraz proponowanych koncepcji zmian. Geometria została wykonana na podstawie dokumentacji technicznej udostępnionej przez operatora elektrowni i uwzględniała kanały i OPP od strony przepływających spalin bez izolacji. Obliczenia numeryczne wykonano za pomocą programu Ansys FLUENT i przeprowadzono dla stanu aktualnego oraz zaproponowanych koncepcji zmian. Obliczenia stanu aktualnego wykonano dla dwóch wariantów, tj. wariant bez uwzględnienia dossania powietrza do spalin oraz wariant z uwzględnieniem dossania powietrza do spalin. Uwzględnienie dossań powietrza spowodowało uzyskanie zbieżnej z pomiarami nierównomierności rozdziału pyłu na stronę lewą i prawą. Przepływ powietrza dossanego powodował przepychanie pyłu w kierunku przegrody tylnej OPP zbierającej pył do prawego kanału spalin. Efekt przepychania pyłu był szczególnie widoczny dla dossania nad wirnikiem OPP, ze względu na wystąpienie efektu „ślizgania się” powietrza po górnej stronie wirnika OPP. Natomiast powietrze wypływające z dossania pod OPP było kierowane w mniejszym stopniu w głąb kanału spalin i nie mając fizycznej przeszkody w postaci wirnika w większości przepływało do dołu. Uwzględnienie dossania powietrza do spalin okazało się kluczowe w celu poprawnego zamodelowania rzeczywistych warunków rozdziału spalin i pyłu do prawego i lewego kanału pod OPP. Na podstawie symulacji stanu istniejącego określono przyczynę zaburzeń przepływu oraz określono rekomendowaną do zabudowy w kanałach spalin koncepcję zmian powodującą równomierny rozkład spalin. Podczas analiz zmodyfikowanego układu opracowano cztery koncepcje zmian elementów kierujących spaliny w przestrzeni pod OPP w celu wyrównania rozpływu spalin. W rezultacie wybrano koncepcję, która polegała na zabudowie pionowej przegrody dzielącej kanał spalin pod OPP na stronę prawą i lewą. Biorąc pod uwagę, że obliczenia numeryczne pokazały gromadzenie się pyłu przy tylnej ścianie, wybrana koncepcja została dodatkowo zmodyfikowana o elementy nastawne, regulujące strumień pyłu i gazu. W końcowym etapie pracy wykonano wstępny projekt konstrukcyjny wybranego wariantu modernizacji.
The purpose of the work was to diagnose the causes of uneven flow of flue gas and fly ash in the flue gas ducts of the BB-1345 boiler electrostatic precipitator in the Pątnów II Power Plant and to present a method of solving the above-mentioned problem. Work began with a series of measurements carried out in the flue gas ducts above and below the rotary air heater (RAH) from the front and rear sides of the boiler. The aim of the measurements was to determine the distribution of temperature, velocity and relative pressure of the exhaust gas as well as the concentration of fly dust at selected points. Then, geometrical models of the flue gas channels were prepared together with the RAH for the current state and the proposed concepts of changes. The geometry was made on the basis of the technical documentation provided by the power plant operator and took into account the ducts and RAH on the side of flowing flue gases without insulation. Numerical calculations were made using the Ansys FLUENT software and were carried out for the current state and the proposed concepts of changes. The calculations of the current state were made for two variants, i.e. the variant without taking into account air intake to the exhaust gases and the variant taking into account the intake of air into the exhaust gases. Taking into account the air suction resulted in obtaining a dust distribution on the left and right side convergent with the measurements. The suction air flow was pushing the dust towards the rear RAH cradle collecting the dust to the right exhaust duct. The dust-pushing effect was especially visible for the suction over the RAH rotor, due to the air “sliding” effect on the upper side of the RAH rotor. On the other hand, the air flowing from the suction under the RAH was directed to a lesser extent into the exhaust gas channel and, having no physical obstacle in the form of a rotor, mostly flowed downwards. Taking into account the air suction to the exhaust gases turned out to be of key importance in order to correctly model the actual conditions of the exhaust and dust separation into the right and left channels under the RAH. On the basis of the simulation of the existing state, the cause of the flow disturbances was determined and the concept of changes recommended for installation on the exhaust gas ducts was determined, resulting in a uniform distribution of exhaust gases. During the analyzes of the modified system, four concepts of changes in the elements directing the exhaust gases in the space under the RAH in order to equalize the flow of exhaust gases were developed. As a result, a concept was selected that consisted in the installation of a vertical partition dividing the exhaust duct under the RAH into the right and left sides. Taking into account that the numerical calculations showed the accumulation of dust at the rear wall, the selected concept was further modified with adjustable elements regulating the dust and gas stream. In the final stage of work, a preliminary structural design of the selected modernization variant was prepared.
Czasopismo
Rocznik
Tom
Strony
13--19
Opis fizyczny
fot., rys., tab.
Twórcy
autor
- Instytut Energetyki, Zakład Procesów Cieplnych, Warszawa
autor
- Instytut Energetyki, Zakład Procesów Cieplnych, Warszawa
autor
- Instytut Energetyki, Zakład Procesów Cieplnych, Warszawa
autor
- ZE PAK SA, Konin
Bibliografia
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-215b7203-869f-4bb1-8fca-eca1662c9f2b
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.