Математическое моделирование и численный анализ низкоэмиссионного сжигания природного газа
Сорока Б.С.
, профессор, доктор технических наук, Институт газа НАНУ, Киев, Украина, М. Хинкис, Х. Аббаси, Институт газовой технологии (GTI), Дес Плеинс, Иллинойс, США
Математическая модель и компьютерная программа расчета рабочего процесса в низкоэмиссионной камере сгорания разработаны на
основе концепции рециркуляционной горелки с принудительной внутренней рециркуляцией (FIRB). Конструкция горелки FIRB предложена
и запатентована Институтом газовой технологии IGT (ныне - GTI) на основе комбинирования некоторых способов снижения выхода NOx,
в частности, благодаря двухстадийному сжиганию природного газа и рециркуляции частично прореагировавших продуктов горения.
Численное моделирование было проведено в Институте газа НАНУ. Результаты расчетов представлены для конструкции FIRB с периферийной
камерой сгорания. Исследовано влияние основных режимных характеристик: коэффициента избытка первичного воздуха
bp
и кратности рециркуляции r – оказывающих влияние на [NOx] – концентрацию NOx на срезе горелки FIRB в сочетании с другими режимными,
а также конструктивными параметрами. Оптимальное значение
bp
с позиций обеспечения минимума [NOx] обычно приходится на
bp,opt=0.75…0.80. Возрастание кратности рециркуляции в отдельных случаях (bp>bp,opt) понижает [NOx] в то время как в других случаях (bp
<bp,opt) большая величина r вызывает рост [NOx] на срезе горелки FIRB.