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.