Analyzing the possibility of constructing the air heating system for an integrated solid fuel gasification combined-cycle power plant

Mikula, V. A.; Рыжков, А. Ф.; Valtsev, N V

doi:10.1134/s0040601515110038

Cited by 4 publications

(1 citation statement)

References 14 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…С одной стороны, при этом удается снизить собственные нужды станции за счет отказа от воздухоразделения; с дру-гой стороны, при этом существенно возрастает на-грузка на дутьевые агрегаты и, что особенно важно, изменяются параметры термодинамически и кине-тически оптимальных режимов (из-за необходимо-сти нагрева инертного азота и уменьшения концен-трации газов-реагентов в реакционной зоне газоге-нератора). Вопросы реализации высокотемператур-ного подогрева обсуждаются в работах [6,7].…”

Section: Introductionunclassified

Numerical study of operating modes of single-stage air-steam blown entrained flow gasifier

2017

View full text Add to dashboard Cite

Газификация твердого топлива позволяет повысить техническую и экологическую эффективность использования твердого топлива в энергетике. Обычно газогенераторы большой единичной мощности работают по принципу несущего потока: пылеугольное топливо увлекается дутьем и за время пребыва-ния в реакторе претерпевает стадии превращения в горючие газы. В работе исследуется одноступенча-тый процесс паровоздушной газификации угля с предварительным подогревом дутья. Для этого исполь-зуется математическая модель, включающая одномерные уравнения переноса и химических превраще-ний топлива и газовой смеси. С помощью расчетов определены основные характеристики процесса газификации и их зависимость от управляющих параметров: температуры подогрева воздуха, избытка окислителя и расхода пара. Здесь m V -масса летучих в частице, кг;0 V k -пред-экспоненциальный коэффициент, 1/с; E V -энергия активации стадии пиролиза, Дж/моль; R -универ-сальная газовая постоянная, Дж/(моль К). Летучие вещества в модели представляются механической смесью химических элементов, которые после вы-хода из частицы топлива распределяются по моле-кулярным формам по условиям химического рав-новесия.Скорость реагирования топлива с газообраз-ными окислителями записывается следующим образом:где m С -масса топлива, кг; k eff -эффективная константа скорости гетерогенной реакции, м/с; S -площадь поверхности топлива, м 2 ; C ox -кон-центрация окислителя, кг/м 3 . Эффективная константа скорости выражается через кинетические и массообменные коэффици-енты (в предположении, что кинетический поря-док реакции по окислителю равен единице) сле-дующим образом:Кинетическая константа скорости гетероген-ной реакции зависит от температуры по экспонен-циальному закону:Химическая кинетика реакций в газовой фазе не рассматривается: полагается, что выходящие в газовую фазу вещества переходят в состояние рав-новесия. Таким образом, химические превращения описываются с помощью термодинамической мо-дели с макрокинетическими ограничениями на скорость гетерогенных превращений [19, 20]. Та-кой подход применим для высокотемпературных процессов, в которых скорость газофазных про-цессов достаточно высока по сравнению со скоро-стью гетерофазных. Исходные данные и результаты расчетовРассматривается трубчатый реактор с произ-водительностью по топливу 100 т/ч, рабочее дав-ление в реакторе 30 атм. Геометрические размеры реактора: длина реакционной зоны 15 м; внутрен-ний диаметр 3 м. Температура топлива, посту-пающего в реактор, составляет 27 °С; температура пара 323 °С; температура воздуха меняется от 100 до 1000 °С (с шагом в 100 °С). Расход пара меня-ется от 0 до 0,2 моль/моль углерода, избыток воз-духа -от 0,1 до 0,7 от стехиометрического (с ша-гом 0,05). В качестве топлива используется камен-ный уголь с характеристиками: W r = 2 %; A d = 15,38 %; V daf = 29,42 %; C daf = 85,45 %; H daf = 4,86 %; N daf = 2,0 %; S daf = 0,67 %. Индикаторами режимов выбраны следующие характеристики: химический КПД (доля теплоты сгорания твердого топлива, перешедшая в теплоту сгорания газа), максимальная и конечная те...

show abstract

Section: Introductionunclassified

Numerical study of operating modes of single-stage air-steam blown entrained flow gasifier

2017

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

Technological solutions for an advanced IGCC plant

Рыжков

Bogatova

Gordeev

2018

Fuel

View full text Add to dashboard Cite

Selecting the design of a high-temperature air heater for integrated gasification combined cycle

Valtsev

Рыжков

2020

J. Phys.: Conf. Ser.

View full text Add to dashboard Cite

High temperature heat exchangers are needed in various energy technologies to increase their efficiency. The article is devoted to the optimization of the design of a high-temperature air heater used in the integrated gasification combined cycle plant, developed in Ural Federal University. In the air heater, air with a pressure of 2 MPa after the cycle compressor is heated by coal combustion to a temperature of 900°C before it is fed into the combustion chamber of a gas turbine. The air heater is developed as a pulverized coal fired boiler with air heating in tubular radiation-convection heating surfaces. The authors propose a new design of a high-temperature air heater, which allows reducing the cost of the expensive high-temperature part of the unit 1.8 times compared with the previous design. A computer simulation of the boiler section is carried out to verify the proposed design solutions.

show abstract

Analyzing the possibility of constructing the air heating system for an integrated solid fuel gasification combined-cycle power plant

Cited by 4 publications

References 14 publications

Numerical study of operating modes of single-stage air-steam blown entrained flow gasifier

Numerical study of operating modes of single-stage air-steam blown entrained flow gasifier

Technological solutions for an advanced IGCC plant

Selecting the design of a high-temperature air heater for integrated gasification combined cycle

Contact Info

Product

Resources

About