Mediciones y Predicción de la Depósito de Cenizas en una Caldera de Ciclon que Opera bajo Condiciones de Carga Variable
Autores: Krishnamoorthy, Gautham; Bloom, Evan; Viswanathan, Krishnamoorthy; Patwardhan, Shuchita Sanjay; Stadem, David John; Benson, Steve
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Mediciones y Predicción de la Depósito de Cenizas en una Caldera de Ciclon que Opera bajo Condiciones de Carga Variable
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Mediciones
Tasas de deposición de cenizas
Carga operativa
Simulaciones de dinámica de fluidos computacional
Distribución del tamaño de partículas de ceniza volante
Particionamiento de cenizas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Se realizaron mediciones de las tasas de deposición de cenizas entre las secciones del sobrecalentador secundario y el recalentador de una caldera de lignito de 450 MW a medida que la carga operativa variaba del 33 al 100%. Se observaron reducciones significativas en las tasas de deposición con una disminución de la carga operativa. Para descubrir los mecanismos causales detrás de estas observaciones, se utilizaron datos operativos de la planta de energía para llevar a cabo simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD) de la caldera. Después de verificar que las temperaturas y velocidades del gas en varias secciones dentro de la caldera estaban siendo representadas adecuadamente, se realizaron simulaciones desacopladas del proceso de deposición de cenizas en la sonda de depósito utilizando una malla de capa límite finamente resuelta. La distribución del tamaño de partículas de ceniza volante (PSD) y su concentración para los cálculos desacoplados se determinaron a partir de simulaciones de barril de ciclón independientes. Se encontró que la partición de cenizas (masa %) entre la ceniza volante y la escoria era de aproximadamente 50:50, lo que estaba en línea con observaciones de campo anteriores, y no variaba significativamente entre diferentes cargas de ciclón. Se predijo que la PSD de la ceniza depositada se concentraba en el rango de tamaño de 10-30 micrones, lo que coincidía con las imágenes en sección transversal del depósito obtenidas de las mediciones. A cargas más bajas, se predijeron variaciones agudas en las tasas de deposición en el rango de temperatura del gas de 950-1150 K. La metodología de captura basada en la energía cinética de partículas y la viscosidad de partículas utilizada en este estudio, junto con composiciones de ceniza apropiadas, modelos de viscosidad de ceniza y estimaciones de temperatura del gas, puede ayudar a estimar las propensiones a la escorificación a diferentes cargas de manera razonablemente buena en estos sistemas.
Descripción
Se realizaron mediciones de las tasas de deposición de cenizas entre las secciones del sobrecalentador secundario y el recalentador de una caldera de lignito de 450 MW a medida que la carga operativa variaba del 33 al 100%. Se observaron reducciones significativas en las tasas de deposición con una disminución de la carga operativa. Para descubrir los mecanismos causales detrás de estas observaciones, se utilizaron datos operativos de la planta de energía para llevar a cabo simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD) de la caldera. Después de verificar que las temperaturas y velocidades del gas en varias secciones dentro de la caldera estaban siendo representadas adecuadamente, se realizaron simulaciones desacopladas del proceso de deposición de cenizas en la sonda de depósito utilizando una malla de capa límite finamente resuelta. La distribución del tamaño de partículas de ceniza volante (PSD) y su concentración para los cálculos desacoplados se determinaron a partir de simulaciones de barril de ciclón independientes. Se encontró que la partición de cenizas (masa %) entre la ceniza volante y la escoria era de aproximadamente 50:50, lo que estaba en línea con observaciones de campo anteriores, y no variaba significativamente entre diferentes cargas de ciclón. Se predijo que la PSD de la ceniza depositada se concentraba en el rango de tamaño de 10-30 micrones, lo que coincidía con las imágenes en sección transversal del depósito obtenidas de las mediciones. A cargas más bajas, se predijeron variaciones agudas en las tasas de deposición en el rango de temperatura del gas de 950-1150 K. La metodología de captura basada en la energía cinética de partículas y la viscosidad de partículas utilizada en este estudio, junto con composiciones de ceniza apropiadas, modelos de viscosidad de ceniza y estimaciones de temperatura del gas, puede ayudar a estimar las propensiones a la escorificación a diferentes cargas de manera razonablemente buena en estos sistemas.