Тема магистерской работы: Разработка и исследование эффективных методов сжигания органичкских топлив с использованием предварительной ионизации воздуха

Электрический разряд является одним из способов увеличения энтальпии продуктов сгорания различных топлив. Существуют различные методы подвода электроэнергии, различающихся по конфигурации электродов, расположению разряда и вольтамперным характеристикам. Оптимальные конструкции устройств зависят от способа организации разряда.
Основная трудность создания такого устройства заключается в стремлении разрядов сжиматься в узкие дуговые каналы с очень высокой концентрацией энергии. Это является следствием быстрого увеличения проводимости с ростом температуры в газах, в которых при обычной температуре проводимость близка нулю.
Ионизирующий разряд (например организованный в виде решетки), как и турбулентность, способствует рассеянию энергии, выделяющейся при разряде. Важным в практическом отношении преимуществом таких устройств является возможность работы с высоким напряжением (от нескольких кВ до десятков кВ) и небольшим током (десятки мА), что позволяет для их работы применять серийные трансформаторы и кабели. Такие устройства отличаются от плазмотронов, для которых более характерны напряжения порядка 10-100А, для работы которых требуются специальные кабели и мощные генераторы.
В энергетике процессы ионизации воздуха для интенсификации горения топлива практически могут использоваться в двух направлениях: это плазмотроны и коронирующие решетки.
При плазменной технологии интенсификация горения достигается путем нагревания до высоких температур пылевоздушной смеси проходящей через плазменную дугу, расположенного в каналах первичного воздуха горелок. В результате этого создаются условия для быстрого воспламенения топлива на начальном участке факела.
При обработке воздуха поступающего на горение коронным разрядом, в специально установленных перед горелками решетках, происходит его ионизация. При этом электроэнергия расходуется только на поддержание короны. Образующиеся в результате ионизации ионы молекул кислорода являются более сильными окислителями и активнее участвуют в реакциях горения топлива, чем его нейтральные молекулы.
Ионизированный газ, соударяясь с молекулами топлива, изменяет внутреннюю структуру последних, приводя к увеличению скорости реакций окисления за счет уменьшения энергии активации. Это объясняется переходом молекул топлива в возбужденное, диссоциированое или ионизированное состояние.
Кроме того водяные пары, которые находятся в обрабатываем воздухе, под действием коронного разряда распадаются на ионы, которые также являются активными окислителями топлива.
Ионизация воздуха с помощью решеток, установленных перед горелками, кроме всего прочего, приводит и к возникновению акустических колебаний, вызванных коронным разрядом и вибрацией каронирующих электродов. Эти колебания также приводят к изменению газодинамики горения топлива, приводя к снижению энергии активации и стабилизации окислительных химических реакций.
Увеличение завершенности окислительных химических реакций приводит как к повышению доли связывания молекул топлива с кислородом, так и к переходу незавершенных процессов окисления топлива к завершенным. Все это ведет к снижению потерь тепла с мехнедожогом, за счет уменьшения содержания горючих в очаговых остатках, и химнедожегом, за счет уменьшения или исключения содержания монооксида углерода в уходящих газах. Большую роль в указанных процессах играет роль образования дополнительных центров горения за счет ионизации и диссоциации водяных паров.
Для ионизации вторичного воздуха была выбрана установка технологии интенсификации горения УТИГ-24М-30 "ОЗОН".
"ОЗОН" устанавливается на котле ТПП-312А, работающем на угле марки ГСШ.
Для более эффективной работы установки ионизации воздуха также необходимо соблюдение ряда дополнительных условий:
1. Избыток воздуха на каждой горелке яруса одинаковый.
2. Отношение скоростей вторичного и первичного воздуха в пределах 1,4-1,8
В работе будут также разработаны методы выполнения приведенных выше условий.

__Главная__ __Автобиография__ __Литература__