Влияние различных типов угля на процесс газификации топлива в кипящем слое

Под кипящим (псевдоожиженным, взвешенным) слоем (КС) в дальнейшем будем подразумевать гетерогенную систему с равномерно распределенными твердыми частицами в сплошной газовой среде, в которой каждая частица находится в равновесии под действием силы тяжести и силы гидродинамического воздействия движущейся сплошной среды (воздуха).

Иными словами кипящий слой - специфическое состояние слоя мелкозернистого материала, продуваемого снизу потоком газа со скоростями, обеспечивающими интенсивное движение частиц, но недостаточными для их выноса из аппарата.

Технологию сжигания в КС можно условно разделить на два типа - низкотемпературное (бесшлаковую) и высокотемпературное (с образованием шлака). Необходимо отметить одну из важнейших особенностей низкотемпературных топочных устройств КС - простату их эксплуатации. При прекращении подачи дутья и угля слой не спекается, так как в основном состоит из инертного материала - минеральной части топлива, температура которого ниже температуры плавления или размягчения. Поскольку тепло в слое сохраняется в крупных топках в течение многих часов, повторный пуск сводится к возобновлению подачи дутья и угля. Непрерывность процесса псевдоожижения дает возможность вводить в слой и выводить из него твердые частицы без существенных затруднений.

В последнее время возрастает значение газификации твердых топлив как энергосберегающего направления теплоиспользования. Газификацию следует рассматривать как метод преобразования биомассы и низкосортных углей в энергоноситель высшего качества - горючий газ. Процесс газификации близок к процессу горения и по существу является окислением топлива при недостатке кислорода (при коэффициенте избытка воздуха меньше единицы).

Газификация - это термохимический процесс неполного окисления органической массы твердого топлива кислородом и водяным паром с целью получения горючих газов (СО, H₂, СН₄ и т.д.) для последующего сжигания - генераторный газ (энергетический).

Производство генераторного газа целесообразно во всех частях РФ благодаря его следующим особенностям:

§ Масса генераторного газа в несколько раз меньше (концентрация вредных примесей соответственно выше), чем масса продуктов сгорания при непосредственном сжигании топлива, что существенно удешевляет операцию очистки газа.

§ Генераторный (энергетический) газ содержит значительное количество балласта, что приводит к сужению пределов воспламенения, а значит и к уменьшению взрывоопасности.

§ Газ, получаемый в газогенераторах на воздушном дутье, из самых различных видов топлива, включая биомассу, мало отличается по составу, то есть потребители могут снабжаться газообразным топливом постоянного качества.

§ При сжигании генераторного газа можно увеличить в 2 раза тепловое напряжение топки котла, то есть уменьшить его размеры

§ Кроме того, полученное газообразное топливо при сжигании выделяет значительно меньшее количество вредных веществ, нежели при прямом сжигании твёрдого топлива.

§ Из-за нечувствительности к качеству сырья и наличию балластов (минеральных примесей и влаги) метод находит широкое применение для переработки низкосортных видов топлива.

Одной из проблем газификации угля в КС является поддержание приемлемой тепловой экономичности процесса, зависящей от величины потерь топлива с уносом. Попытки газификации малозольных углей в КС приводили к неизбежному уносу мелких коксовых остатков газовым потоком и существенной потере углерода. Исследования показали, что оптимальной зольностью топлива для газификации или (сжигания) в КС является топливо с зольностью ~30%. Существует реальная возможность 100%-го превращения органической части топлива в химическую энергию горючего газа при близких к нулю потерях углерода с уносом.

1. Описание математической модели

1.1 Описание входных данных

Входными данными являются характеристики угля: зольность рабочую, влажность рабочую, низшую теплоту сгорания, содержание углерода в газовой смеси, содержание серы, содержание водорода, содержание азота в дутье, содержание кислорода в дутье, выход летучих на беззольное состояние, кажущаяся плотность частицы топлива.

В процессе горения и газификации частицы топлива внутри ее зольного каркаса перемещается локализованный фронт горения углерода - остальными горючими компонентами коксового остатка пренебрегаем ввиду их малости. На фронте горения происходят гетерофазные реакции окисления углерода:

С+О₂=СО₂

С+СО₂=2СО

С+Н₂О=СО+Н₂

В ходе встречной диффузии происходят газофазные реакции:

СО+ Н₂О= СО₂+ Н₂

СО+3 Н₂=СН₄+ Н₂О

Введем следующие допущения:

1. В процессе встречной диффузии устанавливается равновесие реакции СО+ Н₂О= СО₂+ Н₂.

2. Протекание реакции СО+3Н₂=СН₄+ Н₂О, так же как и реакцией С+Н₂=СН₄ можно пренебречь, в подтверждении чего является низкое содержание СН₄ в генераторном газе.

Для дальнейших расчетов целесообразно просуммировать реакции С+Н₂О=СО+Н₂ и СО+ Н₂О= СО₂+ Н₂ в результате получим реакцию С+ 2Н₂О=СО₂+Н₂.

Условные обозначения:

S^r₀ - концентрация серы органических соединений в рабочей массе топлива, %;

D_p - диаметр реактора, м

H_сл - высота кипящего слоя в реакторе, м

d_ч - диаметр частицы топлива, м

H₂O_охл - расход воды на охлаждение КС в кг на кг угля

H_исп - теплота испарения воды, равная 2271 кДж/кг

V_д - расход дутья, нм³/с

W_д - влажность дутья, г/нм³

T_д - температура дутья, ⁰С

T_сл - температура кипящего слоя, ⁰С

B_т - теоретический расход топлива, кг/с

B_т^max - максимально допустимый расход топлива, при котором обеспечена полнота его окисления в реакторе, кг/с

C_г - концентрация углерода в газовой фазе, моль/м³

c (CO), c(H₂), c(H₂S) - средние теплоемкости оксида углерода, водорода, сероводорода и дутья соответственно, кДж/нм³

C(CO₂), C(CO), C(H₂), C(H₂O), C(N₂), C(H₂S) - объемные концентрации компонентов в генераторном газе

H_пр.газ - теплосодержание продуктов газификации (генераторного газа и золы), МДж/кг топлива

J(CO₂), J(H₂O), J(N₂) - теплосодержание диоксида углерода, паров воды и азота, кДж/кг

J_зл - теплосодержание золы, кДж/кг

k - константа равновесия реакции

[N₂] - концентрация азота в дутье, об.%

[O₂] - концентрация кислорода в дутье, об.%

Q_газ - теплота процесса газификации, МДж/кг топлива

T_газ - температура процесса газификации, ⁰С

q₄ - механическая неполнота сгорания топлива по углероду, %

R(O₂), R(C), R(N₂), R(H₂O^вх) - потоки соответствующих элементов на входе в реактор, моль/с

R(H₂), R(H₂O^вых), R(CO₂), R(CO), R(N₂^вых), R(H₂S) - потоки соответствующих элементов на выходе из реактора, моль/с

r(O₂), r(C), r(N₂), r(H₂O^вх), r(H₂), r(H₂O^вых), r(CO₂), r(CO), r(N₂^вых), r(H₂S) - те же потоки, отнесенные к единичному расходу топлива, моль/кг

V(CO₂), V(CO), V(H₂), V(H₂O), V(N₂), V(H₂S) - объемы компонентов генераторного газа в расчете на кг топлива, нм³/кг

R_д - объемный расход дутья, л/мин, м³/ч

л - степень конверсии воды, равная отношению числа молекул воды, вступивших в реакции газификации, к их общему числу

е - порозность КС, при псевдоожижении близкая к 0.4

с_т - объемная концентрация углерода в коксовом остатке, моль/м³

i_д - физическое тепло дутья, Дж/кг

с_каж - кажущаяся плотность частицы топлива, кг/м³

ф_ок - время окисления частицы топлива, с

1.2 Исходные данные для расчета

Топливо - карагандинский уголь марки К со следующими характеристиками:

W^r_t=9%,

A^r=34,6%,

S^r_t=1,4% (S^r_o= S^r_t/2=0,7%),

C^r=46,8%,

H^r=2,9%,

N^r=0,8%,

O^r=5,2%,

V^daf = 28%,

Q^r_i=18,13 МДж/кг,

Величина с_каж для этого угля принята равной 1600 кг/м³ (типичной для каменных углей). Уголь крупностью до 2 мм (d_ч?0,002 м) газифицируется кипящем слое при B_т=0,2 г/с, R_д=30 л/мин (при температуре 20°С и [О₂] =21,0 об%), Н₂О_охл=0,2 кг/кг, W_д =10 г/нм³ D_p=0,04 м, H_сл=0,04 м, T_д=20 °С.

1.3 Расчет процесса газификации

1. Расчет B_т^max

1.1. Расчет объемной концентрации углерода в коксовом остатке проведем по формуле:

с_т =с_каж(1 - A^r/100-W^r/100) (1 - V^daf/100)/0,1201.

с_т =1600 (1 - 0,346-0,09) (1 - 0,28)/0,1201=5409 моль/м³

1.2. Величину T_сл ориентировочно примем равной 850°С, тогда объемная концентрация углерода в газовой фазе составит:

C_г = ([О₂]/100) ·273/[(T_сл+273) 0,0224]=2,28 моль/м³.

1.3. Расчет времени окисления частицы высокозольного топлива ф_ок проведем по соотношению:

ф_ок= (с_т d_ч²)/24 C_г D_ээф) при величине D_ээф=2, 7·10^-5 м²/с

ф_ок=4761, 63 (0,002)²/ (24·2,28·2,7·10^-5)=14,65 с

1.4. Расчет B_т^max проведем по формуле:

B_т^max= V_сл· е · с_каж/(1,1 ф_ок)

B_т^max= (3,14/4) ·0,04² ·0,04 ·0,4 ·1600/(1,1 ·14,65)=0,002 кг/с

Величина B_т< B_т^max, то есть частица топлива должна окисляться полностью, поэтому можно принять величину q₄=5% что характерно для термической переработка топлива в кипящем слое.

2. Расчет расходных параметров

2.1. Рассчитываем V_д по формуле:

V_д= R_д273/[B_т(T_д+273)]=(30/60) 273/[0,2 (20+273)]=2,33 нм³/кг

2.2. Рассчитываем rc по формуле:

rc=RC/ B_т=(C_г/1,201) (1-q₄/100)=(46,8/1,201) (1-5/100)=37 моль/кг

2.3. Рассчитываем отношения R(O₂)/RC, RH₂O^вх/RC, и R(N₂^вх) /RC:

R(O₂)/RC=(0,466 V_д [О₂]_д+0,312 O^r-2,48 H^r+0,156S^r_o)/ rc=

= 0,466 ·2,33 ·21,0+0,312·5,2-2,48 ·2,9+0,156 ·0,7)/ 37=0,4431

RH₂O^вх/RC= [0,555 (W^r+100 H₂O_охл+0,1 V_д W_д)+4,96 N^r-0,311S^r]/ rc =

=[0,555 (9+100·0,2+0,1·10·2,33)+4,96·0,8-0,311·0,7]/37=0,57

RN₂^вх/RC=0,446 V_д [N₂] · rc=0,466·2,33·79,0/37=2,217

3. Расчет равновесных температур газификации и состава генераторного газа.

3.1. Выберем величину Т_газ=900°С

3.2. Соответствующее значение k для реакции СО+ Н₂О= СО₂+ Н₂ для выбранной температуры 1,07. Для определения остальных значения скорости реакции воспользуемся интерполяцией.

3.3. Вычисляем начальное значение л= л', решая уравнение а л²+b л+c=0, коэффициенты которого задаются формулами

а= (RH₂O/RC)^вх(1-k);

а=1,16 (1-1,07)=-0,04

b = 2 [R(O₂)/RC] (1-k) - (1-2k) + (RH₂O/RC) k;

b =2·0,44·(1-1,07) - 1+2·1,07+1,07·057=1,69

с= - 2 k (1 - RO₂/RC);

с= - 2·1,07 (1-0,44)= - 1,19

Вычисляем л'=[-b +(b²-4ac)^0.5]/(2a) - этот корень выбран из условия положительной определенности л

л'=[-1,69+(1,69²-4·0,04·1,19)^0,5]/(2·(-0,04))=0,72

3.4. Вычисляем выходные потоки компонентов полученного генераторного газа:

R(СO₂)/RC=2 R(O₂)/RC+ л RH₂O^вх/RC-1=

=2·0,44+0,72·0,57-1=0,3

R(СO)/RC=2- 2 R(O₂)/RC - л RH₂O^вх/RC =2-2·0,44-0,72·0,57=0,7

RH₂/RC= л RH₂O^вх/RC=0,73·0,57=0,41

RH₂O^вых/RC=(1 - л) RH₂O^вх/RC=(1-0,72) ·0,57=0,16

RH₂S/RC=0,00699S^r/ rc=0,00699·0,7/37=0,00013.

Видно, что в дальнейших расчетах наличием сероводорода в генераторном газе можно пренебречь.

3.5. Рассчитываем объемы, компонентов генераторного газа, приходящиеся на 1 кг окисленного топлива, умножая полученные выше потоки на произведение 0,0224 rc=0,836 нм³/кг.

V(CO₂)=0,3 ·0,836=0,25 нм³/кг

V(CO)=0,7·0,836=0,59 нм³/кг

V(Н₂)=0,41·0,836=0,34нм³/кг

V(H₂O)=0,16·0,836=0,13 нм³/кг

3.6. Рассчитываем теплосодержание продуктов газификации

Н_{пр.газа}=V(CO₂) ·J(CO₂)+V(H₂O) ·[J(H₂O)+H_исп]+ V(N₂) ·J(N₂)+J_зл· A^r/100+ +V(CO) ·С(CO) ·Т_газ+ V(Н₂) ·С(Н₂) Т_газ+ V(Н₂S) ·С(Н₂S) Т_газ

при этом воспользуемся данными о величинах теплосодержаний и средних теплоемкостей: (Т_газ=900?С)

J(CO₂)= 2,455 (Т_газ-600)+1231=1967 кДж/нм³

J(H₂O)=1,885 (Т_газ-600)+969=1534,5 кДж/нм³

J(N₂)=1,475 (Т_газ-600)+808=1250,5 кДж/нм³

J_зл=1,06 (Т_газ-600)+560=878 кДж/кг

С(CO)=0,000135 (Т_газ-600)+1,357=1,397 кДж/(нм³К)

С(Н₂)=0,0000525 (Т_газ-600)+1,307=1,323 кДж/(нм³К)

С(Н₂S)=0,00035 (Т_газ-600)+1,71=1,815 кДж/(нм³К)

Н_{пр.газа}=0,25·1967+0,13 (1534,5 +2271)+1,847·1250,5+878·40,7/100+

+0,59·1,397·900+0,34·1,323·900=4757 кДж/кг

3.7. Определяем q_пот, как потери объема кипящего слоя с температурой Т_газ, экранированного непрозрачными (загрязненными) стенками реактора, излучением в окружающую среду с температурой окружающей среды Т_окр.ср.=20 °С, отнесенные к расходу топлива, по формуле:

q_пот=у_в·0,5·о[(Т_газ+273)⁴ - (Т_окр.ср+273)⁴]·S_сл/B_т, у_в=5,7·10^-8 Вт/(м²·с·К⁴)

Степень черноты е, слоя и стенок реактора определяется свойствами поверхности частиц топлива и загрязнений на стенках реактора. Примем ее равной 0,8. Кроме того для рассмотренного реактора

S_сл=р·D·H+2 р· D²/4 = 3,141·0,04·0,04+3,141·0,04²/2=0,00754 м².

Окончательное выражение имеет вид:

q_пот=2,28· 10^-8[(Т_газ+273)⁴ - (Т_окр.ср+273)⁴]·S_сл/B_т=

2,28·10^-8[1173⁴-293⁴]·0,00754/0,0002=1620 кДж/кг

3.8 Определяем Q_газ по формуле:

Q_газ=483,9 (2,48 H^r-0,312 O^r-0,156 S^r_o)+ rc (564,7 R(O₂)/RC+

+41,1 л RH₂O^вх/RC - 172,2)= 483,9 (2,48 ·2,9-0,312· 5,2-0,156· 0,7)+

+ 37 (564,7 · 0,44+41,1 · 0,66· 0,57-172,2)= 6154 кДж/кг

2. Описание выходных данных

using System;

using System. Collections. Generic;

using System. ComponentModel;

using System. Data;

using System. Drawing;

using System. Linq;

using System. Text;

using System. Windows. Forms;

using System. Drawing. Drawing2D;

using System. Collections;

namespace WindowsFormsApplication1

{

public partial class Form1: Form

{

double Ar = 0;

double Wr = 0;

double Qri = 0;

double Cr = 0;

double Sr = 0;

double Hr = 0;

double Nr = 0;

double Or = 0;

double Vdaf = 0;

double Pk = 0;

double Qгаз = 0;

double ст = 0;

double Cг = 0;

double фок = 0;

double Bтmax = 0;

double Vд = 0;

double rC = 0;

double RO2kRC = 0;

double RH2OвхkRC = 0;

double RN2вхkRC = 0;

double k = 0;

double a = 0;

double b = 0;

double c= 0;

double lштр =0;

double RCO2kRC = 0;

double RCOkRC = 0;

double RH2kRC = 0;

double RH2OвыхkRC = 0;

double VCO2 = 0;

double VCO = 0;

double VH2 = 0;

double VH2O = 0;

double JCO2 = 0;

double JH2O = 0;

double JN2 = 0;

double Jзл = 0;

double cCO =0;

double cH2 = 0;

double cH2S = 0;

double Hпргаз = 0;

double qпот = 0;

public Form1 ()

{

InitializeComponent();

if (comboBox1. SelectedIndex == -1)

{

label1. Text = «Выберите тип угля и нажмите кнопку Прочитать характеристику угля»;

}

}

private void Form1_Load (object sender, EventArgs e)

{

dataSet1. Tables [«Result»].ReadXml («Данные.xml»);

}

private void button1_Click (object sender, EventArgs e)

{

tabControl1. SelectedIndex = 0;

dataSet1. Tables [«VDtable»].Rows. Clear();

if (comboBox1. SelectedIndex == -1)

 // если номер выбранной строки -1,

 // то вывести сообщение «Необходимо выбрать тип угля»

{

MessageBox. Show («Необходимо выбрать тип угля»);

}

else

{

switch (comboBox1. SelectedIndex) // оператор

{

case 0:

dataSet1. Tables [«VDtable»].ReadXml («экибастузский.xml»);

 // заполнениеТаблицы();

label1. Text = «Выполните расчет»;

button5. Enabled = true;

break;

case 1:

dataSet1. Tables [«VDtable»].ReadXml («карагандинский.xml»);

label1. Text = «Выполните расчет»;

button5. Enabled = true;

break;

case 2:

dataSet1. Tables [«VDtable»].ReadXml («донецкий.xml»);

label1. Text = «Выполните расчет»;

button5. Enabled = true;

break;

case 3:

dataSet1. Tables [«VDtable»].ReadXml («челябинский.xml»);

label1. Text = «Выполните расчет»;

button5. Enabled = true;

break;

case 4:

dataSet1. Tables [«VDtable»].ReadXml («кузнецкий.xml»);

label1. Text = «Выполните расчет»;

button5. Enabled = true;

break;

case 5:

dataSet1. Tables [«VDtable»].ReadXml («кизеловский.xml»);

label1. Text = «Выполните расчет»;

button5. Enabled = true;

break;

case 6:

dataSet1. Tables [«VDtable»].ReadXml («партизанский.xml»);

label1. Text = «Выполните расчет»;

button5. Enabled = true;

break;

case 7:

dataSet1. Tables [«VDtable»].ReadXml («черногорское.xml»);

label1. Text = «Выполните расчет»;

button5. Enabled = true;

break;

case 8:

dataSet1. Tables [«VDtable»].ReadXml («подмосковный.xml»);

label1. Text = «Выполните расчет»;

button5. Enabled = true;

break;

case 9:

dataSet1. Tables [«VDtable»].ReadXml («печорский.xml»);

label1. Text = «Выполните расчет»;

button5. Enabled = true;

break;

}

}

}

private void button2_Click (object sender, EventArgs e)

{

if (saveFileDialog1. ShowDialog() == DialogResult.OK)

{

dataSet1. Tables [«Result»].WriteXml (saveFileDialog1. FileName);

}

}

public void calculate()

{

ст = (Pk * (1 - Ar / 100 - Wr / 100) * (1 - Vdaf / 100)) / 0.1201;

double Tсл = 850;

double О2 = 21;

Cг = (О2 / 100) * 273 / ((Tсл + 273) * 224 / 10000);

double Dээф = 0.000027;

фок = (ст * (0.000004)) / (24 * Cг * Dээф);

double Vсл = 0.785;

double е = 0.0000256;

Bтmax =(Vсл * е * Pk) / (1.1 * фок);

double Rд = 0.5;

double Bт = 0.2;

double Tд = 293;

Vд = Rд * 273 / (Bт * Tд);

double q4 = 5;

rC = (Cr / 1.201) * (1 - (q4 / 100));

RO2kRC = (0.446 * Vд * О2 + 0.321 * Or - 2.48 * Hr + 0.156 * Sr) / rC;

double H2Oохл = 0.2;

double Wд = 10;

RH2OвхkRC = (0.555 * (Wr + 100 * H2Oохл + 0.1 * Vд * Wд) + 4.96 * Hr - 0.311 * Sr) / rC;

double N2 = 79;

RN2вхkRC = 0.446 * Vд * N2 / rC;

double Tгаз = 900;

k = 2.553 - (0.00493425 * (Tгаз - 600));

a =RH2OвхkRC * (1 - k);

b = 2 * RO2kRC * (1 - k) - (1 - 2 * k) + (RH2OвхkRC * k);

c = -2 * k * (1 - RO2kRC);

lштр = (-b + Math. Pow((Math. Pow (b, 2) - 4 * a * c), 0.5)) / (2 * a);

RCO2kRC =(2 * RO2kRC) + (lштр * RH2OвхkRC) - 1;

RCOkRC = 2 - 2 * RO2kRC - lштр * RH2OвхkRC;

RH2kRC =lштр * RH2OвхkRC;

RH2OвыхkRC = (1 - lштр) * RH2OвхkRC;

VCO2 = RCO2kRC * 0.836;

VCO = RCOkRC * 0.836;

VH2 = RH2kRC * 0.836;

VH2O = RH2OвыхkRC * 0.836;

JCO2 = 2.455 * (Tгаз - 600) + 1231;

JH2O = 1.885 * (Tгаз - 600) + 969;

JN2 = 1.475 * (Tгаз - 600) + 808;

Jзл = 1.06 * (Tгаз - 600) + 560;

cCO = 0.000135 * (Tгаз - 600) + 1.357;

cH2 = 0.0000525 * (Tгаз - 600) + 1.307;

cH2S = 0.00035 * (Tгаз - 600) + 1.71;

double Hисп = 2271;

double VN2 = 1.844121;

Hпргаз = VCO2 * JCO2 + VH2O * (JH2O + Hисп) + VN2 * JN2 + Jзл * Ar / 100 + VCO * cCO * Tгаз + VH2 * cH2 * Tгаз;

double Sл = 0.00754;

double Bтт = 0.0002;

double Tокрср = 20;

qпот = ((2.28 * (Math. Pow (10, -8))) * (Math. Pow((Tгаз + 273), 4) - (Math. Pow((Tокрср + 273), 4))) * Sл / Bтт) / 1000;

Qгаз = 483.9 * (2.48 * Hr - 0.312 * Or - 0.156 * Sr) + rC * (564.7 * RO2kRC + 41.1 * lштр * RH2OвхkRC - 172.2);

}

private void button5_Click (object sender, EventArgs e)

{

Ar = VDD(1);

Wr = VDD(2);

Qri = VDD(3);

Cr = VDD(4);

Sr = VDD(5);

Hr = VDD(6);

Nr = VDD(7);

Or = VDD(8);

Vdaf = VDD(9);

Pk = VDD(10);

calculate();

SetRes (1, Math. Round (ст, 2));

SetRes (2, Math. Round (Cг, 2));

SetRes (3, Math. Round (фок, 2));

SetRes (4, Math. Round (Bтmax, 4));

SetRes (5, Math. Round (Vд, 2));

SetRes (6, Math. Round (rC, 2));

SetRes (7, Math. Round (RO2kRC, 2));

SetRes (8, Math. Round (RH2OвхkRC, 2));

SetRes (9, Math. Round (RN2вхkRC, 2));

SetRes (10, Math. Round (k, 2));

SetRes (11, Math. Round (a, 2));

SetRes (12, Math. Round (b, 2));

SetRes (13, Math. Round (c, 2));

SetRes (14, Math. Round (lштр, 2));

SetRes (15, Math. Round (RCO2kRC, 2));

SetRes (16, Math. Round (RCOkRC, 2));

SetRes (17, Math. Round (RH2kRC, 2));

SetRes (18, Math. Round (RH2OвыхkRC, 2));

SetRes (19, Math. Round (VCO2,2));

SetRes (20, Math. Round (VCO, 2));

SetRes (21, Math. Round (VH2,2));

SetRes (22, Math. Round (VH2O, 2));

SetRes (23, Math. Round (JCO2,2));

SetRes (24, Math. Round (JH2O, 2));

SetRes (25, Math. Round (JN2,2));

SetRes (26, Math. Round (Jзл, 2));

SetRes (27, Math. Round (cCO, 2));

SetRes (28, Math. Round (cH2,2));

SetRes (29, Math. Round (cH2S, 2));

SetRes (30, Math. Round (Hпргаз, 2));

SetRes (31, Math. Round (qпот, 2));

SetRes (32, Math. Round (Qгаз, 2));

tabControl1. SelectedIndex = 1;

label1. Text = «Расчет выполнен»;

button2. Enabled = true;

button6. Enabled = true;

}

private double VDD (int index)

{

return Convert. ToDouble (dataSet1. Tables [«VDtable»].Rows [index - 1] [«Value»].ToString());

}

private void SetRes (int index, double value)

{

dataSet1. Tables [«Result»].Rows [index - 1] [«Value»] = value;

}

private void button6_Click (object sender, EventArgs e)

{

bool error = false;

double StartValue = 0;

double StepValue = 0;

double StopValue = 0;

if (comboBox2. Text == «»)

{

MessageBox. Show («Не выбран исследуемый параметр», «Ошибка!», MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon. Error);

error = true;

}

if (! double. TryParse (textBox1. Text, out StartValue))

{

MessageBox. Show («Ошибка при вводе Xmin», «Ошибка!», MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon. Error);

error = true;

}

if (! double. TryParse (textBox3. Text, out StepValue))

{

MessageBox. Show («Ошибка при вводе шага», «Ошибка!», MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon. Error);

error = true;

}

if (! double. TryParse (textBox2. Text, out StopValue))

{

MessageBox. Show («Ошибка при вводе Xmax», «Ошибка!», MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon. Error);

error = true;

}

if (StartValue > StopValue)

{

MessageBox. Show («Начальное значение больше чем конечное», «Ошибка!», MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon. Error);

error = true;

}

if ((StartValue < 0) || (StartValue > 99))

{

MessageBox. Show («Xmin должен быть меньше Xmax, больше 0 и меньше 99»);

error = true;

}

if ((StopValue < 0) || (StopValue > 99))

{

MessageBox. Show («Xmax должен быть больше 0 и меньше 99»);

error = true;

}

ArrayList y_value = new ArrayList();

ArrayList x_value = new ArrayList();

x_value. Clear();

y_value. Clear();

if (! error)

{

switch (comboBox2. Text)

{

case «Объемная концентрация углерода в коксовом остатке от зольности Ar»:

for (double per = StartValue; per <= StopValue; per += StepValue)

{

x_value. Add(per);

Ar = per;

calculate();

y_value. Add(ст);

}

break;

case «Теплота процесса газификации Qгаз от рабочей влажности Wr»:

for (double per = StartValue; per <= StopValue; per += StepValue)

{

x_value. Add(per);

Wr = per;

calculate();

y_value. Add(Qгаз);

}

break;

case «Теплота процесса газификации Qгаз от рабочей зольности Ar»:

for (double per = StartValue; per <= StopValue; per += StepValue)

{

x_value. Add(per);

Ar = per;

calculate();

y_value. Add(Qгаз);

}

break;

case «Теплота процесса газификации Qгаз от содержания углерода Cr»:

for (double per = StartValue; per <= StopValue; per += StepValue)

{

x_value. Add(per);

Cr = per;

calculate();

y_value. Add(Qгаз);

}

break;

case «Теплота процесса газификации Qгаз от содержания серы Sr»:

for (double per = StartValue; per <= StopValue; per += StepValue)

{

x_value. Add(per);

Sr = per;

calculate();

y_value. Add(Qгаз);

}

break;

case «Теплота процесса газификации Qгаз от содержания водорода Hr»:

for (double per = StartValue; per <= StopValue; per += StepValue)

{

x_value. Add(per);

Hr = per;

calculate();

y_value. Add(Qгаз);

}

break;

case «Теплота процесса газификации Qгаз от содержания азота Nr»:

for (double per = StartValue; per <= StopValue; per += StepValue)

{

x_value. Add(per);

Nr = per;

calculate();

y_value. Add(Qгаз);

}

break;

case «Теплота процесса газификации Qгаз от содержания кислорода Or»:

for (double per = StartValue; per <= StopValue; per += StepValue)

{

x_value. Add(per);

Or = per;

calculate();

y_value. Add(Qгаз);

}

break;

case «Теплота процесса газификации Qгаз от выхода летучих Vdaf»:

for (double per = StartValue; per <= StopValue; per += StepValue)

{

x_value. Add(per);

Vdaf = per;

calculate();

y_value. Add(Qгаз);

}

break;

}

int y_min = 0;

double y_max = 0;

for (int i = 0; i < y_value. Count; i = i + 1)

{

if ((double) y_value[i] > y_max)

{

y_max = (double) y_value[i];

}

y_max = (int) Math. Round (y_max);

}

кисть ((int) StopValue, (int) StartValue, (int) y_max, (int) y_min);

daS_Net_XYChart1. RefreshCurvePoint («Кривая», x_value, y_value);

}

}

private void кисть (int xmax, int xmin, int ymax, int ymin)

{

DasNetDataChart.DAS_Net_XYChart.DAS_XYCurveVariable CurveItem = new DasNetDataChart.DAS_Net_XYChart.DAS_XYCurveVariable();

CurveItem.cColor = Color. LightGreen;

CurveItem.strCurveName = «Кривая»;

CurveItem.eLineStyle = DashStyle. Solid;

CurveItem.bLineVisible = true;

CurveItem.iPointNumber = 20;

CurveItem.iPointSize = 6;

CurveItem.iLineWidth = 2;

CurveItem.ePointStyle =

DasNetDataChart.DAS_CurvePointStyle.BPTS_BALL;

CurveItem.bVisible = true;

CurveItem.iCurPriority = 0;

CurveItem.dblMax = ymax;

CurveItem.dblMin = ymin;

CurveItem.bYScaleVisible = true;

CurveItem.bYAtStart = true;

CurveItem.bAreaMode = false;

CurveItem.dblAreaBaseValue = 0.0;

daS_Net_XYChart1. AddCurve («Кривая», CurveItem);

CurveItem.ePointStyle =

DasNetDataChart.DAS_CurvePointStyle.BPTS_NONE;

CurveItem.cColor = Color. Red;

daS_Net_XYChart1. AddCurve («Кривая», CurveItem);

daS_Net_XYChart1.XMax = xmax;

daS_Net_XYChart1.XMin = xmin;

}

}

}

Выводы

В данном курсовом проекте мы исследовали влияние различных типов угля на процесс газификации топлива в кипящем слое. Построили математическую модель, пользуясь средой программирования «Microsoft Visual Studio 2008 С#». Данная программа обладает возможностью считывания информации из текстового файла и сохранения расчёта в текстовый файл, что даёт возможность пользователю автоматически вводить и получать данные. Также, программа обладает удобным интерфейсом.

Не менее важным преимуществом является то, что она обрабатывает наиболее распространенные ошибки, которые может допустить пользователь: указать минимальное значение больше максимального; не выбрать для расчёта используемое топливо; получать график, не выполнив еще расчета топлива.

На основе проведенной работы можно сделать вывод, что теплота процесса газификации сильнее всего зависит от следующих характеристик угля: влажность, содержание углерода и кислорода, слабо зависит от содержания водорода и серы и не зависит от зольности, содержания азота и выхода летучих.

Для достижения минимальной теплоты газификации нужно подбирать топливо с минимальным содержанием влаги и кислорода и с максимальным содержанием углерода и водорода.

Список литературы

1. Баскаков А.П., Мацнев В.В., Распопов И.В. Котлы и топки с кипящим слоем. - М.: Энергоатомиздат, 1996. - 352 с.

2. Беляев А.А. Газификация высокозольных топлив в кипящем слое: учебное пособие. - М.: МЭИ. 2006. - 32 с.

3. Беляев А.А. Автотермическая газификация низкосортных топлив в кипящем слое // Теплоэнергетика. - 2009. - №1. - С. 9-13.

4. Тепловой расчет котлов (Нормативный метод). Издание 3-е, переработанное и дополненное. Издательство НПО ЦКТИ, СПб, 1998.

Размещено на Allbest.ru