Metodología de cálculo de NOx en generadores de vapor que queman gas natural

Este trabajo presenta la metodología para el cálculo de emisiones de NOx en un generador de vapor de 350 ton/h quemando gas natural y se investigan los métodos de control de NOx durante la combustión. Hoy en día es uno de los principales problemas de las plantas termoeléctricas puesto que genera un alto nivel de emisiones de óxidos de nitrógeno a la atmósfera. Esta metodología consiste en la determinación de los cuatro parámetros fundamentales que intervienen en la formación de NOx y son los siguientes: coeficiente de exceso de aire en la zona de combustión activa (ZCA) ¿ZCA, la temperatura promedio de la ZCA TZCA, el flujo de calor reflejado en ZCA qrefl ZCA y el tiempo de residencia de los gases en ZCA ¿ZCA. Para poder determinar estos parámetros se tiene que considerar la composición del gas natural, la transferencia de calor en el horno, las condiciones de funcionamiento y las dimensiones del generador de vapor, entre otros factores. Los cuatro parámetros principales se sustituyen en el polinomio experimental para el combustible en cuestión y, de esta forma, se puede determinar la emisión de NOx para los métodos de combustión que se analizarán en el presente artículo: recirculación de gases, diferentes lugares de introducción de gases de recirculación, combustión a dos etapas e inyección de agua

Metodología de cálculo de las emisiones de NOx para un generador de vapor de unidad 350 MW

A methodology is presented to determine nitrogen oxides (NOx) for a 350 MW steam generator burning natural gas. The methodology consists of the determination of four parameters involved in the formation of NOx: 1) excess air coefficient, 2) average temperature, 3) reflected heat flux and 4) residence time of the gases in the high-temperature zone. Fuel composition, heat transfer in the furnace, operating conditions and steam generator dimensions, among other factors, are considered for their determination. These parameters are substituted in the polynomial for natural gas combustion and NOx emissions are determined for different abatement methods such as: two stages of combustion, with low excess air, with water injection, with gas recirculation and the combination of abatement methods. The results show that with the reference operation with gas recirculation from 15% to 100% load, 310 ppm are formed. An analysis is performed with different values of gas recirculation, R: 0%, 5%, 10%, 15%, 15%, 20%, 25%,30% for two partial loads: MRC and 100%. At 100% load the maximum NOx reduction by gas recirculation was 63%. Finally, at the reference operation of the plant, water injection is applied to the steam generator furnace at 5%, 10%, 15%, 15%, 20% and 25% to reduce NOx emissions. For a load of 100%, gas recirculation R=15% and with the application of 25% water, a maximum NOx reduction of 17% was obtained. The results are in agreement with scientific data regarding the reductions obtained by applying gas recirculation and water injection in the furnace.Se presenta una metodología para determinar óxidos de nitrógeno (NOx) para un generador de vapor de 350 MW que quema gas natural. La metodología consiste en la determinación de cuatro parámetros que intervienen en la formación de NOx: 1) coeficiente de exceso de aire, 2) la temperatura promedio, 3) el flujo de calor reflejado y 4) el tiempo de residencia de los gases en la zona de alta temperatura. Para su determinación se considera la composición del combustible, la transferencia de calor en el horno, las condiciones de funcionamiento y las dimensiones del generador de vapor, entre otros factores. Estos parámetros se sustituyen en el polinomio para la quema de gas natural y se determinan las emisiones de NOx para diferentes métodos de reducción como: dos etapas de combustión, con bajo exceso de aire, con inyección de agua, con recirculación de los gases y la combinación de métodos de reducción. Los resultados muestran que con la operación de referencia con recirculación de gases de 15% a 100% de carga se forman 310 ppm. Se realiza un análisis con diferentes valores de recirculación de gases, R: 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%,30% para dos cargas parciales: MRC y 100%. A carga de 100% la máxima reducción de NOx por recirculación de gases fue de 63%. Finalmente, a la operación de referencia de la planta, se le aplica inyección de agua al horno del generador de vapor en 5%, 10%, 15%, 20% y 25% para reducir las emisiones de NOx. Para una carga de 100%, recirculación de gases R=15% y con la aplicación de 25% de agua se obtuvo una reducción máxima de la cantidad de NOx un 17%. Los resultados concuerdan con la información científica en cuanto a las reducciones obtenidas aplicando recirculación de gases e inyección de agua en el horno

Metodología de cálculo de NOx en generadores de vapor que queman gas natural

Este trabajo presenta la metodología para el cálculo de emisiones de NOx en un generador de vapor de 350 ton/h quemando gas natural y se investigan los métodos de control de NOx durante la combustión. Hoy en día es uno de los principales problemas de las plantas termoeléctricas puesto que genera un alto nivel de emisiones de óxidos de nitrógeno a la atmósfera. Esta metodología consiste en la determinación de los cuatro parámetros fundamentales que intervienen en la formación de NOx y son los siguientes: coeficiente de exceso de aire en la zona de combustión activa (ZCA) ¿ZCA, la temperatura promedio de la ZCA TZCA, el flujo de calor reflejado en ZCA qrefl ZCA y el tiempo de residencia de los gases en ZCA ¿ZCA. Para poder determinar estos parámetros se tiene que considerar la composición del gas natural, la transferencia de calor en el horno, las condiciones de funcionamiento y las dimensiones del generador de vapor, entre otros factores. Los cuatro parámetros principales se sustituyen en el polinomio experimental para el combustible en cuestión y, de esta forma, se puede determinar la emisión de NOx para los métodos de combustión que se analizarán en el presente artículo: recirculación de gases, diferentes lugares de introducción de gases de recirculación, combustión a dos etapas e inyección de agua

Study of Instabilities on Laminar-Turbulent Transition in a 4 Lug-Bolt in a Confined Diffusion Flame

Abstract -Velocity fluctuation in a diffusion methane-oxygen flame for three different injection velocities is analyzed numerically in this paper. The work states a 4 Lug-Bolt arrange where oxygen is injected by a central nozzle and methane by four peripheral nozzles. The aim of the numerical simulation is to study the mechanism that affect the mixture process in a diffusion flame by means of KelvinHelmholtz instabilities. The simulation is realized with the Reynolds-Averaged Navier-Stokes technique and the realizable k-ɛ turbulence model is considered in order to model the Reynolds stress tensor. The results show a recirculation zone which is the essential mixture mechanism and has relevant participation on the instabilities development in confined diffusion flames. Furthermore, predictions exhibit a wave frequency increment and wave length instability decrement as velocity injection increase. Therefore, in diffusion flames the Kelvin-Helmholtz instability affects the mixing and reaction zone

Surface modification in mixture of ZnO + 3%C nanocrystals stimulated by mechanical processing

The photoluminescence (PL), Raman scattering and SEM images for the mixture of ZnO + 3% C nanocrystals (NCs) have been studied before and after of intensive mechanical processing (MP) with the aim to identify the nature of defects. The study reflects the diversity of physical processes occurring at MP: amorphizating the surface of ZnO NCs, crushing the individual ZnO NCs and carbon nanoparticles, covering the ZnO NC surface by the graphene layers, the oxidation partially of the graphene layers, carbon and ZnO NCs etc. Three stages of MP have been revealed which are accompanied by PL spectrum transformations: i) amorphizating the ZnO NC surface together with the generation of nonradiative recombination centers, ii) passivating the ZnO NC surface by the graphene layer with its oxidation partially and iii) further crushing of ZnO NCs, the oxidation of ZnO NCs and the formation of graphene (graphite) oxides. The new PL band peaked at 2.88 eV has been detected after 9 min of MP. Note that the passivation of the ZnO NC surface by graphene layer can be interesting for future technological applications

FEDSM2003-45018 STUDY OF THE 90° ELBOWS PERFORMANCE AS PHASE SEPARATORS IN AN AIR-WATER TWO-PHASE FLOW

ABSTRACT In order to observe the 90° elbows performance as phase separators in an air-water two-phase flow, experimental results for the phase split which occurs at a 90° branched elbow are presented. The branched elbow geometry was varied in order to have three (branch diameter / elbow diameter) ratios and three branch inclination angles. Also the pressure was monitored at different points of the elbow with ramification in order to examine the pressure drop effect. The flow pattern upstream was mainly slug flow. First, the analysis of the main independent variables effect, (superficial velocities, branch inclination angle, ratio of diameters and pressure gradients) was carried out, then a correlation for the phase split was developed and, finally a comparison was made with data of phase separation in T junctions obtained by Azzopardi [1] and Soliman [2], as a result, a better behavior as phase separator was found for the elbow