автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Совершенствование факельных установок

Назаров Антон Александрович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ФАКЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

.08 - Процессы и аппараты химических технологий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ои • —

Казань, 2009 г.

003474043

Работа выполнена на кафедре «Машины и аппараты химических производств» Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Казанский государственный технологический университет»

Научный руководитель - .-..-.. . . доктор технических наук, профессор

Поникаров Сергей Иванович

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Зиятдинов Надир Низамович

доктор технических наук, профессор Хафизов Фаниль Шамилевич

■ 1\ ■

Ведущая организация - Волжский научно-исследовательский

институт углеводородного сырья (г. Казань)

Защита состоится » И4&Я($ 2009 г. в час. на заседании диссертационного совета Д212.080.06 при ГОУ ВПО «Казанский государственный технологический университет» по адресу: 420015, г. Казань, ул. К. Маркса, 68, КГТУ, зал заседаний Ученого совета (А-330).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного технологического университета.

Электронный вариант автореферата размещен на сайте Казанского государственного технологического университета (www.kstu.ru').

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы,

; В химических производствах перерабатывается и используется большое количество горючих и взрывоопасных веществ. Технический прогресс и резкое увеличение доли сырьевых ресурсов, вовлеченных в промышленное производство, приводят к большому, количеству выбросов вредных взрывопожароопасных и токсичных веществ в атмосферу.

Одним из, важных средств пожаровзрывозащиты и защиты экологии являются факельные установки,, активно применяемые на многих химических, нефтехимических, нефтяных и многих других промышленных предприятиях.

Сжигание сбросных газов на факельных установках позволяет предотвратить загрязнение окружающей среды токсичными, горючими веществами, которые при этом преобразуются в экологически относительно безопасные продукты.

Разработка и совершенствование конструкции факельных систем является актуальной проблемой. Совершенствование факельных систем проводится в отношении повышения надежности источников воспламенения, средств контроля, наличия и сигнализации пламени дежурных горелок, снижении влияния ветра на стабильность горения, предотвращения, попадания воздуха внутрь факельных систем, повышении полноты сжигания, повышения устойчивости работы при изменении технологических параметров, а также снижении шума и яркого свечения. Решения всех этих проблем невозможно без понимания и адекватного описания совокупности физико-химических явлений, происходящих при горении сбросных газов на факельных установках, и влияния конструктивных параметров оборудования на эти процессы. В связи с этим особую актуальность приобретает разработка методов расчета и математического моделирования процессов горения на факельных установках, что позволит проектировать и создавать оптимальные конструкции факельных оголовков. Цели работы:

- Создание ветрозащитных экранов факельного оголовка, обеспечивающих снижение влияние ветровых потоков на процесс горения и обеспечивающих наилучшую защиту факельного оголовка от воздействия пламени.

- Создание пневматического сигнализатора пламени, обеспечивающего надежную индикацию наличия пламени дежурной горелки.

Основные задачи исследования:

1) Исследование ветрозащитных устройств на эффективность защиты оголовка от воздействия пламени, по минимуму габаритов и веса.

2) Исследование сопел, устанавливаемых в дежурной горелке, обеспечивающих рост избыточного давления в линии топливной смеси при горении дежурной горелки.

3) Разработка методики выбора диаметра сопла для надежной индикации пламени дежурной горелки для смеси метан-пропан.

Научная новизна

- Аналитическим и экспериментальным путем определены графики зависимости глубины опускания пламени на факельных оголовках от отношения скоростей обдува к скоростям истечения газа для предложенных ветрозащитных экранов.

- Аналитическим и экспериментальным путем определены графики зависимости величины избыточного давления в линии топливного газа при горении и без горения дежурной горелки от величины избыточного давления пропана на входе в блок запально-сигнализирующий для экспериментальных моделей ¡сопел дежурной горелки. . ,,..... : -. ... . ..

-. Экспериментальным путем определены диапазоны, давлений продана и метана на входе в . блок запально-сигнализирующий, внугри которых возможен стабильный розжиг дежурной горелки без проскока и отрыва пламени.

- Экспериментальным и аналитическим . % путем определено • сопло, позволяющее надежно фиксировать наличие пламени дежурной горелки в диапазоне давлений на входе, обеспечивающих стабильной розжиг.

- Разработана методика. расчета величину избыточного давления в линии топливного газа при горении и без горения дежурной горелки при..использовании смеси метан-пропан в качестве топливного газа дежурной горелой. ,,

Практическая значимость

Разработаны конструкции ветрозащитные экранов факельных оголовков и пневматический сигнализатор наличия пламени дежурной горелки (патенты РФ № 49184, № 49185, № 54655, № 56561), использование которых позволит повысить стабильность горения сбросных газов и снизить влияние пламени на факельную трубу на факельных установках и повысить надежность индикации пламени дежурных горелок. . , ... ■ . ,

Результаты работы были использованы при, проектировании . и при последующем изготовлении факельных установок для следующих объектов: •

ЗАО «Самара-Нафта»; ,

ОАО«ТНК-ВР; .........

- ОАО «НК «Роснефть». . . . „

Публикации < ■

Основные положения диссертационной работы изложены, в 9 публикациях, 4 из которых - статьи, опубликованные в научных изданиях, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ,на соискание ученой степени доктора и кандидата наук, 4 из которых - патенты РФ на полезную модель, а также в материалах 1 научной конференции. . .

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников из 113 наименований и приложений. Общий объем диссертации составляет 167 страниц, содержит 80 рисунков и 26 таблиц. ^ ; г :

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение "■'•г

Во введении обоснованы актуальность работы, её научная и 'практическая значимость, сформулированы основные задачи исследования и положения, которые выносятся на защиту; ■ ... . . . .

Глава 1

В 1-й главе приведен обзор отечественных и зарубежных литературных источников по теме диссертации. Приведена классификация факельных установок. Рассмотренные конструктивные исполнения ветрозащитных экранов, газовых затворов, предотвращающих проскок воздуха внутрь факельной системы, рассмотрены существующие источники воспламенения сбросных газов и сигнализаторы наличия пламени дежурных горелок. Представлена классификация ветрозащитных экранов, газовых затворов, источников воспламенения и сигнализаторов пламени дежурной горелки. Сделан обзор по математическим моделям горения, в ходе которого выявлена применимая модель для численного решения задач турбулентного горения предварительно не перемешанных газов на факельных установках.

На основе обзора делается вывод о перспективных направлениях модернизации факельных систем, которыми являются разработка новых и модернизация старых дежурных горелок, ветрозащитных устройств, средств'розжига, средства контроля, индикации и сигнализации пламени дежурных горелок. Глава 2

Во 2-ой главе рассматриваются основные тенденции конструирования ветрозащитных устройств факельных систем, приводятся описания новых ветрозащитных экранов. Рассматриваются схемы экспериментальных моделей, схема экспериментальной установки (рис. 4) для исследования ветрозащитных характеристик экспериментальных моделей, а также приводятся обобщающие результаты экспериментов для новых экспериментальных моделей.

На рисунках 1-3 приведены экспериментальные модели ветрозащитных устройств, проведя лабораторное исследование над которыми, становится возможным:

1) Подтверждения правильности описания математической модели предварительно не перемешанного турбулентного горения сбросных газов при боковом обдуве, описанной в Главе 4, путем сравнения результатов исследований экспериментальных моделей с математическими моделями.

2) Выбор оптимальных ветрозащитных устройств по условиям эффективности защиты оголовка от воздействия пламени, по минимуму габаритов и веса.

050

8 *

НУ

I

ВЗУ-1

0т

Г/П

ВЗУ-2

ВЗУ-0 ВЗУ-О,

Рис. 1. Модели ветрозащитных устройств (простейшие и дисковые)

ВЗУ-2

К:

I

>

Фт

■ ВЗУ-З-

ВЗУ-4

ВЗУ-5

ВЗУ-6

ВЗУ-7

Рис. 2. Модели ветрозащитных устройств (в виде усеченных конусов)

.. Для проведения исследований использовалась экспериментальная установка, показанная на рисунке 4. Она состоит из исследуемого объекта - факельного, оголовка 4, системы подвода газа к оголовку, системы для создания бокового остра и системы измерения. Модели ветрозащитных устройств в процессе исследований поочередно устанавливаются на факельную трубу 4. Газ (пропан) подается из баллона 9 через отсечной кран 8, редуктор 7 и ротационный газовый счстчи.к 3 на штуцер 6. Боковой обдув создается вентилятором 1. Система измерения состоит из ацемомегра 2 и счетчика газового ротационного 3 и служит для измерения скорости газа на выходе из трубы оголовка и скорости ветра. Экспериментальные исследования проводились в диапазоне скоростей обдува от 0 до 5,5 м/с и скорости истечения газа равной 1,5 м/с.

1 - труба; 2 - днище; 3 - обечайка; 4 - лопатка; 5 - уголок ВЗУ-8

1 нтн \\\ -к

1

11" 01 г г

ВЗУ-9

ВЗУ-10

ВЗУ-11

ВЗУ-12

ВЗУ-13

Рис. 3. Модели ветрозащитных устройств (диодные)

7

¿1

к

2Z2ZZ

COECTt if

\L

\L

-CL

J / s /J ? v г/ s ; s / s

1 - ветилятор; 2 - анемометр АПР-2; 3 - счетчик газовый; 4 - труба оголовка факела; 5 - лопатки стабилизатора; 6 - штуцер; 7 - редуктор; 8 - кран; 9 - баллон газовый (пропан); Рис. 4. Схема экспериментальной установки

Далее в данной главе представлены результаты исследований в виде:

1) фотографий пламени (рис. 5), полученных при различных отношениях скоростей обдува боковым ветром к скорости истечения факельного газа из моделей факельных оголовков с различными, ветрозащитными устройствами и нанесенными на них изолиниями температуры свечения продуктов реакции, полученными при моделировании в программном комплексе Fluent (Глава 4).

2) Графиков глубины опускания пламени в зависимости от отношения скоростей обдува к скорости истечения факельного газа для экспериментальных моделей ветрозащитных устройств, полученных экспериментальным путем и путем моделирование в программном комплексе Fluent (рис. 6-8).

ВЗУ-0 (\Уобд=5,5 м/с, \Уието1=1,5 м/с, \Уобд/ \Уиотеч = 3,68) Черный контур - изолиния при температуре 873 °К Рис. 5

1 134 168 2 2,34 2,6в 3 3,34 3.68 ^/Кст

20

Чтп

ВОт

■ экспериментальные значения

■ значения моделирования из Р1иеп?

ВЗУ - 2, ВЗУ-2

Рис, 6. Зависимость глубины опускания пламени от отношения скорости обдува к скорости истечения газа для моделей ВЗУ 0| - 2\.

134 \68

2.34 2.68 3

3,34 3.68

20т

I

зот

» ч экспериментальные значения - значения модещюйания из НШ

/>еи

Рис. 7. Зависимость глубины опускания пламени от отношения скорости обдува к скорости истечения газа для моделей ВЗУ 3-7

1 1,34 1,68 2' ■ 2,34 2,68 3 3,34 3.68

К®/К™

20т

30т

4 0тп

ВЗУ-Ю

ВЗЗ-9 ВЗУ-11 ВЗЧ-12 83У-13 ВЗМ

- экспериментальные значения

- значения моделиробания из РШеп/

Рис. 8. Зависимость глубины опускания пламени от отношения скорости обдува к скорости истечения газа для моделей ВЗУ 8-13

Глава 3

В 3-ей главе рассматриваются основные тенденции конструирования средств контроля, сигнализации и индикации пламени дежурных горелок факельных систем, приводятся описания перспективных средств контроля, сигнализации и индикации пламени дежурных горелок. Рассматриваются схемы экспериментальных моделей, схема экспериментальной установки для исследования средств контроля, сигнализации индикации пламени дежурных горелок, приводится аналитическая методика исследования предложенных экспериментальных моделей, а также приводятся обобщающие результаты экспериментов для новых экспериментальных моделей.

На рисунке 9 показана предложенная модель сигнализатора пламени дежурной горелки, представляющая собой дежурную горелку, с поочередно устанавливаемыми в неё. экспериментальными моделями сопел, проведя исследования над которыми, становиться возможным:

1) Определение зависимости величины избыточного давления в линии топливного газа при горении и без горения дежурной горелки от величины избыточного давления газа на входе в блок запально-сигнализирующий для экспериментальных моделей сопел.

2) Экспериментальное определение диапазона давлений на входе в блок запально-сигнализирующий, внутри которого возможен стабильный розжиг дежурной горелки без проскока и отрыва пламени.

3) Выбор сопла, создающего наибольшую разность давлении при горении и без горения дежурной горелки в линии топливного газа, внутри диапазона давлений при которых возможен стабильный розжиг, позволяющего в данном диапазоне входных давлений использовать единожды настроенное реле перепада давления для выдачи сигнала наличия пламени дежурной горелки.

5 4 3 2 . 1

Для исследования сигнализатора пламени было изготовлено 6 моделей экспериментальных сопел (рис. 9), с условными проходными диаметрами с! = 20; 22; 24; 26; 28; 30 мм.

Для проведения испытаний использовалась экспериментальная установка, показанная на рисунке 10. Она состоит из исследуемого объекта - горелки дежурной I с поочередно устанавливаемыми соплами, системы подготовки и поджога горючей смеси, представляющей собой блок запально-сигнализирующий, блока запорно-регулирующего, в котором регулируется давление газа на вход, редуктора, газового баллона, газовь!х счетчиков и термопары с измерителем температуры. Газ (пропан) подается из баллона 8 через редуктор 7 в блок запорно-регулирующий, где фиксируется давление газа при помощи показывающего манометра 10. Посл'Ь блока запорпо-регулирующего газ проходит газовый ротационный счетчик 9 и поступает'на вход блока запалыю-сйЬтализирующего, где газовый поток делится на два потока и'при помощи эжекторов 2" готовится Горючая" газб-воздушна'я смесь. На линий топливной смеси установлен' ; ротационный '"' газовый счетчик 3 ' и

и-обраЗный> манометр 5 для измерения расхода топливной сМеси и величины избыточного давления в линии топливного газа. В линии запального газа установлена индукционная свеча 4, с помощью которой производится поджег'запальной смеси, которая0У свою очерёдь'разжигает газ, поступающий по лйиии топливного газа. Температура стенки дежурной горелки измеряется при ' помощи термопары '11 и измерителя температуры 12.

Линия топлиднаго аш ^/Мря_заптног11гд.ю]

А /'

1 - дежурная горелка с исследуемым соплом; 2 - эжектора; 3,9 - счетчики газовые С61'Л; 4 - свеча индукционная; 5 - и-образный водяной манометр; б - кран; 7-редуктор; 8 - баллон газовый (пропан); 10-показывающий манометр; 11-термопара;

12 - измеритель температуры;

Рис. 10. Схема экспериментальной установки

Аналитический расчет величины избыточного давления при горении и без горения дежурной горелки производится для сечения 1 (рис. 9), сечение 1 является местом присоединения и-образиого манометра при проведении исследований. Исходными данными являются расход и давление газа на вход в блок запальио -сигнализирующий и температура наружной стенки дежурной горелки, полученные в ходе экспериментального исследования. Избыточное давление в сечении 1 (рис. 9) определяется как сумма давления потерянного при истечении струи в сечении 5, потерь давления на преодоления местных сопротивлений (внезапное расширение, внезапное сужение) 2,3,4 и потери давления на трение в трубопроводе между сечениями 1-2:

АР,

Р*™I ,,

+ <33

р*

(1)

2 ■ 2 2 2 • 2

Потери на трение на участках между сечениями 4-5 я 3-2 учитывать не будем.

При расчете величины избыточного давления для сечения 1, без горения дежурной горелки, в формуле 1 скорости и плотности для сечений принимаются для исходного топливного газа при температуре окружающей среды. В случае горения дежурной горелки, скорости и плотности для сечений 1, 2 принимаются для исходного топливного газа при температуре окружающей среды, ^а .для сечений 3,4 и 5 - для продуктов горения при средней температуре продуктов горения. Температура продуктов горения определяется составлением теплового баланса. Физико-химические параметры газа и продуктов реакции определяются по таблицам в специальной литературе. Температуры продуктов горения приведены в Приложении 3 данной работы.

Результаты аналитического и экспериментального исследования приведены в виде графиков зависимости избыточного давления В линии топливного газа от

избыточного давления на вход в блок запально-сигнализирующий для каждой экспериментальной модели сопла (рис. 11).

В ходе исследований моделей сопел дежурной горелки на пропане было установлено, что температура наружной стенки дежурной горелки, а как следствие и температура продуктов горения, не зависят от диаметра проходного сечения исследуемых сопел. Поэтому используя метан в качестве топливного газа, можно пользоваться значениями температуры наружной стенки дежурной горелки, полученной на метане для сопла с проходным сечением 28 мм, приведенными в Приложении 4 данной работы. Расчет избыточного давления в линии топливного газа на смеси метан-пропан в качестве газа, в зависимости от концентрации одного из компонент в данной смеси производится аналогично расчету для пропана, приведенного выше. Температуру продуктов реакции смеси метан-пропан можно представить в виде линейной зависимости от концентрации метана в смеси метан-пропан, которую можно определить используя значения температуры продуктов реакции чистого метана и чистого пропана, приведенных в Приложениях 3,4 данной работы.

Экспериментальная и расчетная зависимости избыточного давления в линии топливного газа от избыточного давления на вход в блок запально-сигнализирующий (модель сопла с проходным сечением диаметром 20 мм) Рис.11

1 ; 1 Глава 4

1 1 : <» 5 4-ой главе описывается математическая модель турбулентного горения Предварительно не перемешанных газов и метод её численного решения. Данная модель включает в себя следующие уравнения: Уравнение неразрывности:

дру, | друу | дрм, = 0 (2)

дх ду дг

Систему уравнений баланса количества движения по каждой из трех осей координат: -- -

др дх„ дтху дт

——+

дх дх ду dz.

Ф , | дт„ | дту2 _ р ду дх ду dz

dp дт„ дт дт„

-ps—-+—-+—-+—~

dz дх ду dz

w,

w,

chv.. dwr

X + W„ + W, X

X дх У ду 1 dz -J

dw.. dwv

у + м> + W У

X дх У ду I dz ^

с dw. ■■/ - dw. dw.

р wr - + --£- + w- 1

X к дх У ду Z dz

(3)

Уравнение переноса концентраций компонент:

cjpvX) , , dfjMtf) jUe dï

ôc

ду

tkK

dz ; ôcl^Sc дх ) Sc ду /

dz

Sc dz

+Ц (4)

Уравнениями переноса энергии:

d(flvxh) | d(pvyh) | djßvzh) д(м*Ср ÔTÏ

(м*срзг

St.:

(Ъ Рг дс) ду

{ Рг Ф;

д +—

(PC. зг

Рг &

+Sch+SR

(5)

Уравнения удельной теплоемкости смеси, уравнение связывающее температуру и локальное значение энтальпии.

Для описания турбулентных характеристик течения ■ используется модифицированная к-е модель турбулентности:

дс ty à ôc^o; ôcJ £у\<Ук су) â^oi à)

дс ö? dz д\<гкЛ) <%\crt ¿yj ä^öj &) к к

Эмпирические константы принимались: Сц= 0,09, <Тк = 1,0 , <ТГ = 1,3 , С] = 1,43, С2= 1,92.

Процесс теплообмена при горении факела представляет из себя сложное конвективно-радиационное взаимодействия между газовыми средами в условиях неизотермичности, сложной аэродинамики вблизи факельного оголовка и горения сбросного газа. Преобладание радиационного теплообмена обусловлено высоким температурным уровнем газовой среды, поэтому решение уравнения переноса лучистей энергий базируется на модели радиационного теплообмена «PI Radiation Model» (уравнение 1).

Для определения кинетики горения газового топлива используется модель «Eddy Dissipation Model», которая была разработана для описания ; турбулентных пламен, скорость горения в этой модели ограничивается скоростью турбулентного перемешивания топлива и окислителя. Скорость образования R ¡г компонентов i в реакции г определяется меньшим значением двух уравнений (уравнения 8,9).

(ае =

+ «,)£, =

ЗК + еД ) дх

1 дЕг

ЗК +гД) ду

1

3(а +аг, +гД.) Эг

+<7р(а/;+а/,4)

А *

_1Х

\ !

(8)

(9)

Далее в данной главе приводится расчетная область, обоснование выбора начального размера ячеек, а также приводятся граничные условия :

Е

Расчетная область Рис. 12

На входном сечении АВСО (рис. 12) задавались скорости ветрового потока, его направление и значения параметров турбулентности, а также массовая дбля 02. Приблизительные значения естественной интенсивности и масштаба турбулентности принимались 0.1 % и 0.1 м, соответственно. Профиль скоростей принимался неизменным. Направление ветра принималось перпендикулярным к грани АВСО. Массовая доля 02 = 0,23. Температура обувающего потока ветра принималась равной 293 К.

На сечении верхнего среза факельной трубы задавалась' скорбеть истечения газа, направление и значении интенсивности тур^улентйоЙй й'Йдравлического диаметра, также массовая доля " С3Н8. Направлейиёь, ист'ёчеййя газа принималось перпендикулярным к верхнему срезу факельной трубы.' При&йигштёлЬ'нйе' значения интенсивности турбулентности и гидравлического диаметра принимались 0.3 % и 0.05 м, соответственно. Массовая доля С3Н8 - 1. Температура газа принималась равной 293 к. .■.■..,,■.^ ■

На границе CBFG ставилось условие симметрии, то есть1'равенство' нулю нормальной к границе компоненты скорости и нормальных производных остальных

переменных зф/зп = о • J;

На выходном сечении EFGH фиксировалось нулевое избьггочное давление.

Для условий лабораторного помещения (проводился в помещении) на боковой грани (стена) ADHE, верхней грани (потолок) ÁBFE и нижней грани (пол) CDHG ставились условия прилипания, то есть равенство 'нулю компонентов скорости.

Также задавались физико-химические свойства всех компонентов(С3Н8 02 , С02 , Н20, N2 ) : плотность, удельная теплоемкость, теплопроводность, вязкость, молекулярный вес, начальная энтальпия.' ' i ■ •

Исследования проводились для ' каждой экспериментальной модели ветрозащитного устройства в диапазоне скоростей обдува от 0 до 5,5 м/с и скорости истечения газа равной 1,5 м/с. '

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1) Проведено экспериментальное и аналитическое исследование, различных ветрозащитных устройств, в ходе которых получены графики зависимости глубины опускания пламени от верхнего среза факельного ствола от отношения скорости обдува к скорости истечения газа.

2) Установлено, что наиболее простыми и достаточно надежными.из предложенных ветрозащитных устройств является ветрозащитное устройство в виде конического экрана,: расширяющегося вниз с углом раствора 90°. и с диаметром равным 2,4 диаметра факельной трубы. ,■:.■■■ ;

3) Приведено новое .запально-сигнализирующее устройство, представляющее собой дежурную горелку факельной системы, в ходе исследований которой получено, что основной вклад в увеличение избыточного давления в линии топливной смеси при горении вносит увеличение значений температуры среды (продуктов реакции) в дежурной горелке. ...,.• .... .••;. . .■

4) Аналитическим и экспериментальным путем получены , графики .зависимости избыточного давления в линии топливной смеси при гррециии без, горения дежурной горелки от различных избыточных давлений , пропана на . входе в блок запально-сигнализирующий.

5) Экспериментальным путем установлен диапазон избыточного давления пропана на входе в блок запально-сигнализирующий, при котором происходит стабильный розжиг дежурной горелки без проскоков и отрывов пламени, ' который равен 0;03-0,08 МПа, диапазон избыточного давления Метана - 0,03-0,09 МПа. :

6) Экспериментальным и аналитическим путем определено сопло, позволяющее надежно фиксировать. наличие , пламени дежурной горелки в диапазоне давлений пропана,на входе, обеспечивающих стабильной розжиг дежурной горелки,- Им является экспериментальная модель :сопла, диаметр внутреннего сечения которого равен 28 мм.

' Основное содержание работы изложено:

- в статьях, опубликованных в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК: • ••■.•••••.

1. Магарил Я.Ф. ФАКЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ. Сигнализатор пламени / Я.Ф. Магарил, A.A. Назаров, В.И, Панченко, Я,С. Шпанер, Е.А. Зинкичев // Химическое и

^нефтегазовоемашиностроение,-2007. ■?№ 12,-с, 16., ...... ,,

V 2. Магарил Я.Ф ФАКЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ., Ветрозащитные, устройства;/ Я.Ф. Магарил, A.A. Назаров, В.И. Панченко,, Я.С. Шпанер, ,,Е.А, : Зинкичев, С.И. Прникаров // Безопасность жизнедеятельности., - 2008. - № 4. - с. 13-17. ,„•,<..

, . .. 3. Магарил Я.ф. ФАКЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ. Специальные оголовки факельных установок I Я.Ф. Магарил, A.A. Назаров, Я.С. Шпапер, Р.Г. Гимранов// Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2009. - № 1. - с. 17.

,. 4. Магарил Я.Ф. Аэродинамические газовые затворы для факельных установок / Я.Ф. Магарил, A.A. Назаров, Я.С. Шпанер, Р.Г. Гимранов, В.И. Панченко // Химическое и нефтегазовое машиностроение.-2009.-№ 5.- с. 14-15.

- в сборниках научных статей и патентах:

5. Пат. на полезную модель № 49184 Российская Федерация, МПК Р23Д 14/38. Оголовок факельной установки/ Я.Ф. Магарил, A.A. Назаров, В.И. Панченко, Я.С. Шпанер и др. - опубл. 10.1112005г. Бюл. №31. ' ' ',

6. Пат. Наполезную модель № 49185 Российская Федерация; МПК F23fl 14/38. Оголовок факельной установки/ Я.Ф. Магарил, A.A. Назаров,' В.И. Панченко, Я.С. Шпанер и др. - опубл. 10.11,2005г. Бюл. №31.

7. Пат. на полезную модель № 54655 Российская Федерация, МГ1К7 I' 23 D 14/38. Оголовок факельной установки/ Я.Ф. Магарил, A.A. Назаров, В.И. Панченко и др. - №2006104609/22; завл. 06.02.2006, опубл. 06.02.2006, Бюл. №19. - 3 с;:ил.

8. Пат. на полезную модель № 56561 Российская Федерация, M1IK7 F 23 N 5/24. Устройство для контроля факела/Я.Ф. Магарил, A.A. Назаров, В.И. Панченко и др. - №2006115677/22; завл. 27.04.2006, опубл. 10.09.2006, Бюл. №25.- 4 С.:ил.

9. Назаров A.A. Ветрозащитные устройства факельных систем 7 А!А. Назаров, Я.Ф. Магарил, В.И. Панченко, Я.С. Шпанер, Е.А. Зинкичев, С.И. Понйкаров // Материалы Второй Всероссийской студенческой Научно-технической конференции «Интенсификация тепло-массообменных процессов, промышленная безопасность и экология ». - Казань, 2008. - С. 332-338. "'' "' , i , ,

Соискатель " \ tfjfr'. У^азаровА.А,

Зака) S^d 1 '■•■■'■■'' ■'-" v ' '■■■"■ '•'■"•' Типаж/Ожз. '

Офсетная лаборатория Казанского государственного технологического университета 420015, Казань, К.Маркса, 68

Введение.

Глава 1. Обеспечение промышленной безопасности химических производств при применении факельных установок.

1.1. Общие положения.

1.2. Основные требования, предъявляемые к факельным установкам, их классификация и устройство.

1.3. Классификация и конструкция основных элементов факельных оголовков.

1.4. Конструкции источников воспламенения и средств контроля, сигнализации наличия пламени дежурных горелок.

1.5. Моделирование процессов горения.

1.6. Выводы.

Глава 2. Разработка и экспериментальное исследование ветрозащитных устройств.

2.1. Разработка и описание новых экспериментальных моделей ветрозащитных устройств.

2.2. Описание экспериментальной установки.

2.3. Методика экспериментальных исследований.

2.4 Оценка погрешности эксперимента.

2.5. Результаты экспериментальных исследований ветрозащитных устройств.

2.6. Выводы.

Глава 3. Разработка, аналитическое и экспериментальное исследование запально - сигнализирующего устройства.

3.1. Разработка и описание новых экспериментальных моделей средств контроля, индикации и сигнализации пламени дежурных горелок.

3.2. Описание экспериментальной установки.

3.3. Методика экспериментальных исследований.

3.4 Оценка погрешности эксперимента.

3.5 Аналитическое исследование запально-сигнализирующего устройства.

3.6. Обработка результатов аналитических и экспериментальных исследований запально-сигнализирующего устройства.

3.7. Методика расчета избыточного давления в линии топливного газа при использовании метана и смеси метан-пропан в качестве топливного газа на дежурной горелке.

3.8. Выводы.

Глава 4. Математическая модель горения факельной установки.

4.1. Математическая модель горения факельной установки.

4.2. Расчетная область и граничные условия.

4.3. Выводы.

В химических производствах перерабатывается и используется большое количество горючих, токсичных и взрывоопасных веществ. Технический прогресс и резкое увеличение доли сырьевых ресурсов, вовлеченных в промышленное производство, приводят к большому количеству выбросов вредных взрывопожароопасных и токсичных веществ в атмосферу. Предотвратить загрязнение окружающей среды токсичными горючими веществами, которые при этом преобразуются в экологически относительно безопасные продукты, позволяет сжигание сбросных газов на факельных установках, активно применяемые на многих химических, нефтехимических, нефтяных и многих других промышленных предприятиях.

В настоящее время существует большое многообразие исполнений факельных установок, которые широко используются в технологических процессах в различных отраслях промышленности. Разработчики факельных установок, как правило, ставят перед собой задачу по увеличению полноты сжигания сбросных газов, устойчивости работы факела при изменениях расхода, давления и состава сбрасываемого газа, снижению влияния сильных порывов ветра на процесс горения, усовершенствование средств розжига, средства контроля, индикации и сигнализации пламени дежурных горелок, а также предотвращению попадания взрывоопасных топливовоздушных смесей обратно в факельную систему.

Наиболее приоритетными направлениями модернизации факельных систем в настоящее время являются разработка новых и модернизация старых ветрозащитных устройств, средств розжига, средства контроля, индикации и сигнализации пламени дежурных горелок, а также нахождение оптимальных математических моделей для численного решения вышеизложенных проблем, которые позволяют снизить время и ресурсы, необходимые для проведения исследований на промышленных образцах.

Решению данных проблем и посвящена настоящая работа. Объектами исследований взяты новые, а также наиболее применяемые модели ветрозащитных экранов и их модификации, а также конструкция для розжига дежурных горелок «бегущий огонь», совмещающая в себе возможность одновременного контроля и индикации пламени дежурных горелок.

Всё вышеизложенное определило изучение следующих вопросов:

1) Подтверждение правильности разработанной математической модели турбулентного предварительно не перемешанного горения сбросных газов на факельной установке, позволяющей рассчитывать различные варианты ветрозащитных устройств при различных отношениях скоростей обдува ветрового потока к скорости истечения газа, путем сравнения результатов исследования экспериментальных моделей с результатами, полученными в ходе решения математической модели, что позволит в дальнейшем производить экспериментальное исследование на математических моделях, не прибегая к экспериментальным исследованиям.

2) Разработка и исследование оптимальных ветрозащитных устройств по условиям эффективности защиты оголовка от воздействия пламени, по минимуму габаритов и веса.

3) Разработка и исследование сопел, устанавливаемых в дежурной горелке, которые обеспечивают рост избыточного давления в линии топливной смеси и позволяют выдавать надежный сигнал наличия пламени дежурной горелки посредством изменения давления в линии топливной смеси.

4) Определение аналитической и экспериментальной зависимости величины избыточного давления в линии топливной смеси при горении и без горения от величины избыточного давления газа на входе для экспериментальных моделей сопел.

5) Экспериментальное определение диапазона давлений газа на входе в запально-сигнализирующий блок, внутри которого возможен стабильный розжиг дежурной горелки без проскока и отрыва пламени.

6) Разработка методики выбора диаметра сопла для надежной индикации пламени дежурной горелки. f

4.3. Выводы

1. В данной главе построена математическая модель турбулентного предварительно не перемешанного горения сбросных газов на факельной установке, позволяющей рассчитывать различные варианты ветрозащитных устройств при различных отношениях скоростей обдува ветрового потока к скорости истечения газа. Математическая модель включает уравнение неразрывности, уравнения движения, уравнения переноса энергии, переноса концентраций компонент, уравнение состояния идеального газа, уравнение модели радиационного теплообмена «Р1 Radiation Model» , уравнение модели «Eddy Dissipation Model» для определения кинетики горения газового топлива и уравнение стандартной k-s модели турбулентности.

2. В данной работе при решении строилась полиэдральная сетка со сгущением узлов вблизи мест предполагаемого возникновения больших градиентов переменных, то есть вблизи экспериментальных моделей факельных оголовков

3. Для дискретизации дифференциальных уравнений применялся метод контрольного объема, реализованный в пакете FLUENT. Для определения конвективных слагаемых использовалась схема против потока первого порядка точности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1) Проведено исследование предложенных ветрозащитных устройств, в ходе которых получены экспериментальные зависимости глубины опускания пламени от верхнего среза факельного ствола в диаметрах факельной трубы, в зависимости от отношения скорости обдува к скорости истечения газа, а также установлено:

- по трубе факельного оголовка пламя опускается вниз с подветренной стороны на расстояние до 4,53 наружных диаметров трубы, что приводит к выгоранию оголовка;

- щели между плоскими и коническими экранами ветрозащитных и внешней поверхностью трубы факельного оголовка недопустимы, т.к. они приводят к перетеканию газа с подветренной стороны под экраны и к сгоранию его под экраном;

- ветрозащитные устройства в виде плоских или конических экранов с углом 90° обеспечивают надежную защиту оголовка от пламени при боковом ветре, если отношение диаметра экрана к диаметру факельной трубы равно 2,4.

- наиболее простыми и достаточно надежными из предложенных ветрозащитных устройств является ветрозащитное устройство в виде конического экрана, расширяющегося вниз с углом раствора 90° и с диаметром равным 2,4 диаметра факельной трубы.

2) Предложена математическая модель описывающая турбулентное предварительно не перемешанное горение на факельных оголовках. Проведено численное моделирование предложенных моделей ветрозащитных моделей в программном комплексе FLUENT. Получены зависимости глубины опускания пламени от верхнего среза факельного ствола в диаметрах факельной трубы, в зависимости от отношения скорости обдува к скорости истечения газа для предложенных ветрозащитных устройств. Произведено сравнения результатов исследования экспериментальных моделей с результатами, полученными в ходе решения математической модели. Эквивалентность аналитических и экспериментальных данных позволит в дальнейшем производить исследование ветрозащитных моделей факельных установок в программном комплексе FLUENT, не прибегая к лабораторным исследованиям.

3) Приведено новое запально-сигнализирующее устройство, представляющее собой дежурную горелку факельной системы, в ходе исследований которой получено:

- аналитические и экспериментальные зависимости избыточного давления в линии топливной смеси при горении и без горения дежурной-горелки при различных избыточных давлениях пропана на входе в блок запально-сигнализирующий.

- установлено, что основной вклад в увеличение избыточного давления в линии топливной смеси при горении вносит увеличение значений температуры среды (продуктов реакции) в дежурной горелке.

- экспериментальным путем установлен диапазон избыточного давления пропана на входе в блок запально-сигнализирующий, при котором происходит стабильный розжиг дежурной горелки без проскоков и отрывов пламени, который равен 0,03-0,08 МПа, диапазон избыточного давления метана - 0,03-0,09 МПа.

- Исходя из условия необходимости использования единожды настроенного реле перепада давления для выдачи сигнала наличия/отсутствия пламени и максимальной разности минимального избыточного давления при горении дежурной горелки и максимального избыточного давления без горения в линии топливного газа в рабочем диапазоне избыточного давления пропана на входе в блок запальносигнализирующий, выявлено сопло, удовлетворяющее обоим условиям, им является экспериментальная модель сопла С5, диаметр внутреннего сечения которого равен 28 мм.

- предложена методика выбора диаметра сопла для надежной индикации пламени дежурной горелки.

4) Предложенные в диссертации технические решения были приняты к внедрению при проектировании факельных установок для следующих объектов:

ЗАО «Самара-Нафта»: УПСВ «Константиновская» II очередь, «ПНН Аксеновский», «Обустройство Казаковского месторождения», «Сбор нефти и газа со скважин Булатовского месторождения»;

ОАО «ТНК-BP»: «Обустройство Усть-Тегусского месторождения

1 очередь»;

ОАО «НК «Роснефть»: УПН «Ванкорнефть».

1. Бесчастнов М.В. Взрывобезопасность и противоаварийная защита химико-технологических процессов/ М.В. Бесчастнов.- М.: Норма Инфра, 1983. -472с. :ил.

2. Бесчастнов М.В. Аварии в химических производствах и меры их предупреждения / М.В. Бесчастнов, В.М. Соколов, М.И. Кац. М.: Химия, 1976.-368с.:ил.

3. Медунин Д.И. Утилизация отбросных сернистых газов/ Д.И. Медуини.- Свердловск: Полиграфист, 1971. -97 с. (Обзор по материалам литературы за 1950-1970 г.г.)

4. Капустин В.М. Нефтеперерабатывающая промышленность США и бывшего СССР / В.М. Капустин, С.Т. Кукес, Р.Г. Бертлусини. М.: Химия, 1995.-304 с.

5. Брейман М. И. Инженерные решения по технике безопасности в пожаро- и взрывоопасных производствах / М.И. Брейман. М.: Химия,1974. 344 с.

6. Льюис Б. Горение, пламя и взрывы в газах / Б. Льюис, Г. Эльбе: пер. с англ. М.: Мир, 1968. - 592 с.

7. Хитрин Л.Н. Физика горения и взрыва / Л.Н. Хитрин. М.: Наука, 1972. -318 с.

8. Мановян А.К. Технология первичной переработки нефти и природного газа: Учеб. пособие для вузов / А.К. Мановян. М.: Химия, 1999. - 568 с.

9. Берлин М.А. Основное технологическое оборудование зарубежных газоперерабатывающих заводов / М.А. Берлин, В.Д. Коробко.-М.: Химия, 1977.-248 с.

10. Бесчастнов М.В. Промышленные взрывы. Оценка и предупреждение / М.В. Бесчастнов.- М.: Химия,.1991.- 432 с.

11. Бейкер У. Взрывные явления. Оценка и последствия / У. Бейкер и др.. — М.: Мир, 1986.

12. Щетинков Е. С. Физика горения газов / Е.С. Щетников. -М.: Наука, 1965. -740с.

13. Бард В.Л. Предупреждение аварий в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности / B.JI. Бард, А.В. Кузин. М.: Химия, 1984.-315 с.

14. Кочеткова К.Е. Аварии и катастрофы. Предупреждение и ликвидация последствий: Учеб. Пособие: В 5 т. / К.Е. Кочеткова, В.А. Котляревского, А.В. Забегаева.- М.: Изд. АСВ, 1995.

15. Маршалл В. Основные опасности химических производств: пер. с англ. / В. Маршалл.- М.: Мир, 1989. 672 с.

16. Лапук Б.Б. О состоянии и задачах дальнейшего развития теоретических основ разработки газовых месторождений / Б.Б. Лапук, Ф.А. Требин.- М.:Изд-во ВИНИТИ, 1961. 112 с.

17. Стрейц III Дж.Ф. Совершенствование конструкции факелов / Дж.Ф. Стрейц III // Hydrocarbon Processing. -1994. №10. - С. 23-30.

18. Волков А. Е. Техника безопасности при производстве ацетилена из природного газа / А.Е. Волков, А.С. Лапидус. М.:Госхимиздат, 1964. -152 с.

19. Лямин А.Г. Экспериментальное исследование разложения ацетилена и механизм действия огнепреградителя: автореф. дис. . канд. техн. наук/ А.Г. Лямин. М., 1968.

20. Модернизация и внедрение нового оборудования для производства ацетилена с целью повышения техники безопасности: тез. докл. Всесоюзного научно-технического совещания. Москва, 1975 г. — М.: ЦИНТИнефтемаш, 1975.

21. Strehlow R. A. Fundamentals of Combustion / R.A. Strehlow. -Scranton: International Textbook Company,1968. 264 p.

22. Инструкция по проектированию и безопасной эксплуатации факельных установок для горючих газов и паров. ВСМ9-76. -М.гМИНХИМПРОМ, 1977. 39 с.

23. Стрижевский И.И. Промышленные огнепреградители / И.И. Стрижевский, В.Ф. Заказное. -М.: Химия, 1974. 254 с.

24. Стрижевский И.И. Факельные установки / И.И.Стрижевский, А.И. Эльнатанов. М.: Химия, 1979. - 184 с.:ил.

25. Правила устройства и безопасности эксплуатации факельных систем: постановление Госгортехнадзора РФ. №83. -М.,2003. 18 с.

26. Acetylene Transmission for Chemical Synthesis // Recomended Minimum Safe Practices for Piping System USA, 1960. 30 p.

27. Битюцкий В. К. Исследования в области техники безопасности и охраны труда в химической промышленности / В. К. Битюцкий, Б.Г. Пискунов, М.А. Гликин. М.: НИИТЭхим, 1973.

28. Абросимов А. А. Экологические аспекты производства и применения нефтепродуктов / А.А. Абросимов. М.: Барс, 1999. - 732 с.

29. Шмыгля П.Т. Разработка газовых и газоконденсатных месторождений / П.Т. Шмыгля. М.: Недра, 1967.

30. Marzais J.L. Safely in High Pressure Polyethylene Plants / J.L. Marzais. New York: American Institute of Chemical Engineers, 1973. - 42 p.

31. Факельное хозяйство / А.И. Эльнатанов и др. // Безопасность труда в промышленности. 1974.- № 2.- С. 49—50.

32. А.с. 1626048 СССР, МКИ F 23 G 7/06. Оголовок факельной трубы / Н.А. Макаров, Е.А. Зинкичев, В.Н. Евстатов. № 4494259/33; заявл. 17.10.88; опубл. 07.02.91.

33. Пат. 46559 РФ, МПК F 23 D 14/64. Оголовок факельной установки/ О.Н. Макаров, Н.А. Макаров №2005106324/22; завл. 01.02.2005; опубл. 04.03.2005.

34. Пат. 2046255 РФ, МПК F 23 L 17/02. Оголовок факельной установки/В.И. Панченко, Е.А. Зинкичев, Н.А. Макаров №5017151/23; завл. 11.11.91; опубл. 20.10.95.

35. Пат. 52156 РФ, МПК F 23 L 17/02. Оголовок факельной установки/ Я.Ф. Магарил, А.А. Назаров, В.И. Панченко и др.. -№2005133044/22; завл. 18.10.2005, опубл. 10.03.2006.

36. Пат. 54655 РФ, МПК F 23 D 14/38. Оголовок факельной установки/ Я.Ф. Магарил, А.А. Назаров, В.И. Панченко и др.. -№2006104609/22; завл. 06.02.2006, опубл. 06.02.2006.

37. Пат. 49184 РФ, МПК F 23 D 14/38. Оголовок факельной установки/ Я.Ф. Магарил, А.А. Назаров, В.И. Панченко и др.. №2005118613/22; завл. 08.06.2005, опубл. 10.11.2005.

38. Пат. 59212 РФ, МПК F 23 L 17/02. Оголовок факельной установки/ Я.Ф. Магарил, А.А. Назаров, В.И. Панченко и др.. -№2006126046/22; завл. 07.07.2006, опубл. 10.12.2006.

39. Пат. 54415 РФ, МПК F 23 D 14/20. Оголовок факельной установки/ К,Г. Гибадуллин, А.П.Кузьмин, В.И. Панченко и др..-№2006101708/22; завл. 20.01.2006, опубл. 27.06.2007.

40. Пат. 49185 РФ, МПК F 23 D 14/38. Оголовок факельной установки/ Я.Ф. Магарил, А.А. Назаров, В.И. Панченко и др..-№2005119088/22; завл. 09.06.2005, опубл. 10.11.2005.

41. Pat. 3289729 USA, Int. CI. F 23 D 14/20. Apparatus for limiting entryof air into flare stack / John Zink Company. №416762; filled 08.12.1964; pat. 06.12.1966.

42. Pat. 3729287 USA, Int. CI. F 23 D 14/20. Flare windshield / Amoco Production Company. №173950; filled 23.08.1971; pat. 24.03.1973.

43. Pat. 3273627 USA, Int. CI. F 23 D 14/38. Flare stack burner assembly / S.Z. John. №440216; filled 16.03.1965; pat. 20.09.1966.

44. Pat. 4003693 USA, Int. CI. F 23 D 14/38. Flare stack gas burner / Combustion Unlimited Incorporated. №555974; filled 06.03.1975; pat.1801.1977.

45. Pat 4128389 USA, Int. CI. F 23 D 14/20. Flare stack gas burner / Combustion Unlimited Incorporated. №826932; filled 22.08.1977; pat.0512.1978.

46. Pat. 3824073 USA, Int. CI. F 23 D 14/20. Flare stack gas burner / Combustion Unlimited Incorporated. №387785; filled 13.08.1973; pat. 16.07.1974.

47. Pat. 3994663 USA, Int. CI. F 23 D 13/20. Method and apparatus to prevent air flow inversion in flare stacks / John Zink Company. №635789; filled 28.11.1975; pat. 30.11.1976.

48. Pat. 5291367 USA, Int. CI. F 23 Q 3/00. Stack ignitor / K.R. Robert. -№818345; filled 09.01.1992; pat. 01.03.1994.

49. Pat. 4147493 USA, Int. CI. F 23 D 13/20. Ignitor for flares / Combustion Unlimited Incorporated. №848075; filled 03.11.1977; pat.0304.1979.

50. Pat. 4854855 USA, Int. CI. F 23 D 13/20. Flare ignitor assembly / C.R. Robert.- №169779; filled 18.03.1988; pat. 08.08.1989.

51. Pat. 4265611 USA, Int. CI. F 23 N 5/24. Control system for purge gas to flare / John Zink Company. №20920; filled 15.03.1979; pat. 05.05.1981.

52. Pat. 5472337 USA, Int. CI. F 23 N 5/24. Method ans apparatus to detect a flame / E.G. Romeo. №304681; filled 12.09.1994; pat. 05.12.1995.

53. Pat. 4233596 USA, Int. CI. F 23 N 5/24. Flare monitoring apparatus / Showa Yuka Kabushiki Kaisha.- №933869; filled 15.08.1978; pat. 11.11.1980.

54. Пат. 56561 РФ, МПК F 23 N 5/24. Устройство для контроля факела/ Я.Ф. Магарил, А.А. Назаров, В.И. Панченко и др..-№2006115677/22; завл. 27.04.2006, опубл. 10.09.2006.

55. Alder В.J. Wainwright. Studies in Molecular Dynamics II: Behaviour of a Small Number of Elastic Spheres / В.J. Alder, Т.Е. Wainwright. J.:Chem. Phys.,1990. — 1439 p.

56. Badzioch S. Kinetics of Thermal Decomposition of Pulverized Coal Particles / S. Badzioch, P.G. Hawksley // Chem. Process Design and Development.- 1970. №9. - P. 521-530.

57. Barths H. Simulation of Pollutant Formation in a Gas Turbine Combustor Using Unsteady Flamelets / H. Barths. Pittsburgh: The Combustion Institute, 1998.

58. Baulch D.L. Evaluated Kinetic Data for Combustion Modelling / D.L. Baulch // Physical and Chemical Reference Data. 1992. - № 21. - P.3.

59. Baum M.M. Predicting the Combustion Behavior of Coal Particles / M.M. Baum, PJ. Street // Combust. Sci. Tech. 1971. - №3. -P.231-243.

60. Bilger R.W. On Reduced Mechanisms for Methane-Air Combustion. In Lecture Notes in Physics / R.W. Bilger, M.B. Esler, S.H. Starner. -New-York: Springer, 1991.-384 p.

61. Boyd R.K. Three-dimensional furnace computer modeling. In 21st Symp / R.K. Boyd, J.H. Kent. Pittsburgh: The Combustion Institute, 1986.

62. Bui-Pham M. Comparison between Experimental Measurements and Numerical Calculations of the Structure of Heptane-Air Diffusion Flames / M. Bui-Pham, K. Seshadri // Combust. Sci. Tech. 1991. - № 79. - P.293-310.

63. Coppalle A. The Total Emissivities of High-Temperature Flames / A. Coppalle, P. Vervisch // Combustion and Flame. 1983. - № 49. - P. 101-108.

64. Fiveland W.A. Three-Dimensional Spectral Radiative Heat Transfer Solutions by the Discrete Ordinates Method / W.A. Fiveland, A.S. Jamaluddin. -Pittsburgh: The Combustion Institute, 1989.

65. Laurendeau N.M. Heterogeneous Kinetics of Coal Char Gasification and Combustion / N.M. Laurendeau // Prog. Energy Comb. Sci. 1978. - № 4. — P. 221-270.

66. Pitsch H. A Consistent Flamelet Formulation for Non-Premixed Combustion Considering Differential Diffusion Effects / H. Pitsch, N. Peters // Combustion and Flame. 1998. - № 114. - P. 26-40.

67. Steward P.H. Combustion and Flame / P.H. Steward, C.W. Larson, D. Golden. New-York:Springer, 1989. - 75 p.

68. Linan A. On the internal structure of laminar diffusion flames / A. Linan. Madrid: Esteban Terradas,1961.

69. J. Warnatz Combustion / Warnatz J., Mass U., Dibble R.W. -New-York: Springer, 1996.

70. Tesner P.A. Kinetics of Dispersed Carbon ormation / P.A. Tesner, T.D. Snegirova, V.G. Knorre // Combustion and Flame. 1971. - № 17. - P. 253260.

71. Magnussen B.F. On Mathematical Modeling of Turbulent ombustion with Special Emphasis on Soot Formation and Combustion / B.F. Magnussen,

72. B.H. Hjertager. Pittsburgh: The Combustion Institute, 1976. - 719 p.

73. Vukalovich M.P. Thermodynamic Properties of Water and Steam / M.P. Vukalovich. Moscow, 1958.

74. Hadvig S. Gas emissivity and absorptivity / S. Hadvig. J.:Inst. Fuel,1970.

75. Leckner B. Spectral and total emissivity of water vapour and carbon dioxide / B. Leckner // Combustion and Flame. 1972. - № 19. - P. 33-48.

76. Taylor P.B. The total emissivities of luminous and non-luminous flames / P.B. Taylor, P.J. Foster. Int. J. Heat Mass Transfer, 1974.

77. Prakash C. Two phase model for binary liquid-solid phase change /

78. C. Prakash // Numerical Heat Transfer. 1989 . - № 15. - P.l 71.

79. Новицкий П.В. Оценка погрешностей результатов измерений / Новицкий П.В., Зограф И.А., Л.:Энергоатомиздат,1991. - 304 с.:ил.

80. Павлов К.Ф. Примеры и задачи по курсу ПАХТ / К.Ф.Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков. Л.: Химия, 1987. - 576 с.

81. Никольский Б.П. Справочник химика: в 7 т. / Б.П. Никольский и др.. М.: Химия, 1968. - 7 т.

82. Теплотехника / А.П. Басков и др.. М.:Энергоатомиздат, 1991.-224 с.:ил.

83. Кольман В. Методы расчета турбулентных течений / В. Кольмана: пер. с англ. -М.:Мир, 1984. 463с.

84. Белов И.А. Теплоотдача и сопротивление пакетов труб / И.А. Белов, Н.А. Кудрявцев. — JL: Энергоатомиздат, 1987. 223 с.

85. Фрик П.Г. Турбулентность: подходы и модели / П.Г. Фрик. -Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003. —292 с.

86. Versteeg Н.К. An introduction to computational fluid dynamics. The finite volume method / H.K. Versteeg, W. Malalasekera. London: Longman, 1995.- 257 p.

87. Берд P. Явления переноса / P. Берд, В. Стьюарт, Е. Лайтфут: пер. с англ. М.: Химия, 1974. - 688 с.

88. Manuals of Fluent 6.1. User's Guide. Lebanon: Fluent Inc., 2003. -1864 p.

89. Wilcox D.C. Turbulence modeling for CFD / D.C. Wilcox. California: DCW Industries, 1994. 455 p.

90. Хинце И.О. Турбулентность. Ее механизм и теория / И.О. Хинце. М.: Физматгиз, 1963. - 680 с.

91. Монин А.С., Яглом A.M. Статистическая гидродинамика. Теория турбулентности: в 3 т. Т.2 / А.С. Монин, A.M. Яглом. СПб.: Гидрометеоиздат, 1996. 742 с.

92. Брэдшоу П. Введение в турбулентность и ее измерение / П. Брэдшоу: пер. с англ. М.: Мир, 1974. - 278 с.

93. Белов И.А. Модели турбулентности: Учебное пособие / И.А. Белов. Л.: ЛМИ, 1986. - 100 с.

94. Роуч П. Вычислительная гидродинамика / П. Роуч: пер. с англ. — М.: Мир, 1980. 616 с.13. Гинзбург И.П. Аэрогазодинамика / И.П. Гинзбург. - М.:Высшая школа, 1966. - 404 с.

95. Лапин Ю.В. Внутренние течения газовых смесей / Ю.В. Лапин, М.Х. Стрелец. М.: Наука, 1989. - 356 с.

96. Гарбарук А.В. Простая алгебраическая модель турбулентности для расчета турбулентного пограничного слоя с положительным перепадом давления / А.В. Гарбарук // ТВТ. 1999. - №1. - С.82-86.

97. Белов И.А. Взаимодействие неравномерных потоков с преградами / И.А. Белов. Л.: Машиностроение, 1983. — 144 с.

98. Белов И.А. Моделирование крупно масштабных вихревых структур при турбулентном обтекании затупленных тел сверхзвуковым потоком / И.А. Белов и др. // Изв.СО АН СССР. Сер.техн.наук. -1987. №15. - С.101-107.

99. Рейнольде А.Дж. Турбулентные течения в инженерных приложениях / А.Дж. Рейнольде: пер. с англ. М.:Энергия, 1979. - 408 с.

100. Kutler P. A perspective of theoretical and applied computational fluid dynamics / P. Kutler // The NASA Ames view. -1983. January.

101. Дурст Ф. Турбулентные сдвиговые течения 2 / Ф. Дурст и др.: пер. с англ. М.: Машиностроение, 1982. - 432 с.

102. Эккерт Е. Введение в теорию тепло и массообмена / Е. Эккерт, Г. Дрейк: пер. с англ. М.: Химия, 1961.

103. Франк-Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике / Д.А. Франк-Каменецкий. -М.: Наука, 1987. -502 с.

104. Основы практической теории горения / Померанцев В.В. и др.. -Л.: Энергия, 1973. 264 с.

105. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости / С. Патанкар: пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1984. -150 с.

106. Галеев А.Д. Образование и распространение облаков тяжелых газов при авариях на объектах химической и нефтехимической промышленности: дис. . канд. техн. наук. Казань, 2006. — 227 с.

107. Исследование и усовершенствование горелочных устройств для дожигания анодных газов от электролизеров с верхним подводом тока: отчет о НИР/ ИФ ВАМИ. Иркутск, 1971. - 142 с.

108. Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкостей: в 2 т. / К. Флетчер: пер. с англ. — М.: Мир, 1991.

109. Стренг Г. Теория метода конечных элементов / Г. Стренг, Дж. Фикс: пер. с англ. М.: Мир, 1977. - 349 с.

110. Норри Д. Введение в метод конечных элементов / Д. Норри, Ж. Фриз: пер. с англ. М.: Мир, 1981. - 304 с.

111. Самарский А.А. Введение в теорию разностных схем / А.А. Самарский. М.: Наука, 1971. - 552 с.

112. Wesseling P. Principles of computational fluid dynamics / P. Wesseling. New York:Springer, 2001. - 644 p.

113. Ferziger J.H. Computational methods for fluid dynamics / J.H. Ferziger, M. Peric. New York:Springer, 2002. - 423 p.

114. Jasak H. Error analysis and estimation for the Finite Volume Method with Applications to fluid flows / H. Jasak. London: Imperial College of Science, Technology and Medicine, 1996. - 394 p.