автореферат диссертации по энергетике, 05.14.14, диссертация на тему:Исследование сжигания угля в плазменно-циклонной топливной системе

■094603932

На правах рукописи

Басаргин Антон Петрович

ИССЛЕДОВАНИЕ СЖИГАНИЯ УГЛЯ В ПЛАЗМЕННО-ЦИКЛОННОЙ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЕ

Специальность 05.14.14 - «Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 О ИЮН 2010

Улан-Удэ - 2010

020353960643

Работа выполнена в Читинском государственном университете

Научный руководитель

кандидат технических наук, профессор Иванов Сергей Анатольевич

Научный консультант

доктор технических наук, профессор Карпенко Евгений Иванович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Юдаков Александр Алексеевич

Ведущая организация

кандидат технических наук Иванов Александр Павлович Иркутский государственный технический университет

Защита состоится « 25 » июня 2010 г. в 16 час 00 мин на заседании диссертационного совета ДМ 212.039.03 при ВосточноСибирском государственном технологическом университете по адресу: 670013, г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, 40 «в», ВСГТУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВосточноСибирского государственного технологического университета.

Автореферат разослан « 24 » мая 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета д-р техн. наук

/ Бадмаев Б.Б.

Общая характеристика работы

Актуальность темы исследования. В современных условиях особую важность приобретает вопрос ресурсосбережения. Постоянный рост цен на жидкое топливо, обусловленный сокращением природных запасов нефти, являющейся сырьем для нефтеперерабатывающей промышленности, заставляет искать другие энергетические источники. Дефицит нефти оказывает прямое воздействие на стоимость природного газа, запасы которого, в случае большого спроса, будут исчерпаны не менее быстрыми темпами, чем нефтяные ресурсы.

Особую важность данный вопрос приобретает в региональном аспекте. В Забайкальском крае нет нефтяных и газовых месторождений, способных обеспечить топливом существующие газомазутные энергетические котлы. Наличие последних в нашем регионе объясняется сопоставимой стоимостью мазута и угля на момент установки оборудования при более высокой эффективности газомазутных котлов. Вместе с тем, на указанной территории существуют значительные угольные месторождения, способные вытеснить газовое и мазутное топливо из энергетического баланса региона.

Эти обстоятельства приводят к необходимости замены газомазутных котлов на котлы, работающие на твердом топливе. Однако отсутствие инвестиций в энергетику и свободных денежных средств у энергетических компаний не позволяет это осуществить.

Сжигание твердого топлива существующими способами в газомазутных котлах требует значительной их реконструкции по двум основным причинам: тепловое напряжение топочного объема при горении газового или мазутного топлива намного выше, чем при горении твердого топлива; отсутствие системы золоудаления в газомазутных котлах.

Преодоление указанных трудностей возможно путем внедрения

технологии, позволяющей интенсифицировать процесс горения твердого топлива и обеспечить удаление минеральных примесей без серьезной модернизации газомазутных котлов.

Такой технологией может стать сжигание твердого топлива в плазменно-циклонной топливной системе (ПЦТС), пристраиваемой к существующим газомазутным котлам. Сжигание в плазменно-циклонной топливной системе совмещает следующие высокоэффективные процессы: электротермохимическая подготовка топлива и последующие вихревое сжигание пылеугольного топлива в циклонной камере, а также удаление расплавленной минеральной части топлива.

Основным направлением применения разрабатываемой технологии является повышение эффективности работы существующих котельных агрегатов ТЭС.

Таким образом, представленные положения обосновывают актуальность исследования сжигания угля в плазменно-циклонной топливной системе.

Работа выполнена в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы.

Степень научной разработанности темы. Циклонная организация топочного процесса заинтересовала отечественных и зарубежных ученых в первой половине прошлого века. Уже первые исследования, выполненные В. Тринксом, Г.Ф. Кнорре, Д.Н. Ляховским, Е.А. Нахапетян и др., выявили большие преимущества топливных печей циклонного типа. Последовавшие за этим полномасштабные исследования, сопровождающиеся промышленным внедрением циклонных печей различного назначения, отражены в коллективных трудах КазНИИЭнергетики, ВТИ, ЦКТИ, ЛПИ им. Калинина и др. Особо следует отметить вклад в развитие циклонных процессов Л.А. Вулиса, Б.П.

Устименко, А.Б. Резнякова, A.JI. Калишевского и Й.Д. Канцельсона, JI.H. Сидельковского, П.М. Михайлова, А.Н. Штыма, Э.Н. Сабурова и др. На современном этапе, в работах Э.Н. Сабурова, C.B. Карпова, С.И. Осташева, А.И. Егорова, ЮЛ. Леухина, O.A. Белозеровой и др., значительно расширен диапазон исследований, и достигнут высокий уровень понимания процессов, протекающих в циклонных нагревательных устройствах.

Исследования плазменно-энергетических процессов, обусловленные возникшим энергетическим кризисом, появились в конце 70-х годов прошлого века. Концепция плазменной газификации углей, как нового метода повышения эффективности топливоиспользования и снижения вредных выбросов в энергетике, впервые сформулирована Г.Н. Кружилиным. Первые промышленные испытания плазменной подсветки пылеугольного факела проведены Ф. Блэкборном (США). Позднее, в работах JI.C. Полака, М.Ф. Жукова B.C. Перегудова, В.Е. Мессерле и др., была установлена возможность плазменного розжига и подсветки пылеугольного факела. Продолжением этих исследований стали работы Е.И. Карпенко, В.Е. Мессерле, A.C. Аскарова, З.Б. Сакипова, М.Х. Ибрагимова, СЛ. Буянтуева, А.Б. Устименко, Б.Г. Трусова, В.В. Дробчик, С.Ю. Шишулыдана и др. В результате проведенных исследований разработаны плазменно-энергетические технологии, направленные на безмазутную растопку, стабилизацию горения факела и выхода жидкого шлака пылеугольных котлов, а также газификацию и комплексную переработку твердого топлива.

При всем многообразии исследований циклонных и плазменно-энергетических процессов на сегодняшний день практически отсутствуют работы, посвященные совмещению этих высокоэффективных процессов. Поэтому постановки диссертационного исследования являются актуальными и правомочными.

Объектом исследования выступает плазменно-циклонная топливная система.

Предметом исследования является оценка эффективности сжигания твердого топлива в плазменно-циклонной топливной системе.

Исследовательская гипотеза: совмещение электротермохимической подготовки угля и его последующего сжигания в циклонной камере повысит эффективность топливоиспользования.

Целью работы является исследование совмещения процессов предварительной электротермохимической подготовки угля и его последующего сжигания в циклонной камере, а также влияния добавки цеолита к топливу на образование вредных газообразных выбросов.

Для достижения цели исследования поставлены следующие задачи:

- разработка методики расчета сжигания угля в плазменно-циклонной топливной системе;

- экспериментальное исследование сжигания угля в плазменно-циклонной топливной системе;

- экспериментальное исследование влияния добавки цеолита к топливу на образование вредных газообразных выбросов и температурный режим ПЦГС;

- оценка эколого-экономической эффективности плазменно-циклонного процесса сжигания угля.

Теоретической и методологической основой диссертационного исследования послужили труды отечественных и зарубежных ученых, посвященные проблемам плазменно-энергетических и циклонных Процессов.

Эмпирическая база исследования основана на собственных экспериментальных данных.

В рамках диссертационного исследования получены следующие наиболее важные результаты, определяющие его научную новизну:

- впервые представлена и обоснована возможность совмещения процессов электротермохимической подготовки топлива и сжигания угля в плазменно-циклонной топливной системе;

- разработана методика расчета сжигания угля в плазменно-циклонной топливной системе;

- экспериментально исследовано влияние добавки цеолита на концентрацию вредных газообразных выбросов при сжигании угля в плазменно-циклонной топливной системе.

Достоверность, полученных в результате работы выводов и рекомендаций подтверждается использованием многократно проверенных теоретических и эмпирических методик и зависимостей.

Практическая значимость работы заключается в том, что технология сжигания угля в плазменно-циклонной топливной системе позволит отказаться от использования мазута в энергетике, интенсифицировать топочные процессы, и тем самым повысить технико-экономическую и экологическую эффективность топливоиспользования.

Основные положения, выносимые на защиту:

- теоретическое и экспериментальное обоснование совмещения электротермохимической подготовки угля и его сжигания в циклонной камере;

- методика расчета сжигания угля в плазменно-циклонной топливной системе позволяет проектировать ПЦТС различной мощности;

- результаты экспериментальных исследований влияния цеолита на концентрацию выбросов диоксидов серы и оксидов азота позволяют производить дальнейшее совершенствование аддитивного метода снижения вредных выбросов.

Апробация работы. Основные результаты и положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: XIII Всероссийской научно-технической конференции

«Энергетика: экология, надежность, безопасность» (Томск, 2007 г.); Всероссийской научно-практической конференции: «Энерго- и ресурсосбережение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии» (Екатеринбург, 2007 г.); Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых по проблемам промышленной теплоэнергетики (Челябинск, 2008 г.); Всероссийской научно-практической конференции: «Кулагинские чтения» (Чита, 2008 г., 2009 г.); IV Всероссийской научно-практической конференции: «Энергетика в современном мире» (Чита, 2009 г.); XII Всероссийской конференции по проблемам науки и высшей школы: «Фундаментальные исследования и инновации в технических университетах» (СПб, 2009 г.).

Личный вклад автора. Автор принимал активное участие в постановке и решении задач исследования. Экспериментальные исследования и обработка экспериментальных данных проводилась при непосредственном участии диссертанта.

Публикации. Основные научные результаты работы отражены в 10 печатных изданиях.

Структурно диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка и двух приложений.

Объем работы: 97 страниц машинописного текста, 4 таблицы, 30 рисунков, библиографический список из 109 наименований, 2 приложения.

Краткое содержание работы

Во введении обоснована актуальность работы, степень научной разработанности темы, сформулированы цель и задачи исследования, приведены основные положения, выносимые на защиту, отмечена научная новизна полученных результатов и их практическая ценность.

В первой главе представлено обоснование разработки плазменно-циклонного способа сжигания твердого топлива. Анализ существующих способов сжигания твердого топлива показал, что наибольшие

возможности для интенсификации сжигания возникают при использовании циклонного процесса. Благодаря особой аэродинамической структуре потока в циклонной камере складываются исключительно благоприятные условия для тепло- и массообмена между газом и частицами топлива, а также удалением золы. Однако чувствительность к качеству топлива и повышенное образование оксидов азота затрудняют внедрение циклонного процесса сжигания твердого топлива.

Преодоление указанных трудностей возможно применением электротермохимической подготовки топлива, позволяющей значительно интенсифицировать процесс воспламенения и горения топлива без использования дополнительного высокореакционного топлива при пониженном образовании вредных выбросов. Дополнительный экологический эффект может быть получен при использовании добавки к топливу природного адсорбента - цеолита, поглощающего вредные газообразные выбросы. Механизм адсорбции при использовании цеолитов следующий. При нагревании цеолита молекулы воды вытесняются и оставляют после себя пустоту в правильно расположенной структуре цеолита, которая остается без изменений. Эти пустоты имеют одинаковый размер, что является уникальной особенностью цеолитов. Пустоты образуют объем свободного внутрикристаллического пространства, который определяет число молекул, адсорбирующихся дегидратированным цеолитом.

Таким образом, предварительная электротермохимическая подготовка топлива и последующее вихревое сжигание угля в циклонной камере в совокупности образуют плазменно-циклонный процесс. Организация плазменно-циклонного процесса осуществляется в плазменно-циклонной топливной системе (ПЦТС) (рис. 1).

Аэросмесь

Камера

Вторичный \|/ воздух

ЭТХПТ

Г

Выход

газов

Циклонная камера

I

Жидкий

шлак

Рис. 1. Пример исполнения плазменно-циклонной топливной системы Вторая глава посвящена разработке методики расчета плазменно-циклонной топливной системы. Процесс горения твердого топлива в ПЦТС состоит из сложного комплекса явлений: взаимодействие плазменной струи с потоком аэросмеси и воспламенение, движение двухфазного потока, тепло- и массообмена, горения в объеме циклонной камеры и на поверхности ее стенок. При этом каждое явление обусловлено взаимовлиянием друг на друга. Поэтому создание и решение единой системы уравнений, описывающей плазменно-циклонный процесс, является весьма сложной задачей. В связи с этим для математического моделирования процесса целесообразно использовать поэтапный метод расчета. Этот метод предполагает разбиение ПЦТС на две подсистемы. Первым этапом переработки твердого топлива в ПЦТС является электротермохимическая подготовка топлива, вторым этапом - сжигание этого топлива в циклонной камере. Исходя из этого, алгоритм расчета, реализующий ступенчатый метод расчета, состоит из пяти блоков (рис. 2). Первый блок — исходные данные. Задается необходимая тепловая мощность системы или расход топлива. Вводятся характеристики угля,

рассчитываются, по стандартным зависимостям, объемы продуктов сгорания и необходимое количество воздуха. Задается температура вторичного воздуха.

Рис. 2. Алгоритм расчета плазменно-циклонной топливной системы Во втором блоке производится расчет ЭТХПТ по методикам, составленным ведущими специалистами в области плазменно-энергетических технологий. На основании термодинамического и кинетического расчета определяется оптимальная температура ЭТХПТ, при которой происходит стабилизация выхода горючих компонентов. Оцениваются удельные энергозатраты на процесс ЭТХПТ, определяется мощность плазмотрона и параметры на выходе из камеры, а также геометрия камеры ЭТХПТ.

В основе термодинамического расчета лежит математическая модель образования в равновесии газообразных и конденсированных веществ, электро-нейтральных и ионизированных компонентов. Результатами расчета является база данных теплофизических и термодинамических параметров рабочего тела для заданного давления и температуры. Для термодинамического анализа процесса ЭТХПТ может быть использован

программный комплекс АСТРА-4, модифицированный для энергетических углей, а также его усовершенствованный аналог - программа TERRA. • • : В основу кинетического расчета положена математическая модель движения, нагрева и кинетики термохимических превращений угольных частиц в плазменных устройствах. Модель процесса описывает двухфазный (полидисперсные угольные частицы + газ окислитель) химически реагирующий поток, распространяющийся в канале с внутренним источником тепла. Результатами расчета является база данных теплофизических параметров рабочего тела для заданного давления и температуры в привязке к геометрии устройства. Для кинетического расчета может быть использованы специализированные программы «Плазма-уголь» и «Плазма-муфель».

Третий блок предназначен для определения геометрических характеристик циклонной камеры, основными из которых являются: диаметр и длина камеры; ширина, высота и число входных каналов, а также площадь входа; диаметр, длина и площадь выходного сопла. На основе известных значений допустимого теплового напряжения сечения циклонных камер и данных первого и второго блоков рассчитывается определяющий размер - диаметр циклонной камеры и остальные характерные размеры.

В четвертом блоке осуществляется расчет аэродинамических характеристик циклонной камеры по зависимостям, предложенным Э.Н. Сабуровым и C.B. Карповым. В ходе расчета определяются следующие аэродинамические характеристики: радиус границы ядра потока, радиус, характеризующий положение максимума тангенциальной скорости, максимальная скорость на границе ядра потока. Конечным результатом расчета этого блока является определение значения коэффициента сопротивления циклонной камеры.

В пятом блоке производится расчет тепловых потоков по уравнениям

теплового баланса, которые составлены с учетом рекомендации КазНИИ энергетики. Распределение тепловых потоков плазменно-циклонной топливной системы описывается следующим уравнением:

а +0ЭППГ+& =&+&,, +&+& +е5 +06+07,

где £>1 — теплота, выделяемая при сгорании электротермохимически подготовленного топлива; ()этхпг - теплота электротермохимически подготовленного топлива; - теплота, вносимая вторичным воздухом; <2, - теплота уходящих из ПЦТС газов; Ои, - излучение теплового потока через выходное сопло; 03 - потери тепла от химического недожога топлива; - потери тепла от механического недожога топлива; ¡^ -теплота, переданная охлаждающему агенту; Qt¡ - потери тепла с жидким шлаком; 2, - прочие, неучтенные остальными статьями, потери тепла.

Расчет производится итерационным методом при задаваемых температурах пленки жидкого шлака и газа на выходе. В итоге определяется истинное теплонапряжение сечения камеры и возможна коррекция геометрии (диаметра циклонной камеры). Завершающим этапом расчета является оценка перепада давления в циклонной камере с учетом неизотермичности процесса.

Представленная методика расчета ПЦТС реализована на ЭВМ в системе «МаШсасЬ. Положительными чертами методики является простота и наглядность при достижении, достаточной для инженерных расчетов, точности.

Третья глава освещает экспериментальные исследования сжигания угля в плазменно-циклонной топливной системе и влияния добавки цеолита на концентрацию вредных выбросов. Опыты осуществлялись на базе Отраслевого центра плазменно-энергетических технологий (ОЦ ПЭТ) РАО «ЕЭС России». Целью эксперимента являлось доказательство существования и снятие параметров плазменно-циклонного процесса, а

также определения влияния добавки цеолита на режим горения и образование вредных выбросов. Для достижения указанной цели была создана лабораторная экспериментальная установка по сжиганию пылеугольного топлива в плазменно-циклонной топливной системе (рис. 3).

В качестве топлива использовался бурый уголь Окино-Ключевского месторождения. Для совместного сжигания использовался цеолит Шивыртуйского месторождения Забайкальского края. Коэффициент избытка воздуха составлял 1,02. Для проведения эксперимента применялись стандартные методики, основанные на фиксации временного и температурного режимов, а также состава уходящих газов. Экспериментальное исследование проходило в два основных этапа. Первый этап - достижение устойчивого воспламенения и горения топлива. Отслеживание температурного режима посредством термопар и тепловизора. При выходе на стационарный режим фиксация состава уходящих газов. Второй этап - сжигание пылеугольного топлива с массовой добавкой цеолита от 5 % до 30 % с шагом 5 %. Отслеживание температурного режима; фиксация состава уходящих газов при помощи газоанализатора.

В результате первого этапа эксперимента установлено следующее. После запуска плазмотрона и прогрева установки произвели подачу топлива в плазменно-циклонную топливную систему. Параметры в начальный период фиксировались каждые тридцать секунд. Воспламенение топлива произошло в первую минуту после подачи топлива. В последующие тридцать секунд продолжался набор температуры. Время выхода на стационарный режим работы экспериментальной установки, при котором установились постоянная температура горения, составило полторы минуты.

Рис. 3. Схема экспериментальной установки: 1-дутьевой вентилятор первичного и вторичного воздуха; 2- трубопроводы вторичного воздуха; 3 - бункер пылевидного топлива с питателем; 4- трубопровод первичного воздуха; 5- плазмотрон; 6- ПТС; 7- охлаждаемый отбор газов для анализа; 8 - трубопровод охлаждающей воды; 9- циклонная камера; 10- измерительные отверстия; И-газоход; 12 - котел-утилизатор; 13-дымосос; 14-дутьевой вентилятор вторичного воздуха и охлаждения уходящих газов; 15- дьмовая труба Устойчивое воспламенение и горение топлива в плазменно-циклонной топливной системе свидетельствует о правильном подборе соотношения топливо-воздух. При дальнейшем сжигании топлива ожидался выход жидкого шлака, чего, однако не произошло. Это можно объяснить малой (45 %) загрузкой циклонной камеры и отсутствием предварительного подогрева воздуха. Не смотря на это, набранный температурный режим в

дальнейшем оставался неизменным даже при сжигании топлива с цеолитом. Это подтверждает предположение об устойчивости плазменно-циклонного процесса сжигания топлива.

Золоулавливание в циклонной камере достигает 95 %. Для обеспечения устойчивого выхода жидкого шлака необходима загрузка циклонной камеры свыше 50 %, и (или) предварительный подогрев воздуха. Лабораторные исследования шлака показали наличие механического недожога 0,9 %. При образовании шлаковой пленки ожидается снижение механического недожога.

Содержание оксида углерода при установившемся режиме не превышало 5 мг/м3. Химический недожог при этом достигает 1,3 %. Снижение химического недожога может быть достигнуто повышением коэффициента избытка воздуха до 1,08... 1,1.

Содержание диоксидов серы в дымовых газах при стационарном режиме находилось на уровне 108 мг/м3. Традиционно высокое для циклонных топок содержание оксидов азота (800 мг/м3) в уходящих газах, при сжигании угля в экспериментальной установке, на стационарном режиме работы, составило 464 ...487, мг/м3, и определялось, в основном, монооксидом азота.

В результате второго этапа эксперимента установлено следующее. Сжигание заранее приготовленной угольно-цеолитовой смеси производилось последовательно, начиная с 5 % массовой добавки цеолита и заканчивая 30 % с шагом 5 %. Сжигание угольно-цеолитовой смеси каждого состава производилось несколько минут таким образом, чтобы можно было зафиксировать изменение не только состава газов, но и температурного режима. Измерение состава уходящих газов показало следующее. Содержание диоксидов серы в дымовых газах находилось на уровне 108 мг/м3, и практически не изменялось при добавлении цеолита. Это можно объяснить малым содержанием серы (5/> = 0,6 %) в топливе.

Содержание оксида углерода не превышало 5 мг/м3. Анализ результатов измерения концентрации оксидов азота показал, что при сжигании угольно-цеолитовой аэросмеси заметное уменьшение оксидов азота в дымовых газах началось с 10 % добавки цеолита, и составило 60 мг/м3 на каждые последующие 10 % добавки (рис. 4).

Результаты измерения температуры показали, что набранный, при сжигании чистого угля, температурный режим в дальнейшем оставался практически неизменным даже при сжигании топлива с массовой добавкой цеолита вплоть до 30 %. Это объясняется устойчивостью плазменно-циклонного процесса сжигания топлива: стабильное воспламенение топлива обеспечивает его электротермохимическая подготовка, а в циклонной камере, за счет высокой турбулизации потока происходит активное выгорание топлива.

600

500

400

3

* 300

г

200 100 0

Рис. 4. График зависимости содержание оксидов азота в дымовых газах от массовой добавки цеолита к топливу Результаты измерения температуры показали, что набранный, при сжигании чистого угля, температурный режим в дальнейшем оставался практически неизменным даже при сжигании топлива с массовой добавкой цеолита вплоть до 30 %. Это объясняется устойчивостью плазменно-циклонного процесса сжигания топлива: стабильное

17

1 1 1 1 т ! 1 : !

464 1 464 456 ^434 1

1

1 1 1 [ 1 ! 1 1 Л63_ 329

! 1 ! ! 1 : 1 , • 1 1 1 ! :

1 1 1 ! ' I [ 1 1 1 1 ' 1 ( ; | :

! ■■ 1 ■ 1 \ ' | ! ! ! ! ! I ! : 1

О 5 10 15 20 25 30

Содержание цеолита в топливе, %

воспламенение топлива обеспечивает его электротермохимическая подготовка, а в циклонной камере, за счет высокой турбулизации потока происходит активное выгорание топлива.

В четвертой главе производится оценка эколого-экономической эффективности технологии сжигания угля в ПЦТС. Технология сжигания угля в плазменно-циклонной топливной системе (ПЦТС) обладает следующими основными особенностями, определяющими область ее применения:

— возможность использования угля любого качества;

— автономность процесса без использования второго вида высокореакционного топлива;

— эффективное сжигание топлива, характеризующееся полнотой выгорания и невысоким химическим недожогом;

— сепарационный эффект циклонной камеры, обеспечивающий безпылевой газовый поток на выходе из камеры и удаление минеральной части в расплавленном виде;

— невысокие вредные выбросы.

Исходя из этих особенностей, можно выделить два основных направления применения разрабатываемой технологии: энергетическое и энерготехнологическое (рис. 5).

В энерготехнологической сфере представленная технология может быть использована для расплава и термической обработки материалов.

В энергетической сфере использование ПЦТС возможно: при создании новых и модернизации имеющихся угольных котлов; при переводе газомазутных котлов на сжигание угля.

Рис. 5. Схема применения технологии сжигания угля в плазменно-

.. .. циклонной топливной системе

При создании новых угольных котлов экономический эффект от внедрения рассматриваемой технологии создается за счет снижения расхода топлива и массогабаритов котлоагрегатов при невысоких вредных выбросах. Оснащение существующих пылеугольных котлоагрегатов ПЦТС приведет к снижению расхода топлива. Кроме этого, удаление в циклонной камере расплавленной минеральной части топлива повысит надежность работы поверхностей нагрева котла.

Основной же эколого-экономический эффект при внедрении разрабатываемой технологии ожидается от замещения мазута углем. Экономический эффект от перевода мазутных котлов на уголь обусловлен снижением стоимости используемого топлива. Экологический эффект достигается за счет снижения выбросов диоксидов серы.

Для оценки эффективности инвестиционного проекта по переводу газомазутного котла на уголь использовался метод, имитирующий в динамике основные денежные потоки, возникающие в процессе реализации проекта. При этом в качестве экологического показателя выступала плата за выбросы вредных веществ. Особенности технологии сжигания угля в плазменно-циклонной топливной системе позволяют

производить замещение мазута углем в газомазутных котлах при минимальной их реконструкции, которая заключается в замене штатных горелочных устройств на ПЦТС. Количество ПЦТС на котел определяется удобством компоновки, аэродинамикой топки котла и глубиной регулирования. Мощность ПЦТС выбирается исходя из производительности модернизируемого котла. Замена топлива повлечет изменение объема дымовых газов, и соответственно, необходимость в замене или модернизации тягодутьевых машин. Твердые частицы, не уловленные в ПЦТС, частично удаляются в штатных пылеуловителях, которыми оснащаются мазутные котлы, тем самым, обеспечивая высокую степень золоулавливания.

Для примера произведена оценка эколого-экономической эффективности модернизации газомазутного котла КВГМ-30-150М при его переводе на сжигание пылеугольного топлива. С целью обеспечения диапазона регулирования котла (30... 100 %), сохранения аэродинамики топки и удобства размещения, котел оснащается двумя плазменно-циклонными топливными системами, расположенными встречно на боковых стенках топочной камеры. Единичная мощность ПЦТС составляет 17,5 МВт.

Большая часть капиталовложений приходится на создание топливно-транспортного хозяйства — 91,87 %. Производственные затраты на установку ПЦТС составляют лишь 8,13 %. Удельные капиталовложения на единицу мощности котлоагрегата составляют 1825,4 (тыс. руб.)/МВт. Удельный годовой экономический эффект от перевода водогрейного котла КВГМ-30-150М на сжигание угля на единицу мощности котлоагрегата составляет 2707,1 (тыс. руб. в год)/МВт. Топливная составляющая эффекта 99,62 %, экологическая 0,37 %.

Индекс доходности при постоянной нормы дисконта 15 % равен 9,2 (рис. 6).

Внутренняя норма доходности 120 %. Срок окупаемости капиталовложений, даже при пессимистическом варианте, не превышает 2 лет.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Бремя, год

Рис. 6. Динамика изменения индекса доходности

Основные выводы и результаты работы

1. Разработана методика расчета плазменно-циклонной топливной системы, основанная на расчете ЭТХПТ, геометрии и аэродинамики камеры, тепловых потоков ПЦТС. Методика реализована на ЭВМ в системе «МаШсас!». В результате расчета определяются основные данные, необходимые для конструирования и поверки плазменно-циклонных топливных систем.

2. Экспериментом подтверждена возможность сжигания пылеугольного топлива в плазменно-циклонной топливной системе. Плазменно-циклонный процесс обладает хорошей устойчивостью, даже при наличии в топливе минеральных компонентов свыше 40 %.

Золоулавливание в ПЦТС достигает 95 %. Содержание в уходящих газах оксидов азота не превышает 487 мг/м3, оксидов серы 108 мг/м3. Механический недожог топлива не превышает 0,9 %, химический недожог 1,3 %.

3. Добавление цеолита к топливу приводит к снижению оксидов азота. Добавление от 10 % до 30 % цеолита приводит к снижению содержания оксидов азота с 464 до 329 мг/м3 соответственно. Влияние добавки цеолита на другие составляющие уходящих газов не выявлено. Изменение температурного режима при добавлении цеолита не наблюдалось.

4. Технология сжигания угля в плазменно-циклонной топливной системе может иметь целый ряд приложений. Основной экономический эффект при внедрении разрабатываемой технологии ожидается от замещения мазута углем.

Основные результаты работы отражены в следующих публикациях:

1. Дорфман Ю.В., Стрельников A.C., Басаргин А.П. Использование цеолитов месторождений Забайкальского края для снижения вредных выбросов при сжигании твердого топлива //Научно-технические ведомости СПбГПУ. Наука и образование. СПб. 2009. №3(84). - С. 207-210.

2. Басаргин А.П., Иванов С.А. Плазменно-знергетические технологии переработки твердого топлива-Материалы тринадцатой Всероссийской научно-технической конференции «Энергетика: экология, надежность, безопасность».- Томск: Изд-во ТПУ, 2007.- С. 94-97.

3. Басаргин А.П., Иванов С.А. Замещение мазута твердым топливом в теплоэнергетике.-Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции: «Энерго- и ресурсосбережение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии».-Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2007. - С. 249-252.

4. Басаргин А.П., Иванов С.А. Интенсификация процесса сжигания твердого топлива-Материалы «Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых по проблемам промышленной теплоэнергетики».-

Челябинск: ГОУ ВПО ЮУГУ, 2008. - С. 13-16.

5. Басаргин А.П., Иванов С.А., Карпенко Е.И. Сжигание твердого топлива в плазменно-циклонном предтопке/УВестник МАНЭБ. Приложение. Т.13, №3. 2008. С. 79.

6. Басаргин А.П., Иванов С.А. Плазменно-циклонная организация топочного процесса.-Материалы Всероссийской научно-практической конференции: «Кулагинские чтения».-Чита: ЧитГУ, 2008.-4.II. -С. 132-134.

7. Иванов С.А., Стрельников A.C., Басаргин А.П. Аэродинамика циклонного процесса сжигания твердого топлива // Вестник МАНЭБ. Приложение. Т. 14, №3. 2009. С. 88-91.

8. Басаргин А.П., Иванов С.А., Карпенко Е.И. Перспективы замещения мазута и газа твердьм топливом в теплоэнергетике.-Сборник материалов IV Всероссийской научно-практической конференции: «Энергетика в современном мире»-Чита: ГОУ ВПО ЧитГУ, 2009. Ч. II - С. 27-30.

9. Басаргин А.П., Иванов С.А. Разработка технологии сжигания твердого топлива в плазменно-циклонной камере.-Материалы XII Всероссийской конференции по проблемам науки и высшей школы: «Фундаментальные исследования и инновации в технических университетах». Том 1. - СПб.: Изд-во Политехи. Ун-та, 2009. - С. 219220.

10. Басаргин А.П., Иванов С. А., Карпенко Е.И., Карпенко Ю.Е. Экспериментальная установка для исследования сжигания пылеугольного топлива в плазменно-циклонной камере. Материалы Всероссийской научно-практической конференции: «Кулагинские чтения».-Чита: ЧитГУ, 2009.-4.II. - С. 101-104.

Подписано в печать 21.05.2010. Формат 60х84"1б Объем 1 уч.-изд.л. Тираж 100 экз. Заказ № 73

Отпечатано в типографии Читинского государственного университета, 672039, г. Чита, ул. Александро-Заводская, 30

Введение

1. Обоснование разработки плазменно-циклонного способа 10 сжигания твердого топлива

1.1 Анализ существующих способов сжигания твердого топлива

1.2 Сжигание твердого топлива в циклонной камере

1.3 Плазменно-энергетические технологии

1.4 Способы снижения выбросов оксидов азота при сжигании угля

1.5 Плазменно-циклонный процесс сжигания твердого топлива

2. Методика расчета плазменно-циклонной топливной системы

2.1 Алгоритм расчета плазменно-циклонной топливной системы

2.2 Методика расчета электротермохимической подготовки 33 топлива

2.3 Определение геометрических и аэродинамических характеристик циклонной камеры

2.4 Распределение тепловых потоков плазменно-циклонной 46 топливной системы

2.5 Пример расчета плазменно-циклонной топливной системы

3. Экспериментальное исследование сжигания пылеугольного 56 топлива в плазменно-циклонной топливной системе

3.1 Цели и задачи экспериментального исследования

3.2 Описание экспериментальной установки

3.3 Методика проведения эксперимента

3.4 Результаты сжигания пылеугольного топлива в плазменно- 64 циклонной топливной системе

3.5 Экспериментальное исследование влияния добавки цеолита к 67 топливу на образование вредных газообразных выбросов

4. Оценка эколого-экономической эффективности технологии 72 сжигания угля в плазменно-циклонной топливной системе

4.1 Область применения технологии сжигания угля в плазменно- 72 циклонной топливной системе

4.2 Методика оценки эколого-экономической эффективности 74 инвестиционных проектов

4.3 Оценка эколого-экономической эффективности технологии 83 сжигания угля в плазменно-циклонной топливной системе при переводе газомазутных котлов на уголь

Актуальность темы исследования. В современных условиях особую важность приобретает вопрос ресурсосбережения. Постоянный рост цен на жидкое топливо, обусловленный сокращением природных запасов нефти, являющейся сырьем для нефтеперерабатывающей промышленности, заставляет искать другие энергетические источники. Дефицит нефти оказывает прямое воздействие на стоимость природного газа, запасы которого, в случае большого спроса, будут исчерпаны не менее быстрыми темпами, чем нефтяные ресурсы.

Особую важность данный вопрос приобретает в региональном аспекте. В Забайкальском крае нет нефтяных и газовых месторождений, способных обеспечить топливом существующие газомазутные энергетические котлы. Наличие последних в нашем регионе объясняется сопоставимой стоимостью мазута и угля на момент установки оборудования при более высокой эффективности газомазутных котлов. Вместе с тем, на указанной территории существуют значительные угольные месторождения, способные вытеснить газовое и мазутное топливо из энергетического баланса региона.

Эти обстоятельства приводят к необходимости замены газомазутных котлов на котлы, работающие на твердом топливе. Однако отсутствие инвестиций в энергетику и свободных денежных средств у энергетических компаний не позволяет это осуществить.

Сжигание твердого топлива существующими способами в газомазутных котлах требует значительной их реконструкции по двум основным причинам: тепловое напряжение топочного объема при горении газового или мазутного топлива намного выше, чем при горении твердого топлива; отсутствие системы золоудаления в газомазутных котлах.

Преодоление указанных трудностей возможно путем внедрения технологии, позволяющей интенсифицировать процесс горения твердого топлива и обеспечить удаление минеральных примесей без серьезной модернизации газомазутных котлов.

Такой технологией может стать сжигание твердого топлива в плазменно-циклонной топливной системе (ПЦТС), пристраиваемой к существующим газомазутным котлам. Сжигание в плазменно-циклонной топливной системе совмещает следующие высокоэффективные процессы: электротермохимическая подготовка топлива и последующие вихревое сжигание пылеугольного топлива в циклонной камере, а также удаление расплавленной минеральной части топлива.

Основным направлением применения разрабатываемой технологии является повышение эффективности работы существующих котельных агрегатов ТЭС.

Таким образом, представленные положения обосновывают актуальность исследования сжигания угля в плазменно-циклонной топливной системе.

Работа выполнена в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы.

Степень научной разработанности темы. Циклонная организация топочного процесса заинтересовала отечественных и зарубежных ученых в первой половине прошлого века. Уже первые исследования, выполненные В. Тринксом [1], Г.Ф. Кнорре [2], Д.Н. Ляховским [3], Е.А. Нахапетян [4] и др., выявили большие преимущества топливных печей циклонного типа. Последовавшие за этим полномасштабные исследования, сопровождающиеся промышленным внедрением циклонных печей различного назначения, отражены в коллективных трудах КазНИИЭнергетики, ВТИ, ЦКТИ, ЛПИ им. Калинина и др. Особо следует отметить вклад в развитие циклонных процессов Л.А. Вулиса [5], Б.П. Устименко [6], А.Б. Резнякова [7, 8], А.Л. Калишевского [9] и Б.Д. Канцельсона [10], Л.Н. Сидельковского [11], П.М. Михайлова [12], А.Н. Штыма [13], Э.Н. Сабурова [14-20] и др. На современном этапе, в работах Э.Н. Сабурова, С.В. Карпова, С.И. Осташева, А.И. Егорова [21, 22], Ю.Л. Леухина [23], О.А. Белозеровой [24] и др., значительно расширен диапазон исследований, и достигнут высокий уровень понимания процессов, протекающих в циклонных нагревательных устройствах.

Исследования плазменно-энергетических процессов, обусловленные возникшим энергетическим кризисом, появились в конце 70-х годов прошлого века. Концепция плазменной газификации углей, как нового метода повышения эффективности топливоиспользования и снижения вредных выбросов в энергетике, впервые сформулирована Г.Н. Кружилиным [25]. Первые промышленные испытания плазменной подсветки пылеугольного факела проведены Ф. Блэкборном (США). Позднее, в работах JI.C. Полака [26], М.Ф. Жукова [26, 27] B.C. Перегудова [27], В.Е. Мессерле [28] и др., была установлена возможность плазменного розжига и подсветки пылеугольного факела. Продолжением этих исследований стали работы Е.И. Карпенко, В.Е. Мессерле, А.С. Аскарова, З.Б. Сакипова, М.Х. Ибрагимова, C.JI. Буянтуева, А.Б. Устименко, Б.Г. Трусова, В.В. Дробчик, С.Ю. Шишулькина и др. В результате проведенных исследований разработаны плазменно-энергетические технологии, направленные на безмазутную растопку, стабилизацию горения факела и выхода жидкого шлака пылеугольных котлов, а также газификацию и комплексную переработку твердого топлива.

При всем многообразии исследований циклонных и плазменно-энергетических процессов на сегодняшний день практически отсутствуют работы, посвященные совмещению этих высокоэффективных процессов. Поэтому постановки диссертационного исследования являются актуальными и правомочными.

Объектом исследования выступает плазменно-циклонная топливная система.

Предметом исследования является оценка эффективности сжигания твердого топлива в плазменно-циклонной топливной системе.

Исследовательская гипотеза: совмещение электротермохимической подготовки угля и его последующего сжигания в циклонной камере повысит эффективность топливоиспользования.

Целью работы является исследование совмещения процессов предварительной электротермохимической подготовки угля и его последующего сжигания в циклонной камере, а также влияния добавки цеолита к топливу на образование вредных газообразных выбросов.

Для достижения цели исследования поставлены следующие задачи:

- разработка методики расчета сжигания угля в плазменно-циклонной топливной системе;

- экспериментальное исследование сжигания угля в плазменно-циклонной топливной системе;

- экспериментальное исследование влияния добавки цеолита к топливу на образование вредных газообразных выбросов и температурный режим ПЦТС;

- оценка эколого-экономической эффективности плазменно-циклонного процесса сжигания угля.

Теоретической и методологической основой диссертационного исследования послужили труды отечественных и зарубежных ученых, посвященные проблемам плазменно-энергетических и циклонных процессов.

Эмпирическая база исследования основана на собственных экспериментальных данных.

В рамках диссертационного исследования получены следующие наиболее важные результаты, определяющие его научную новизну:

- впервые представлена и обоснована возможность совмещения процессов электротермохимической подготовки топлива и сжигания угля в плазменно-циклонной топливной системе;

- разработана методика расчета сжигания угля в плазменно-циклонной топливной системе;

- экспериментально исследовано влияние добавки цеолита на концентрацию вредных газообразных выбросов при сжигании угля в плазменно-циклонной топливной системе.

Достоверность, полученных в результате работы выводов и рекомендаций подтверждается использованием многократно проверенных теоретических и эмпирических методик и зависимостей.

Практическая значимость работы заключается в том, что технология сжигания угля в плазменно-циклонной топливной системе позволит отказаться от использования мазута в энергетике, интенсифицировать топочные процессы, и тем самым повысить технико-экономическую и экологическую эффективность топливоиспользования.

Основные положения, выносимые на защиту: теоретическое и экспериментальное обоснование совмещения электротермохимической подготовки угля и его сжигания в циклонной камере; методика расчета сжигания угля в плазменно-циклонной топливной системе позволяет проектировать ПЦТС различной мощности; результаты экспериментальных исследований влияния цеолита на концентрацию выбросов диоксидов серы и оксидов азота позволяют производить дальнейшее совершенствование аддитивного метода снижения вредных выбросов.

Апробация работы. Основные результаты и положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: XIII Всероссийской научно-технической конференции «Энергетика: экология, надежность, безопасность» (Томск, 2007 г.); Всероссийской научно-практической конференции: «Энерго- и ресурсосбережение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии» (Екатеринбург, 2007 г.); Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых по проблемам промышленной теплоэнергетики (Челябинск, 2008 г.); Всероссийской научно-практической конференции: «Кулагинские чтения» (Чита, 2008 г., 2009 г.); IV Всероссийской научно-практической конференции: «Энергетика в современном мире» (Чита, 2009 г.); XII Всероссийской конференции по проблемам науки и высшей школы:

Фундаментальные исследования и инновации в технических университетах» (СПб, 2009 г.).

Личный вклад автора. Автор принимал активное участие в постановке и решении задач исследования. Экспериментальные исследования и обработка экспериментальных данных проводилась при непосредственном участии диссертанта.

Публикации. Основные научные результаты работы отражены в 10 печатных изданиях.

Структурно диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка и двух приложений. Первая глава отражает научную разработанность проблемы, цели и задачи исследования. Вторая глава посвящена разработке методики расчета плазменно-циклонной топливной системы. Третья глава освещает экспериментальные исследования сжигания угля в ПЦТС и влияния добавки цеолита на концентрацию вредных выбросов. В четвертой главе производится оценка эколого-экономической эффективности технологии сжигания угля в ПЦТС.

Основные результаты и положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: XIII Всероссийской научно-технической конференции «Энергетика: экология, надежность, безопасность» (Томск, 2007 г.); Всероссийской научно-практической конференции: «Энерго- и ресурсосбережение. Нетрадиционные, и возобновляемые источники энергии» (Екатеринбург, 2007 г.); Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых по проблемам промышленной теплоэнергетики (Челябинск, 2008 г.); Всероссийской научно-практической конференции: «Кулагинские чтения» (г. Чита, 2008 г., 2009 г.); IV Всероссийской научно-практической конференции: «Энергетика в современном мире» (Чита, 2009 г.); XII Всероссийской конференции по проблемам науки и высшей школы: «Фундаментальные исследования и инновации в технических университетах» (СПб, 2009 г.).

В итоге выполненной работы получены следующие результаты.

1. Разработана методика расчета плазменно-циклонной топливной системы, основанная на расчете ЭТХПТ, геометрии и аэродинамики камеры, тепловых потоков ПЦТС. Методика реализована на ЭВМ в системе «Mathcad». В результате расчета определяются основные данные, необходимые для конструирования и поверки плазменно-циклонных топливных систем.

2. Экспериментом подтверждена возможность сжигания пылеугольного топлива в плазменно-циклонной топливной системе. Плазменно-циклонный процесс обладает хорошей устойчивостью, даже при наличии в топливе минеральных компонентов свыше 40%. Золоулавливание в ПЦТС достигает 95%. Содержание в уходящих газах оксидов азота не превышает 487 мг/м3, л оксидов серы 108 мг/м . Механический недожог топлива не превышает 0,9%, химический недожог 1,3%.

3. Добавление цеолита к топливу приводит к снижению оксидов азота. Добавление от 10% до 30% цеолита приводит к снижению содержания л оксидов азота с 464 до 329 мг/м соответственно. Влияние добавки цеолита на другие составляющие уходящих газов не выявлено. Изменение температурного режима при добавлении цеолита не наблюдалось.

4. Технология сжигания угля в плазменно-циклонной топливной системе может иметь целый ряд приложений. Основной экономический эффект при внедрении разрабатываемой технологии ожидается от замещения мазута углем.

Заключение

Основной целью работы являлось исследование плазменно-циклонного способа сжигания угля, заключающегося в предварительной электротермохимической подготовке угля и его последующего сжигания в циклонной камере. Исследование включало анализ существующих способов сжигания, разработку методики расчета плазменно-циклонной топливной системы, проведения экспериментов по сжиганию угля в чистом виде и с добавкой цеолита в ПЦТС, оценку эколого-экономической эффективности разрабатываемого способа сжигания угля.

1. Тринкс В. Промышленные печи. В 2 т. Т. 1. М.: Государственное научно-техническое издательство по черной и цветной металлургии, 1984.-503 с.

2. Циклонные топки / Под ред. Г.Ф. Кнорре и М.А. Наджарова. M.-JL: Госэнергоиздат, 1958.-215с.

3. Ляховский'Д.Н. Исследование аэродинамики циклонной камеры / Д.Н Ляховский // Вопросы аэродинамики и теплопередачи в котельно-топочных процессах: сб. науч. тр. М. - Л.: Госэнергоиздат, 1958. - С. 27-34.

4. Нахапетян Е.А. Исследование изотермического циклонного потока на модели топочной камеры / Е.А. Нахапетян // Вопросы аэродинамики и теплопередачи в котельно-топочных процессах: сб. науч. тр. М. - Л.: Госэнергоиздат, 1958. - С. 150-165.

5. Вулис Л.А., Устименко Б.П. Об аэродинамике циклонной топочной камеры / Л.А. Вулис, Б.П. Устименко // Теплоэнергетика. 1954Г№ 9. — С. 21-25.

6. Устименко Б.П. Процессы турбулентного переноса во вращающихся течениях. Алма-Ата: Наука, 1977. - 238 с.

7. Горение натурального твердого топлива / Под ред. А.Б. Резнякова. — Алма-Ата: Наука, 1968. — 410 с.

8. Теплотехнические основы циклонных топочных и технологических процессов / Под ред. А.Б. Резнякова. Алма-Ата: Наука, 1974. - 374 с.

9. Калишевский Л.Л. Структура потока и аэродинамические характеристики циклонной камеры при горении / Л.Л. Калишевский // Теплоэнергетика. 1958. № 2. - С. 34-36.

10. Ю.Канцельсон Б. Д. Шатиль А.А. Исследование теплообмена в горизонтальной циклонной камере горения с воздушным охлаждением / Б.Д. Канцельсон, А.А. Шатиль // Энергомашиностроение. 1986. № 10.-С. 54-57.

11. Циклонные энерготехнологические установки / Под ред. JI.H. Сидельковского. — M.-JI.: Госэнергоиздат, 1962. — 138 с.

12. Михайлов П.М., Сабуров Э.Н. К аэродинамике вихревых нагревательных устройств / П.М. Михайлов, Э.Н. Сабуров // Изв. вузов. Энергетика. 1966. № 10. - С. 18-26.

13. Штым А.Н. Аэродинамика циклонно-вихревых камер. — Владивосток: Из-во Дальневосточн. ун-та, 1985. 200 с.

14. Н.Сабуров Э.Н., Карпов С.В. Исследование конвективного теплообмена в вертикальной циклонной нагревательной камере с одиночной заготовной / Э.Н. Сабуров, С.В. Карпов // Изв. вузов. Энергетика. -1976. №5.-С. 27-33.

15. Сабуров Э.Н., Карпов С.В. О методике расчета аэродинамики циклонно-вихревых нагревательных устройств / Э.Н. Сабуров, С.В. Карпов // Изв. вузов. Энергетика. 1975. № 8. — С. 37-41.

16. Сабуров Э.Н., Карпов С.В. О сопротивлении циклонных камер в автомодельной области течения потока / Э.Н. Сабуров, С.В. Карпов // Инж. физ. журн. 1975. Т.28, № 2. - С. 64-68.

17. Сабуров Э.Н., Леухин Ю.Л. Исследование теплоотдачи цилиндров, смещенных с оси потока в циклонной камере / Э.Н. Сабуров, Ю.Л. Леухин // Изв. вузов. Энергетика. 1979. № 9. - С. 74-78.

18. Сабуров Э.Н., Осташев С.И. Исследование теплоотдачи цилиндрической вставки, соосной с рабочим объемом циклонной камеры / Э.Н. Сабуров, С.И. Осташев // Изв. вузов. Энергетика.- 1979. №6.-С. 63-71,

19. Сабуров Э.Н., Осташев С.И. Об особенностях турбулентного обмена в циклонных кольцевых камерах / Э.Н. Сабуров, С.И. Осташев // Изв. вузов. Лесной журнал. 1986. № 4. - С. 13-19.

20. Сабуров Э.Н., Осташев С.И., Леухин .Ю.Л. Исследование теплоотдачи цилиндрической вставки, соосной с рабочим объемом циклоннойкамеры / Э.Н. Сабуров, С.И. Осташев, Ю.Л. Леухин // Изв. вузов. Энергетика. 1980. № 4. - С. 44-49.

21. Сабуров Э. Н., Карпов С.В., Осташев С.И. Теплообмен и аэродинамика закрученного потока в циклонных устройствах. — Л.: Издательство ЛГУ, 1989.-273 с.

22. Циклонные устройства в деревообрабатывающем и целлюлозно-бумажном производстве / Под ред. Э.Н. Сабурова. М.: Экология, 1993.-368 с.

23. Леухин Ю.Л. Аэродинамика и конвективный теплообмен в циклонных нагревательных устройствах с периферийным выводом газов: Автореф. дис. канд. техн. наук. Л. 1984. - 20 с.

24. Белозерова О.А. Аэродинамика и конвективный теплообмен в циклонных нагревательных устройствах с поперечной подачей заготовок. Дис. . канд. техн. наук. Архангельск, 2003. - 176 с.

25. Кружилин Г.Н. Плазменная газификация углей / Г.Н. Кружилин // Вестник АН СССР. 1980. №12. - С. 69-79.

26. Жуков М.Ф., Калиненко Р.А., Левицкий А.А., Полак Л.С. Плазмохимическая переработка угля. — М.: Наука, 1990. 200 с.

27. Жуков М.Ф., Перегудов B.C. О плазменной технологии растопки котлов, работающих на пылеугольнбм топливе / М.Ф. Жуков, B.C. Перегудов // Теплоэнергетика. 1996. № 12. - С. 61—64.

28. Теория горения и топочные устройства / Под ред. Д.М. Хзмаляна. М.: Энергия, 1976.-488 с.

29. Семенко Н.А., Сидельковский Л.Н., Юренев В.Н. Котельные установкипромышленных предприятий. — M.-JL: Энергия, 1960. — 258 с.

30. Расчеты аппаратов кипящего слоя. /Под ред. И.П. Мухленого, Б.С. Сажина, В.Ф. Фролова. — Л.: Химия, 1986. — 352 с.

31. Карпенко Е.И., Мессерле В.Е., Пере1уцов B.C. Основные этапы совершенствования способов сжигания твердых топлив и их наиболее перспективные современные направления / Е.И Карпенко // Теплоэнергетика. 2003, №12. С. 17-21.

32. Хзмалян Д.М. Теория топочных процессов. — М.:Энергия. 1976. 487 с.

33. Котлер В.Р. Специальные топки энергетических котлов. М.: Энергоатомиздат. — 1990. 213 с.

34. НТВ-технология сжигания Электронный ресурс. URL http://www.ntv-energo.spb.ru/ntv.html.

35. Карпенко Е.И, Мессерле В.Е. Введение в плазменно-энергетические технологии использования твердых топлив Новосибирск: Наука, 1997 219 с.

36. Меркулов А.П. Вихревой эффект и его применение в технике. -Самара: Оптима, 1997. 355 с.

37. Сабуров Э.Н. Аэродинамика и конвективный теплообмен в циклонных нагревательных установках. Л.: Издательство ЛГУ, 1982. - 239с.

38. Меркулов А.П. Вихревой эффект и его применение в технике. — Самара: Оптима, 1997. 355 с.

39. Голант В.Е., Жилинский А.П., Сахаров С.А. Основы физики плазмы. М.: Атомиздат, 1977. - 384 с.

40. Арцимович JI.A., Сагдеев Р.З. Физика плазмы для физиков. М.: Атомиздат, 1979. — 317 с.

41. Русанов В.Д., Фридман А.А. Физика химически активной плазмы. — М.: Наука, 1984.-393 с.

42. Франк-Камёнецкий Д.А. Плазма четвертое состояние вещества. - М.: Энергоатомиздат, 1968. - 160 с.

43. Физическая энциклопедия. В 4 т. Т.З. М.: Большая Рос. Энцикл., 1992. -672 с.

44. Карпенко Е.И., Мессерле В.Е. Плазменно энергетические технологии топливоиспользования. Новосибирск: Наука, 1998.-385 с.

45. Плазменная безмазутная растопка котлов и стабилизация горения пылеугольного факела / Под. ред В.Е. Мессерле. Новосибирск: Наука, 1996.-415 с.

46. Синкевич О.А., Соснин В.Е. Статическое описание параметров плазмы в разряде повышенного давления в стохастическом СВЧ-поле / О.А. Синкевич // ЖЭТФ. 1996. Т. 109. № 4. С. 1297-1303.

47. Энциклопедия низкотемпературной плазмы / Под ред. В.Е. Фортова. Т. 4. М.: Наука, 2000. 812 с.51 .Использование плазмы в химических процессах / Под ред. JI.C. Полака. — М.:Мир, 1970.-255 с.

48. Дробчик В.В. Разработка технологии зажигания и стабилизации1 горения пылевидных твердых топлив на основе устройств с вынесенной плазменной дугой: Дисс. . канд. техн. наук. Томск, 2004.-18 с.

49. Буров В.Ф., Стрижко Ю.В. СВЧ-плазмотрон со свободно парящим102плазмоидом / В.Ф. Буров // Сб. докл. VI Всероссийской конференции «Горение твердого топлива». — Новосибирск: ИТ СО РАН, 2006. — С. 29-33.

50. Мессерле В.Е., Сакипов З.Б., Ибраев Ш.Ш. Элекгротермохимическая подготовка угля к сжиганию. Алма-Ата: Наука, 2000.412 с.

51. Карпенко Е.И., Мессерле В.Е., Устименко А.Б. Математическая модель процессов воспламенения, горения и газификации пылеугольного топлива в устройствах с электрической дугой / Е.И. Карпенко // Теплофизика и аэромеханика. -1995. Т. 2. С. 173-187.

52. М.Ф. Жуков.Плазмохимическая переработка угля. М.: Наука, 1990.315 с.

53. Исследование природного цеолита в качестве сорбента для очистки газовых систем от вредных составляющих: отчет о НИР/Читинский политехнический институт; рук. С.Ф. Мирошников.- № ГР 01.91.00152297. -Чита: ЧитПИ, 1989.-25 с.

54. Дорфман Ю.В., Стрельников А.С., Басаргин А.П. Использование цеолитов месторождений Забайкальского края для снижения вредных выбросов при сжигании твердого топлива / Ю.В. Дорфман //Научно-технические ведомости СПбГПУ. №3(84). 2009. - С. 207-210.

55. Дорфман Ю.В., Совершенствование работы котлов малой и средней производительности с топками НТКС при сжигании углей Забайкальских месторождений: Дисс. . канд. техн. наук. ЧитГУ, 2006. - 149 с.

56. Синярев Г.Б., Ватолин Н.А., Трусов Б.Г., Моисеев Г.К. Применение ЭВМ для термодинамических расчетов металлургических процессов. -М.: Наука, 1992.-263 с.

57. Ватолин Н.А., Моисеев Г.К., Трусов Б.Г. Термодинамическое моделирование в высокотемпературных неорганических системах. -М.: Металлургия, 1994. 352 с.

58. Трусов Б.Г. Программная система ТЕРРА для моделирования фазовыхи химических равновесий при высоких температурах / Трусов Б.Г. // III Международный симпозиум «Горение и плазмохимия». — Алматы 2005. С. 94^99.

59. Калиненко Р.А., Левицкий А.А., Мессерле В.Е. Электротермохимическая подготовка низкосортных углей. Математическая модель и эксперимент / Р.А. Калиненко // Химия высоких энергий. 1990. Т. 24, № 3. —С. 272-277.

60. Штым А.Н., Михайлов П.М. К аэродинамике закрученного потока в циклонно-вихревых камерах / Штым А.Н. // Изв. вузов. Энергетика. — 1965. № 11.-С 25-29.

61. Сабуров Э.Н. Исследование аэродинамики и конвективного теплообмена в вихревых нагревательных устройствах: Дис. . канд. техн. наук. Л., 1966.

62. Карпов С.В. Исследование аэродинамики и конвективного теплообмена в вертикальных циклонно-вихревых загруженных камерах: Дис. . канд. техн. наук. Л. 1976.

63. Кинни. Универсальное подобие скоростей в полностью турбулентных вращающихся потоках / Кинни // Приклодная механика. 1967, № 2. С. 64-74.

64. Сабуров Э.Н., Карпов С.В. Аэродинамика циклонной камеры. Архангельск, 1980. 312 с.

65. Липов Ю.М., Самойлов Ю.Ф., Виленский Т.В. Компановка и тепловой расчет парового котла. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 208 с.

66. Проектирование и расчет горелок/Под ред. Т.В. Виленского. М.: МЭИ, 1990.- 115с.

67. Трембволя В.И., Фингер Е.Д., Авдав А.А. Теплотехнические испытания котельных установок. М.:Энергия, 1977. - 297 с.

68. Природные цеолиты. М.: Химия, 1985. - 224 с.

69. Пуртов Н.Н., Шикула Н.Г. Возможности использования природных цеолитов в энергетике / Н.Н. Пуртов // Повышение эффективности использования энергооборудования ТЭС и энергосистем: межвуз. сб. науч. тр. Чита: ЧитПИ, 1989. - С. 126-130.

70. Карпенко Ю.Е. Анализ эколого-экономической эффективности плазменных технологий в теплоэнергетике республики Бурятия/ Дис. . конд. экон. наук. Новосибирск. 1999 г. 186 с.

71. Типовая методика определения эффективности капитальных вложений. М. 1960.

72. Методике определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторскихпредложений. М. 1977.

73. Денисов В.И., Евдокимова С.Т., Балацкий О.Ф. Методы определения эффективности мероприятий по сокращению вредных выбросов в энергетике / В.И. Денисов // Повышение эффективности и оптимизация теплоэнергетических установок. — Саратов, 1981.

74. Типовая методика определения экономической эффективности и осуществления природоохранных мероприятий и оценки экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей среды. Л.: Гидрометеоиздат. 1986.

75. Методика определения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при сжигании топлива в котлах производительностью менее 30 тонн пара в час или менее 20 Гкал в час. М.: НИИАтмосфера. 1999.

76. РД 34.02.305-98. Методика определения валовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от котельных установок. М. 1998 Электронный ресурс. URL http://www.gostrf.com/Basesdoc /11/11857/index.htm.

77. Головин Г.С., Крапчин И.П. Перспективы использования энерготехнологического потенциала угля / Головин Г.С. // Сборник докладов «Новые технологии сжигания твердого топлива: их текущее состояние и использование в будущем». М.: ВТИ, 2001. - 302 с.

78. Бурдуков А.П., Попов В.И., Фалеев В.А., Чернова Г.В., Федосенко В.Д., Чурашев В.Н. Технико-экономическая эффективность применения ультратонкого помола угля в теплоэнергетике Электронный ресурс. URL http://www.sibai.ru/content/view/904/1042.

79. Котлы малой и средней мощности и топочные устройства. Отраслевой каталог. -М.: НИИЭИНФОРМЭНЕРГОМАШ, 1987. 209 с.

80. Шарапов В .И., Орлов М.Е. Технологии обеспечения пиковой нагрузки систем теплоснабжения. М.: Новости теплоснабжения, 2006. - 208 с.

81. Иванников В.М., Видин Ю.В. Проблемы внедрения безмазутной растопки котлов, сжигающих канско-ачинские угли / Н.А. Сеулин // Электрические станции. 2000. № 6. С. 29-31.

82. Сеулин Н.А., Иванников В.М., Видин Ю.В., Деринг И.С., Дубровский В.А., Бацын Н.А., Сидоров Н.В., Липатов Е.В. Проблемы внедрениябезмазутной растопки котлов, сжигающих канско-ачинские угли / Н.А. Сеулин // Электрические станции. 2000. № 6. С. 29-31.

83. Деветерикова М.И. Исследование влияние шероховатости внутренних поверхностей и торцевых перетечек на аэродинамику циклонно-вихревых камер. Дис. . канд. техн. наук. JI. 1971. 163 с.

84. Буянтуев СЛ., Елисафенко А.В., Легостаев С.М., Михайлов С.Ф. Предеин А.П. Применение плазменных пьшеугольных горелок на котле ТПЕ-185 Улан-Уденской ТЭЦ-2 / С.Л. Буянтуев // Энергетик. 2003, № 3. С. 28-31.

85. Карпенко Е.И., Мессерле В.Е. Эффективность плазменных и огневых технологий воспламенения / Е.И Карпенко // Теплофизика и аэромеханика. 1995. Т.2. № 2. С. 31 —35.

86. Карпенко Е.И., Мессерле В.Е., Перегудов B.C. Плазменная термохимподштовка углей дня снижения потребления мазута на угольных ТЭС / Е.И. Карпенко // Теплоэнергетика. 2002, № 1. С. 5-9.

87. Басаргин А.П., Иванов С.А., Карпенко Е.И. Сжигание твердого топлива в плазменно-циклонном предтопке / А.П. Басаргин // Вестник МАНЭБ. Приложение. 2008. Т.13, №3. С. 7-9.

88. Басаргин А.П., Иванов С.А. Плазменно-циклонная организация топочного процесса / А.П. Басаргин // Материалы Всероссийской научно-практической конференции: «Кулагинские чтения». — Чита: ЧитГУ, 2008.4.II. — 331 с.

89. Юб.Иванов С.А., Стрельников А.С., Басаргин А.П. Аэродинамика циклонного процесса сжигания твердого топлива / С.А. Иванов // Вестник МАНЭБ. Приложение. 2009. Т.14, №3. С. 88-91.