автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Комплексное исследование и учет реакционной способности энергетических углей в практике моделирования и совершенствования теплотехнологических процессов и оборудования

на правах рукописи

БОЙКО Евгений Анатольевич

КОМПЛЕКСНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ И УЧЕТ РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УГЛЕЙ В ПРАКТИКЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕПЛОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ОБОРУДОВАНИЯ

05.14.04 - промышленная теплоэнергетика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Красноярск 2008

003452549

Работа выполнена на кафедре «Тепловые электрические станции» ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет» (г. Красноярск)

Научный консультант:

доктор физико-математических наук,

профессор

Журавлев Валентин Михайлович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Костин Владимир Иванович

доктор технических наук, профессор Степанов Сергей Григорьевич

доктор технических наук, профессор Щипко Максим Леонидович

Ведущая организация:

Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН (г. Новосибирск)

Защита диссертации состоится « 27 » ноября 2008 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.099.07 при ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет» по адресу:

660074, г. Красноярск, ул. акад. Киренского, 26, ауд. Д-501 тел. (3912) 91-27-56, факс 43-06-92 (для кафедры ТЭС). e-mail: boiko@krgtu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Политехнического института Сибирского федерального университета.

Автореферат разослан « 24 » октября_ 2008 г.

и.о. ученого секретаря,

д.т.н., профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Согласно «Энергетической стратегии России на период до 2020 года», утвержденной распоряжением Правительства РФ № 1234-р от 28.08.2003 г., твердое органическое топливо рассматривается в качестве основного сырьевого источника для производства энергии на длительную перспективу. Совершенствованию технологии производства и потребления энергии, вырабатываемой на твердом органическом топливе, уделяется значительное внимание в энергетической, углехимической, металлургической и других отраслях промышленности. Создание новых и повышение эффективности существующих технологических приемов термохимической обработки, сжигания и газификации твердых горючих ископаемых основано на всесторонней оценке их состава и свойств. Технологии производств, так или иначе связанных с использованием процессов испарения влаги, термического разложения и взаимодействия топлива с окислителем, предусматривают, в качестве непременного условия, оценку его реакционной способности. При этом необходимо учитывать специфические для каждой марки угля сложные кинетические механизмы большого класса недостаточно исследованных явлений термохимического превращения органической и минеральной части пылевидного твердого топлива. Значительный разброс и неполнота экспериментальных значений кинетических параметров, определяющих реакционную способность, а также отсутствие обобщающих методических работ по определению этих параметров применительно к основным этапам термохимического превращения твердого органического топлива в условиях реальных теплотехнологических процессов и установок, предопределили основные положения исследований в рамках самостоятельного научного направления «Реакционная способность углей».

Достаточно эффективным средством исследования механизма и кинетики процессов термохимического превращения твердого органического топлива является использование методов комплексного термического анализа и математического моделирования. Перечисленные методы нашли широкое применение в практике научных исследований, однако, сложность исследуемых процессов требует их дальнейшего совершенствования. Следует отметить, что имеет место необъективность при оценке и интерпретации получаемых результатов, а иногда и явно ошибочные гипотезы. Феноменологическое описание нуждается в дополнительной информации, главным образом структурного характера, что особенно важно при исследовании динамики процессов.

Разработка комплексного метода оценки реакционной способности энергетических углей, математических моделей и методик расчета степени термохимического превращения твердого органического топлива и обоснование на их основе технических и технологических решений по повышению эффективности энергетического использования углей имеет существенное значение для ускорения научно-технического прогресса в топливно-энергетическом комплексе страны и являются важными народно-хозяйственными задачами.

Работа выполнена в соответствии с заданием 07.05 федеральной целевой комплексной научно-технической программы 0.Ц.008 («Энергия»), утвержденной Постановлением ГКНТ, Госпланом СССР и АН СССР (№4741250/132) от 12.12.1980 г., научно-технической программы «Технические университеты» (1993-1996 г.), «Гранта по фундаментальным исследованиям в области энергетики и электротехники» (1998-1999 г.), гранта РФФИ (№08-08-90253-Узб_а, 2008-

2009) и тематических планов выполнения хозяйственных договоров (1995-2008 г.) с Красноярской ТЭЦ-1, ТЭЦ Ачинского глиноземного комбината, Красноярской ТЭЦ-2, Назаровской ГРЭС, Минусинской ТЭЦ, Красноярской ТЭЦ-3, Красноярской ГРЭС-2, ЗАО «СибКОТЭС» (г. Новосибирск), ОАО СибЭНТЦ (г. Новосибирск), ОАО «Енисейская генерация (ТГК-13)» (г. Красноярск).

Объектом исследования является комплекс термических и термохимических процессов превращения пылевидного твердого органического топлива в условиях его подготовки и сжигания на тепловых электростанциях.

Предмет исследований: кинетические параметры термохимической обработки энергетических углей Кузнецкого и Канско-Ачинского месторождений.

Цель работы заключается в развитии и внедрении комплексного метода исследования реакционной способности твердых органических топлив в практику физического и математического моделирования теплотехнологических процессов и устройств для повышения эффективности проектных и технических решений энергетического использования углей.

Для достижения цели решались следующие задачи:

- анализ методических подходов и экспериментальных приемов по исследованию и определению кинетических параметров процесса горения твердого органического топлива в пылевидном состоянии;

- совершенствование схемы и установки комплексного термического анализа твердого органического топлива для исследования и определения характеристик его реакционной способности;

- исследование влияния различных факторов на характер термоаналитических зависимостей и обоснование выбора экспериментальных условий выполнения комплексного термического анализа угольного вещества для определения его технических и реакционных характеристик;

- обобщение и развитие теоретических основ и математического аппарата неизотермической кинетики процессов термохимического превращения твердого органического топлива;

- разработка методики и определение на ее основе кинетических параметров процессов испарения влаги, выхода летучих веществ с раздельной оценкой смоловыделения и выхода парогазовых компонентов, горения и газификации нелетучего остатка, термических превращений химических компонентов минеральной части твердого органического топлива;

- проведение экспериментальных исследований процесса термохимического превращения твердого органического топлива в условиях лабораторных, полупромышленных и промышленных установок с сопоставлением полученных при различном темпе нагрева видимых констант скоростей основных стадий горения угля;

- разработка математической диффузионно-кинетической модели термохимического превращения твердого органического топлива в газовом потоке и выполнение на ее основе расчетного анализа динамики этого процесса при различных условиях обработки угля и параметрах модели;

- совершенствование методики расчета степени выгорания пылевидного твердого органического топлива в топочных камерах паровых котлов, разработка вычислительного алгоритма и программы по расчету динамических характеристик горения угольной пыли и создание на их основе тренажерных комплексов для отработки оперативных задач управления рабочими процессами топочных устройств котельных агрегатов;

- обоснование рекомендаций по практическому применению результатов комплексного термического анализа для разработки рациональных способов, режимов и устройств энергетического использования углей.

В работе использован комплексный метод исследований, включающий научный анализ теории и практики термохимической обработки твердого органического топлива, математическое моделирование и экспериментальные исследования в лабораторных и опытно-промышленных условиях, а также промышленное внедрение результатов исследования. Численное моделирование теплофизических и физико-химических процессов базируется на известных достижениях фундаментальных и прикладных наук, таких как теория горения, физическая химия, теория тепло- и массообмена, вычислительная математика и др. Экспериментальные исследования подкреплены соответствующим метрологическим обеспечением и проводились на базе ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет».

Научная новизна и положения, выносимые на защиту:

1. Разработан критерий для определения условий и режимных параметров выполнения комплексного термического анализа твердого органического топлива, основанный на расчетной оценке и текущем контроле соотношения количества прореагировавшего вещества к диффузионному потоку через слой продуктов реакции, что обеспечивает протекание сложных процессов, ответственных за термохимическое превращение угля при проведении лабораторного эксперимента в строго кинетической области.

2. Разработана экспресс-методика определения теплотехнических характеристик твердого органического топлива по результатам его комплексного термического анализа, основанная на аналитической обработке в соответствующей температурной области термогравиметрических кривых убыли массы навески, полученных в условиях непрерывного нагрева и различной атмосфере печи.

3. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена применимость математического аппарата неизотермической кинетики для оценки реакционной способности энергетических углей, устанавливающего с помощью системы трансцендентных уравнений связь между кинетическими характеристиками процесса, скоростью нагрева и долей прореагировавшего вещества, и разработаны практические рекомендации по его использованию для экстраполяции результатов комплексного термического анализа на условия высокоскоростного нагрева, присущие реальным теплотехнологическим процессам и установкам.

4. Разработан новый экспериментально-расчетный метод исследования кинетики многостадийных процессов термохимического превращения твердых органических топлив, использующий аппроксимацию экспериментальных термогравиметрических кривых полиномом, коэффициенты которого определяются исходя из реализации принципа последовательного захвата, расчета и исключения изолированных стадий из исходных термоаналитических зависимостей с помощью корреляционно-регрессионного анализа, что позволяет устранить ограничения по количеству подлежащих определению искомых стадий (число которых может быть заранее неизвестно) и кинетических параметров. Получены предельные значения погрешностей определения кинетических параметров, а также степень влияния на эти погрешности случайных искажений экспериментальных данных.

5. Разработана методика определения реакционной способности угля, основанная на его комплексном термическом анализе в инертной и окислительных средах; получен банк данных по кинетическим константам процессов испарения

влаги, выхода летучих веществ с раздельной оценкой смоловыделения и выхода индивидуальных парогазовых компонентов, горения и газификации нелетучего (коксового) остатка, термического превращения химических компонентов минеральной части кузнецких и канско-ачинских углей и установлены зависимости их изменения от качества исходного топлива.

6. Впервые научно обоснована и экспериментально доказана стабильность механизмов протекания процессов испарения влаги, термической деструкции и горения нелетучего (коксового) остатка угольного вещества с размером частиц менее 250 мкм при экстремальных значениях темпа нагрева (10 -106 град/с), что позволяет рекомендовать комплексный метод термического анализа в неизотермических условиях с непрерывной регистрацией скорости процесса термохимического превращения пылевидного твердого органического топлива в качестве универсального способа определения его реакционной способности.

7. Разработана математическая диффузионно-кинетическая модель процесса термохимической обработки пылеугольных частиц, учитывающая химическую структуру, механизм превращения и реакционную способность твердых органических топлив, а также межфазный тепло- и массоперенос, что позволило выполнить количественную оценку и анализ температурно-временных интервалов протекания различных стадий превращения угля в зависимости от качества исходного топлива и режимных параметров широкого класса топливоиспользующих устройств.

8. Усовершенствована методика расчета степени выгорания пылевидного твердого органического топлива в топочных камерах паровых котлов в части учета реакционной способности для раздельной оценки длительности протекания различных стадий горения угля и на ее основе разработана динамическая позон-ная модель пылеугольной топки, учитывающая изменение приведенной доли выгорания от эксплуатационных факторов, и позволяющая осуществлять синтез имитационных и управляющих систем рабочих процессов топочных устройств.

9. По результатам численного моделирования и экспериментальных исследований процесса термохимического превращения твердого органического топлива в условиях лабораторных и опытно-промышленных установок обоснованы требования к организации систем подготовки и сжигания твердого органического топлива, а также разработаны способы и устройства по их реализации в условиях тепловой электростанции, обеспечивающие повышение эффективности и надежности работы котельных агрегатов, снижение выбросов вредных веществ в атмосферу, вовлечение в топливно-энергетический баланс страны низкосортных углей.

Практическая значимость работы:

1. Усовершенствованы схема и отдельные узлы установки комплексного термического анализа твердых органических топлив с учетом индивидуальных особенностей различных процессов термохимического превращения угольного вещества, что обеспечивает повышение информативности, надежности и точности результатов экспериментального моделирования. Установка реализована в виде аппаратно-программного комплекса, автоматизирующего процессы сбора, обработки и интерпретации экспериментальных данных в масштабе реального времени.

2. Разработаны практические рекомендации для выбора экспериментальных условий при проведении комплексного термического анализа твердых горючих ископаемых, минимизирующих эффект диффузионных осложнений: масса навески топлива, размер пылеугольных частиц, скорость нагрева, расход газа в реакционное пространство, чувствительность записи регистрирующих прибо-

ров, материал изготовления и форма тигля.

3. Апробирована и внедрена методика выполнения экспресс-анализа технических характеристик топлива в условиях эксплуатации и наладки топочно-горелочных устройств котельных установок тепловых электростанций, сокращающая общую продолжительность анализа в 2,5-4 раза при аналогичной точности в сравнении с методиками ГОСТ.

4. Разработано специализированное алгоритмическое и программное обеспечение, реализующее методику оценки кинетических параметров многостадийных процессов термохимического превращения твердых органических топлив, позволяющее формализовать и автоматизировать обработку результатов комплексного термического анализа.

5. Получена необходимая структура кинетических характеристик для расчета и проектирования процессов и устройств энергетического и энерготехнологического использования угля на основе применения разработанного комплексного метода определения реакционной способности с раздельной оценкой кинетических параметров различных стадий сжигания твердого органического топлива, отличающегося документальной регистрацией экспериментальных величин и их сопоставимостью.

6. На основе данных комплексного термического анализа выявлены особенности возникновения тепловых потерь с химическим и механическим недожогом при энергетическом использовании твердых органических топлив и предложена система обоснованных требований к организации процессов их подготовки и сжигания с учетом исходного качества угля, а также режимов работы котельных установок. Разработаны рекомендации по повышению эксплутационной надежности и экологической безопасности работы котлоагрегатов при использовании канско-ачинских углей.

7. Разработано и внедрено специализированное программное обеспечение для отработки оперативных задач управления рабочими процессами топочных устройств в составе имитационных компьютерных тренажеров энергетических котельных агрегатов, базирующееся на использовании кинетических параметров, математической модели и методики расчета степени термохимического превращения твердых органических топлив.

8. Разработаны критерии оценки и способы расчетного обоснования требований к организации процессов и режимов подготовки, а также сжигания твердого органического топлива с учетом его реакционной способности. Предложены и апробированы технические решения и практические рекомендации, обеспечивающие высокую эффективность систем подготовки угольной пыли перед сжиганием, применение рациональных конструкций горелочных устройств, а также схем их расположения в топочной камере, совершенствование топочного процесса за счет применения конструктивных и режимных мероприятий.

Достоверность полученных результатов обеспечивается комплексным характером использования современных средств и методов научных исследований в области термического анализа твердого органического топлива, тепло- и массооб-мена и подтверждается удовлетворительной сходимостью экспериментальных данных с теоретическими расчетами и данными других авторов, положительными результатами: эксплуатации лабораторных и опытно-промышленных установок, практического применения разработанных программных продуктов, а также способов и устройств эффективного топливоиспользования.

Реализация результатов работы. Полученные результаты исследований

нашли практическое применение: на Красноярской ТЭЦ-1 для совершенствования схемы подготовки и сжигания бородинских углей; на Красноярской ТЭЦ-3 при разработке технического проекта по модернизации топочно-горелочных устройств котельных агрегатов КВТК-100; на Красноярской ТЭЦ-2 при тепловых испытаниях и наладке систем пылеприготовления и топочных устройств котельных агрегатов БКЗ-420-140 и БКЗ-500-140; на Березовской ГРЭС-1 при тепловых испытаниях и наладке систем пылеприготовления и топочных устройств котельного агрегата П-67; на Минусинской ТЭЦ при разработке технического проекта экологически чистого котельного агрегата БКЗ-500-140; на ТЭЦ Ачинского глиноземного комбината при создании экспертной системы мониторинга и управления топочного процесса в составе АСУ ТП для котлов БКЗ-320-140 и при создании системы входного контроля за качеством поступающего на ТЭЦ топлива; в ОАО «Енисейская генерация ('11 К-13)» при использовании программных комплексов для отработки оперативных задач управления рабочими процессами топочных устройств в составе имитационных компьютерных тренажеров котлоагрегатов ПК-10Ш, BK3-320-140 Красноярской ТЭЦ-1, БКЗ-420-140 и БКЗ-500-140 Красноярской ТЭЦ-2, ПК-38 Наза-ровской ГРЭС, БКЗ-320-140 ТЭЦ АГК, БКЗ-420-140 Минусинской ТЭЦ.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на Всесоюзной конференции «Комплексное использование углей СССР в народном хозяйстве» (г. Иркутск, 1989 г.); Всесоюзной научно-технической конференции «Разработка и внедрение технологий комбинированного производства тепловой и электрической энергии» (г. Ташкент, 1990 г.); Всесоюзной конференции «Проблемы использования канско-ачинских углей в энергетике» (г.Красноярск, 1991 г.); 1-ой Всесоюзной, 2-ой и 3-ей Всероссийских конференциях «Минеральная часть топлива, шлакование, загрязнение и очистка котлов» (г.Челябинск, 1992, 2001, 2007 г.г.); XXV, XXVI, XXVIII, XXXII, XXXVI Kraftwerkstechnisches kolloquium «Effektive und Umweltschonende Kraftwerksanlagen-Plannung-Baubetrieb» (Deutschland, Dresden, 1993, 1994, 1996, 2000, 2004 г.г.); Всероссийской научно-технической конференции «Повышение эффективности производства энергии в условиях Сибири» (г. Иркутск, 1994 г.); Всероссийской научно-технической конференции «Новые методы и средства экономии энергоресурсов и экологические проблемы энергетики» (г. Санкт-Петербург, 1996 г.); 2-й Российской национальной конференции по теплообмену (г. Москва, 1998 г.); 9-х и 12-х Бернардосовских чтениях «Состояние и перспективы развития электротехнологий» (г. Иваново, 1999, 2005 г.г.); The Third Russian-Korean International Symposium on Science and Technology «KORUS-99» (Novosibirsk, 1999 г.); 3-ей Международной научно-практической конференции «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири» (г. Кемерово, 1999 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы использования канско-ачинских углей на ТЭС» (г. Красноярск, 2000 г.); 3-м Российском национальном симпозиуме по энергетике (г. Казань, 2001 г.); International congress on FEM-Technology and 19th all-European CAD-FEM user' meeting (Germany, Berlin-Potsdam, 2001 г.); 2-й Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы экологии и развития городов» (г. Красноярск, 2001 г.); XXII Всероссийской школе по проблемам науки и технологий (Екатеринбург, 2002 г.); XXII Российской школе «Наука и технологии» (г. Москва, 2002 г.); 2-ой Всероссийской научно-технической конференции «Тренажерные технологии» (г. Санкт-Петербург, 2003 г.); 4-ой Международной научно-технической конференции «Достижения и перспективы развития энергетики Си-

бири» (г. Красноярск, 2005 г.); VI Всероссийской конференции «Горение твердого топлива» (г. Новосибирск, 2006 г.); Международной научно-технической конференции «Современное состояние и перспективы развития энергетики» (г. Ташкент, 2006); на Всесоюзной выставке «НТТМ-ХП» (г. Пермь, 1989 г.) экспонат «Система подготовки углей Канско-Ачинского бассейна» награжден дипломом I степени; на Всероссийской выставке-конгрессе «Высокие технологии. Инновации. Инвестиции» (г. Санкт-Петербург, 2003 г.) разработка «Научно-методическое и программное обеспечение для отработки оперативных задач управления энергетическим оборудованием» награждена дипломом I степени (с вручением медали).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 70 печатных работ, в том числе 1 монография, 15 статей в отечественных и зарубежных изданиях по перечню ВАК, 18 докладов на конференциях, 16 патентов на изобретения, 9 свидетельств об официальной регистрации программ для ЭВМ, 1 депонированная рукопись и 10 статей в межвузовских сборниках научных трудов.

Личный вклад автора. Автору принадлежит постановка задач данного исследования, обоснование и разработка положений, определяющих научную новизну и практическую значимость работы; проведение, анализ и обобщение результатов теоретических и экспериментальных исследований на лабораторных, опытных и промышленных установках; разработка математических моделей и расчетных методик; создание соответствующего программного обеспечения; разработка и внедрение технических систем, способов и устройств по подготовке и сжиганию углей.

Структура и состав диссертации. Диссертация состоит из введения, семи разделов с выводами, заключения, списка использованных источников и 6 приложений. Работа содержит 427 страниц машинописного текста, 265 рисунков и 62 таблиц. Список использованных источников включает 394 наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проводимых исследований, сформулирована цель работы, выделены научная новизна, практическая значимость полученных результатов и основные положения, выносимые на защиту.

В первом разделе выполнен аналитический обзор работ, посвященных исследованию особенностей состава и свойств энергетических углей, изучению различных стадий процесса горения твердого органического топлива и вопросу определения его реакционной способности. На примере бурых углей Канско-Ачинского месторождения рассмотрены теплотехнические свойства и опыт энергетического использования твердых органических топлив как при сжигании в лабораторных условиях, так и в пылеугольных топках котельных агрегатов с жидким и твердым шлакоудалением. Особенности вещественного состава органической и минеральной части канско-ачинских углей значительно влияют на устойчивость горения пылеугольного факела, надежность работы и мощность котельных агрегатов. В связи с этим существенно возрастает роль научно-обоснованного подхода при расчете, проектировании и наладке эксплуатационных режимов систем подготовки топлива к сжиганию и топочных устройств с учетом исходного качества угля и обусловленных им физико-химических закономерностей темпера-турно-временных превращений пылеугольных частиц.

Совершенствованию технологии производства и потребления энергии, вырабатываемой на твердом органическом топливе, уделяется значительное внимание

в энергетической отрасли. Существующие проблемы энергетического использования углей в значительной степени можно решить, если перед сжиганием угольную пыль подвергнуть термохимической обработке. Экспериментальному и расчетному обоснованию данного подхода посвящены работы З.Ф. Чуханова, В.И. Бабия, В.Г. Каширского, М.Х. Ибрагимова, B.JI. Шульмана, В.А. Дубровского, А.Ф. Гав-рилова, М.С. Пронина, A.C. Заворина и др. Хорошая воспламеняемость продуктов термообработки, их высокая калорийность и реакционная способность открывают широкие возможности для применения на тепловых электростанциях процесса предварительной термической обработки угля перед сжиганием. Однако, вопросы влияния режимов и способов реализации термической подготовки топлива на показатели энергетической эффективности котельных агрегатов, надежности их эксплуатации и экологической безопасности требуют дальнейших исследований.

Рациональным подходом при создании новых и повышении эффективности существующих технологических приемов термохимической обработки и сжигания углей на тепловых электростанциях является использование математического моделирования. В области математического моделирования процессов тепло- и массопе-реноса при сушке, термической деструкции, горении и газификации топлива в последние десятилетия достигнуты значительные успехи. Существенный вклад в развитие научных основ моделирования термохимического превращения твердого органического топлива внесли Д.М. Хзмалян, Т.В. Виленский, Б.П. Устименко, Э.П. Волков, В.И. Быков, Л.И. Зайчик, A.M. Бубенчиков, A.B. Старченко, R.H. Essenhigh, М.А. Field, F.C. Lockwood, L.D. Smoot, J. Szekely и др. Вместе с тем, прямое численное моделирование топочных процессов и устройств приводит к катастрофическому увеличению объема вычислений из-за сложности и многообразия физико-химических процессов, протекающих в топливоиспользующих установках. Рассмотрены основные принципы, допущения и упрощения, позволяющие разработать диффузионно-кинетическую модель термохимического превращения твердых органических топлив, пригодную для построения инженерных расчетов, определения контролирующих и лимитирующих процессов, способов и средств интенсификации тепло- и массообмена и оптимальных режимных параметров. Выполненный обзор и классификация математических моделей показали необходимость совершенствования данного подхода, как по степени детализации, так и по уровню решаемых задач.

Для правильного определения степени термохимического превращения твердых органических топлив в условиях работы систем подготовки и сжигания котельных агрегатов необходимо учитывать, что процесс горения пылеугольной частицы представляет собой сложный комплекс различных параллельно-последовательных многостадийных физико-химических явлений. Большой вклад в развитие фундаментальных основ процессов термохимического превращения твердого органического топлива внесли A.C. Предводителев, JI.H. Хитрин, Я.Б. Зельдович, H.H. Семенов, Н.В. Лавров, Д.А. Франк-Каменецкий, Б.В. Канторович, JI.A. Вулис, Г.Ф. Кнорре, А.Б. Резняков, Б.В. Померанцев, З.Ф. Чуханов, И.А. Яворский, C.B. Бухман, Г.С. Головина, A.C. Федосеев, D.B. Spalding, M.L. Hobbs, L.D. Smoot, J.G. Speight, S.R. Tunis, P.R. Solomon, J.C. Lee и др. Однако анализ работ показал, что феноменологическое описание процесса термохимического превращения угля нуждается в дополнительной информации, главным образом структурного характера, что особенно важно при исследовании динамики процессов. При выполнении инженерных расчетов и численном моделировании тепло- и массообмена в энергоустановках ощущается острый дефицит кинетических характеристик, описывающих различные стадии

процесса термохимического превращения угля.

Одним из эффективных методов исследования механизма и кинетики процессов термохимического превращения твердого органического топлива является комплексный термический анализ, сочетающий в рамках единой установки термогравиметрический, дифференциально-термический и газохроматографический анализ. Все перечисленные методы нашли широкое применение в практике научных исследований, однако, простота и легкость получения экспериментальных данных методами термического анализа обратнопропорциональна усилиям, необходимым для выявления надежной и достоверной информации о свойствах изучаемого объекта. Это обусловлено, в первую очередь, несовпадением условий эксперимента вследствие индивидуального конструктивного оформления установок, различий в тепловом и аэродинамическом режимах обработки образцов и ряда других факторов. Развитие техники эксперимента позволяет осуществить объединение различных методов в рамках единой установки, с одним исследуемым объектом. Такое объединение является основным направлением комплексного термического анализа. С точки зрения приближения эксперимента к реальным условиям и определения кинетических параметров по результатам исследования одного образца целесообразней использовать неизотермический подход, возможности которого в настоящее время задействованы не в полной мере. Среди работ посвященных неизотермическим методам исследования, следует отметить работы A.M. Курнакова, В.В. Болдырева, И.М. Глущенко, Г.О. Пилояна, Г.П. Алаева, Л.Г. Берга, В.А. Ивановой, З.С. Смуткиной, С.П. Родькина, В.И. Саранчук, W.W. Wendland, Н. Juntgen, J. Sestak, D. Jang, D. Dollimore, Т. Ozawa, L. Reich, V. Satava и др.

Сложность химического строения угля, многообразие и последовательно-параллельный характер протекания индивидуальных стадий, отвечающих за процесс термохимической обработки твердого органического топлива, значительный разброс и противоречивость экспериментальных значений кинетических параметров требует дальнейшего развития математического аппарата неизотермической кинетики, использования достижений современной вычислительной техники в практике работы установок термического анализа. При этом следует, конечно, уточнять и совершенствовать методику и аппаратуру термического анализа, повышать ее точность, быстродействие, расширять функциональные возможности.

В заключение была аргументирована постановка цели и сформулированы основные задачи исследований, проводимых в диссертационной работе.

Во втором разделе обоснована перспективность использования и выполнено совершенствование схемы, а также отдельных узлов установки комплексного термического анализа, реализовано экспериментально-расчетное обоснование условий проведения комплексного термического анализа твердых органических топлив - оптимальных размеров исследуемого образца, и, как следствие, величины навески и фракционного состава, темпа нагрева материала, атмосферы (газовой среды) печи, расхода газа и.т.д. с целью получения объективной информации о реакционной способности угля. Здесь же приводится экспресс-методика и рекомендации по применению комплексного термического анализа для определения теплотехнических характеристик угля.

Усовершенствованная схема установки комплексного термического анализа твердого органического топлива для проведения экспериментальных исследований, показана на рис. 1. Установка выполнена на основе серийно выпускаемых приборов: дериватографа серии Q-1500 (системы Paulik-Paulik-Erdey) и хромато-

графического газоанализатора марки «Союз-3101». Совмещенная установка позволяет наряду с суммарными характеристиками процесса (убыль массы - ТГ, скорость изменения веса - ДТГ, тепловые эффекты - ДТА), используемыми для оценки реакционной способности твердого органического топлива, получать так-

рода на линии подачи инертного газа; 4 - ротаметр; 5 - тигель с инертным образцом; 6 - тонкий регулятор расхода; 7 - кварцевые стаканы; 8 - печь; 9 - зонд для отвода газообразных продуктов реакции; 10 - тигель с исследуемым образцом; 11 - канал подвода газа в реакционное пространство; 12 - шестиходовой кран; 13 - катушка индуктивности с магнитом; 14 - дифференциальный трансформатор для преобразования сигнала ТГ; 15 - аналитические весы; 16 - перистальтический насос; 17 - штатив газовых пипеток; 18 - газометр с солевым раствором; 19 - кран дозатор; 20 - аскаритовый и ангидронный фильтры; 21 - хроматографический газоанализатор; 22 - цифровой контроллер; 23 - вычислительная машина

Помимо совершенствования схемы в целом, были рассмотрены и решены проблемы, характерные для проведения комплексного термического анализа твердых органических топлив, такие как «проскок» продуктов термической деструкции в блок аналитических весов, вызывающий их загрязнение, что сказывается на надежности и стабильности работы установки в целом, и тепловая неэквивалентность в точках расположения спаев термопар вследствие наличия градиента температур, обусловленного несовершенством геометрии печи, что приводит к неравномерности нагрева навески образца и эталонного вещества (до 100 °С) и искажению результатов ДТА-анализа. Для решения первой задачи была использована система конденсации парообразных продуктов деструкции угля (смол), установленная ниже уровня посадки печи, основным элементом которой является охлаждаемая водой Т-образная спираль, навитая из медной трубки с внутренним диаметром 4 мм и имеющая следующие размеры: диаметр основания 50 мм, внутренний диаметр 8 мм, высота 45 мм. Для уменьшения тепловой неэквивалентности используется антиградиентный экран высотой 60 мм, изготовленный из нихромовой проволоки диаметром 1 мм, навитой вокруг кварцевых стаканов. Экран размещается симмет-

рично по высоте относительно уровня расположения спаев термопар.

Установка реализована в виде аппаратно-программного комплекса, автоматизирующего процессы сбора, обработки и визуализации экспериментальных данных в масштабе реального времени. Сопряжение измерительных датчиков с ЭВМ выполняется по интерфейсу RS-232. Обработка аналоговых сигналов в цифровые осуществляется с помощью контроллера PCL-818L-A5 (Advantech). Драйверы и соответствующее программное обеспечение написаны в среде программирования Borland С++ Builder.

Для определения оптимальных условий проведения комплексного термического анализа угольного вещества, минимизирующих эффект диффузионных осложнений, выполнены расчетные и экспериментальные исследования влияния теплообмена на поверхности образца, скорости нагрева и размера пылеугольных частиц на характер термогравиметрических кривых. Анализ полученных результатов позволил установить минимальную чувствительность терморегистрирую-щего прибора (0,0625 см/град), линейную скорость движения тренда (0,01 см/с), минимальный угол наклона термической кривой / = /(т) к оси абсцисс (1°), оптимальный диапазон темпа нагрева навески (Ропт = 0,018-20 град/мин, где нижний предел обусловлен ограничением совокупности технических характеристик, верхний - инерционностью установки). С уменьшением размера пылеугольных частиц при постоянных скорости нагрева, величине навески и прочих равных условиях ширина и высота пика теплового эффекта увеличиваются, а температура, соответствующая максимальной скорости реакции, сдвигается в область более высоких температур. Экспериментально подтверждено предположение о независимости значения температуры начала термохимической реакции от условий проведения термоаналитического эксперимента.

Для контроля и прогноза области протекания исследуемых процессов при выполнении комплексного термического анализа угольного вещества, обеспечивающего получение объективных кинетических характеристик широкого класса термохимических реакций в зависимости от наиболее значимых режимных факторов, обоснован и применен критерий, характеризующий отношение количества прореагировавшего вещества на единице поверхности в единицу времени («потока реакции») к диффузионному потоку через слой продукта

N = (гр-rj da ^

q 4лД. V„(np-[C0]) fife ' где ц - стехиометрический коэффициент; т0 - начальная масса исходного вещества, кг; £>с - коэффициент диффузии, м2/с; г0 и г„ - соответственно начальный и текущий радиус пылеугольных частиц, м; р - плотность, кг/м3; [С0] - концентрация продуктов реакции в окружающей угольную частицу среде, кг/м3; т - время, с; а = (т0-т)/т0 - доля прореагировавшего вещества; т - текущая массы навески, кг.

При N/q «1, обеспечивается кинетический режим протекания термохимической реакции; при N/q ~ 1 реакция протекает в промежуточной области; при N/q »1 - в диффузионной области. Согласно уравнению (1), факторы, определяющие режимные условия проведения комплексного термического анализа пылевидного твердого топлива, подбираются таким образом, чтобы гарантировать протекание исследуемого процесса в строго кинетической области. На рис. 2 в качестве примера представлен расчетный график изменения параметра N/q от условий проведения термо-

аналитического эксперимента, построенный по уравнению (1) для процесса термического разложения с использованием обобщенных кинетических параметров соответствующих процессов термохимического превращения угля. Аналогичные зависимости получены для процессов горения нелетучего (коксового) остатка и термоокисли-Рис. 2. Зависимость критерия определения области протека- тельной деструкции твердого ния (Njq) процесса термического разложения твердого ор- органического топлива, ганического топлива от условий проведения термоаналитиче- Результаты теоретиче-

ского эксперимента: г0 - исходный размер частиц; а - сте- ских и экспериментальных пень термохимического превращения исследований по обоснова-

нию условий проведения комплексного термического анализа угольного вещества позволяют рекомендовать следующие режимные параметры работы дериватогра-фа. При термическом разложении топлива рекомендуется выбирать: среда - инертная (Не, Аг), расход газа - 200 см3/мин; масса угольной навески - 500 мг; скорость нагрева 5-20 град/мин, при сжигании нелетучих продуктов термического разложения и при исследовании термоокислительной деструкции исходного угля: среда - окислительная (воздух); масса угольной навески - 50 мг; скорость нагрева - 5-20 град/мин; при газификации коксового остатка диоксидом углерода (С02) и водяным паром (Н20): скорость нагрева 5-10 град/мин; концентрации С02 = Н20 = 100 %, (при атмосферном давлении); масса навески - 150 мг; расход С02 в печь дериватографа - 220-240 см3/мин, расход Н20 = 250-290 см3/мин. Для исследуемых процессов имеется также ряд обобщенных настроек: инертный материал -А1203; тарельчатый тигель — платиновый; чувствительность записи (цК) TG - 500, DTA - 1000, DTG - 500; размер частиц угля - полифракция (с остатками на ситах Яю =45-50 %, Rm =28-32 %, Rim< 1 %).

Методика оперативного определения технических характеристик топлива по результатам его комплексного термического анализа основана на обработке ТГ-кривых убыли массы навески в соответствующей температурной области и атмосфере печи. Для текущего экспресс-анализа сжигаемого на ТЭС топлива, которым предусматривается определение влажности и зольности, целесообразно использовать термоокислительную деструкцию. Для декадного анализа, которым предусматривается определение влажности, выхода летучих веществ, зольности, теплоты сгорания - термическое разложение и горение коксового остатка. Длительность выполнения анализа термогравиметрическим методом по сравнению с методиками ГОСТ сокращается в 2,5-4 раза при сопоставимости результатов с коэффициентом корреляции г = 0,991-0,999.

В третьем разделе выполнено обобщение и развитие теоретических основ и математического аппарата неизотермической кинетики процессов термохимического превращения твердого органического топлива и определены аналитические зависимости для экстраполяции данных комплексного термического анализа на

условия протекания реальных процессов подготовки и сжигания угля.

Реакционная способность энергетических углей рассматривается с точки зрения скорости процессов испарения влаги, выхода летучих веществ с раздельной оценкой смоловыделения и выхода парогазовых компонентов, горения и газификации нелетучего остатка, термических превращений химических компонентов минеральной части твердого органического топлива, характеризующаяся набором кинетических параметров: Е - энергия активации, кДж/моль; к0 - предэкс-поненциальный множитель, 1/с или м/с; п — порядок реакции; С0 - исходная масса прореагировавшего вещества, кг; Г„, Ттт, ТК - соответственно температуры начала, максимальной скорости и окончания реакции, °С. При разработке методики экспериментального определения реакционной способности предусматривается использование единого комплекса методов термического анализа для дифференцированной оценки указанных кинетических параметров, а также математического аппарата неизотермической кинетики для экстраполяции получаемых результатов на условия реальных энергетических процессов и устройств, использующих твердое органическое топливо.

В условиях непрерывного нагрева при выполнении комплексного термического анализа изменяется концентрация реагирующего вещества и константа скорости реакции. Обобщенное уравнение неизотермической кинетики имеет вид:

^ *"«,{-_С)\ (2)

ат р дг

где р = ¿Г/Л — скорость нагрева, град/с; С - масса прореагировавшего вещества к моменту времени т, кг; Я - универсальная газовая постоянная, Дж/(моль'Град).

Из уравнения (2) следует, что скорость реакции в пересчете на один градус обратнопропорциональна скорости нагрева. Следствием этого является сдвиг реакции в область повышенных температур, расширение температурной области протекания реакции и уменьшение максимальной скорости процесса с ростом темпа нагрева. Разделив переменные и проинтегрировав уравнение (2), получим обобщенное уравнение неизотермической кинетики в интегральной форме, решение которого позволяет теоретически оценить влияние скорости топохимиче-ской реакции любого порядка в зависимости от температуры.

Iас ч ^Ц--У- (з)

ДС0-С)" Р„] I кг) Найденное по уравнению (3) значение С при подстановке в исходное уравнение (2) позволяет представить обобщенное уравнение неизотермической кинетики в окончательном виде (при п ф 1):

¿с к ( е\ с;

Большой практический интерес представляет связь температурного положения максимума дифференциальной кривой с кинетическими параметрами реакции и скоростью нагрева. Указанная связь может быть установлена по второй производной уравнения (4)

ЯТ'пих

к Г""1

J

Дополнив отражаемую трансцендент-ньм уравнением (5) связь шириною максимума дифференциальной кривой 2ДГ на половине его высоты (т.е. /2 - рис. 3) получим аналитические зависимости для экстраполяции результатов комплексного термического анализа твердого органического топлива на условия протекания реальных процессов топливоиспользующих устройств и агрегатов. Экстраполяция данных комплексного терми-Тп Т^ Т, т ческого анализа выполняется следующим об-

Рис. 3. Общий вид дифференциальной разом: по значениям энергии активации Е, кривой первого порядка кДж/моль, и предэкспоненциального множи-

теля к0, 1/с, характеризующих реакционную способность конкретной стадии термохимического превращения угольного вещества, и скорости нагрева р, град/с, первоначально по уравнению (6) определяется величина температуры, соответствующей максимальной скорости реакции - Гтах, °С, а затем по уравнению (7) - величина АТ, °С, которая в последствии используется для оценки длительности протекания реакции т, с, по уравнению (8).

дт АТ

2

), Е Ат ехр<1 +--

Р

2КТ

т2

-ехр

1-

2 ЛТ

(Е ДГ

ехр--

I Л ТТ___

(6) (7)

Е Г^Д Е.......

х = 2ДГ/Р. (8)

На рис. 4 приведена номограмма, позволяющая напрямую выполнять оценку длительности протекания физикохимических реакций (в частности процессов испарения влаги и выхода летучих веществ) при различных скоростях нагрева твердого

органического топлива. Номограмма составлена применительно к следующим условиям: пределы изменяемых величин Е 20 -180 кДж/моль,

^0/р)=-1-Ю, Гти= 501400 °С, ДТ= 50-750 °С; точность расчетов состав-

Г\-3 О/

Е = 20 кДж'моль Е = 40 кДж/моль Е = 60 кДж/моль Е = 80 кДж/моль Е = 100 кДж/моль Е = 120 кДж/моль Е = 140 кДж/моль Е = 160 кДж/моль Е = 180 кДж/моль

Рис. 4. Зависимость длительности выделения разли<ЯИЖ Сообразных компонентов летучих веществ от скорости нагрева

ляет 10" °С; реализован комбинированный метод, основанный на использовании сочетания методов би-секции, линейной и квадратичной интерполяции.

Преимущества неизотермической кинетики (одновременный учет измене-

ния температуры процесса и концентрации реагирующих компонентов) обуславливают

перспективность ее применение и для оценки скоростей гетерогенных реакций. Принимая в качестве окислителя кислород воздуха, горение коксового остатка при температурах ниже 900 °С можно рассматривать как химическую активированную, протекающую в объеме частицы реакцию, скорость которой описывается следующим уравнением

= ^ = {\-С), (9)

ах 1

где С - отношение выгоревшего к данному моменту времени углерода кокса к общей потери веса (на <Ь/); к = к0 ехр(- Е/КТ) - константа скорости реакции, м/с; \ - коэффициент, отражающий относительную, доступную для реагирования, поверхность пор, являющейся функцией степени выгорания; Р0г - парциальное давление кислорода.

Использование уравнения (7) для экстраполяции процесса горения углеродной (коксовой) основы на высокие скорости нагрева затруднено, вследствие различной размерности предэкспоненциального множителя ка (м/с вместо 1/с). В этой связи предложен формальный прием для обработки ДТГ-кривой гетерогенного процесса горения коксовых частиц с оценкой ее кинетических параметров на основе обобщенного математического аппарата неизотермической кинетики в размерностях, принятых для мономолекулярных реакций, т.е. без учета изменения размера коксовых частиц. Подставляя полученные значения Е, кДж/моль и к0, 1/с, в уравнение (7), осуществляется построение дифференциальных кривых убыли массы образца при экстремальных скоростях нагрева, выполняется решение обратной кинетической задачи с учетом диаметра коксовых частиц и определяются кинетические параметры процесса горения нелетучей основы (Е и к0) с общепринятыми для гетерогенных реакций размерностями.

Систематизация и обобщение математического аппарата неизотермической кинетики позволили разработать универсальный подход к оценке кинетических характеристик широкого класса реакций термохимического превращения угольного вещества по результатам его комплексного термического анализа.

В четвертом разделе представлена экспериментально-расчетная методика и результаты оценки реакционных характеристик основных этапов термохимического превращения канско-ачинских и кузнецких углей.

Методика определения кинетических характеристик методом комплексного термического анализа реализуется посредством выполнения следующих этапов: опыт в инертной среде с газовым анализом летучих веществ, по результатам которого определяется динамика испарения влаги, общий выход и состав летучих веществ; опыт в окислительной среде - реализуется выгорание нелетучего (коксового) остатка, полученного в предыдущем опыте; опыт в окислительной среде (термоокислительная деструкция исходного угольного вещества), сопровождающийся одновременным смоловыделением, выходом газообразных продуктов и горением коксовой основы. Кинетика смоловыделения в инертной среде оценивается по разности скоростей суммарного выхода летучих веществ (ДТГ-кривая) и выхода газообразных продуктов (первый опыт, рис. 5). Учитывая одновременность протекания при термоокислительной деструкции двух процессов, суммарная скорость которых регистрируется в виде ДТГ-кривой, осуществляется выделение процесса выхода летучих веществ («синтетические» летучие) вычитанием из ДТГ-кривой термоокислительной деструкции скорости окисления коксового остатка.

Скорость окисления коксового остатка определяется в эксперименте по вто-__ рому варианту и накладывается на ДТГ-

кривую термоокислительной деструкции при соответствующей корректировке температурных интервалов (рис. 6). Полученная в первом опыте суммарная кривая скорости газовыделения совмещается с выделенным при термоокислительной деструкции периодом выхода летучих веществ путем пересчета ее по отношению скорости выделения летучих веществ в инертной и окислительной средах, принимая неизменным общее количество газового компонента. При вычитании из дифференциальной кривой выделения летучих веществ в окислительной среде («синтетических» летучих) со-

500 °С 600

10

Рис. 5. Выход летучих веществ при нагреве бородинского угля в инертной среде (термическое разложение, £/0 < 0,1 мм): 1 - обобщенная ДТГ-кривая; 2 - парогазовые компоненты; 3 - смоловыделение

ответствующей кривой газовыделения получаем дифференциальную кривую смо-ловыделения в окислительной среде («синтетические» смолы) (рис. 7). Кинетическая обработка полученной кривой смоловыделения осуществляется по уравнению первого порядка. Исследование процесса выделения газовых компонентов летучих веществ при нагреве канско-ачинских и кузнецких углей показало, что он является многостадийным процессом и описывается несколькими индивидуальными реакциями первого порядка. Для оценки кинетических параметров многостадийных процессов термической деструкции твердых органических топлив по данным комплексного термического анализа был разработан новый экспериментально-расчетный метод, реализация которого базируется на принципе последовательного поиска и обработки элементарных стадий с вычитанием кинетических кривых найденных стадий из исходного процесса.

Для математического описания многостадийного процесса термической деструкции выбрана дифференциальная форма записи кинетического уравнения:

л —

\¥, мг/(ггмтр

/ I1

/п

¡3

200

300

400

500 Г , °С 600

Рис. 6. Скорость выхода летучих веществ в окислительной атмосфере: 1 - ДТГ-кривая термоокислительной деструкции; 2 - ДТГ-кривая горения коксового остатка; 3 -ДТГ-кривая выхода летучих веществ в окислительной атмосфере («синтетические» летучие)

¿С Л

-I у.1

1—

к ехр

(10)

где г = 1 ,...,п - количество учитываемых парогазовых компонентов; ] = \,...,т - количество индивидуальных стадий, ответственных за выделение 1-го компонента; Сщ, Сц - соответственно, начальная и текущая концентрации прореагировавшего г-го компонента на у -й стадии, кг; Еч, к0я - соответственно, энершя активации (кДж/моль) и

4,8 3,6 2,4 1,2 О

предэкспоненциальный множитель (1/с), отвечающие за протекание реакции выхода / -го компонента на ] -й стадии.

Уравнение (10) принято в качестве математической модели при следующих допущениях: потеря массы топливного образца непосредственно связана с процессом термодеструкции и мгновенным выходом парогазовых продуктов разложения в каж-200 зоо 4оо 500 г, °с боо дый фиксируемый момент времени; много-Рис. 7. Скорость смоловыделения при натре- стадийный процесс термической деструк-вании бородинского угля (а?0 < 0,1 мм) в окис- Дии аддитивен, что позволяет проводить лительной и инертной атмосферах: 1 - ДТГ- независимую обработку каждой отдельной кривая смоловыделения в окислительной ат- стадии. Учитывая принятые допущения

можно провести независимый анализ произвольно взятой 7 -той стадии брутто-

мг/(ггм гр

/ '

\

улЛ Л

кривая смоловыделения в инертной среде

процесса. Кинетическое уравнение в этом случае запишется следующим образом:

ас,(т)

&1

= С]'{г)к0] ехр

ДГ(т)

(П)

Задача поиска на суммарной кинетической кривой С,(т) участка изолированной стадии решается с помощью корреляционного анализа экспериментальных

1

точек в координатах Аррениуса (—1п

ТЛУ

ГвС,(т)

1

). Искомые кинетические

&г С](т))

параметры определяются через коэффициенты линейной регрессии. Расчетная зависимость степени превращения на ] -той стадии определяется из соотношения:

с1 (г) = ехр|—1п[(с™х)' + ^п'Л (4, (12)

где С*™ - значение доли прореагировавшего вещества при максимальной темпе-

т Г Е

ратуре /-той стадии - Г""; = 1 -^; ^(х)= |ехр--А - интегро-

А'У, (т)

экспоненциальная функция.

После вычитания полученных расчетных значений С] и дС^дх из исходных кинетических кривых Су и ЗСу/Эх начинается процесс поиска и определения параметров следующей стадии. Математическая модель независимых параллельных реакций положена в основу алгоритма обработки брутто-процесса, позволяющего определять всю совокупность элементарных стадий и их кинетические параметры. На рис. 8 на примере газовыделения при термическом разложении

мг/(ггм-град А ---0---2 .о-. -3

/ / / •<ь а -X-СО 'X, А

X.' А Ь. Л \ д .-•'П., -а- ь ■ П-- • п

350

500

650 I > °с 800

Рис. 8. Дифференциальные кривые на примере выхода оксида углерода при термическом разложении бородинского угля с разбивкой на независимые стадии

бородинского угля представлены дифференциальные кривые выхода оксида углерода с разбивкой на независимые стадии по вышеизложенной методике.

Обработку экспериментальных ТГ-кривых убыли массы навески нелетучего остатка выполняли по уравнению:

где к- константа скорости реакции горения коксовых частиц, м/ч; IV - скорость убыли массы навески, определяемая по ДТГ-кривой в -тый момент времени (при / -той температуре), мг/мин; 5, - текущий (по мере выгорания) размер частицы, м.

Экспериментально установлено влияние условий получения нелетучего остатка на скорость его выгорания. Сравнение результатов исследований, на примере скоростей горения коксового остатка бородинского угля, полученных в инертной, окислительной и окислительно-восстановительной атмосферах, представлены на рис. 9. Получено, что взаимодействие органической массы угля с окислителем в период коксования вызывает изменение реакционной способности

кокса по сравнению с классическим случаем, когда коксование осуществляется в инертной среде. Смещение кривой (2) в область более низкой температуры относительно кривой (3) подтверждает правильность принятой ранее корректировки температурных интервалов при смещении ДТГ-кривых термоокислительной деструкции и горения кокса, полученного в инертной среде.

Применение комплексного термического анализа для оценки реакционной способности коксового остатка натуральных углей по отношению к С02 и Н20 в неизотермических условиях позволяет, используя в низ-

14

11,2 -

8,4

5,6

2,8

W, мгфтм-г к 2 - -■

11

/ п V . 3

<J—ОЛЕ ч

200 325 450 575 (,°С 700

Рис. 9. Скорость горения коксового остатка бородинского угля, полученного в инертной, окислительной и окислительно-восстано-вительной атмосферах {d < 0,1 мм): 1 - одновременное горение кокса и выделение летучих в окислительных условиях; 2 - горение кокса в окислительно-восстановительных условиях; 3 - горение кокса,

полученного в инертнои среде котемпературной области первый порядок реагирования, оценить константы скорости процессов (см3/(моль-с)) по выражениям:

W

Г Г г,

W,

Н,0

со' ~ ~Р 1с -С )' н'° ~ Р 1с -С ) •■со, V 0 '"СО, / 'HjO^O

где С0 - начальная масса коксового материала, мг; Pco¡

(14)

- соответственно ве-

"COi > QfiO

- количество прореа-

совые концентрации С02 и Н20 в потоке, моль/см3; Сс, гировавшего кокса при взаимодействии с С02 и Н20, мг.

Найденные в соответствии с описанными выше методиками значения реакционных характеристик процессов термохимического превращения на примере среднестатистических проб канско-ачинских углей, а также данные о температурных диапазонах протекания процессов и температурах, соответствующих максимальным скоростям реакций, сведены в таблице 1. Относительная погрешность методик при 95%-ном доверительном интервале (по Стьюденту) составляет не более 2-3%. Аналогичные

данные получены в работе и для кузнецких углей марки Г, СС и Т. Обобщение полученных реакционных характеристик от содержания С** представлено на рис. 10-13.

9

140 120

100 -

80 60

Е, кДж/моль А__О 18*0. 1/мин 0 \Ч АХ

О }

1

160 Е,

кДж/моль 6,75 145

-•4.5

130

2,25 115

100

68

77 86 С**, % 95

77 86 С^, % 95

Рис. 10. Кинетические параметры смоловы-деления энергетических углей: о - энергия активации; Д - вероятностный фактор

Е, кДж/ищь

Рис. 11. Кинетические параметры горения коксового остатка: о - Е; Д - к0 канско-ачинских углей; • и А. - кузнецких углей

Ю

205

195 -

190

185

--й- \ ° \д о

О О 1 О 0 - --

о А Хд л..1

90 С^.'/ч 94

Рис. 12. Кинетические параметры взаимодействия С02 с коксовой основой: о -£;Д-*0-10~"

82 86 90 94

Рис. 13. Кинетические параметры взаимодействия Н20 с коксовой основой: о - £;Д- к0 -1(Г"

Количественная оценка кинетики протекания сложных физико-химических процессов превращения минеральной части твердых органических топлив осуществлялась на основе предположения, что рассматриваемые реакции являются топохими-ческими, относятся к классу Ат, ВТ1 +Сгаз и следовательно, могут быть описаны с позиций как микро-, так и макрокинетики формально-кинетическим уравнением:

с!а.,

(1-а ,У

(15)

где 1-количество стадий (; = 1 ,...,т); а,, Е,, к01-соответственно доля прореагировавшего вещества, энергия активации и предэкспоненциальный множитель г -й стадии.

Кинетические кривые и параметры термохимического превращения минеральной части на примере березовского угля представлены на рис. 14 и табл. 2.

Для повышения информативности, надежности и точности результатов экспериментального моделирования изложенные выше методики определения реакционной способности углей реализованы в виде аппаратно-программного комплекса, автоматизирующего процессы сбора, обработки и интерпретации данных комплексного термического анализа в режиме реального времени.

Таблица 1

Кинетические параметры термохимического превращения канско-ачинских углей

по данным комплексного термического анализа

Процесс Элемент, газовый компонент № стадии Бородинский Березовский Назаровский

Температурный диапазон, °С Температура максим, скорости, °С Энергия активации, Е, кДжмоль'' Вероятностный фактор, Температурный диапазон, °С Температура максим, скорости, °С Энергия активации, Е, кДж-моль"1 Вероятностный фактор, ko.V Температурный диапазон, °С Температура максим, скорости, °С Энергия активации, Е, кДжмоль"1 Вероятностный фактор,

Испарение влаги IV I 20-160 120 18,3 5,22 20-160 120 14,4 4,01 20-160 120 16,2 4,66

Выход летучих веществ (термическое разложение) н2 1 570-900 705 87,6 1,0-10J 520-900 740 92,4 4,5-10J 580-900 740 126,5 1,3-104

2 440- -720 590 149,9 2,0-10" 490+715 640 142,3 4,9-10" 510-750 620 94,2 1,1-105

3 355- -570 505 115,7 2,1-Ю4 - 375-715 565 148,4 7,2-106

СО 1 535- -900 785 108,8 5,6-101 590-890 760 90,2 8,8-10J 485-875 715 83,1 8,9-10J

2 525- -720 660_ 184,6 б.ЫО5 490-720 655 141,2 4,6-10" 465-725 635 116,0 2,5-104

3 350- -605 400 67,2 6,6-10¿ 280-535 410 71,5 4,4-10' 210+515 395 56,1 1,3-Ю2

4 180- -360 260 41,3 2,5- 10г 180-340 250 43,2 3,5-10* -

со2 1 305-590 465 95,4 3,9-104 280-470 380 71,7 1,1-Ю" 450- -700 590 79,4 1,610J

2 250—415 345 76,5 5,2-10" - 410- -600 540 117,0 3,2-105

3 - - 300- -530 420 95,4 3,9-103

сн„ 1 415-815 655 58,1 7,2-10' 390-705 600 106,9 1,4-105 580- -760 720 199,2 2,4-107

2 290-565 495 69,8 1,1-10' 285-465 365 92,3 5,2-105 430- -725 575 74,9 4,МО3

3 - - зоо- -620 535 102,2 1,2-104

Смола 1 300-580 440 81,7 8,4-10" 280-780 500 75,9 2,5- 10J 300- -640 480 78,4 2,8-10"

«Синтетическая» смола 1 220-440 300 209,0 5,8-Ю15 210-430 290 188,6 3,2-10" 220-450 310 196,3 1,210"

Выгорание коксового остатка С 1 380-940 440 103,9 2,5-106 390-950 450 147,0 8,510s 440+980 520 132,8 2,8-108

Газификация коксового остатка н2о 1 500—900 700 191,4 2,6-105 510-920 705 201,2 5,8-Ю5 480+880 675 189,4 2,9-105

со2 1 780-1140 990 214,0 7,9-106 750-1120 980 210,1 5,5-106 800-1180 1000 221,9 3,8-106

— для процесса выгорания коксового остатка предэкспоненциалъный множитль к0 имеет размерность (м/с);

- для процесса газификации коксового остатка к0 имеет размерность (см3/(моль-с))

Рис. 14. Кинетические кривые термохимического превращения минеральной части березовского угля в условиях термического анализа (Р = 5 град/мин): о - РеС03; Д - М§С03; 0 - СаС03; □ - СаМя(С03 )2

Таблица 2

Кинетические параметры термохимического превращения некоторых минералов неорганической части березовского угля

Минеральное вещество Энергия активации, Е, кДж/моль Вероятностный фактор,

Кальцит СаС03 178,2 1,35-10б

Магнезит MgC03 133,1 4,28-104

Сидерит FeC03 115,9 6,12-105

Доломит CaMg(C03)2 196,4 5,17-Ю7

Характеристики реакционной способности энергетических углей используются в дальнейшем для расчетной оценки протекания процессов термохимического превращения пылевидного топлива в условиях реальных технологических устройств его подготовки и сжигания.

В пятом разделе представлены результаты экспериментальных исследований процесса термохимического превращения твердого органического топлива при его термической обработке и сжигании в условиях лабораторных, полупромышленных и промышленных установок с сопоставлением полученных данных по определению видимых констант скоростей горения угля.

С целью сопоставления результатов, полученных при низких скоростях нагрева (5-20 град/мин), присущих условиям комплексного термического анализа, с данными по термохимическому превращению угля при высокоскоростном нагреве (104-106 град/с), соответствующему условиям реальных теплотехнологиче-ских процессов и устройств, были проведены исследования процессов термообработки и сжигания пылевидного твердого топлива на экспериментальной установке с вертикальной реакционной камерой (рис. 15). Установка обеспечивает термообработку пылеугольных частиц в различных газовых средах в диапазоне от 200 до 1500 °С при времени пребывания в реакционном пространстве от 0,5 до 4,5 с. Полученные экспериментальные данные в виде зависимостей lg к = /(l/Г) используются для оценки кинетических характеристик различных стадий термохимического превращения топлива.

Анализ результатов исследования процесса кинетики сушки при различных условиях термообработки топлива (рис. 16) позволяет констатировать, что реакционный механизм и профиль кривых процесса сушки пылевидного топлива полностью согласуется со схемой испарения гигроскопической влаги по классификации П.А. Ребиндера и соответствует испарению капиллярной влаги, влаги моно- и полимолекулярной адсорбции, обусловленной водородными связями молекул воды с активными центрами поверхности угля. При высокоскоростном нагреве пы-леугольной частицы скорость выхода, W, отдельных газовых компонентов для произвольного порядка реакции, п, определяется выражением:

Рис. 15. Принципиальная схема экспериментальной установки для высокотемпературной обработки пылевидного топлива: 1 - баллон с инертным газом; 2 - регулятор расхода инертного газа; 3 - реактор для удаления кислорода на линии подачи инертного газа; 4 - вентилятор для подачи воздуха; 5 - ротаметр; 6 - теплообменник; 7 - тройник; 8 - аэромеханический пылепитатель; 9 -пылеугольная горелка; 10 - реакционная камера; 11 - хвостовая часть; 12 - приемный бункер; 13 -газоход; 14 - золоуловитель; 15-дымосос; 16-тягонапоромер; 17-самописец (КСП-4); 18-самописец (КСП-3); 19 - регулятор напряжения (РНО); 20 - устройство для отбора газообразных продуктов; 21 - обогреваемый пылеулавливающий циклон; 22 - водоохлаждаемый циклон для конденсации жидких продуктов деструкции; 23 - многоходовой кран; 24 - штатив газовых пипеток; 25 - газоанализатор; 26 - кран дозатор; 27 - перистальтический насос; 28 - газометр

где С0 - суммарное количество выделяющегося газового компонента за весь период изотермической выдержки, кг; к — константа скорости процесса, 1/мин.

В общем случае, зависимость 1/ж"-' = /(т) представляет собой прямую линию, тангенс угла наклона которой определяется величиной к.

Полученные экспериментальные данные по динамике термического разложения канско-ачинских и кузнецких углей в условиях высокоскоростного нагрева отражают сложную зависимость выхода индивидуальных компонентов суммарного газа как от времени, так и от температуры протекания процесса (рис. 17). При этом характер соответствующих закономерностей различен для каждого из компонентов. Например, в первые 1,5-2 с массовый выход СО, снижается с по-

0 1,25 2,5 3,75 т, С 5 2

вышением температуры, а у СО, СН4 и Н2

. ^ГМ°СТЬ изменения к возрастает. Количественная оценка скоростей

т(1г/{Н'-&}г)} от времени термооб- г

V д. с реакции позволила выделить параллельно-доработки для полифракции бородин- 1 «г

ского угля; температура обработки, вательные группы, константы скорости кото-°С: о - 200; Д - 250; 0 - 300; 0 - 400 рых отличаются в 2-5 раз.

7000 6000 5000 4000 3000 2000

w.

\

\

\

— мин

lgfT

3 2,5 2

'ко "1

41 I

<х 2 1

<4 1, ми» га~д !

0,0175 0,035 0,0525 0,07

0 0,018 0,035 0,053 0,07

Рис. 17. Динамика выделения Н2 при термическом разложении бородинского угля в условиях высокоскоростного нагрева (Р = 104105 град/с) до г, =900 "С

100

Более быстрые из них обусловлены разрывом слабых периферийных кислородо-содержащих связей, а группа медленных реакций включает в себя процессы более глубокой деструкции ядра макромолекулы угля. Интересно отметить, что в суммарном газе низкотемпературных опытов преобладают продукты группы более быстрых реакций - СО и С02. С повышением температуры неуклонно возрастает доля продуктов медленных реакций - Н2 и СН4. Роль последовательных стадий увеличивается с повышением температуры процесса, параллельных - с увеличением скорости нагрева.

Для определения кинетических констант процесса выгорания нелетучих остатков термического разложения канско-ачинских и кузнецких углей пробы коксовых частиц различного фракционного состава сжигались при четырех значениях температуры: 1040, 1180, 1315 и 1455 °С. Время пребывания коксовых частиц в реакционном пространстве экспериментальной установки составляло 0,85 с.

Исследование кривых выгорания коксовых остатков (рис. 18) показало, что при скоростях нагрева менее 103 град/с выгорание кокса завершается в период прогрева частицы. При больших скоростях нагрева время выгорания коксовых частиц складывается из неизотермической и изотермической составляющих.

Анализ экспериментальных данных по исследованию кинетики различных этапов термохимического превращения пылевидного топлива (табл. 3) позволяет констатировать, что реакционный механизм и профиль кривых остаются неизменными при экстремальных скоростях нагрева (в пределах 10~2-106 град/с), что позволяет рекомендовать комплексный термический анализ для оценки реакционной способности энергетических углей.

Сформулированные выводы подтверждены результатами тепловых испытаний систем подготовки и сжигания топлива котлов ÉK3-320 ТЭЦ АГК, БКЗ-500-140 Красноярской ТЭЦ-2 и П-67 Березовской ГРЭС-1, работающих на канско-ачинских углях. Получены зависимости изменения температуры топочных газов, содержания кислорода, трехатомных газов и горючих газообразных компонентов, концентрации твердой фазы и степени выгорания топлива, интенсивности шлакования поверхностей нагрева и образования оксидов азота (рис. 19).

0,6 X, с 0,8

Рис. 1В. Интенсивность выгорания коксовых частиц (размер 63-100 мкм) бородинского угля. Температура обработки, °С: о —1040; □ — 1180; А- 1315; 0-1455

Таблица 3

Сопоставление констант скоростей различных стадий, ответственных за термохимическое превращение канско-ачинских углей

Марка угля № стадии Константы скорости, Кш

Испарение влаги | Выход летучих веществ Горение кокса

1/мин м/мин

5 °С/мин 104-Ю5 "С/с СО Н2 5 °С/мин 104-Ю6 °С/с

5 °С/мин Ю'-Ю0 °С/с 5 "С/мин 104-10" "С/с

Бородинский 1 2 3 0,79 0,92 3,63 4,55 1,49-10"1 1,27-10"1 3,3-10"1 2,7-10"' 99,5 1,92-10"

Березовский 1 2 3 0,92 1,1 4,18 2,42 3,97 2,66 2,28 3,48-10й 2,81 2,44-10' 2,74-10'

Назаров-ский 1 2 3 0,88 1,04 0,415 0,172 1,78 0,401 2,04 1,79 7,07 1,65 6,89 3,68-102 4,03-102

1120---- !

£, м

Ь, м

1250 {120 990 860 730 600

¿-х-х-х-х >

; - - -

г.%

4 Ь, М 3 2 1 0

Рис. 19. Структура факела первого яруса горелок котла БКЗ-500-140: а - сечение 1,54 иссечение 2,81 м; в - сечение 4,19 м; х - & - температура факела; СЗ- 02 - концентрация кислорода; о - Я02 - концентрация трехатомных газов; Д - сох - горизонтальная составляющая скорости потока; 0 - |д - концентрация твердой фазы; • - Рсг - степень выгорания топлива

Экспериментально показано, что время пребывания газов в зоне активного горения всех испытанных котлов сопоставимо с длительностью испарения влаги и смоловыделения в составе летучих веществ. С угрублением помола угольной

пыли процессы сушки и выделения летучих веществ затягиваются, увеличивается диффузионное сопротивление подводу окислителя к коксовому остатку, снижается температура факела и степень выгорания топлива. Аналогично проявляет себя и изменение зольности исходного угля.

Причиной появления тепловых потерь с химическим недожогом является затяжное выделение водорода и оксида углерода в зонах, где устойчивое воспламенение и интенсивное выгорание газовых смесей практически невозможно вследствие низкой концентрации горючих газов и кислорода. Минимальное значение тепловые потери с химической неполнотой горения и 0,1%) принимают при коэффициенте избытка воздуха ат = 1,21-1,27. Наличие механического недожога qi при сжигании канско-ачинских углей является следствием высокой длительности выгорания наиболее крупных коксовых частиц (А,°0"т = 40-55%). Анализ тепловых потерь с химическим и механическим недожогом топлива показал, что колебания по выходу летучих веществ, по теплоте сгорания топлива, приведенной зольности и другим общепринятым теплотехническим характеристикам не определяют однозначно специфику выгорания исследуемых топлив.

С целью развития исследований термохимического превращения угля, определения степени влияния режимных параметров процессов предварительной термической обработки и сжигания углей на интенсивность их выгорания, экспериментального обоснования технических решений по организации термоподготовки топлива, осуществляемой высокотемпературными продуктами сгорания части исходного топлива, выполнен цикл экспериментальных работ в полупромышленных условиях на экспериментальном огневом стенде кафедры ТЭС СФУ (рис. 20), включающий систему пылеприготовления с шаровой барабанной мельницей, котельную установку с вертикальной топочной камерой циклонного типа и горизонтальным конвективным газоходом, устройства подачи воздуха и удаления газообразных продуктов сгорания. Система пылеприготовления производительностью до 300 кг/ч позволяет получить готовую угольную пыль с характеристикой фракционного состава й50 = 10-60 % и влажностью Ж" = 5-24 %.

Запатентованное устройство для исследования процесса термической подготовки топлива состоит из камеры подогрева угольной пыли, линейного горизонтального участка термообработки и байпаса, предусмотренного для сжигания исходного топлива и обеспечивает предварительный подогрев топлива от 300 до 900 °С при избытках воздуха а = 0,2-0,9. При этом время пребывания угольных частиц в установке составляет от 2,5 до 0,6 с. Конструктивно узел для термоподготовки угольной пыли состоит из двух коаксиальных цилиндров. Внутренний цилиндр выполняет функцию муфеля, наружный - подогревателя угольной пыли. Угольная пыль на входе в подогреватель делится на две части, меньшая часть топлива подается на сжигание в муфель для поддержания температурного режима, а остальная часть направляется в межтрубное пространство пылеподогрева-теля. Термообработка основной части топлива осуществляется за счет теплоты, выделившейся при сгорании угольной пыли в муфеле. Для регулирования температуры подогрева топлива предусмотрена возможность изменения расхода угольной пыли на муфель. Получено, что для осуществления процесса предварительной термообработки канско-ачинских углей является достаточным использование тепла, выделяющегося при сгорании парогазовых компонентов - продуктов термического разложения исходного топлива.

огневой стенд; III - установка термической переработки угля; IV - блок для генерации пара; 1 - генератор высокотемпературных газообразных продуктов; 2 - валковая дробилка; 3 - циклон дробленки; 4 - бункер дробленного топлива; 5 - шаровая барабанная мельница; б - сепаратор угольной пыли; 7 - промежуточный бункер угольной пыли; 8 - трехсекционный рукавный фильтр; 9 - циклонная топка; 10 - воздухо- и водоохлаждаемые трубные пучки; 11 -экспериментальный газоход; 12 - двухступенчатый воздухоподогреватель; 13 - устройство для термической подготовки топлива; 14 - циклон горячего термоугля; 15 - бункер горячего термоугля; 16-бункер-охладитель термоугля; 17-парогенератор

Термическая обработка канско-ачинских углей (Зт„ = 350-900 °С, ттп = 0,8-1,2 с) приводит к повышению теплоты сгорания твердых продуктов термообработки с 23 до 29,5 МДж/кг, при этом содержание влаги и балластных летучих веществ (С02) в них равно нулю. Установлено, что продукты термоподготовки угля устойчиво горят при температуре сжигания выше 1100 °С с коэффициентом избытка воздуха не менее 1,2. При этом величина химического недожога составляет 0,1-1,5%, а механического 0,8-3%.

Исследования процесса загрязнения поверхностей нагрева котельного агрегата показали, что интенсивность загрязнения при сжигании продуктов термообработки угля независимо от марки угля в 2,5-3 раза ниже, чем при сжигании исходных топлив (рис. 21). Сжигание канско-ачинских углей после их термообработки позволило установить, что с увеличением температуры обработки сжигаемого топлива, содержание оксидов азота (N0,) снижается (рис. 22). Так при сжигании березовского угля (аф = 1200 °С, а = 1,25) при температуре обработки 350 °С концентрация N0, в продуктах сгорания составила 680 мг/м3, а при сжигании в тех же условиях продуктов термообработки при температуре подготовки 650 °С - 350 мг/м3.

В шестом разделе представлены математическая диффузионно-кинетическая модель термохимического превращения твердых органических топлив в газовом потоке и результаты численного расчета динамики этого процесса на примере выгорания канско-ачинских углей в пылевидном состоянии при

различных условиях обработки и параметрах модели.

7

Г|,% 5,25

/

апг\

870

1200

980 1090 S", °С

Рис. 21. Интенсивность шлакования поверхностей нагрева: о - окисленный уголь; • -рядовой уголь; 1 - без термообработки; Зф = 1275 "С; 2 - без т/о; Эф = 1290 °С; 3 -без т/о; Эф = 1240 °С; 4 - 9 m = 600 °С; Эф = 1240 °С; 5- = 630°С; аф = 1240°С

240

480

720 Э , "С 360

Рис. 22. Зависимость изменения концентрации оксидов азота в дымовых газах при сжигании березовских углей разной степени окисленности от температуры предварительной термической обработки (Эф = 1200 °С; ат = 1,25; тто =0,8-1,2 с): • - рядовой уголь; о — окисленный уголь

Вывод математической модели базируется на предположении, что частицы угля состоят из органической и минеральной части, фазовые переходы осуществляются вследствие термического разложения органической массы угля. При построении математической модели принималось, что многостадийные процессы термохимического превращения твердого топлива аддитивны, выход функциональных групп при термическом разложении топлива происходит независимо друг от друга, соотношение функциональных групп в смоле такое же, как в исходном угле, выходящие в процессе пиролиза угольной пыли летучие вещества и нелетучий коксовый остаток идеально перемешиваются с окислителем (воздухом) и затем вступают в химическое реагирование. Математическая модель диффузионно-кинетических процессов термохимического превращения твердого органического топлива с учетом принятых допущений представляет собой систему обыкновенных дифференциальных уравнений, включающая в себя зависимости, описывающие:

- динамику испарения влаги

<к

- динамику выделения летучих веществ

А

--k Wh-

(17)

(18)

-1

- динамику выгорания летучих веществ

¿1/ 'м 'ч 1и

Л ¿-I К А °ч ¿-<¿-1 ч _

СП ¡,-1л,-> 1-1

- изменение концентрации углерода

£'£ А

273Fr

Wc

(19)

(20)

- изменение концентрации горючих продуктов неполного горения и газификации коксового остатка

А

^ъкър:-^ -ък^Л^ +

У

(21)

сяк.у2 СО* +1Ху5С^

1

273К

с .

- изменение концентрации кислорода

¿02 А

/•1 И-1

- изменение концентрации конечных продуктов горения А

сЛг,с-'О»' с'*^ ;

'-I ^ ^Рс с

- изменение размера пылеугольной частицы

12 ^С Зо_. А 32* А С„ '

(22)

(23)

(24)

- динамику реагирования химических компонентов минеральной части топлива § = *,(!-а,У"; (25)

- изменение температуры пылеугольной частицы

А

Ч - (»•+^г- - (б™/+

А

А

(26)

С,(*л,сую5' + с^;- С4^

+ к,РзС-О»')+ 4£Р, С4^ +5ХР, с"*/*

273Д.

273с Л. / ч

ГгР/с

О »с Ус М А ] Ссрс

- изменение температуры газовой фазы

^ = 1 Ь-у-Л1,

А "с. |аК° + К

н,о Ч'-1

(27)

+ с**- +£ ^ v5_cVs•p„в;'

А р/

к-т,)

Р*РсТЛ

„« ^ с^сУ^сИГ*

~С°ЛК ) ~Т^273

Уе А

где , , , ^ - константы скорости соответственно процессов испарения влаги, выхода летучих веществ, деструкции вышедших летучих веществ и горе-

ния летучих веществ, 1/с; т - время, с; Vcom - концентрация летучих веществ в газовой фазе, кг/кг; v - стехиометрический коэффициент; kf, kg - константы скорости соответственно горения углерода и восстановления продуктов сгорания, м/с; cR и c2R - концентрации кислорода и продуктов термохимического превращения на поверхности частиц, выраженные соответственно в кг02 и кг02/м3; kf, кр -константы скорости соответственно взаимодействия продуктов неполного и полного сгорания и окисления горючих газообразных продуктов неполного сгорания и газификации, 1/с; 60 - начальный диаметр частицы, м; С0 - исходная концентрация углерода в топливе (твердой фазе), кг/кг; Vc- объем частицы, м3; От1 - теплота разложения летучих веществ, Дж/кг; Qc- тепловой эффект реакций выгорания и газификации, приведен к 1 кг кислорода, кДж/(кг02); ТЬигп - температура облучающей среды, К; Q'm - тепловой эффект превращения i -го минерала золы, Дж/кг; Qmm~ теплота сгорания летучих веществ, Дж/кг; Qm~ тепловые эффекты реакций горения неполных продуктов сгорания и горючих продуктов газификации, приведенные к 1 кг кислорода, Дж/(кг02); <2„ - тепловые эффекты реакций газификации продуктов неполного и полного горения, приведенные к 1 кг кислорода, Дж/(кг02); а - коэффициент избытка воздуха.

Вышеуказанная система дифференциальных уравнений рассчитывалась на следующие начальные условия: т = 0; IVh =W0h] Vm¡ = V0; Vcom =0; C = C0; 02 = (O2)0; P = 0, где P = P„ +PU; S = 80; Tc=(rc)0; Ts =(гД; a, = 0. Помимо диффузионно-кинетических зависимостей эта система обеспечивает закон сохранения массы: Wh +V + Vmm+C + Oi + P = Wah + Vc + C,¡+(01\, так как выполняется соотношение dWh dV dC d02 dP dx dx dx dx dx

Данная математическая модель положена в основу вычислительного эксперимента, проводимого применительно к решению задачи описания процесса выгорания бородинского, назаровского и березовского бурых углей Канско-Ачинского месторождения. Расчет термохимического превращения углей выполнялся для частиц размерами от 50 до 1000 мкм. Исходная температура газового потока варьировалась в диапазоне Т = 1200-1700 °С, коэффициент избытка воздуха в газовом потоке а = 1,0-1,3. Для численного решения системы дифференциальных уравнений использовался метод Рунге-Кутта-Фельберга с автоматическим выбором шага и точностью - 10~4. Результаты аналитического эксперимента на примере выгорания частиц бородинского угля представлены на рис. 23.

Выявлена существенная зависимость исследуемых процессов от качества исходного топлива, температуры газового потока, избытка воздуха и размеров пыле-угольных частиц. Увеличение температуры облучателя на 200 °С (от 1300 °С) приводит к сокращению времени полного выгорания мелких частиц в 1,8 раза, для крупных частиц в 2,5-3 раза. Этот эффект еще более очевиден для частиц с размером более 250 мкм. Именно в процессе деструкции топлива образуется до 90 % соединений азота, серы и углерода. Установлено, что процесс выделения летучих веществ в окислительной среде протекает в области более низких температур (740-860 °С) и с более высокой скоростью (fVmsx = 5,4-5,6 мг/(г-град)) по сравнению с аналогичным процессом в инертной среде (800-980 °С и = 1,29-1,36 мг/(г-град)).

Рис. 23. Динамика термохимического превращения частиц бородинского угля размером 250 мкм (ТЫт = 1573 К, а = 1,2): 1 - концентрация окислителя; 2 - выгорание топлива; 3 - горение коксового остатка; 4 - температура газов; 5 - температура частицы; б - образование С02; 7 - образование Н20; 8 -выход летучих веществ; 9 - горение летучих веществ; 10 - испарение влаги; 11 - горение СО; 12-горение продуктов вторичной деструкции и газификации; 13 - горение Н2; 14 - горение смолы; (со( = rnl / mQ, где т1, т0 - текущая и начальная масса i -го реагирующего компонента)

По результатам численных экспериментов определены моменты перехода от режима сушки к режиму выхода летучих веществ и далее к стадии горения углеродного коксового остатка. При этом для крупных угольных частиц (>250 мкм) переход органической массы в газообразные продукты горения осуществляется в основном газификацией нелетучего остатка парогазовыми компонентами летучих веществ. Отмечен ряд закономерностей горения угольных частиц. Например, при одной и той же температуре газового потока (1300 °С) увеличение коэффициента избытка воздуха с 1,0 до 1,1 приводит к увеличению образования индивидуальных газообразных компонентов СО, HCN, С02 и N2 на 17, 6, 5,6 и 56 % соответственно и к уменьшению образования NH3 на 8 %; увеличение коэффициента избытка воздуха с 1,0 до 1,2 приводит к увеличению образования СО на 33 %, HCN и С02 на 11 %, N2 - на 85 % и к уменьшению выхода NH3 на 85 %.

Результаты расчетов позволяют сделать вывод, что динамика горения частиц бурых канско-ачинских углей определяется в основном конвективным механизмом процесса выхода летучих веществ. Из полученных данных по моделированию процесса термохимического превращения угля на условия высокоскоростного нагрева следует, что выделение оксида углерода не успевает закончиться в период прогрева (выделяется 60-80 % от общего количества), что может создавать диффузионные осложнения горению коксового остатка. Получено, что процесс взаимодействия нелетучего остатка с окислителем протекает как в период прогрева (при неизотермическом режиме), так и при постоянной установившейся температуре коксовой частицы (изотермические условия). При скоростях нагрева р > 103 град/с доля кокса канско-ачинских углей, выгоревшего в период прогрева, составляет около 50 % и снижается при увеличении скорости нагрева. Изотермическая составляющая при этом соответственно увеличивается.

Анализ температурно-временных зависимостей термохимического превращения твердых органических топлив позволил определить ряд количественных показателей, характеризующих особенность данного процесса, в частности продолжительность различных стадий выгорания пылеугольных частиц и превышение их темпера-

туры над температурой облучателя. Установлено, что время воспламенения коксового остатка (т„,с), как стадии выгорания пылеугольных частиц сопоставимо с суммарной длительностью протекания параллельно-последовательных процессов сушки и смоловыделения: -с,, = тс + тси - Дт, с, где Дт - длительность наложения стадий, с

Дт = (7,81 ■ > (28)

где Эг -температура газов, °С; ат - коэффициент избытка воздуха в топке; 50 -размер пылеугольной частицы, мкм; А' - зольность топлива на рабочую массу, %; т - время пребьшания угольных частиц в топочной камере с учетом их скорости витания, с.

В отличие от класса мелких частиц, где превышение температуры частицы

над температурой облучателя (6 = — Г(Г(.°С, где т, и т2 -соответственно

время прогрева частицы до температуры среды и превышения температуры частицы над температурой среды, с) меньше зависит от последней температуры, для крупных частиц оно имеет наибольшие значения при низких температурах топочной среды. Полученные закономерности изменения среднеинтегрального показателя 8, °С от различных режимных факторов топочного процесса и свойств сжигаемого топлива удовлетворительно описываются следующим алпроксимационным уравнением

9 = 1,316• 10-'° \а'У'". (29)

В наибольшей мере показатели термохимической обработки зависят от реакционной способности топлива, размера частиц, системы подготовки топлива к сжиганию, температуры топочной среды, избытка воздуха, теплонапряжения зоны активного горения. Выявленные аналитические закономерности используются для разработки практических рекомендаций по комплексной расчетной оценке выгорания топлива и теплообмена в топочных камерах паровых котлов.

В седьмом разделе рассмотрены вопросы внедрения комплексного метода исследования реакционной способности углей в практику их энергетического использования.

Полученные результаты экспериментально-расчетных исследований термохимического превращения твердого органического топлива позволили усовершенствовать методику расчета степени выгорания (рсг, %) пылевидного топлива в топочных камерах паровых котлов. В качестве базовой методики использованы «Методические указания по проектированию топочных устройств энергетических котлов» (ЦКТИ-ВТИ, 1996) в которой расчет выгорания угля основан на молекулярном механизме диффузии и кинетики горения дрейфующих в потоке беззольных коксовых частиц. Сущность предлагаемого подхода заключается в раздельной оценке и учете длительности стадий сушки, смоловыделения (как основного этапа выхода летучих веществ) и горения коксового остатка. Величина механического недожога топлива определяется в результате итеративного комплексного позонно-го расчета выгорания пылеугольного факела и теплообмена в топочной камере по величине длительности выгорания наиболее крупных коксовых частиц: тг, = тпр - ти. При оценке длительности процесса воспламенения коксового остатка (т,к) продолжительность сушки (тс) и смоловыделения (тсм) находятся по индивидуальным для каждой стадии кинетическим параметрам с помощью системы трансцендентных уравнений (6)-(8). Предложена схема расчета степени выгорания топлива, как для зоны активного горения, так и для зон, расположенных в камере

охлаждения топочного пространства. Методика дополнена определением длительности выделения индивидуальных газовых компонентов летучих веществ с использованием кинетических характеристик независимых индивидуальных реакций для одновременной оценки величины тепловой потери с химическим недожогом. Для расчета и проектирования топочных камер при сжигании бурых углей показана целесообразность учета и разработана методика определения концентрации сажистых частиц, образующихся в результате крекинга смол с последующей корректировкой значений коэффициента ослабления излучения факела, степени черноты и температуры газов, что, как следствие, позволяет уточнить параметры оптических свойств топочной среды в среднем на 5-10%. Количественная оценка степени выгорания топлива выполняется по найденным значениям времени выгорания , с) и температуре коксовой частицы (3(. = йф + 0, °С), где Эф - температура пыле-угольного факела, °С; 8 — среднеинтегральное превышение температуры частицы над температурой среды, приходящееся на единицу времени того периода, в котором это превышение развивается (рассчитывается по уравнению (29)), °С.

Реализованная в виде автоматизированного расчетного комплекса усовершенствованная методика оценки выгорания пылевидного топлива позволяет учесть не только режимные параметры топочных устройств, такие как тонина помола, коэффициент избытка воздуха, нагрузка, высота размещения факела и доля воздуха, подаваемого в виде вторичного и третичного дутья, но и индивидуальные особенности органической и минеральной части сжигаемого топлива, посредством использования данных о реакционной способности отдельных этапов термохимического превращения угля. Достоверность методики подтверждена сопоставлением результатов вычислений с данными, полученными при испытаниях энергетических котлов (БКЗ-75-40, БКЗ-210-100, БКЭ-320-140, БКЗ-420-140, БКЗ-500-140, БКЗ-640-140, ПК-38, ТПП-804, П-57, П-67) при сжигании широкого класса топлив (бородинского, назаровского, березовского и кузнецкого углей). Получено хорошее согласование между аналитическими и экспериментальными данными (рис. 24, коэффициент корреляции составил 0,95-0,985).

Посредством обобщения многочисленных результатов расчетных исследований выгорания топлива в пылеуголь-ных котлах, выполненных с помощью вышеизложенной методики, была разработана имитационная динамическая модель рабочих процессов топочных устройств. Необходимость решения этой задачи обусловлена существенным влиянием эксплуатационных факторов и качества топлива на статические и динамические характеристики котельного агрегата и необходимостью обеспечения проектных требований, предъявляемых к паровым котлам в отношении маневренности и точности поддержания рабочих параметров. Коэффициент избытка воздуха варьировался в пределах от = 1,1-1,5. Для вы-

, м /МВт

Рис. 24. Сопоставление расчетных (сплошная линия, 1 - БКЗ-210; 2 - БКЗ-320; 3 - БКЗ-500; 4 - П-67) и экспериментальных значений (маркер) степени выгорания угля от величины \|qy , где - теплонапряжение топочного объема, МВт/м3

явления влияния только температуры газов значение теплоты сгорания изменялось в пределах ±20% от проектного значения. Тонина помола К9(1 изменялась: для кузнецких углей от 20 до 50%; для канско-ачинских углей от 40 до 60%. Для определения влияния времени пребывания топлива в расчетной зоне вычисления проводились на различные нагрузки в диапазоне от 50 до 100% номинальной. При анализе результатов использовалось понятие приведенной доли выгорания топлива в каждой зоне Дрлр, характеризующее отношение количества топлива, сгоревшего в данной зоне, к количеству топлива, поступившего в нее (как через горелочные устройства, так и из предыдущей зоны). При этом учитывалось различное время пребывания топлива в топке при многоярусном расположении горелочных устройств с различным распределением топлива по ярусам. С целью упрощения расчетов зоны с подачей топлива объединены в единую зону максимального тепловыделения. Полученные зависимости приведенной доли выгорания в каждой зоне от эксплуатационных факторов аппроксимированы алгебраическими зависимостями. Для объединенной зоны максимального тепловыделения уравнение имеет вид

1-ехр|-all 21--^ 1-0,03

+ ML-M*+ (30)

т 1-1

для зон без ввода топлива, расположенных выше зоны максимального тепловыделения:

Aß„P = К + ки(21 ~ + ^<Э< - М" + к"G ' ехР(~ с<(х< " т°)))• (3V

где k„, к„ к2, к„ к4, к01, ки, кь, кЪ1, к}1, а, Ь, с, - аналитические коэффициенты, зависящие от реакционной способности сжигаемого топлива и от относительной высоты расположения среднего сечения зоны от пода топки (А,/Ят );т - число ярусов горелочных устройств; 9", а*- соответственно температура газов (°С) и коэффициент избытка воздуха на выходе из зоны; Лт - остаток на сите размером 90 мкм; т - время пребывания пылеугольных частиц в расчетной зоне, с.

К числу входных параметров динамической модели топочного устройства относятся изменение расходов воздуха и топлива, доли рециркуляции дымовых газов и т.д., выходными координатами являются отклонения расхода газов и температуры на выходе из топки, а также тепловые потоки к поверхностям нагрева в каждой выделенной зоне топки.

Динамика топочных процессов учитывается звеном первого порядка с постоянной времени (Гг), равной сумме постоянных времени всех малоинерционных элементов. Для топочных камер с твердым шлакоудалением Г, принималась 7 с, для котлов с жидким шлакоудалением 4,5 с. Разработанная динамическая модель положена в основу имитационных тренажерных комплексов рабочих процессов топочных устройств котлоагрегатов ТЭС, внедренных на ряде энергетических предприятий для отработки оперативных задач управления. Наряду с этим данный подход позволяет эффективно решать задачи управления (от выбора целей до синтеза управляющих структур) топочными процессами, а также может быть использован при выполнении проектных и режимно-наладочных работ, связанных с реконструкцией и модернизацией существующего оборудования, при переводе котлов на сжигание непроектного топлива.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований процессов подготовки и сжигания энергетических углей позволили разработать на уровне изобретений ряд технических решений, обеспечивающих совершенствование технологического цикла и создание надежных, эффективных и экологически безопасных котельных агрегатов на твердом топливе. К числу мероприятий, положенных в основу концептуального подхода, относятся: обеспечение высокой эффективности систем подготовки угольной пыли перед сжиганием; применение рациональных конструкций горелоч-ных устройств, а также схем их расположения в топочной камере; совершенствование топочного процесса за счет применения конструктивных, режимных и организационных мероприятий. Для повышения эффективности процесса сушки в системах пыле-приготовления предложены новые конструкции пыледелителей и пылеконцентрато-ров, совершенствование работы которых достигается за счет организации фонтанирующей, либо кольцевой траектории движения угольной пыли с рециркуляцией в горизонтальной или вертикальной плоскости. Такие устройства позволяют не только более глубоко производить отделение угольной пыли от забалластированного сушильного агента (£//=80/20%), но и увеличить длительность сушильного процесса (с 0,5 до 3 с) и как следствие минимизировать влажность угольной пыли (¡У™ « 1-2%). Реализация технических решений, связанных с предварительной термохимической обработкой топлива, осуществляется двумя принципиально отличающимися способами. К первому способу относятся мероприятия, устройства и аппараты, обеспечивающие термообработку топлива до его попадания в топочную камеру, в частности предвюпоченные многоступенчатые пылеподогреватели и циклонные предтопки, поточные либо секционные пылеподогреватели фонтанирующего или винтового типов с нисходящими и восходящими направлениями движения пылегазовых струй. Ко второму способу относятся технические решения, позволяющие реализовать протекание предварительной термохимической обработки топлива непосредственно в топочной камере котла. Такая организация процесса стала возможной за счет совершенствования конструкций топочных камер: фестонированием определенных ее участков, организацией многокамерных топок и топок объемного охлаждения с вертикальными и горизонтальными предтопками. Характерной особенностью всех вышеперечисленных конструкций топочных камер является наличие зон и условий с пониженной концентрацией кислорода (а »1,0), снижение приосевой рециркуляции газов, повышение значения разности скоростей аэросмеси и вторичного воздуха (более 20 м/с), перераспределение зон теплообмена и стадий реагирования пылеугольных частиц, локальные и наведенные аэродинамические вихревые структуры.

Для проработки вопросов внедрения технических решений, обеспечивающих высокую эффективность, надежность и экологическую безопасность топливоисполь-зования на тепловых электростанциях, выполнено расчетное обоснование режимов работы и конструктивных характеристик разработанных устройств. Расчетами экономической эффективности практического применения предложенных в работе режимов, способов и устройств в технологическом цикле подготовки и сжигания твердого органического топлива на тепловой электростанции показано, что годовой экономический эффект от внедрения таких устройств применительно к котельным агрегатам средней мощности паропроизводительностью от 210 до 500 т/ч в зависимости от масштабов реализации составляет 5,38-46,2 млн. руб. (12,5-107,3 тыс. т.у.т.), при сроке окупаемости 1,1-3,5 года, что подтверждает их высокую инвестиционную привлекательность.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Усовершенствованы схема и установка комплексного термического анализа твердых органических топлив, а также обоснованы экспериментальные условия выполнения комплексного термического анализа для оценки кинетических характеристик процессов, ответственных за термохимическое превращение угольного вещества, что позволило повысить информативность, надежность и точность результатов экспериментальных исследований.

2. Разработана и апробирована экспресс-методика определения теплотехнических характеристик твердого органического топлива по результатам его комплексного термического анализа, основанная на обработке термогравиметрических кривых убыли массы навески в соответствующей температурной области и атмосфере печи, позволяющая сократить общую продолжительность оценки влажности, выхода летучих веществ, зольности и теплоты сгорания угля в условиях эксплуатации и наладки топочно-горелочных устройств котельных установок в 2,5-4 раза при аналогичной точности в сопоставлении с методиками ГОСТ.

3. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена применимость математического аппарата неизотермической кинетики для оценки реакционной способности энергетических углей и разработаны практические рекомендации по его использованию для экстраполяции результатов комплексного термического анализа на условия реальных теплотехнологических процессов и установок. Установлено, что с ростом скорости нагрева угольных частиц на 5-6 порядков происходит сдвиг термохимической реакции в область повышенных температур с одновременным расширением температурной области протекания реакции и уменьшением значений максимальной скорости процесса. Получено, что при высоких скоростях нагрева выделение летучих веществ может лимитировать длительность выгорания углей (выделяется 60—80 % от общего количества) и создавать диффузионные осложнения горению коксового остатка.

4. Разработан новый экспериментально-расчетный метод и соответствующее алгоритмическое и программное обеспечение для исследования кинетики многостадийных процессов термохимического превращения твердого органического топлива, использующий аппроксимацию экспериментальных термогравиметрических кривых полиномом, коэффициенты которого определяются исходя из реализации принципа последовательного захвата, расчета и исключения изолированных стадий с помощью корреляционно-регрессионного анализа термоаналитических зависимостей, что позволяет устранить ограничения по количеству подлежащих определению искомых стадий (число которых может быть заранее неизвестно) и кинетических параметров. Получены предельные значения погрешностей определения кинетических констант, что позволяет учесть влияние на эти погрешности случайных искажений экспериментальных данных.

5. Разработана методика определения реакционной способности твердого органического топлива, основанная на его комплексном термическом анализе в инертной и окислительных средах, и получен банк экспериментальных значений кинетических параметров, характеризующих особенности протекания процессов испарения влаги, выхода летучих веществ с раздельной оценкой смоловыделения и выхода индивидуальных парогазовых компонентов, горения и газификации нелетучего (коксового) остатка, термического превращения химических компонентов минеральной части углей Кузнецкого и Канско-Ачинского месторождений и

установлена их связь с основными структурными параметрами органической массы угольного вещества.

6. Сопоставлением значений видимых констант скорости термохимического превращения угля с размером частиц менее 250 мкм, полученных при низких скоростях нагрева ((3 = 5-20 град/мин), присущих условиям комплексного термического анализа, с экспериментом при высокоскоростном нагреве топлива (р = 104-10б град/с) в условиях лабораторных, полупромышленных и промышленных установок доказана неизменность механизмов протекания отдельных этапов процесса горения угольного вещества (сушки, термической деструкции и горения нелетучего остатка) при экстремальных изменениях значений скорости нагрева, что позволяет рекомендовать комплексный метод термического анализа твердого органического топлива в неизотермических условиях для объективной и адекватной оценки реакционной способности энергетических углей.

7. Разработана математическая диффузионно-кинетическая модель процесса термохимической обработки угля, учитывающая химическую структуру, механизм превращения и реакционную способность твердых органических топлив, а также межфазный тепло- и массоперенос и выполнена оценка температурно-временных интервалов протекания различных стадий превращения угля от качества исходного топлива, температуры обработки, размера пылеугольных частиц, коэффициента избытка воздуха и т.д. Установлено, что время воспламенения коксового остатка, как стадии выгорания пылеугольных частиц сопоставимо с суммарной длительностью протекания процессов испарения влаги и смоловыделения. В качестве показателя температурной обработки пылеугольных частиц предложено использовать величину среднего превышения температуры частицы над температурой топочной среды. В отличие от класса мелких частиц, где это превышение меньше зависит от температуры среды, для крупных частиц (более 500 мкм) оно имеет наибольшие значения при низких температурах облучателя.

8. Усовершенствована методика расчета степени выгорания пылевидного топлива в топочных камерах паровых котлов в части учета характеристик реакционной способности для раздельной оценки длительности протекания различных стадий горения угля и на ее основе разработана динамическая позонная модель пылеугольной топки, учитывающая изменение приведенной доли выгорания от эксплуатационных факторов, и позволяющая осуществлять синтез имитационных и управляющих систем рабочих процессов топочных устройств, посредством выбора целевой функции и диагностируемых параметров.

9. По результатам численного моделирования и экспериментальных исследований процесса термохимического превращения твердого органического топлива в условиях лабораторных и опытно-промышленных установок обоснованы требования к организации систем подготовки и сжигания твердого органического топлива, а также разработаны на уровне технических решений, защищенных патентами РФ, способы и устройства по их реализации в условиях тепловой электростанции, обеспечивающие повышение эффективности и надежности работы котельных агрегатов, снижение выбросов вредных веществ в атмосферу, вовлечение в топливно-энергетический баланс страны низкокачественных углей.

Основное содержание работы изложено в публикациях:

1. Бойко, Е. А. Система подготовки канско-ачинских углей для котлов с жидким шлакоудалением / Е. А. Бойко, В. А. Дубровский // Межвуз. сб. научн.

тр.: Комплексное использование углей Канско-Ачинского бассейна. Л.: ЛТИ, 1990, С. 77-83.

2. Бойко, Е. А. Результаты испытаний и разработка варианта реконструкции системы подготовки топлива для котлов сжигающих угли Канско-Ачинского бассейна / Е. А. Бойко, В. А. Дубровский // Красноярск: Деп. в ВИНИТИ 15.09.1992, №3355-эн92. 21 с.

3. A.c. №1740869 СССР, МКИ3, кл. F23 С5/24. Топочное устройство / В. А. Дубровский, И. С. Деринг, Е. А. Бойко и др. Опубл. 15.06.92. Бюл. №22.

4. A.c. №1740886 СССР, МКИ3, кл. F23 К1/00. Система пынеприготовления котла / В. А. Дубровский, Е. А. Бойко, Ж. Л. Евтихов и др. Опубл. 15.06.92. Бюл. №22.

5. Бойко, Е. А. Особенности термического разложения канско-ачинских углей разной степени окисленности / Е. А. Бойко, В. А. Дубровский // Журнал прикладной химии. 1992. Т. 65. №10. С. 1654-1659.

6. A.c. №1751595 СССР, МКИ3, кл. F23 С5/24. Топка / В. А. Дубровский, Ж Л. Евтихов, Е. А. Бойко, и др. Опубл. 30.07.92. Бюл. №28.

7. A.c. №1751604 СССР, МКИ3, кл. F23 К1/00. Делитель-пылеконцентратор / В. А. Дубровский, С. М. Куликов, Е. А. Бойко и др. Опубл. 30.07.92. Бюл. №28.

8. Бойко, Е. А. Исследование процесса предварительной термической подготовки канско-ачинских углей на основе их комплексного термического анализа / Е. А. Бойко, С. А. Михайленко, В. А. Дубровский, // Межвуз. сб. науч. тр.: Гидродинамика больших скоростей (теплоэнергетика). Красноярск: КрПИ, 1992. С. 91-97.

9. A.c. №1760253 СССР, МКИ3, кл. F23 К1/00. Система пылеприготовления котла / В. А. Дубровский, Е. А. Бойко, Ж. Л. Евтихов и др. Опубл. 07.09.92. Бюл. №33.

10. A.c. №1774132 СССР, МКИ3, кл. F23 С5/24. Делитель-пылеконцентратор / В. А. Дубровский, Ж. Л. Евтихов, Е. А. Бойко и др. Опубл. 07.11.92. Бюл. №41.

11. A.c. №1816931 СССР, МКИ3, кл. F23 К1/00. Котельный агрегат / В. А. Дубровский, Е. А. Бойко, С. М. Куликов и др. Опубл. 23.05.93. Бюл. №19.

12. Дубровский, В. А. Глубокая термоподготовка угольной пыли - путь уменьшения шлакования и вредных выбросов паровых котлов / В. А. Дубровский, И. С. Деринг, Е. А. Бойко и др. // Энергетик. 1994. №1. С. 5-8.

13. Патент РФ №1740869, МКИ3, кл. F23 С5/08. Топочное устройство / И. С. Деринг, В. А. Дубровский, Е. А. Бойко и др. Опубл. 20.04.94. Бюл. №22.

14. Бойко, Е. А. Кинетика температурной обработки бурых углей Канско-Ачинского бассейна/Е. А. Бойко // Химия твердого топлива. 1995. №5. С. 31-38.

15. Деринг, И. С. Оптимизация режимов и схем безмазутной растопки паровых котлов / И. С. Деринг, Е. А. Бойко, Ж. Л. Евтихов // Энергетика. Изв. ВУЗов. 1995. №5-6. С. 62-65.

16. Бойко, Е. А. Получение карбида кальция и ацетилена из отходов угледобычи Канско-Ачинского бассейна / Е. А. Бойко, Ж. Л. Евтихов, В. А. Дубровский, Л. В. Степанова, В. А. Владимиров // Журнал прикладной химии. 1995. Т. 68. №10. С. 1727-1731.

17. Бойко, Е. А. Экспериментально-расчетный метод оценки кинетики многостадийных процессов термической деструкции твердого топлива / Е. А. Бойко // Красноярск: Вестник КГТУ, 1996. Вып. 3. С. 119-124.

18. Бойко, Е. А. Численное и экспериментальное моделирование процессов аэродинамики и сложного теплообмена в пылеугольных топочных камерах реальной геометрии / Е. А. Бойко, А. А. Дектерев, Л. П. Каменьщиков и др. // Межвуз. сб. науч. тр.: Новые методы и средства экономии энергоресурсов и экологические

проблемы энергетики, СПб.: СПбГТУ, 1996. С. 15-19.

19. Boiko, Е. А. Der experimentalle Berechnungskomplex fuer die Bewertung der Waermephysikalischen und Reaktionskennziechen fester Brennstoffe / E. A. Boiko, S. M. Kulikow // XXVIII Kraftwerktechnisches Kolloquium. Germany. Dresden: Technische Universitaet Dresden, 5 und 6 October 1996. S. 105-109.

20. Патент РФ №2072479, МКИ3, кл. F23 Kl/00. Пылесистема / В. А. Дубровский, Е. А. Бойко, Ж. JI. Евтихов. Опубл. 27.01.97. Бюл. №3.

21. Бойко, Е. А. Экстраполяция результатов термического анализа твердого органического топлива применительно к условиям реальных топочных процессов / Е. А. Бойко // Красноярск: Вестник КГТУ, 1997. Вып. 8. С. 117-121.

22. Бойко, Е. А. Исследование, разработка и внедрение мероприятий по повышению надежности и эффективности работы паровых котлов при сжигании канско-ачинских углей / Е. А. Бойко, И. С. Деринг, Ж. Л. Евтихов и др. // Красноярск: Вестник КГТУ, 1997. Вып. 8. С. 127-133.

23. Патент РФ №208851, МКИ3, кл. F23 К1/00. Котельный агрегат / В. А. Дубровский, И. С. Деринг, Е. А. Бойко и др. Опубл. 27.08.97. Бюл. №24.

24. Патент РФ №2096688, МКИ3, кл. 6F23 К1/00. Система безмазутной растопки парового котла / И. С. Деринг, Е. А. Бойко, Ж. Л. Евтихов. Опубл. 20.11.97. Бюл. №32.

25. Бойко, Е. А. Исследование процесса испарения влаги канско-ачинских углей при их термообработке / Е. А. Бойко // Журнал прикладной химии. 1998. Т.71. Вып. 10. С. 1736-1742.

26. Шишканов, О. Г. Аналитическое исследование теплообмена с учетом динамики выгорания пылеугольного факела в топках энергетических котлов / О. Г. Шишканов, Е. А. Бойко // Труды 2-й Российской национальной конференции по теплообмену. М.: МЭИ, 1998. Т. 9. С. 289-292.

27. Бойко, Е. А. Численное моделирование аэродинамики топочной камеры, оборудованной системой термической подготовки топлива / Е. А. Бойко, А. А. Декгерев, Ж. Л. Евгахов и др. // Красноярск: Вестник КГТУ. 1998. Вып. 14. С. 105-112.

28. Патент РФ №2113655, МКИ3, кл. F23 С5/08. Топка парового котла / В. А. Дубровский, Е. А. Бойко, И. С. Деринг и др. Опубл. 20.06.98. Бюл. №17.

29. Бойко, Е. А. Системный анализ факторов шлакования поверхностей нагрева паровых котлов / Е. А. Бойко, Е. М. Жадовец, П. Ю. Гребеньков // Красноярск: Вестник КГТУ, 1998. Вып. 14. С. 128-132.

30. Бойко, Е. А. Комплексный подход к оценке эффективности технических решений энергетического использования канско-ачинских углей / Е. А. Бойко, О. Г. Шишканов // Энергетика. Изв. Вузов. 1999. №5. С. 71-79.

31. Бойко, Е. А. Автоматизированная система контроля и технической диагностики паровых котлов / Е. А. Бойко, Д. Г. Дидичин, В. Н. Вольнев и др. // Компрессорная техника и пневматика. 1999. № 3-4. С. 114-122.

32. Бойко, Е. А. Численное моделирование процесса образования золошла-ковых отложений на поверхностях нагрева котельных агрегатов / Е. А. Бойко, Е. М. Жадовец // Красноярск: Вестник КГТУ, 1999. Вып. 19. С. 100-114.

33. Boiko, Е. А. Research on kinetics of the thermal processing of brown coals of various oxidative ageing degree using the non-isothermal methods / E. A. Boiko // Thermochimica Acta. 2000. Vol. 348. P. 97-104.

34. Бойко, E. А. Численное моделирование процесса образования отложений на полурадиационных поверхностях нагрева котлоагрегата БКЗ-420-140 /

Е. А. Бойко, Е. М. Жадовец, П. В. Шишмарев // Материалы Всероссийской научно-практической конференции: Проблемы использования канско-ачинских углей на ТЭС. Красноярск: 2000. С. 382-389.

35. Boiko, Е. А. Die Vervollkommnung der Kesselanlagen-Konstruktionen fuer die Verbrennung von Kansk-Atschinsker Kohlen / E. A. Boiko // XXXI Kraftwerktechnisches Kolloquium. Germany. Dresden: Technische Universitaet Dresden, 24 und 25 October 2000. S. 77-80.

36. Бойко, E. А. Кинетика термохимических превращений компонентов минеральной части канско-ачинских углей / Е. А. Бойко, П. В. Шишмарев, Д. Г. Дидичин, Е. М. Жадовец // Материалы III Научно-практической конференции: Минеральная часть топлива, шлакование, загрязнение и очистка котлов, Челябинск: 2001. Т. 1. С. 116-124.

37. Бойко, Е. А. Экспериментально-расчетное исследование процесса образования золошлаковых отложений на полурадиационных поверхностях нагрева котельных агрегатов / Е. А. Бойко, Е. М. Жадовец, С. А. Михайленко,

C. В. Порозов // Межвуз. сб. науч. тр.: Проблемы экономии топливно-энергетических ресурсов на ТЭС. СПб.: СПб ГТУ РП, 2001. С. 146-157.

38. Бойко, Е. А. Полупромышленные исследования технологии подавления NO, при энергетическом использовании канско-ачинских углей / Е. А. Бойко, Д. Г. Дидичин, П. В. Шишмарев // Сб. докл. Ill-го Российского национального симпозиума по энергетике. Казань: 2001. С. 135-142.

39. Boiko, Е. A. Perfecting of ways power usages kansk-achinsk coal on the basis of the technology of CFD-simulation / E. A. Boiko, P. U. Grebenkov, P. V. Shishmarev,

D. G. Didichin // International congress on FEM-Technology and 19th all-European CAD-FEM user' meeting. Germany. Berlin-Potsdam: 2001. P. 456-468.

40. Бойко, E. А. Совершенствование схемы комплексного термического анализа твердых топлив для оценки экологических показателей ТЭС /

E. А. Бойко, Д. Г. Дидичин, М. Ю. Угай и др. // Сб. статей по материалам 2-й Всероссийской научно-практической конференции: Проблемы экологии и развития городов. Красноярск: Т. 1.2001. С. 314-319.

41. Свидетельство ГОСФАП №2145. Кинетическая обработка экспериментальных данных комплексного термического анализа твердых топлив / Е. А. Бойко, Д. Г. Дидичин, П. В. Шишмарев // Регистр. 20.09. 2002 г.

42. Бойко, Е. А. Тепломассообмен при деструкции твердого топлива в условиях комплексного термического анализа / Е. А. Бойко, П. В. Шишмарев, Д. Г. Дидичин // Труды ХХП Российской школы «Наука и технологии». М.: РАН, 2002. С. 55—61.

43. Свидетельство РФ №2002611755. Оценка кинетических параметров скоростей реакций термохимического превращения твердых топлив / Д. Г. Дидичин, Е. А. Бойко // Регистр. 11.10.2002.

44. Бойко, Е. А. К вопросу о тепломассообмене при комплексном термическом анализе твердого топлива / Е. А. Бойко, П. В. Шишмарев, Д. Г. Дидичин // Материалы XXII Всероссийской школы по проблемам науки и технологий. Екатеринбург: Уральское отделение РАН, 2002. С. 46-48.

45. Бойко, Е. А. Кинетика изменения химического состава минеральной части канско-ачинских углей в условиях комплексного термического анализа / Е. А. Бойко, П. В. Шишмарев, Д. Г. Дидичин, Е. М. Жадовец // Химия твердого топлива. 2003. №4. С. 70-78.

46. Патент РФ №2212586, МПК7, кл. F23 N5/00. Способ и устройство регулирования режима горения паропроизводительной установки / Е. А. Бойко, Д. Г. Дидичин, П. В. Шишмарев. Опубл. 20.09.2003. Бюл. №26.

47. Бойко, Е.А. Комплексный термический анализ процессов термолиза и горения нелетучих продуктов канско-ачинских углей разной степени окисленно-сти / Е. А. Бойко, Д. Г. Дидичин, П. В. Шишмарев // Журнал прикладной химии. 2003. Т. 76. Вып. 4, С. 605-610.

48. Свидетельство РФ №2003610936. Программно-методическое обеспечение для отработки оперативных задач управления энергетическим котлом ПК-10Ш/Е. А. Бойко, Д. Г. Дидичин // Регистр. 25.02.2003.

49. Свидетельство РФ №2003610937. Программно-методическое обеспечение для отработки оперативных задач управления энергетическим котлом БКЗ-320-140 / Е. А. Бойко, Д. Г. Дидичин // Регистр. 17.04.2003.

50. Бойко, Е. А. Учебно-методическое и программное обеспечение для отработки оперативных задач управления энергетическим оборудованием / Е. А. Бойко, П. В. Шишмарев // Материалы 2-ой Всероссийской научно-технической конференции «Тренажерные технологии». С-Пб.: СПбГПУ, 2003. С. 89-93.

51. Свидетельство РФ №2003612099. Аппаратно-программный комплекс для оценки реакционной способности твердых топлив / Д. Г. Дидичин, Е. А. Бойко // Регистр. 08.09.2003.

52. Бойко, Е. А. Кинетика термохимических превращений углей Канско-Ачинского бассейна / Е. А. Бойко, Д. Г. Дидичин, П. В. Шишмарев // Химия твердого топлива. №3.2004. С. 3-12.

53. Свидетельство РФ №2004611403. Комплекс программ имитационного моделирования выгорания пылеугольного факела, решения тренажерных задач управления и технической диагностики топочных процессов / Е. А. Бойко, Д. Г. Дидичин, В. Н. Вольнев и др. // Регистр. 07.06.2004

54. Бойко, Е. А. Кинетическая модель термохимического превращения твердых органических топлив / Е. А. Бойко, С. В. Пачковский // Журнал прикладной химии. 2004. Т. 77. Вып. 9. С. 1558-1567.

55. Boiko, Е. А. Verfahren und Einrichtung der Regelung des Arbeitsregimes der Kesseleinheit bei der Arbeit auf den Kohlen der variablen Qualität / E. A. Boiko, S. W. Patschkowskij // XXXVI Kraftwerktechnisches Kolloquium. Technische Universi-taet Dresden. Germany. Dresden: 19 und 20 October 2004. S. 145-153.

56. Бойко, E. A. Комплексный термический анализ твердых органических топлив: Монография / Е. А. Бойко. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2005.383 с.

57. Патент РФ №2252364, МПК7, кл. F23 N5/00. Способ и устройство регулирования режима горения паропроизводительной установки / Е. А. Бойко, Д. Г. Дидичин, В. Н. Вольнев и др. Опубл. 20.05.2005. Бюл. №14.

58. Бойко, Е. А. Экспериментально-расчетная методика оценки кинетических процессов термохимического превращения твердых органических топлив / Е. А. Бойко, С. В. Пачковский, Д. Г. Дидичин // Физика горения и взрыва. 2005. №1.

C. 55-65 (Experimental and Numerical Technique for Estimating Kinetic Processes of Ther-mochemical Conversion of Solid Organic Fuels / E.A. Boiko, S.V. Pachkovskii,

D.G. Didichin // Combustion, Explosion, and Shock Waves. 2005, Vol. 41. №1. pp. 47-56).

59. Свидетельство РФ №2005611258. Программно-методическое обеспечение для отработки оперативных задач управления дубль энергоблоком К-160-130 с котельными агрегатами ПК-38 / Е. А. Бойко, Д. Г. Дидичин, П. В. Шишмарев,

М. В. Турок // Регистр. 27.05.2005.

60. Бойко, Е. А. Имитационная динамическая модель управления пылеугольной топки / Е. А. Бойко // IV Международная научно-техническая конференция «Достижения и перспективы развития энергетики Сибири». Красноярск: СибВТИ-СибЭНТЦ, 2005. С. 308-321.

61. Свидетельство РФ №2005611627. Программно-методический комплекс для отработки оперативных задач управления котельным агрегатом БКЗ-500-140 с АСУ ТП «Teleperm (Siemens)» / Е. А. Бойко, В. Н. Вольнев, Ю. А. Величко и др. // Регистр. 29.06.2005.

62. Патент РФ №2277674, МПК7, кл. F23K С1/00. Котельный агрегат / Е. А. Бойко, П. В. Шишмарев, С. В. Пачковский. Опубл. 10.06.2006. Бюл. №16.

63. Свидетельство РФ №2006612782. Программно-методический комплекс для отработки оперативных задач управления котельным агрегатом БКЗ-420-140 ПТ-2 / Е. А. Бойко, В. Н. Вольнев, П. В. Шишмарев и др. // Регистр. 04.08.2006.

64. Бойко, Е. А. Сравнительный анализ процессов термохимического превращения углей Канско-Ачинского бассейна / Е. А. Бойко, П. В. Шишмарев // Сб. докладов VI всероссийской конференции «Горение твердого топлива». Новосибирск: ИТ СО РАН, Ч.3.2006. С. 4-11.

65. Бойко, Е. А. Аналитические исследования динамики выгорания пыле-угольных частиц с учетом их реакционной способности / Е. А. Бойко, С. В. Пачковский // Сб. трудов международной научно-технической конференции «Современное состояние и перспективы развития энергетики». Ташкент: ТашГТУ им. Беруни, 2006. С. 43-46.

66. Бойко, Е. А. Имитационная динамическая модель шлакования полурадиационных поверхностей нагрева паровых котлов / Е. А. Бойко, Е. М. Жадовец // Сб. докладов IV всероссийской научно-практической конференции «Минеральная часть топлива, шлакование, загрязнение и очистка котлов». Челябинск: Урал-ВТИ, 2007. Т.2. С. 3-14.

67. Бойко Е. А. Расчетный анализ динамики выгорания канско-ачинских углей с учетом кинетики термохимического превращения их минеральной части / Е. А. Бойко, С. В. Пачковский // Сб. докладов IV всероссийской научно-практической конференции «Минеральная часть топлива, шлакование, загрязнение и очистка котлов». Челябинск: УралВТИ, 2007. Т.2. С. 62-70.

68. Бойко, Е. А. Методика и результаты теплового расчета устройства для предварительной термической обработки пылевидного твердого органического топлива / Е. А. Бойко, Шишмарев П.В. // Материалы 3-ей международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы энергетики». Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2007. С. 105-109.

69. Положительное решение о выдаче патента на изобретение по заявке №20071255207, МПК7, кл. F23N 5/00. Способ регулирования режима горения па-ропроизводительной установки / Е. А. Бойко, П. В. Шишмарев, Е. М. Жадовец и др. Опубл. 06.08.2008.

70. Бойко, Е. А. Диффузионно-кинетическая модель горения и тепломассообмена пылеугольных частиц в газовом потоке / Е. А. Бойко, С. В. Пачковский // Химия твердого топлива. 2008. №6. С. 3-13.

Позиции 5; 12; 14-16; 25; 30; 31; 33; 45; 47; 52; 54; 58, 70 опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Бойко Евгений Анатольевич Комплексное исследование и учет реакционной способности энергетических углей в практике моделирования и совершенствования теплотехнологичексих процессов

и оборудования

Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук. Подписано в печать 20.10.2008 г. Заказ № Я/?6. Формат 60x90/16. Усл. печ. л. 2. Тираж 100 экз. Отпечатано в ИПК ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет»

Введение

1. Оценка и учет реакционной способности углей при расчете и проектировании энергетических котлов и их топочных устройств

1.1. Опыт использования твердых органических топлив в энергети- 12 ке (на примере канско-ачинских углей)

1.1.1. Геологическая карта Канско-Ачинского угольного бассейна

1.1.2. Теплотехнические свойства канско-ачинских бурых углей

1.1.3. Особенности сжигания бурых углей Канско-Ачинского бассейна

1.1.3.1. Опыт сжигания канско-ачинских углей в лабораторных условиях

1.1.3.2. Опыт сжигания канско-ачинских углей в котельных агрегатах с 23 твердым шлакоудалением

1.1.3.3. Опыт сжигания канско-ачинских углей в котельных агрегатах с 24 жидким шлакоудалением

1.2. Пути совершенствования технологий производства и потребле- 26 ния энергии, вырабатываемой на твердом органическом топливе

1.3. Исследование процессов термохимического превращения твер- 31 дого органического топлива методом математического моделирования

1.4. Современное состояние теории горения пылевидного твердого 33 топлива

1.4.1. Химическая структура и реакционная способность твердых топлив

1.4.2. Стадийность процесса горения пылеугольных частиц

1.4.3. Роль процессов сушки, прогрева и выделения летучих веществ 40 при пылеугольном сжигании

1.4.4. Формирование структуры коксового (нелетучего) остатка и 48 природа тепловых потерь с неполнотой сгорания

1.4.5. Горение и газификация углеродной (коксовой) основы

1.4.6. Методы оценки и учета реакционной способности энергетиче- 58 ских углей

1.5. Исследование механизма и кинетики процессов термохимиче- 63 ского превращения углей методом комплексного термического анализа

1.5.1. Характеристика экспериментальных методов термического анализа

1.5.2. Промышленные приборы для термического анализа

1.6. Учет качества топлива при расчете и проектировании энергети- 70 ческих котлов и их топочных устройств

1.7. Выводы

1.8. Постановка цели и задач исследования

2. Комплексный термический анализ: аппаратурное оформление, экспериментально-расчетное обоснование условий определения технических и реакционных характеристик твердых органических топлив

2.1. Совмещенная схема и аппаратурное оформление комплексного 77 термического анализа твердых органических топлив

2.2. Экспериментально-теоретическое обоснование рекомендаций 82 по выбору условий проведения комплексного термического анализа для оценки реакционной способности различных стадий термохимической обработки пылевидного топлива

2.2.1. Влияние теплообмена на поверхности образца

2.2.2. Влияние скорости нагрева на результат термоаналитического 89 эксперимента

2.2.3. Влияние размеров пылеугольных частиц на характер термиче- 98 ских кривых

2.2.4. Обоснование рекомендаций по определению условий проведе- 102 ния комплексного термического анализа углей

2.3. Технический анализ твердого топлива

2.3.1. Применение комплексного термического анализа для опреде- 107 ления влажности и выхода летучих веществ твердых органических топлив

2.3.2. Применение комплексного термического анализа для опреде- 109 ления зольности твердого органического топлива

2.3.3. Сопоставление результатов термического анализа технических 112 характеристик угля в различных газовых средах

2.3.4. Применение комплексного термического анализа для опреде- 113 ления теплоты сгорания твердого органического топлива

2.4. Выводы

3. Теоретическое обобщение и развитие математического аппарата неизотермической кинетики

3.1. Особенность протекания процессов термохимического превра- 118 щения твердого органического топлива в условиях реальных топливоиспользующих установок

3.2. Неизотермическая кинетика термической деструкции твердых 122 органических топлив

3.3. Теоретические основы неизотермической кинетики процесса 129 горения коксовой основы твердых органических топлив

3.4. Методика экстраполяции данных комплексного термического 132 анализа на различные скорости нагрева

3.5. Выводы

4. Комплексный термический анализ: методика и результаты определения реакционной способности энергетических углей

4.1. Кинетика процесса испарения влаги

4.1.1. Анализ подходов к исследованию кинетики сушки углей

4.1.2. Методика и результаты определения кинетических параметров 141 процесса испарения влаги

4.2. Кинетика термической деструкции твердых органических топлив

4.2.1. Качественная оценка совместного протекания процессов выделения летучих веществ и выгорания коксовой основы твердых органических топлив в условиях медленного нагрева (термоокислительная деструкция)

4.2.1.1. Термоокислительная деструкция - суммарный процесс выделе- 151 ния летучих веществ и горения коксового остатка

4.2.1.2. Методика расчета кинетических параметров процесса выделе- 153 ния летучих веществ, применительно к условиям высокоскоростного нагрева угля в окислительной среде (термоокислительная деструкция)

4.2.1.3. Первичная обработка экспериментальных данных

4.3. Выделение летучих веществ при нагревании твердых органиче- 163 ских топлив с различными скоростями (экстраполяция лабораторного эксперимента применительно к условиям реальных то-пливоиспользующих установок)

4.3.1. Определение кинетических характеристик выделения летучих 164 веществ в условиях лабораторного эксперимента (КТА)

4.3.2. Кинетика индивидуальных реакций выделения газообразных 172 горючих веществ и расчетный прогноз их протекания в условиях высокоскоростного нагрева

4.4. Экспериментально-расчетный метод оценки кинетики многоста- 176 дийных процессов термохимического превращения твердых органических топлив. Алгоритимическое и программное обеспечение обработки результатов термоаналитического эксперимента

4.5. Кинетика горения нелетучего (коксового) остатка

4.5.1. Методика определения кинетических параметров горения кок- 192 сового остатка твердого органического топлива

4.5.2. Экстраполяция результатов лабораторного эксперимента по оп- 202 ределению кинетики выгорания коксового остатка применительно к реальным топочным условиям

4.6. Кинетика взаимодействия углекислого газа и водяных паров с 203 коксовым остатком твердых органических топлив

4.7. Кинетика термических превращений химических компонентов 210 минеральной части

4.8. Выводы 225 5. Экспериментальные исследования процесса термохимического превращения твердого органического топлива в условиях лабораторных, полупромышленных и промышленных установок

5.1. Кинетика термохимического превращения твердого органиче- 227 ского топлива при высокоскростном нагреве в условиях лабораторного эксперимента

5.1.1. Экспериментальная установка и методика проведения исследо- 229 ваний

5.1.2. Сопоставление результатов комплексного термического анали- 233 за и лабораторного эксперимента высокоскоростного нагрева по определению видимых констант скоростей горения пылевидного твердого органического топлива

5.2. Экспериментальные исследования процесса термохимического 244 превращения пылевидного твердого топлива в условиях полупромышленной установки (огневого стенда)

5.2.1. Описание экспериментального стенда и конструкции устройст- 247 ва для термической обработки твердых органических топлив. Методика проведения исследований

5.2.2. Анализ результатов испытаний устройства и исследования процес- 255 са термохимической обработки твердого органического топлива на примере березовских углей разной степени окисленности)

5.2.2.1. Исследование процесса шлакования поверхностей нагрева 261 при сжигании продуктов термообработки березовских углей

5.2.2.2. Исследование процесса образования оксидов азота в продуктах 269 сгорания при сжигании продуктов термообработки березовских углей

5.3. Экспериментальные исследования процесса термохимического 278 превращения пылевидного твердого органического топлива в условиях промышленных энергетических установок

5.3.1. Результаты опытно-промышленных испытаний котла БКЭ-320- 278 140 ТЭЦ АГК при сжигании ирша-бородинского угля

5.3.1.1. Анализ результатов тепловых балансовых испытаний котла 284 БКЗ-320-140 ТЭЦ АГК

5.3.1.2. Длительность выгорания горючих газовых компонентов летучих 289 веществ (СН4 и СО) при работе котла БКЭ-320-140 ТЭЦ АГК на ирша-бородинском угле в интервале нагрузок (0,7 - 0,9)Д,т,

5.3.1.3. Длительность выгорания нелетучего остатка ирша- 297 бородинского угля при работе котла BK3-320-140 в интервале нагрузок (0,7-0,9)Ц,ОИ

5.3.1.4. К вопросу о природе тепловых потерь с неполнотой сгорания 302 ирша-бородинского угля в топке котла БКЭ-320-140 ТЭЦ АГК

5.3.2. Результаты опытно-промышленных испытаний котла БКЗ-500- 307 140 Красноярской ТЭЦ-2 при сжигании канско-ачинских углей

5.3.3. Результаты опытно-промышленных испытаний котла П-67 Бе- 316 резовской ГРЭС при сжигании березовских углей

5.4. Выводы

6. Аналитические исследования процесса термохимического превращения твердого органического топлива в пылевидном состоянии

6.1. Физико-химическая модель термохимического превращения 330 твердого органического топлива в пылевидном состоянии

6.2. Кинетическая модель термохимического превращения твердого 333 органического топлива

6.3. Диффузионно-кинетическая модель процесса термохимической 342 обработки пылеугольных частиц

6.4. Температурно-временной режим термохимической обработки 356 пылеугольных частиц (на примере канско-ачинских углей)

6.5. Выводы

7. Внедрение результатов комплексного метода определения реакционной способности углей в практику их энергетического использования

7.1. Совершенствование методики и разработка алгоритмического и 361 программного обеспечения совместного расчета степени выгорания и теплообмена в топочных камерах паровых котлов

7.1.1. К вопросу о сажеобразовании при сжигании бурых углей в пы- 361 левидном состоянии

7.1.2. Совершенствование методики расчета выгорания пылеугольно- 368 го факела

7.1.2.1. Методика расчета длительности стадий сушки и выхода лету- 368 чих веществ при сжигании угля в пылевзвеси

7.1.2.2. Методика расчета длительности выгорания горючих газовых 371 компонентов летучих веществ

7.1.2.3. Методика расчета длительности выгорания нелетучего остатка твердого органического топлива

7.1.2.4. Алгоритм и программная реализация методики позонного расчета выгорания пылеугольного факела и теплообмена в топочных камерах паровых котлов

7.1.3. Расчетная оценка процесса выгорания ирша-бородинского угля в зоне активного горения котельного агрегата БКЗ-320-140 ТЭЦ АГК

7.1.3.1. Кинетические параметры горения ирша-бородинского угля и угольной пыли

7.1.3.2. Расчет степени выгорания в зоне активного горения котельного агрегата БЮ-320-140 ТЭЦ АГК

7.2. Разработка имитационной динамической модели пылеугольной топки, учитывающей процесс горения и создание на ее основе тренажерных комплексов рабочих процессов топочных устройств

7.3. Практическое использование комплексного термического анализа для разработки рациональных и эффективных способов, устройств и режимов подготовки и сжигания твердых органических топлив в пылевидном состоянии

7.3.1. Обоснование требований к организации процесса подготовки и сжигания твердого органического топлива с учетом его исходного качества

7.3.2. Разработка технических решений по совершенствованию способов и устройств подготовки и сжигания пылевидного твердого органического топлива

7.3.3. Методика и результаты теплового расчета устройства для предварительной термической обработки пылевидного твердого органического топлива

7.3.4. Оценка экономической эффективности практического использования предложенных технических решений

7.4. Выводы Научные выводы и рекомендации Список использованных источников Приложения

Согласно «Энергетической стратегии России на период до 2020 года», утвержденной распоряжением Правительства РФ № 1234-р от 28.08.2003 г., твердое органическое топливо рассматривается в качестве основного сырьевого источника для производства энергии на длительную перспективу. Совершенствованию технологии производства и потребления энергии, вырабатываемой на твердом органическом топливе, уделяется значительное внимание в энергетической, углехимической, металлургической и других отраслях промышленности. Создание новых и повышение эффективности существующих технологических приемов термохимической обработки, сжигания и газификации твердых горючих ископаемых основано на всесторонней оценке их состава и свойств. Технологии производств, так или иначе связанных с использованием процессов испарения влаги, термического разложения и взаимодействия топлива с окислителем, предусматривают, в качестве непременного условия, оценку его реакционной способности. При этом необходимо учитывать специфические для каждой марки угля сложные кинетические механизмы большого класса недостаточно исследованных явлений термохимического превращения органической и минеральной части пылевидного твердого топлива. Значительный разброс и неполнота экспериментальных значений кинетических параметров, определяющих реакционную способность, а также отсутствие обобщающих методических работ по определению этих параметров применительно к основным этапам термохимического превращения твердого органического топлива в условиях реальных теплотехнологических процессов и установок, предопределили основные положения исследований в рамках самостоятельного научного направления «Реакционная способность углей».

Достаточно эффективным средством исследования механизма и кинетики процессов термохимического превращения твердого органического топлива является использование методов комплексного термического анализа и математического моделирования. Перечисленные методы нашли широкое применение в практике научных исследований, однако, сложность исследуемых процессов требует их дальнейшего совершенствования. Следует отметить, что имеет место необъективность при оценке и интерпретации получаемых результатов, а иногда и явно ошибочные гипотезы. Феноменологическое описание нуждается в дополнительной информации, главным образом структурного характера, что особенно важно при исследовании динамики процессов.

Разработка комплексного метода оценки реакционной способности энергетических углей, математических моделей и методик расчета термохимического превращения твердого органического топлива и обоснование на их основе технических и технологических решений по повышению эффективности энергетического использования углей имеет существенное значение для ускорения научно-технического прогресса в топливно-энергетическом комплексе страны и являются важными народнохозяйственными задачами.

Работа выполнена в соответствии с заданием 07.05 федеральной целевой комплексной научно-технической программы 0.Ц.008 («Энергия»), утвержденной Постановлением ГКНТ, Госпланом СССР и АН СССР (№ 4741250/132) от 12.12.1980 г., научно-технической программой «Технические университеты» (1993-1996 г.), «Гранта по фундаментальным исследованиям в области энергетики и электротехники» (19981999 г.), гранта РФФИ (№08-08-90253-Узба, 2008-2009) и тематических планов выполнения хозяйственных договоров (1995-2007 г.) с Красноярской ТЭЦ-1, ТЭЦ Ачинского глиноземного комбината, Красноярской ТЭЦ-2, Назаровской ГРЭС, Минусинской ТЭЦ, Красноярской ТЭЦ-3, Красноярской ГРЭС-2, ЗАО «СибКОТЭС» (г. Новосибирск), ОАО СибЭНТЦ (г. Новосибирск), ОАО «Енисейская генерация (ТГК-13)» (г. Красноярск).

Объектом исследования является комплекс термических и термохимических процессов превращения пылевидного твердого органического топлива в условиях его подготовки и сжигания на тепловых электростанциях.

Предмет исследований: кинетические параметры термохимической обработки энергетических углей Кузнецкого и Канско-Ачинского месторождений.

Цель работы заключается в развитии и внедрении комплексного метода исследования реакционной способности твердых органических топлив в практику физического и математического моделирования теплотехнологических процессов и устройств для повышения эффективности проектных и технических решений энергетического использования углей.

Для достижения цели решались следующие задачи:

- анализ методических подходов и экспериментальных приемов по исследованию и определению кинетических параметров процесса горения твердого органического топлива в пылевидном состоянии;

- совершенствование схемы и установки комплексного термического анализа твердого органического топлива для исследования и определения характеристик его реакционной способности;

- исследование влияния различных факторов на характер термоаналитических зависимостей и обоснование выбора экспериментальных условий выполнения комплексного термического анализа угольного вещества для определения его технических и реакционных характеристик;

- обобщение и развитие теоретических основ и математического аппарата неизотермической кинетики процессов термохимического превращения твердого органического топлива;

- разработка методики и определение на ее основе кинетических параметров процессов испарения влаги, выхода летучих веществ с раздельной оценкой смоловы-деления и выхода парогазовых компонентов, горения и газификации нелетучего остатка, термических превращений химических компонентов минеральной части твердого органического топлива;

- проведение экспериментальных исследований процесса термохимического превращения твердого органического топлива в условиях лабораторных, полупромышленных и промышленных установок с сопоставлением полученных при различном темпе нагрева видимых констант скоростей основных стадий горения угля;

- разработка математической диффузионно-кинетической модели термохимического превращения твердого органического топлива в газовом потоке и выполнение на ее основе расчетного анализа динамики этого процесса при различных условиях обработки угля и параметрах модели;

- совершенствование методики расчета степени выгорания пылевидного твердого органического топлива в топочных камерах паровых котлов, разработка вычислительного алгоритма и программы по расчету динамических характеристик горения угольной пыли и создание на их основе тренажерных комплексов для отработки оперативных задач управления рабочими процессами топочных устройств котельных агрегатов;

- обоснование рекомендаций по практическому применению результатов комплексного термического анализа для разработки рациональных способов, режимов и устройств энергетического использования углей.

В работе использован комплексный метод исследований, включающий научный анализ теории и практики термохимической обработки твердого органического топлива, математическое моделирование и экспериментальные исследования в лабораторных и опытно-промышленных условиях, а также промышленное внедрение результатов исследования. Численное моделирование теплофизических и физико-химических процессов базируется на известных достижениях фундаментальных и прикладных наук, таких как теория горения, физическая химия, теория тепло- и массообмена, вычислительная математика и др. Экспериментальные исследования подкреплены соответствующим метрологическим обеспечением и проводились на базе ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет».

Научная новизна и положения, выносимые на защиту:

1. Разработан критерий для определения условий и режимных параметров выполнения комплексного термического анализа твердого органического топлива, основанный на расчетной оценке и текущем контроле соотношения количества прореагировавшего вещества к диффузионному потоку через слой продуктов реакции, что обеспечивает протекание сложных процессов, ответственных за термохимическое превращение угля при проведении лабораторного эксперимента в строго кинетической области.

2. Разработана экспресс-методика определения теплотехнических характеристик твердого органического топлива по результатам его комплексного термического анализа, основанная на аналитической обработке в соответствующей температурной области термогравиметрических кривых убыли массы навески, полученных в условиях непрерывного нагрева и различной атмосфере печи.

3. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена применимость математического аппарата неизотермической кинетики для оценки реакционной способности энергетических углей, устанавливающего с помощью системы трансцендентных уравнений связь между кинетическими характеристиками процесса, скоростью нагрева и долей прореагировавшего вещества, и разработаны практические рекомендации по его использованию для экстраполяции результатов комплексного термического анализа на условия высокоскоростного нагрева, присущие реальным теп-лотехнологическим процессам и установкам.

4. Разработан новый экспериментально-расчетный метод исследования кинетики многостадийных процессов термохимического превращения твердых органических то-плив, использующий аппроксимацию экспериментальных термогравиметрических кривых полиномом, коэффициенты которого определяются исходя из реализации принципа последовательного захвата, расчета и исключения изолированных стадий из исходных термоаналитических зависимостей с помощью корреляционно-регрессионного анализа, что позволяет устранить ограничения по количеству подлежащих определению искомых стадий, число которых может быть заранее неизвестно, и кинетических параметров. Получены предельные значения погрешностей определения кинетических параметров, а также степень влияния на эти погрешности случайных искажений экспериментальных данных.

5. Разработана методика определения реакционной способности угля, основанная на его комплексном термическом анализе в инертной и окислительных средах; получен банк данных по кинетическим константам процессов испарения влаги, выхода летучих веществ с раздельной оценкой смоловыделения и выхода индивидуальных парогазовых компонентов, горения и газификации нелетучего (коксового) остатка, термического превращения химических компонентов минеральной части кузнецких и канско-ачинских углей и установлены зависимости их изменения от качества исходного топлива.

6. Впервые научно обоснована и экспериментально доказана стабильность механизмов протекания процессов сушки, термической деструкции и горения нелетучего (коксового) остатка угольного вещества с размером частиц менее 250 мкм при экстремальных значениях темпа нагрева (104—106 град/с), что позволяет рекомендовать комплексный метод термического анализа в неизотермических условиях с непрерывной регистрацией скорости процесса термохимического превращения пылевидного твердого органического топлива в качестве универсального способа определения его реакционной способности.

7. Разработана математическая диффузионно-кинетическая модель процесса термохимической обработки пылеугольных частиц, учитывающая химическую структуру, механизм превращения и реакционную способность твердых органических топлив, а также межфазный тепло- и массоперенос, что позволило выполнить количественную оценку и анализ температурно-временных интервалов протекания различных стадий превращения угля в зависимости от качества исходного топлива и режимных параметров широкого класса топливоиспользующих устройств.

8. Усовершенствована методика расчета степени выгорания пылевидного твердого органического топлива в топочных камерах паровых котлов в части учета реакционной способности для раздельной оценки длительности протекания различных стадий горения угля и на ее основе разработана динамическая позонная модель пыле-угольной топки, учитывающая изменение приведенной доли выгорания от эксплуатационных факторов, и позволяющая осуществлять синтез имитационных и управляющих систем рабочих процессов топочных устройств.

9. По результатам численного моделирования и экспериментальных исследований процесса термохимического превращения твердого органического топлива в условиях лабораторных и опытно-промышленных установок обоснованы требования к организации систем подготовки и сжигания твердого органического топлива, а также разработаны способы и устройства по их реализации в условиях тепловой электростанции, обеспечивающие повышение эффективности и надежности работы котельных агрегатов, снижение выбросов вредных веществ в атмосферу, вовлечение в топливно-энергетический баланс страны низкосортных углей.

Практическая значимость работы:

1. Усовершенствованы схема и отдельные узлы установки комплексного термического анализа твердых органических топлив с учетом индивидуальных особенностей различных процессов термохимического превращения угольного вещества, что обеспечивает повышение информативности, надежности и точности результатов экспериментального моделирования. Установка реализована в виде аппаратно-программного комплекса, автоматизирующего процессы сбора, обработки и интерпретации экспериментальных данных в масштабе реального времени.

2. Разработаны практические рекомендации для выбора экспериментальных условий при проведении комплексного термического анализа твердых горючих ископаемых, минимизирующих эффект диффузионных осложнений: масса навески топлива, размер пылеугольных частиц, скорость нагрева, расход газа в реакционное пространство, чувствительность записи регистрирующих приборов, материал изготовления и форма тигля.

3. Апробирована и внедрена методика выполнения экспресс-анализа технических характеристик топлива в условиях эксплуатации и наладки топочно-горелочных устройств котельных установок тепловых электростанций, сокращающая общую продолжительность анализа в 2,5-4 раза при аналогичной точности в сравнении с методиками ГОСТ.

4. Разработано специализированное алгоритмическое и программное обеспечение, реализующее методику оценки кинетических параметров многостадийных процессов термохимического превращения твердых органических топлив, позволяющее формализовать и автоматизировать обработку результатов комплексного термического анализа.

5. Получена необходимая структура кинетических характеристик для расчета и проектирования процессов и устройств энергетического и энерготехнологического использования угля на основе применения разработанного комплексного метода определения реакционной способности с раздельной оценкой кинетических параметров различных стадий сжигания твердого органического топлива, отличающегося документальной регистрацией экспериментальных величин и их сопоставимостью.

6. На основе данных комплексного термического анализа выявлены особенности возникновения тепловых потерь с химическим и механическим недожогом при энергетическом использовании твердых органических топлив и предложена система обоснованных требований к организации процессов их подготовки и сжигания с учетом исходного качества угля, а также режимов работы котельных установок. Разработаны рекомендации по повышению эксплуатационной надежности и экологической безопасности работы котлоагрегатов при использовании канско-ачинских углей.

7. Разработано и внедрено специализированное программное обеспечение для отработки оперативных задач управления рабочими процессами топочных устройств в составе имитационных компьютерных тренажеров энергетических котельных агрегатов, базирующееся на использовании кинетических параметров, математической модели и методики расчета степени термохимического превращения твердых органических топлив.

8. Разработаны критерии оценки и способы расчетного обоснования требований к организации процессов и режимов подготовки, а также сжигания твердого органического топлива с учетом его реакционной способности. Предложены и апробированы технические решения и практические рекомендации, обеспечивающие высокую эффективность систем подготовки угольной пыли перед сжиганием, применение рациональных конструкций горелочных устройств, а также схем их расположения в топочной камере, совершенствование топочного процесса за счет применения конструктивных и режимных мероприятий.

Достоверность полученных результатов обеспечивается использованием современных средств и методов научных исследований в области термического анализа твердого органического топлива, тепло- и массообмена и подтверждается удовлетворительной сходимостью экспериментальных данных с теоретическими расчетами и данными других авторов, успешными испытаниями лабораторных и опытно-промышленных установок, созданных с использованием результатов исследований, практическим применением разработанных программных продуктов, а также способов и устройств эффективного топливоиспользования.

Реализация результатов работы. Полученные результаты исследований нашли практическое применение: на Красноярской ТЭЦ-1 для совершенствования схемы подготовки и сжигания ирша-бородинских углей; на Красноярской ТЭЦ-3 при разработке технического проекта по модернизации топочно-горелочных устройств котельных агрегатов КВТК-100; на Красноярской ТЭЦ-2 при тепловых испытаниях и наладке систем пылеприготовления и топочных устройств котельных агрегатов БКЗ-420-140 и БКЗ-500-140; на Березовской ГРЭС-1 при тепловых испытаниях и наладке систем пылеприготовления и топочных устройств котельного агрегата П-67; на Минусинской ТЭЦ при разработке технического проекта экологически чистого котельного агрегата БКЗ-500-140; на ТЭЦ Ачинского глиноземного комбината при создании экспертной системы мониторинга и управления топочного процесса в составе АСУ ТП для котлов БКЗ-320-140 и при создании системы входного контроля за качеством, поступающего на ТЭЦ топлива; в ОАО «Енисейская генерация (ТГК-13)» при использовании программных комплексов для отработки оперативных задач управления рабочими процессами топочных устройств в составе имитационных компьютерных тренажеров котлоагрегатов ПК-10Ш, БКЗ-320-140 Красноярской ТЭЦ-1, БКЗ-420-140, БКЗ-500-140 Красноярской ТЭЦ-2, ПК-38 Наза-ровской ГРЭС, БКЗ-320-140 ТЭЦ АГК, БКЗ-420-140 Минусинской ТЭЦ.

НАУЧНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Длительный опыт использования твердых органических топлив на тепловых электростанциях показал, что традиционные способы их подготовки и сжигания не в состоянии удовлетворить современным требованиям обеспечения эффективности, надежности и экологической чистоты работы котельных агрегатов. Эта проблема еще более усугубляется при использовании непроектных углей или углей ухудшенного качества. Согласно «Энергетической стратегии России на период до 2020 года», утвержденной распоряжением Правительства РФ № 1234-р от 28.08.2003 г., кузнецкие и канско-ачинские угли служат крупнейшей сырьевой базой для энергетики, поэтому проблема повышения эффективности их использования и экономного расходования является актуальной.

Наиболее эффективным средством решения указанных задач является использование методов комплексного термического анализа и математического моделирования, однако сложность исследуемых процессов требует их дальнейшего совершенствования. Одной из важнейших задач развития вышеуказанного подхода является необходимость учета реакционной способности угольного вещества на основе установления корректной взаимосвязи различных этапов и процессов его термохимического превращения. Рассматривая реакционную способность адекватной полному времени выгорания топлива, можно констатировать, что при пылевидном сжигании эта характеристика определяется набором последовательно-параллельных процессов, в частности: скоростью испарения влаги, скоростью выделения и горения летучих веществ, и горения нелетучего остатка. При этом схема выгорания угольного вещества на определенных этапах усложняется протеканием таких процессов, как хемосорбция кислорода, газификация нелетучего остатка диоксидом углерода (С02) и водяными парами (Н20), превращением химических компонентов минеральной части топлива.

Методическая трудность, связанная с определением скоростей различных этапов термохимического превращения твердого топлива в широком диапазоне режимных условий (среда, температура, скорость нагрева и т.д.), присущих условиям реальных технологических процессов переработки углей, сопряжена с наложением нескольких процессов и невозможностью их раздельной оценки. Принципиальным выходом из сложившейся ситуации может являться экспериментальное определение реакционных характеристик различных этапов и стадий, составляющих процесс горения частиц пылевидного топлива, на основе использования установки и методических приемов комплексного термического анализа при непрерывной регистрации в неизотермических условиях. В настоящей работе такие исследования выполнены на примере кузнецких и канско-ачинских углей.

Необходимость четкого контроля качества топлива, сжигаемого на тепловых электростанциях, перспективность использования для этой цели методов комплексного термического анализа, результаты обработки экспериментальных и расчетных исследований позволяют сформулировать научные выводы и рекомендации:

1. Показана перспективность использования комплексного термического анализа, объединяющего в рамках единой экспериментальной установки дифференциальный, гравиметрический и газохроматографический анализы для определения реакционных характеристик различных стадий термохимического превращения канско-ачинских углей с учетом параллельно-последовательного характера их протекания в условиях реальных систем подготовки и сжигания энергетических установок. Выполнено совершенствование схемы и отдельных узлов установки комплексного термического анализа твердых органических топлив, состоящей из серийно выпускаемых приборов: дериватографа серии С)-1500 (системы РаиНк-РаиНк-Егёеу) и хроматографиче-ского газоанализатора марки "Союз-3101", с реализацией в виде аппаратно-программного комплекса, автоматизирующего процессы сбора, обработки и визуализации экспериментальных данных в масштабе реального времени.

2. Экспериментально-расчетным способом показана необходимость решения задачи, возникающей при проведении комплексного термического анализа - выбора оптимальных размеров исследуемого образца, и, как следствие этого, величины навески и ее фракционного состава, а также условий проведения эксперимента (темп нагрева материала, атмосфера (газовая среда) печи, расход газа и т.д.) с целью получения объективной информации о реакционной способности твердого органического топлива. Результаты теоретических и экспериментальных исследований по определению условий проведения комплексного термического анализа угольного вещества позволяют рекомендовать следующие режимные параметры работы дериватографа. При термическом разложении топлива рекомендуется выбирать: среда - инертная (Не, Аг); масса угольной навески - 500 мг; скорость нагрева 5-20 град/мин, при сжигании нелетучих продуктов термического разложения и термоокислительной деструкции исходного угля: среда - окислительная (воздух); масса угольной навески - 50 мг; скорость нагрева - 520 град/мин. Для исследуемых процессов имеется также ряд обобщенных настроек: инертный материал - А1203; тарельчатый тигель - платиновый; чувствительность записи (рГ) Тв - 500, ЭТА - 1000, БТС - 500; расход газа - 200 см3/мин; размер частиц угля - полифракция (с остатками на ситах Цю = 45-50 %, ЯШ) = 28-32 %, Я1000 < 1 %.

3. Разработана и апробирована экспресс-методика определения теплотехнических характеристик твердого органического топлива по результатам его комплексного термического анализа, основанная на обработке ТГ-кривых убыли массы навески в соответствующей температурной области и атмосфере печи, позволяющая сократить общую продолжительность оценки влажности, выхода летучих веществ, зольности и теплоты сгорания угля в условиях эксплуатации и наладки топочно-горелочных устройств котельных установок в 2,5—4- раза при аналогичной точности в сопоставлении с методиками ГОСТ.

4. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена применимость математического аппарата неизотермической кинетики для оценки реакционной способности энергетических углей и разработаны практические рекомендации по его использованию для экстраполяции результатов комплексного термического анализа на условия реальных теплотехнологических процессов и установок. Установлено, что с ростом скорости нагрева угольных частиц на 5-6 порядков происходит сдвиг термохимической реакции в область повышенных температур с одновременным расширением температурной области протекания реакции и уменьшением значений максимальной скорости процесса. Получено, что при высоких скоростях нагрева выделение летучих веществ может лимитировать длительность выгорания углей (выделяется 60-80 % от общего количества) и создавать диффузионные осложнения горению коксового остатка.

5. Разработан новый экспериментально-расчетный метод и соответствующее алгоритмическое и программное обеспечение для исследования кинетики многостадийных процессов термохимического превращения твердого органического топлива, основанный на принципе последовательного расчета и исключения отдельных стадий с помощью корреляционно-регрессионного анализа термоаналитических зависимостей. Получены предельные оценки погрешностей определения кинетических констант, что позволяет учесть влияние на эти погрешности случайных искажений экспериментальных данных.

6. Разработана методика определения реакционной способности твердого органического топлива, основанная на его комплексном термическом анализе в инертной и окислительных средах, и получен банк экспериментальных значений кинетических параметров, характеризующих особенности протекания процессов испарения влаги, выхода летучих веществ с раздельной оценкой смоловыделения и выхода индивидуальных парогазовых компонентов, горения и газификации нелетучего (коксового) остатка, термического превращения химических компонентов минеральной части углей Кузнецкого и Канско-Ачинского месторождений и установлена их связь с основными структурными параметрами органической массы угольного вещества. Методика определения кинетических характеристик методом комплексного термического анализа заключается в следующем: 1) опыт в инертной среде (с газовым анализом летучих веществ), по результатам которого определяется общий выход и состав летучих веществ. Кинетические параметры процесса выделения летучих веществ вычисляется по уравнению первого порядка; 2) опыт в окислительной среде, в котором осуществляется выгорание нелетучего (коксового) остатка, полученного в предыдущем опыте с кинетической оценкой этого процесса также по уравнению первого порядка; 3) опыт в окислительной среде (термоокислительная деструкция исходного угольного вещества), сопровождающийся одновременным смоловыделением, выходом газообразных продуктов и горением коксового остатка. Кинетика смоловыделения в окислительной среде оценивается по разности скоростей термоокислительной деструкции (ДТГ-кривая) и горения коксового остатка (второй опыт) и выхода газообразных продуктов (первый опыт).

7. Сопоставлением значений видимых констант скорости термохимического превращения угля, полученных при низких скоростях нагрева (р = 5-20 град/мин), присущих условиям комплексного термического анализа, с экспериментом при высокоскоростном нагреве топлива (Р = 104-106 град/с) в условиях лабораторных, полупромышленных и промышленных установок доказана неизменность механизмов отдельных стадий процесса горения угольного вещества (сушки, термической деструкции и горения нелетучего остатка) при экстремальных изменениях значений скорости нагрева, что позволяет рекомендовать комплексный метод термического анализа твердого органического топлива в неизотермических условиях для объективной и адекватной оценки реакционной способности энергетических углей.

8. Разработана математическая диффузионно-кинетическая модель процесса термохимической обработки угля, учитывающая химическую структуру, механизм превращения и реакционную способность твердых органических топлив, а также межфазный тепло- и массоперенос и выполнена оценка температурно-временных интервалов протекания различных стадий превращения угля от качества исходного топлива, температуры обработки, размера пылеугольных частиц, коэффициента избытка воздуха и т.д. Установлено, что время воспламенения коксового остатка, как стадии выгорания пылеугольных частиц сопоставимо с суммарной длительностью протекания процессов сушки и смоловыделения. В качестве показателя температурной обработки пылеугольных частиц предложено использовать величину среднего превышения температуры частицы над температурой топочной среды. В отличие от класса мелких частиц, где это превышение меньше зависит от температуры среды, для крупных частиц (более 500 мкм) оно имеет наибольшие значения при низких температурах облучателя.

9. Усовершенствована методика расчета степени выгорания пылевидного топлива в топочных камерах паровых котлов в части комплексного учета индивидуальных характеристик реакционной способности различных стадий горения угля и на ее основе разработана динамическая модель пылеугольной топки, позволяющая осуществлять синтез имитационных и управляющих систем посредством мониторинга топочного процесса, выбора целевой функции и диагностируемых параметров.

10. По результатам численного моделирования и экспериментальных исследований процесса термохимического превращения твердого органического топлива в условиях лабораторных и опытно-промышленных установок обоснованы требования к организации систем подготовки и сжигания твердого органического топлива, а также разработаны на уровне технических решений, защищенных патентами РФ, способы и устройства по их реализации в условиях тепловой электростанции, обеспечивающие повышение эффективности и надежности работы котельных агрегатов, снижение выбросов вредных веществ в атмосферу, вовлечение в топливно-энергетический баланс страны низкокачественных углей. Расчетами экономической эффективности практического применения предложенных в работе режимов, способов и устройств в технологическом цикле подготовки и сжигания твердого органического топлива на тепловой электростанции показано, что годовой экономический эффект от внедрения таких устройств применительно к котельным агрегатам средней мощности паропроизводитель-ностью от 210 до 500 т/ч в зависимости от масштабов реализации составляет 5,38^46,2 млн. руб. (12,5-107,3 тыс. т.у.т.), при сроке окупаемости 1,1-3,5 года, что подтверждает их высокую инвестиционную привлекательность.

1. Пронин, М. С. Освоение технологии сжигания канско-ачинских углей в камерных топках и перспективы ее дальнейшего применения / М. С. Пронин, В. Г. Мещеряков, С. Г. Козлов и др. // Теплоэнергетика. 1996. №9. С. 7-12.

2. Гаврилин, К. В. Канско-Ачинский угольный бассейн: Монография / К. В. Гаврилин,

3. A. Ю. Озерский. Под ред. В. Ф. Череповского // М.: Недра, 1996. 272 с.

4. Гаврилин, К. В. Угли КАТЭКа как сырье для различных направлений переработки / К.

5. B. Гаврилин // Химия твердого топлива. 1989. №1. С. 3-10.

6. Бурцев, М. П. Канско-Ачиснкий угольный бассейн. Геологическое строение и угленосность / М. П. Бурцев // М.: Изд. АН СССР, 1961. 139 с.

7. Геология месторождений угля и горючих сланцев СССР. Т. 8. // Л.: Недра, 1964. 790 с.

8. Алексеев, В. П. Условия формирования и критерии прогноза мощных угольных пластов Канско-Ачнского бассейна. Т. 1 / В. П. Алексеев// Л.: ВСЕГЕИ, 1980. 179 с.

9. Кокунов, В. А. К вопросу о вещественном составе и генезисе углей Канско-Ачинского бассейна / В. А. Кокунов // Томск: Известия ТПИ. 1965. Т. 1. С. 15-21.

10. Бруер, Г. Г. Исследование ирша-бородинского угля, поставляемые на тепловые электростанции / Г. Г. Бруер, М. Я. Процайло, А. А. Малютина и др. // Теплоэнергетика. 1980. №8.1. C. 14-17.

11. Новицкий, Н. В. Исследования влияния химического состава золы твердых топлив / Н. В. Новицкий, Н. В. Карагодина, М. И. Мартынова // Химия твердого топлива. 1975. №3. С. 7074.

12. Барышев, В. И. Зависимость температурных характеристик от химического состава золы твердых топлив / В. И. Барышев // Химия твердого топлива. 1979. №5. С. 81-85.

13. Ковалев, А. П. Парогенераторы / А. П. Ковалев, Н. С. Лелеев, Т. В. Виленский // М.: Энергоатомиздат. 1985. 376 с.

14. Финкер, Ф. 3. Модернизация котлов Рязанской ГРЭС на низкоэмиссионное вихревое сжигание канско-ачинских углей (ВИР-технология) / Ф. 3. Финкер, В. М. Кацман, В. В. Морозов и др. // Энергетик. 2003. №2. С. 14-20.

15. Виленский, Т. В. Динамика горения пылевидного топлива: (исследования на электронных вычислительных машинах) / Т. В. Виленский, Д. М. Хзмалян. М.: Энергия, 1978. 248 с.

16. Бойко, Е. А. Комплексный термический анализ твердых органических топлив: Монография / Е. А. Бойко // Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2005. 383 с.

17. Иванова, И. П. Изучение механизма выгорания угольной частицы / И. П. Иванова, В. И. Бабий // Теплоэнергетика. 1966. № 4. С. 54-59.

18. Отс, А. А. Принципы проектирования и реконструкции котлов, сжигающих канско-ачинские угли / А. А. Отс, А. А. Пайст, X. И. Талермо // Таллинн: Труды Таллиннского политехнического института. 1985. №599. С. 3-10.

19. Безденежных, A.A. Закономерности распределения минеральных примесей по фракциям пыли канско-ачинских углей / А. А. Безденежных // Сб.: Вопросы сжигания канско-ачинских углей в мощных парогенераторах. Красноярск: КрПИ, 1971. С. 51-56.

20. Безденежных, A.A. Формирование шлака и уноса в вертикальной циклонной топке при сжигании канско-ачинских углей / А. А. Безденежных // Сб.: Вопросы сжигания канско-ачинских углей в мощных парогенераторах. Красноярск: КрПИ, 1971. С. 57-64.

21. Котлер, В. Р. Развитие технологий факельного и вихревого сжигания твердого топлива / В. Р. Котлер // Теплоэнергетика. 1998. №1. С. 67-72.

22. Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод). Изд. 3-е, перераб. и дополнен. СПб.: НПО ЦКТИ, 1998. 257 с.

23. Пронин, М. С. Разработка и экспериментальная проверка новой технологии и оборудования экологически чистой ТЭС на канско-ачинских углях / М. С. Пронин, М. Я. Процайло, В. М. Иванников и др. // Теплоэнергетика. 1995. №2. С. 56-61.

24. Левит, Г. Т. Совершенствование организации топочного процесса / Г. Т. Левит // Теплоэнергетика. 2005. №2. С. 43^48.

25. Маршак, Ю. Л. Основные вопросы сжигания углей Канско-Ачинского бассейна на тепловых электростанциях / Ю. Л. Маршак, М. Я. Процайло, В. М. Иванников, О. А. Кучерявый // Электрические станции. 1981. №1. С. 18-24.

26. Мещеряков, В. Г. Структура факела в тангенциальной топочной камере котла БКЗ-500-140 при сжигании березовского и ирша-бородинского углей / В. Г. Мещеряков, В. Н. Верзаков, Ю. Л. Маршак и др. // Теплоэнергетика. 1989. №8. С. 13-18.

27. Козлов, С. Г. Исследование работы котла БКЗ-500-140-1 с пониженными избытками воздуха при сжигании ирша-бородинского угля / С. Г. Козлов, В. В. Васильев, С. Ю. Белов, Е. Г. Алфимов // Энергетик. 1996. №7. С. 5-7.

28. Втюрин, Ю. Н. Технико-экономические проблемы использования углей Канско-Ачинского бассейна на ТЭС в европейской части России / Ю. Н. Втюрин, П. Я. Кузнецов // Теплоэнергетика. 1997. №2. С. 32-38.

29. Тумановский, А. Г. Повышение экономичности тепловых электростанций на буром угле / А. Г. Тумановский, С. Ю. Белов // Теплоэнергетика. 1996. №2. С. 74-77.

30. Котлер, В. Р. Проблемы выброса оксидов азота на угольных электростанциях США / В. Р. Котлер // Теплоэнергетика. 1998. №3. С. 5-10.

31. Васильев, В. В. Результаты испытаний котла П-67 при нагрузках свыше 700 МВт / В.

32. B. Васильев, В. В. Белый, С. В. Порозов и др. // Электрические станции. 2003. №7. С. 8-12.

33. Майстренко, А. Ю. Оценка условий стабильного горения высокозольного АШ в факельных котлоагрегатах с жидким шлакоудалением / А. Ю. Майстренко, Н. В. Чернявский, А. Н. Дудник и др. // Энергетика и электрификация. 1995. №1. С. 25-32.

34. Едемский, О. Н. Результаты исследований сжигания бородинских углей в широком диапазоне изменения зольности в топке котлов БКЗ-420-140 с жидким шлакоудалением / О. Н. Едемский, М. С. Пронин, В. С. Матвиенко // Электрические станции. 1988. №1. С. 27-34.

35. Пронин, М. С. О надежности жидкого шлакоудаления при сжигании углей Канско-Ачинского бассейна / М. С. Пронин, М. Я. Процайло, Ю. Л. Маршак // Теплоэнергетика. 1982. №3.1. C. 58-59.

36. Мадоян, А. А. Исследование динамической составляющей потери теплоты с механическим недожогом на котлах с жидким шлакоудалением / А. А. Мадоян, В. Н. Балтян, А. Н. Гречаный // Теплоэнергетика. 1987. №3. С. 74-78.

37. Янко, П. И. О возможности перевода пылеугольных котлов на жидкое шлакоудаление / П. И. Янко, И. С. Мысак// Энергетика и электрификация. 1998. №2-3. С. 15-21.

38. Васильев, В. В. Очистка топочных экранов котла П-67 / В. В. Васильев, П. Ю. Гребеньков, М. И. Майданик и др. // Электрические станции. 2002. №4. С. 85-88.

39. Burkard, Theo. Der Einsatz von Kohle Wasser-Mischungen in Kraftwerkes feuerungen //

40. Chem. Ing. Trchn., 1984. №9. P. 694-695.

41. Higley, J. Developments in coal, oil and water mixtures // Brit. Coal Int. Guide UK Coal Technol. London, 1984. P. 466-467.

42. Sporenberg, F. Untersuchungen an einer Feuerungsanlage, die mit Jemischen aus Braunkohlenstaub und Haizoel EL betrieben wird // Fortschrit. Ber. VDIZ., 1981, №84. s. 15-19.

43. Everett, Knell. A coal-water misture demonstration project is set up in the USA // Mod. Power Syst. 1994, №9. P. 63-65.

44. MoGraw, Michael. Coal-water slurries are ready for utility boilers // FRI News, 1989, №29.1. P. 1-5.

45. Allen , J. W. Burners for coal water slurry firing // Mod. Power syst., 1994, №3. P. 43^45.

46. Wong, G. S. High pressure centrifugal coal slurry pump development // 6th Int. Symp. Coal Slurry Combust. And Technol., Orlando, 1999, Fla, Proc., Pittsburg. P. 1027-1039.

47. Kline, Philip. Positive displacement potary pump performance on highly loaded coal slurry applications. 6th Int. Symp. Coal Slurry Combust. And Technol., Orlando, 1999, Fla, Proc., Pittsburg. P. 1040-1050.

48. Krieb, К. H. New coal technology advances slowly, but surely // Electric light and power, 1985, №1. P. 31-34.

49. Вербовецкий, Э. X. Замена мазута углем при растопке и подсветке факела в пылеугольных котлах / Э. X. Вербовецкий, В. Р. Котлер // Энергохозяйство за рубежом. 1984. №1. С. 1-7.

50. Jentzsch, W. Umruesten der Zuendfeuerung von Heizoel auf Braunkohlenstaub im Braunkohlenkraftwerk Nideraussem // Braunkohle, 1995. №2. P. 35-39.

51. Panent №2938419 (Deuttschland). Verfahren zum direkten Einblassen von kohlenstaub / Bechman R., Deutsche Babcock A. J. Publication 25.02.1995.

52. Patent №4434727 (USA). Method for low load operation of a coal fired furnace / Star J. Publication 13.06.1993.

53. A.c, №29977 (Болгария). Метод за изгаряне на высокопепилни въглища / Т. Н. Христов, X. X. Маринов, Р. Д. Еанчев. Опубл. 25.03.1991.

54. Blackburn, P. R. Direct ignition of pulverized coal with electric arc heated air / Proc. Amer. Power conf. Vol 41. Chicago, 1999. P. 1050-1063.

55. Reason, J. Get oil and gas out of pulverized-coal Firing//Power. 1993. №5. P. 111-113.

56. Smith D. J. Direct ignition of coal proved // Modern Power Systems. 1993. №8. P. 63-65.

57. Patent №149699 (Deuttschland). Verfahren und Vorrichtung fuer die thermische Aufbereitung von Kohlenstaub / Rudolf R. Publication 22.07.1991.

58. Патент РФ №1210001. Растопочная горелка / Н. А. Сеулин, JI. Е. Осокин, В. М. Иванников и др. Опубликован в БИ №5 от 24.05.1984.

59. Патент РФ №169057. Способ термической подготовки пылевидного топлива перед сжиганием / Б. А. Линдквист. Опубликован в БИ №6 от 12.03.1985

60. Чмель, В. Н. Повышение эффективности сжигания низкосортных топлив методом термохимической обработки / В. Н. Чмель // Известия вузов. Энергетика. 1986. №3. С. 96-100.

61. Митор, В. В. Перспективы развития конструкций топочных устройств для сжигания низкосортных твердых топлив / В. В. Митор, Н. В. Голованов, Е. К. Чавчанидзе, А. А. Шатиль // Труды ЦКТИ. 1981. Вып. 191. С. 3-11.

62. Penner, S. Developing coal-combustion technologies // Energy. 1995. №5. P. 361 —418.

63. Ткаченко, А. С. Теплотехнические и физико-химические характеристики полукоксов энергетических углей: Автореф. дис. канд. техн. наук / А. С. Ткаченко. Иваново, 1984. 22 с.

64. Хзмалян, Д. М. Теория топочных процессов / Д. М. Хзмалян. М.: Энергоатомиздат, 1990.352 с.

65. Виленский. Т. В. Динамика горения пылевидного топлива: (исследования на электронных вычислительных машинах) / Т. В. Виленский, Д. М. Хзмалян. М.: Энергия, 1978. 248 с.

66. Рундыгин, Ю. А. Устойчивость воспламенения высоковлажного топлива в низкотемпературных вихревых топках / Ю. А. Рундыгин // Известия вузов. Энергетика. 1983. №10. С. 15-20.

67. Мигай, В. К. Моделирование теплообменного энергетического оборудования / В. К. Мигай. JL: Энергоатомиздат, 1987. 321 с.

68. Волков, Э. П. Моделирование горения твердого топлива / Э. П. Волков, J1. И. Зайчик, В. А. Першуков. М.: Наука, 1994. 320 с.

69. Оран, Э. Численное моделирование реагирующих потоков / Э. Оран, Дж. Борис. М.: Мир, 1990. 376 с.

70. Поляков, А. А. Математическое моделирование кинетических процессов терморазложения коксующихся углей при высокоинтенсивных тепловых воздействий / А. А. Поляков, О. Ф. Щленский // Химия твердого топлива. 1994. № 1. С. 83-88.

71. Крюков, В. Г. Горение и течение в агрегатах энергоустановок: моделирование, энергетика, экология / В. Г. Крюков, В. И. Наумов, А. В. Демин // Под ред. В. В. Алемасова. М.: Янус-К, 1997. 304 с.

72. Агроскин, А. А.Теплофизика твердого топлива / А. А. Агроскин. М.: Недра, 1980.256 с.

73. Van Krevelen, D. W. Coal and its properties related to conversion / D. W. Van Krevelen // Chemsa. 1983. № 11. P. 214-217.

74. Браун, M. Реакции твердых тел / M. Браун, Д. Доллимор, А. Галвей. М.: Мир, 1989. 350с.

75. Липович, В. Г. Химия и переработка углей / В. Г. Липович, Г. А. Калабин, И. В. Калечиц и др. М.: Химия, 1988. 336 с.

76. Касаточкин, В. И. Строение и свойства природных углей / В. И. Касаточкин. Н. К. Ларина. М.: Недра, 1975. 405 с.

77. Яворский, И. А. Физико-химические основы горения твердых горючих ископаемых топлив и графитов / И. А. Яворский. Новосибирск: Наука, 1973.254 с.

78. Русьянова, Н. Д. Структура и реакционная способность углей / Н. Д. Русьянова, H. Е. Максимова, В. С. Жданов и др. // Химия твердого топлива. 1991. № 3. С. 3-11.

79. Гагарин, С. Г. Современные представления о химической структуре углей / С. Г. Гагарин, Г. Б. Скрипченко // Химия твердого топлива. 1986. № 3. С. 28-35.

80. Померанцев, В. В. Основы практической теории горения / В. В. Померанцев, К. М. Арефьев, Д. Б. Ахмедов и др. Л.: Энергоатомиздат, 1986. 312 с.

81. Сполдинг, Д. Б. Основы теории горения / Д. Б. Сполдинг. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1959. 318 с.

82. Smoot, L. D. Fundamentals of coal combustion / L. D. Smoot. Amsterdam/Oxford/New York: Elsevier. 1993.621 p.

83. Канторович, Б. В. Основы теории горения и газификации твердого топлива / Б. В. Канторович. М.: Изд. АН СССР, 1958. 378 с.

84. Маршак, Ю. Л. Топочные устройства с вертикальными циклонными предтопками / Ю. Л. Маршак. М.: Энергия, 1966.320 с.

85. Хитрин, Л. Н. Физика горения и взрыва / Л. Н. Хитрин. М.: Изд. МГУ, 1957.442 с.

86. Кнорре, Г. Ф. Теория топочных процессов / Г. Ф. Кнорре, К. М. Арефьев, А. Г. Блох, и др. М.-Л.: Энергия, 1966. 492 с.

87. Иванова, И. П. Изучение механизма выгорания угольной частицы / И. П. Иванова, В. И. Бабий // Теплоэнергетика. 1966. № 4. С. 54—59.

88. Бабий, В. И. Горение угольной пыли и расчет пылеугольного факела / В. И. Бабий, Ю. Ф. Куваев. М.: Энергоатомиздат, 1986.209 с.

89. Кацнельсон, Б. Д. О воспламенении и горении угольной пыли / Б. Д. Кацнельсон, И. Я. Мароне//Теплоэнергетика. 1961. № 1.С. 30-33.

90. Бухман, С. В. Исследование зажигания и горения угольной пыли: Автореф. дис. . докт. техн. наук / С. В. Бухман. Таллинн, 1970. 48 с.

91. Струнников, М. Ф. Выход летучих веществ из твердого топлива. О скорости выхода летучих из твердого топлива / М. Ф. Струнников. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1948. 315 с.

92. Третьяков, В. М. Процессы выделения летучих при нагревании угольной пыли во взвешенном состоянии / В. М. Третьяков // Известия ВТИ. 1948. Вып. 6. С. 44-51.

93. Howard, J. Pyrolysis of coal particles in pulverized fuel flames / J. Howard, R. Essenhight // Industrial and Engineering Chemistry. 1987. Vol. 31. № 1. P. 963-970.

94. Резняков, А. Б. Горение натурального твердого топлива / А. Б. Резняков, И. П. Басина, С. В. Бухман и др. Алма-Ата: Наука, 1968. 365 с.

95. Алаев, Г. П. Комплексный термический анализ твердого топлива / Г. П. Алаев. Л.:1. ЛТИЦБП, 1984.90 с.

96. Михайлова, Е. П. Выход летучих веществ из энергетических углей Казахстана / Е. П. Михайлова // Известия АН КазССР. 1959. Вып. 7. С. 125-132.

97. Chauvin, R. Reaction rates of nonisothermal process / R. Chauvin, R. Loison // Industrial and Engineering Chemistry. 1986. Vol. 28. № 9. P. 1026-1031.

98. Howard, J. Pyrolysis of coal particles in pulverized fuel flames / J. Howard, R. Essenhight // Industrial and Engineering Chemistry. 1987. Vol. 31. № 1. P. 963-970.

99. Essenhigh, R. Fundamental research in coal combustion: what use is it / R. Essenhigh // Chem. and Phys. Coal Util. New York. 1981. P. 309-331.

100. Juntgen, H. Coal characterization in relation to coal combustion / H. Juntgen // Erdol und Kohle-Erdgas-Petrochem. 1987.40. №4. P. 153-165.

101. Сполдинг, Д. Б. Горение и массообмен / Д. Б. Сполдинг. М.: Машиностроение, 1985.465 с.

102. Химия горения / Под ред. Гардинер Н. мл. М.: Мир, 1988.470 с.

103. Миронов, С. Н. Организация и регулирование режимов камерного сжигания угольной пыли / С. Н. Миронов. М.: Энергия, 1972.275 с.

104. Brockway, D. Chemical assessment of coal for power generation / D. Brockway, D. Cralmers // Chem. Austral. 1986. № 6. P. 194-197.

105. Van Check, K. Kohle als makromolekulares Sustem. Zusammenhaenge zwischen Struktur und Pyrolysevehalten / K. Van Check, W. Hodek // Erdol und Kohle-Erdgas-Petrochem. 1992. № 11. P. 439-442.

106. Митор, В. В. Теплообмен в топках паровых котлов / В. В. Митор. Л.: Машгиз, 1963. 324 с.

107. Алаев, Г. П. Методика расчета длительности выделения летучих при сжигании твердого топлива / Г. П. Алаев, В. П. Окулич-Казарин // Проблемы энергосбережения, 1990. Вып. № 5. С. 56-59.

108. Евсеева, С. А. К вопросу о расчете времени горения летучих, выделяющихся из натуральных твердых топлив / С. А. Евсеева, Б. В. Канторович // Сб. науч. тр.: Новые методы сжигания топлив и вопросы теории горения. М.: Наука, 1972, с. 56-62

109. Алаев, Г. П. Расчет выгорания твердого топлива в пылевидном состоянии / Г. П. Алаев. Л.: ЛТИЦБП, 1984. 50 с.

110. Чуханов, 3. Ф. Разделение процессов прогрева и полукоксования топливных частиц / 3. Ф. Чуханов. М.: ДАН СССР, 1950. Т. 72. № 4. С. 17-26.

111. Финаев, Ю. А. Закономерности, наблюдаемые в процессах горения натурального твердого топлива / Ю. А. Финаев, Б. В. Канторович // Сб. науч. тр.: Тепло- и массоперенос. Минск: Наука и техника, 1966, Т. 4, С. 142-155.

112. Верзаков, В. Н. К определению степени выгорания канско-ачинских углей в топках котлоагрегатов / В. Н. Верзаков, Н. А. Еремеева // Сб. науч. тр.: Моделирование теплофизических процессов. Красноярск: СибВТИ, 1989. С. 87-89.

113. Левин, Г. Т. Пылеприготовление на тепловых электростанциях / Г. Т. Левин. М.: Энергоатомиздат, 1991. 380 с.

114. Оренбах, М. С. Реакционная поверхность при гетерогенном горении / М. С. Оренбах. Новосибирск: Наука, 1973. 200 с.

115. Оренбах, М. С. Формирование и изменение структуры кокса в процессе выгорания пылевзвеси ископаемых углей / М. С. Оренбах, А. П. Кузнецов // Теплоэнергетика, 1975. № 3. С. 2327.

116. Мещеряков, В. Г. Структура факела в тангенциальной топочной камере котла БКЗ-500-140 при сжигании березовского и ирша-бородинского углей / В. Г. Мещеряков, В. Н. Верзаков, Ю. Л. Маршак и др. // Теплоэнергетика. 1989. № 8. С. 13-18.

117. Трембовля, В. И. Теплотехнические испытания котельных установок / В. И. Трембовля, Е. Д. Фингер, А. А. Авдеева. М.: Энергоатомиздат, 1991. 416 с.

118. Mandi, В. Simplifying chemical kinetics: Intrinsic low-dimensional manifolds in composition space / B. Mandi, T. Brown, G. Lee // Combustion and Flame. 1992. Vol. 88. P. 239-246.

119. Святец, И. E. Бурые угли как технологическое сырье / И. Е. Святец, А. А. Агроскин. М.: Недра, 1976.127 с.

120. Shibeoka, М. Fuel, Characterization of coal and lignites by thermo-magneto-gravimetricanalysis / M. Shibeoka // Fuel. 1969. Vol. 337. P. 257-266.

121. Капельсон, Jl. M. Перспективы улучшения экологических показателей котлов с жидким шлакоудалением / Jl. М. Капельсон // Теплоэнергетика. 1998. № 2. с. 44-53.

122. Ramsden, A. The evolution of volatile matter from pulverized coal particles / A. Ramsden // Fuel. 1967. Vol. 46. P. 967-978.

123. Бойко, E. А. Комплексный термический анализ процессов термолиза и горения нелетучих продуктов канско-ачинских углей разной степени окисленности / Е. А.Бойко, Д. Г. Дидичин, П. В. Шишмарев // Журнал прикладной химии. 2003. Т. 76. № 4. С. 605-610.

124. Отс, А. А. Процессы в парогенераторах при сжигании сланцев и канско-ачинских углей / А. А. Отс. М.: Энергия, 1977. 312 с.

125. Шатиль, А. А. Расчетная оценка устойчивости факельного горения твердых топлив в топках котлов / А. А. Шатиль, Е. К. Чавчанидзе // Теплоэнергетика. 1990. № 4. С. 2-6.

126. Шагалова, С. JI. Сжигание твердого топлива в топках паровых котлов / С. J1. Шагалова, И. Н. Шницер. JL: Энергия, 1976. 310 с.

127. Шатиль, А. А. Топочные процессы и устройства (исследования и расчет) / А. А. Шатиль. СПб.: АООТ "НПО ЦКТИ", 1997.183 с.

128. Хофман, Е. Энергетическое использование угля / Е. Хофман. М.: Энергоатомиздат, 1983. 328 с.

129. Altmann, W. Aerodynamische Einflussmoeglichkeiten zur Reduzierung des Verschlackungsverhaltnes von Dampferzeuger-Feuerraeumen / W. Altmann // Tallinn politechnik Institute. 1987. №656. P. 3-22.

130. Проектирование топок с жидким шлакоудалением (руководящие указания и дополнения к нормативному методу теплового расчета котельных агрегатов) / Под ред. Ю. J1. Маршака, В. В. Митора. М.: ВТИ, 1983. 102 с.

131. Проектирование топок с твердым шлакоудалением (руководящие указания и дополнения к нормативному методу теплового расчета котельных агрегатов) / Под ред. В. В. Митора, Ю. Л. Маршака. Л.: ЦКТИ, 1981.118 с.

132. Котлер, В. Р. Усовершенствованная методика расчета выгорания топлива в пылеугольных котлах / В. Р. Котлер // Теплоэнергетика. 1992. № 3. С. 72-76.

133. Поляков, А. А. Математическое моделирование кинетических процессов терморазложения коксующихся углей при высокоинтенсивных тепловых воздействий / А. А. Поляков, О. Ф. Щленский // Химия твердого топлива. 1994. № 1. С. 83-88.

134. Elands, P. J. Comparison combustion experiments and theory in polyethylene solid fuel ramjets / P. J. Elands, P. A. Korting, T. Wijchers, F. Dijkstra // J. Propul. and Power. 1990. № 6. P. 732-739.

135. Turns, S. R. An introduction to combustion / S. R. Turns. New York: McGraw-Hill, 1996. 5371. P

136. Warnatz, J. Detailed studies of combustion chemistry / J. Warnatz // EC. Bruxelles: Processing of the contractors meeting on EC combustion research. 1988.172 p.

137. Померанцев, В. В. Приближенная методика расчета выгорания пылеугольного факела / В. В. Померанцев, С. Л. Шагалова, К. М. Арефьев // Теплоэнергетика, 1958. № 11. С. ЗЗ^И.

138. Кнорре, Г. Ф. Теория топочных процессов / Г. Ф. Кнорре, К. М. Арефьев, А. Г. Блох, и др. М.-Л.: Энергия, 1966.492 с.

139. Вулис, Л. А. Термодинамика газовых потоков / Л. А. Вулис. М.-Л.: ДАН СССР, 1950. Т. 54. № 8. С. 34^15.

140. Головина, Е. С. Высокотемпературное горение и газификация углерода / Е. С. Головина. М.: Энергоатомиздат, 1983.176 с.

141. Flynn, J. Н. The isoconversional method for determination energy of activation at constant heating rate/J. H. Flynn // J. Thermal Anal. 1993. V. 27. № l.P. 95-102.

142. Федосеев, С. Д. Кинетика реакций углерода с кислородом / С. Д. Федосеев // Химия твердого топлива. 1992. № 1. С. 84—93.

143. Семенин, В. В. Определение кинетических констант скоростей химическихреакций / В. В. Семенин, Б. Я. Чеховский, Д. Г. Иванов // Кокс и химия. 1991. № 5. С. 23-24.

144. Шестаков, С. М. Экспериментальная установка для исследования тепло-и массообмена при прогреве и горении частиц твердого топлива / С. М. Шестаков, В. К. Любов, А. И. Сосенский. Л.: Деп. Рукопись в ИНФОРМЭНЕРГО, 1981.14 с.

145. Франк-Каменецкий, Д. А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике / Д. А. Франк-Каменецкий. М.: Наука, 1987.492 с.

146. Гурджиянц, В. М. Исследование влияния летучих веществ на горение твердых топлив: Автореф. дис. . канд. техн. наук / В. М. Гурджиянц. Новосибирск, 1980.24 с.

147. Шатиль, А. А. К расчету топок пылеугольных котлов / А. А. Шатиль, Е. Я. Скрипкова // Теплоэнергетика. 1993. № 9. С. 17-20.

148. Уэндланд, У. Термические методы анализа / У. Уэндланд. М.: Мир, 1978. 526 с.

149. Глущенко, И. М. Термический анализ твердых топлив / И. М. Глущенко. М.: Металлургия, 1968.192 с.

150. Иванова, В. А. Термический анализ минералов и горных пород / В. А. Иванова, Б. К. Касатов, Т. Н. Красавина и др. Д.: Недра, 1974. 398 с.

151. Берг, Л. Г. Практическое руководство по термографии / Л. Г. Берг, Н. П. Бурмистрова, М. И. Озерова, Г. Г. Цуринов. Казань: Изд-во Казанского университета, 1976. 375 с.

152. Павлова, С. А. Термический анализ органических и высокомолекулярных соединений / С. А. Павлова, И. В. Журавлева, Ю. И. Толчинский. М.: Химия, 1983. 120 с.

153. Zakharov, V. Yu. Kinetics of evalution of individual gases in the course of shale thermal decomposition / V. Yu. Zakharov, I. A. Shchuchkin // J. Thermal Anal. 1986. V. 31. № 4. P. 805-815.

154. Джунбаев, А. К. Оценка влияния влагосодержания на устойчивость воспламенения кавакского бурого угля / А. К. Джунбаев, А. М. Хидиятов, В. В. Осинцев // Теплоэнергетика. 1988. № I.e. 17-25.

155. Алаев, Г. П. Определение степени выгорания пылеугольного факела в вихревой камере горения котла Е-500-140ВЖ / Г. П. Алаев, В. В. Федчишин // Известия СО АН. Серия технические науки. 1990. Вып. № 6. С. 103-105.

156. Hanbaba, P. Nichtisoterme Reactionskinetik der Kohlenpyrolyse / P. Hanbaba, H. Juntgen, W. Peters // Brenstoff-Chemie. 1968. № 49. P. 368-376.

157. Tognotti, L. Measurement of ignition temperature of coal particles using a thermogravimetric technique / L. Tognotti, A. Malotti, L. Petarca, S. Zanelli // Combust. Sci. and Technol. 1985. 44. № 1-2. P. 15-22.

158. Froelich, D. Etude experimentale et modélisation de la combustion d un grain de carbon / D. Froelich, S. Corbel, G. Prado, J. Merry // Rev. gen. Therm. 1984. № 274. P. 569-573.

159. Draiden, S. The chemical Reactivity of Carbons / S. Draiden // Carbon. Vol. 6, 1978. P. 213-221.

160. Oilert, H. Use of inert gas to prevent dust explosions / H. Oilert // Combust. Inst. Eur. Symp. London-New-York. 1973. P. 189-194.

161. Carr, N. J. Decomposition reaction of solids (an experiment in reviewing) / N. J. Carr, A. K. Galwey // Thermochim. Acta. 1990. V. 79. № 3. P. 323-370.

162. Garurajan, V. S. The combustion of evolved volatile matter in the vicinity of a coal particle -an evaluation of the diffusion limited model / V. S. Garurajan, T. F. Wall, J. S. Truelove // Combustion and Flame. 1988. №1. P. 1-12.

163. Отс, А. А. Исследование кинетики выгорания летучих веществ сланцев / А. А. Отс, А. X. Кони // Сб.: Труды ТлПИ. №316. Серия А (Теплоэнергетика). Таллинн. 1971. С. 71-79.

164. Сорокопуд, Л. М. К вопросу о механизме воспламенения летучих в пылеугольной аэросмеси / Л. М. Сорокопуд // Теплоэнергетика. 1991. № 2. с. 8-16.

165. Choi, S. An experimental investigation of early stages of pulverized coal combustion -enhanced devolatilization in an oxidizing environment / S. Choi, C. Kruger // Sydney: Int. Conf. Coal. Sci. 1985. P. 355-358.

166. Ван-Кревелен, Д. В. Наука об угле / Д. В. Ван-Кревелен, Ж. Шуер. М.: ГНТП литературы по горному делу, 1960. 394 с.

167. Нелюбин, Б. В. К вопросу оценки кинетики реакций газообразования при пиролизе угля / Б. В. Нелюбин, Г. П. Алаев // Химия твердого топлива. 1969. № 6. С. 18-23.

168. Bhatt, В. L. Kinetics of coal devolatilization and hydropyrolysis / B. L. Bhatt, E. N. Ziegler //1.d. and Eng. Chem. Process Des. and Develop. 1981. № 4. P. 682-685.

169. Fuller, E. L. Structure and chemistry of coals: devolatilization and modification of sorption properties / E. L. Fuller // Houston: 179h ACS Nat. Meet. 1980. P. 456-462.

170. Peters, A. A. Product distribution and kinetic predictions of Greek lignite pyrolysis / A. A. Peters, D. Papavasiliou, K. Batos, I. Vasalos // Fuel. 1990. № 10. P. 1304-1308.

171. Agarwal, P. A single particle model for the evolution and combustion of coal volatiles / P. Agarwal // Fuel. 1986. № 6. P. 803-810.

172. Elder, J. P. Coal pyrolysis kinetics by non-isotermal thermogravimetry / J. P. Elder, R. V. Butchi // React. Solids. 1987. № 4. P. 347-358.

173. Гремячкин, В. M. О диффузионном и кинетических режимах горения частиц углерода / В. М. Гремячкин, Ф. Б. Щиборин // Физика горения и взрыва. 1993. Т. 29. № 4. С. 67-73.

174. Федосеев, А. С. Кинетическая модель реакции углерода с кислородом / А. С. Федосеев // Химия твердого топлива. 1990. № 2. С. 111-114.

175. Алаев, Г. П. Определение кинетических характеристик горения твердого топлива / Г. П. Алаев. Л.: ЛТИЦБП, 1983. 38 с.

176. Doyle, С. D. Techniques and Methods of Polymer Evaluation / C. D. Doyle, P. E. Slade, L. T. Jenkins, eds., Marcel-Dekker, N. Y.: 1966, Ch. 4.452 p.

177. Coats, A. W. Kinetics parameters from thermogravimetric data / A. W. Coats, J. P. Redfern // Nature. 1964. V. 201. № 4914. P. 68-69.

178. Fatemi, N. Some comments on the use of Avrami-Erofeev expressions and solid state decomposition rate constants / N. Fatemi, R. Whitehead, D. Price, D. Dollimore // Thermochim. Acta. 1986. V. 104. № l.P. 93-100.

179. Вязовкин, С. В. Дополнительность в решении обратной кинетической задачи неизотермической кинетики: Автореф. дис. канд. техн. наук / С.В. Вязовкин. Минск. 1988.21 с.

180. Ляхов, Н. 3. Природа гетерогенности и макрокинетика топохимических реакций разложения твердых тел / Н. 3. Ляхов // Изв. СО АН СССР, сер. хим. наук. 1985. Вып. 2. № 5. С. 3-18.

181. Бойко, Е. А. Тепломассообмен при деструкции твердого топлива в условиях комплексного термического анализа / Е. А. Бойко, П. В. Шишмарев, Д. Г. Дидичин // Труды 22-ой Российской школы «Наука и технологии». М.: РАН, 2002. С. 55-61.

182. Жигунов, С. В. Тепломассообмен и кинетика термодеструкции при высокотемпературном нагреве композиционных материалов: Автореф. дис. канд. техн. наук / С. В. Жигунов. Москва. 1990. 20 с.

183. Налимов, В. В. Анализ трудностей, связанных с построением нелинейных по параметрам моделей в задачах химической кинетики / В. В. Налимов // Заводская лаборатория. 1988. Т. 44. №3. С. 325-331.

184. Merzhanov, А. С. Methodological principles in studying chemical reaction kinetics under conditions of programmed heating / A. C. Merzhanov, V. V. Barzykin, A. S. Shteinberg // Thermochim. Acta. 1987. V. 21. № 3. P. 301-332.

185. Денисов, E. Т. Кинетика гомогенных химических реакций / Е. Т. Денисов. 2-е изд. М.: Высшая школа, 1988. 367 с.

186. Meindl, J. Utilization of the affine transformation the thermoanalytical curves for the determination of kinetic parameters / J. Meindl, 1. V. Arkhangelsk^ N. A. Chemova // J. Thermal Anal. 1987. V. 20.№ l.P. 39-46.

187. Kriz, J. Methodology of studying reaction kinetics by thermal analysis / J. Kriz, J. Sestak // Thermochim. Acta. 1987. V. 110. № 1. P. 87-93.

188. Tang, Т. B. Analysis of dynamics kinetic data from a single stage in the decomposition of solids / Т. B. Tang // Thermochim. Acta. 1992. V. 57. № 1. P. 93-98.

189. Reich, L. Computer analysis of non-isotermal TG data for mechanism and activation energy. Part. 1 / L. Reich, S.S. Stivala//Thermochim. Acta. 1984. V. 73. № 1-2. P. 165-172.

190. Satava, V. Mechanism and kinetics from non-isotermal TG traces / V. Satava // Thermochim. Acta. 1971. V. 2. № 5. P. 423-428.

191. Шестак, Я. Теория термического анализа / Я. Шестак. М.: Мир, 1987. 456 с.

192. Отс, А. А. Исследование кинетики выгорания летучих веществ сланцев / А. А. Отс, А. X. Кони // Труды Таллиннского политехнического института, Серия А. № 316.1971. С. 71-79.

193. Boy, S. Kinetics analysis of additively overlapping reactions. Part 1. Description of an optimization method and use for the separation of peaks / S. Boy, K. Bohme // Thermochim. Acta. 1984. V. 75. № 3. P. 263-273.

194. Jerez, A. A modification to the Freeman and Carroll method for analysis of the kinetics of non-isothermal process / A. Jerez // J. Thermal Anal. 1993. V. 26. № 2. P. 315-318.

195. Chen, D. T. A testing of some dynamics kinetic equations. Artificial data / D. T. Chen, K. W. Lai //J. Thermal. Anal. 1982. V. 20. № 1. P. 233-243.

196. Arkhangelsk^, I. V. A statistical comparison of non-isothermal methods of kinetic investigation /1. V. Arkhangelsk^, L. N. Komissarova, N. A. Chemova // J. Thermal Anal. 1980. V. 18. № 2. P.347-352.

197. Eisenreich, N. Non-linear least-square fit of no-isothermal thermoanalytical curves. Reinvestigation of the kinetics of the autocatalytic decomposition of nitrated cellulose / N. Eisenreich, A. Pfeil //Thermochim. Acta. 1983. V. 61. № 1. P. 13-21.

198. Fong, P. H. Evolution of kinetic parameters from TG traces / P. H. Fong, D. T. Chen // Thermochim. Acta. 1987. V. 18. № 3. P. 273-285.

199. Blazejowski, J. Remarks on the description of reaction kinetics under non-isothermal conditions / J. Blazejowski // Thermochim. Acta. 1994. V. 76. № 3. P. 359-372.

200. Бойко, E. А. Особенности термического разложения канско-ачинских углей разной степени окисленности / Е. А. Бойко, В. А. Дубровский // Журнал прикладной химии. 1992. Т. 65. № 10. С. 1654-1659.

201. Бухман, С. В. Исследование зажигания и горения угольной пыли: Автореф. дис. . докт. техн. наук / С. В. Бухман. Таллинн, 1970. 48 с.

202. Злотин, Г. Н. Методика расчета термохимических характеристик сгорания углеводородных топлив / Г. Н. Злотин, С. Н. Шумский, М. В. Дульгер // Изв. Вузов. Энергетика. 1988. №8. с. 46-54.

203. Warne, S. Roximate analysis of coal, oil shale, low quality fossil fuels and related materials by thermogravimetry / S. St. J. Warne // TrAC: Trends Anal. Chem. 1991. № 6. P. 195-199.

204. Агроскин, А. А. Применение термического анализа для изучения теплофизических свойств твердого топлива / А. А. Агроскин, Е. Н. Гончаров // Тез. докл. VII Всесоюз. конф. «Термический анализ». Рига. 1979. С. 37-39.

205. Mclntoch, М. J. Drying of particles brown coal / M. J. Mclntoch // Fuel. 1976. № 4. P. 483^191.

206. Пузырев, E. M. Исследование процессов сушки и выхода летучих из угольных частиц в топке с кипящим слоем / Е. М. Пузырев, А. М. Сидоров // Теплоэнергетика. 1988. № 3. С. 21-28.

207. Бушманов, Ю. Д. Исследование процесса сушки канско-ачинского бурого угля / Ю. Д. Бушманов, JI. П. Сигналова, К. А. Галуткина, А. Ф. Туболкин // В Сб. науч. тр.: Очистка пром. выбросов и утилизация отходов. JI.: ЛТИ им. Ленсовета, 1985. С. 76-80.

208. Болдырев, В. В. Методы изучения кинетики термического разложения твердых веществ / В. В. Болдырев. Томск. Книжное издательство, 1958. 74 с.

209. Быков, В. И. Моделирование критических явлений в химической кинетике / В. И. Быков. Отв. ред. А. И. Вольперт. М.: Наука, 1988. 262 с.

210. Пилоян, Г. О. Введение в теорию термического анализа / Г. О. Пилоян. М.: Наука, 1964. 231 с.

211. Юнгерс, Ж. Кинетические методы исследования химических процессов / Ж. Юнгерс, Л. Сажюс: Пер. с фр. Л.: Химия, 1972. 422 с.

212. Gorbachev, V. М. Proper determination of oder of reaction by thermal analysis / V. M. Gorbachev, E. A. Kolosovskaya, B. S. Chudinov //J. Thermal Anal. 1993. V. 26. № 1. P. 151-156.

213. Бойко, E. А. Совершенствование схемы комплексного термического анализа твердых органических топлив / Е. А.Бойко, Д. Е. Дидичин, М. Ю. Угай и др. // Сб. науч. тр.: Проблемы экологии и развития городов. Т. 1. Красноярск: 2001. С. 314—319.

214. Бойко, Е. А. Тепломассообмен при деструкции твердого топлива в условияхкомплексного термического анализа / Е. А. Бойко, П. В. Шишмарев, Д. Г. Дидичин // Труды 22-ой Российской школы «Наука и технологии». М.: РАН, 2002. С. 55-61.

215. Федосеев, А. С. Кинетическая модель реакции углерода с кислородом / А. С. Федосеев // Химия твердого топлива. 1990. № 2. С. 111-114.

216. Алаев, Г. П. Определение кинетических характеристик горения твердого топлива / Г. П. Алаев. Л.: ЛТИЦБП, 1983. 38 с.

217. Levchik, S. V. Analysis and development of effective invariant kinetic parameters finding method based on the non-isothermal data / S. V. Levchik, G. F. Levchik, A. I. Lesnikovich // Thermochim. Acta. 1985. V. 92.№ l.P. 157-160.

218. Lesnicovich, A. I. A method of finding invariant values of kinetic parameters / A. I. Lesnicovich, S. V. Levchik // J. Thermal Anal. 1983. V. 27. № 1. P. 94-98.

219. Брин, Э. Ф. Обратная задача химической кинетики при установлении механизма ингибированного высокотемпературного окисления полиэтилена / Э. Ф. Брин, О. Н. Карпухин, В. М. Гольденберг // Хим. физика. 1986. Т. 5. № 7. С. 938-947.

220. Rieckmann, Th. Thermal Decomposition of Hexanitrostilbene at Low Temperatures // Th. Rieckmann, S. Volker, R. Schirra, L. Lichtblau // J. Anal. Appl. Pyrolysis. 2001. V. 58. № 3. P. 569-588

221. Панченков, Г. M. Химическая кинетика и катализ / Г. М. Панченков, В.П. Лебедев. 3-е изд. М.: Химия, 1985.455 с.

222. Uribe, М. I. Kinetic analysis for liquid-phase reactions from programmed temperature data. Sequential discrimination of potential kinetic models / M. I. Uribe, A. R. Salvador, A. I. Guilias // Thermochim. Acta. 1995. V. 94. № 2. P. 333-343.

223. Sestak, J. Study of the kinetic of the mechanism of solid-state reactions at increasing temperatures / J. Sestak, G. Berggren // Thermochim. Acta. 1981. V. 3. № 1. P. 1-12.

224. Kissinger, H. E. Variation of peak temperature with heating rate in differential thermal analysis / H. E. Kissinger // J. Res. Nat. Bur. Stand. 1966. V. 57. № 4. P. 217-221.

225. Лыков, А. В. Теория сушки / А. В. Лыков. M.: Энергия, 1968.472 с.

226. Лыков, А. В. Теория теплопроводности / А. В. Лыков. М.: Наука, 1952. 567 с.

227. Gorbachev, V. М. Some aspects of Sestak's generalized kinetic equation in thermal analysis / V. M. Gorbachev // J. Thermal Anal. 1980. V. 18. № 1. P. 193-197.

228. Шмид, P. Неформальная кинетика / P. Шмид, В. H. Сапунов. М.: Мир, 1985.317 с.

229. Blumental, G. Approximation heterogenkinetischer Modellfunktionen durh die Avrami-Erofeev-Funktion / G. Blumental // Z. Chem. 1992. Bd. 22. № 2. S. 49-51.

230. Bar-Gadda, R. A new technique of analysis the investigation of kinetic data using the differential scanning calorimeter/R.Bar-Gadda// Thermochim. Acta. 1979. V. 34.№ l.P. 161-163.

231. Франк-Каменецкий, Д. А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике / Д. А. Франк-Каменецкий. М.: Наука, 1987.492 с.

232. Piloyan, G. О. Determination of activation energies of chemical reactions by differential thermal analysis / G. O. Piloyan, I. D. Ryabchicov, O. S. Novikova // Nature. 1976. V. 212. № 5067. P. 1229-1231.

233. Colmenero, J. The possibility of determining the Avrami-Erofeev index non-isothermal measurements/ J. Colmenero, J. Barandiaran, J. Criado//Thermochim. Acta. 1991. V. 55. № 3. P. 367-371.

234. Куманин, К. Г. О влиянии некоторых экспериментальных факторов на геометрические элементы кривой нагревания / К. Г. Куманин, Н. С. Калнен // Журнал физической химии. 1936. № 7. С. 405-412.

235. Criado, J. М. Errors in determination of activation egergies of solid-state reactions by the Piloyan method, as a function of reaction mechanism / J. M. Criado, A. J. Ortega // J. Thermal Anal. 1987. V. 29. № 5. P. 1075-1082.

236. Popescu, C. Variation of the maximum rate of conversion and temperature with heating rate in non-isothermal kinetics / C. Popescu, E. Segal // Thermochim. Acta. 1983. V. 63. № 3. P. 381-383.

237. Топор, H. Д. Дифференциально-термический анализ и термовесовой анализ минералов / Н. Д. Топор. М.: Недра, 1964.285 с.

238. Berlin, A. An amplifier for DTA / A. Berlin, R. J. Robinson // J. Anal. Chem. Acta. 1962. № 27.1. P. 50-62.

239. Khanna, Y. P. Kinetic analysis of the thermal- and thermooxidative degradation / Y. P. Khanna, E.M.Pearce//J. Thermal Anal. 1983. V. 26. № l.P. 107-116.

240. Бойко, E. А. Совершенствование схемы комплексного термического анализа твердых органических топлив / Е. А.Бойко, Д. Г. Дидичин, М. Ю. Угай и др. // Сб. науч. тр.: Проблемы экологии и развития городов. Т. 1. Красноярск: 2001. С. 314-319.

241. Эммануэль, H. М. Курс химической кинетики / H. М. Эмануэль, Д. Г. Кнорре. 4-е изд. М.: Высшая школа, 1974.480 с.

242. Захаров, В. Ю. О диффузионно-кинетической оценке областей протекания процессов в минеральной части твердого топлива / В. Ю. Захаров, Ю. А. Рундыгин // Изв. Вузов. Энергетика. 1980. № 10. С. 45-49.

243. Wendland, W. W. Thermal Analysis / W. W. Wendland // Anal. Chem. 1982. V. 54. № 5. P. 97105.

244. Дмитриев, А. П. Определение основных технических характеристик углей с применением дериватографии / А. П. Дмитриев, Н. С. Шабингина // ХТТ. 1972. № 6. С. 125-128.

245. Улановский, M. J1. Проблемы дифференциально-термического анализа углей / M. J1. Улановский, В. Н. Сургучев // Кокс и химия. 1990. № 10. С. 52-53.

246. Cumming, J. W. The application of thermogravimetry to coal testing / J. W. Cumming // Proc. 2nd Eur. Symp. Therm. Analysis. London. 1981. P. 512-516.

247. Ван-Кревелен, Д. В. Наука об угле / Д. В. Ван-Кревелен, Ж. Шуер. М.: ГНТП литературы по горному делу, 1960. 394 с.

248. Postrzednik, S. Wptyw zawartosci wigloci na parametiy i energie chemiczna paliwa statego / S. Postrzednik // Gosp. paliw. i energie. 1989. № 10-12. P. 2-4.

249. Turns, S. R. An introduction to combustion / S. R. Turns. New York: McGraw-Hill, 1996. 5371. P

250. Zakharov, V. Yu. Kinetics of evalution of individual gases in the course of shale thermal decomposition / V. Yu. Zakharov, I. A. Shchuchkin // J. Thermal Anal. 1986. V. 31. № 4. P. 805-815.

251. Джунбаев, А. К. Оценка влияния влагосодержания на устойчивость воспламенения кавакского бурого угля / А. К. Джунбаев, А. М. Хидиятов, В. В. Осинцев // Теплоэнергетика. 1988. № I.e. 17-25.

252. Tognotti, L. Measurement of ignition temperature of coal particles using a thermogravimetric technique / L. Tognotti, A. Malotti, L. Petarca, S. Zanelli // Combust. Sci. and Technol. 1985. 44. № 1-2. P. 15-22.

253. Froelich, D. Etude experimentale et modélisation de la combustion d un grain de carbon / D. Froelich, S. Corbel, G. Prado, J. Merry // Rev. gen. Therm. 1984. № 274. P. 569-573.

254. Draiden. S. The chemical Reactivity of Carbons / S. Draiden // Carbon. Vol. 6, 1978. P. 213221.

255. Oilert, H. Use of inert gas to prevent dust explosions / H. Oilert // Combust. Inst. Eur. Symp. London-New-York. 1973. P. 189-194.

256. Carr, N. J. Decomposition reaction of solids (an experiment in reviewing) / N. J. Carr, A. K. Galwey //Thermochim. Acta. 1990. V. 79. № 3. P. 323-370.

257. Garurajan, V. S. The combustion of evolved volatile matter in the vicinity of a coal particle -an evaluation of the diffusion limited model / V. S. Garurajan, T. F. Wall, J. S. Truelove // Combustion and Flame. 1988.№ LP. 1-12.

258. Отс, А. А. Процессы в парогенераторах при сжигании сланцев и канско-ачинских углей /А. A. Ore. M.: Энергия, 1977. 312 с.

259. Сорокопуд, J1. М. К вопросу о механизме воспламенения летучих в пылеугольной аэросмеси/ JI. М. Сорокопуд//Теплоэнергетика. 1991. №2. с. 8-16.

260. Choi, S. An experimental investigation of early stages of pulverized coal combustion -enhanced devolatilization in an oxidizing environment / S. Choi, C. Kruger // Sydney: Int. Conf. Coal. Sci. 1985. P. 355-358.

261. Bhatt, B. L. Kinetics of coal devolatilization and hydropyrolysis / B. L. Bhatt, E. N. Ziegler //1.d. and Eng. Chem. Process Des. and Develop. 1981. № 4. P. 682-685.

262. Fuller, E. L. Structure and chemistry of coals: devolatilization and modification of sorption properties / E. L. Fuller // Houston: 179h ACS Nat. Meet. 1980. P. 456-462.

263. Choi, S. An experimental investigation of early stages of pulverized coal combustion -enhanced devolatilization in an oxidizing environment / S. Choi, C. Kruger // Sydney: Int. Conf. Coal. Sci. 1985. P. 355-358.

264. Hanbaba, P. Nichtisoterme Reactionskinetik der Kohlenpyrolyse / P. Hanbaba, H. Juntgen, W. Peters // Brenstoff-Chemie. 1968. № 49. P. 368-376.

265. Agarwal, P. A single particle model for the evolution and combustion of coal volatiles / P. Agarwal // Fuel. 1986. № 6. P. 803-810.

266. Elder, J. P. Coal pyrolysis kinetics by non-isotermal thermogravimetry / J. P. Elder, R. V. Butchi // React. Solids. 1987. № 4. P. 347-358.

267. Гремячкин, В. M. О диффузионном и кинетических режимах горения частиц углерода / В. М. Гремячкин, Ф. Б. Щиборин // Физика горения и взрыва. 1993. Т. 29. № 4. С. 67-73.

268. Блох, А. Г. Теплообмен в топках паровых котлов / А. Г. Блох. JL: Энергоатомиздат, 1984.240 с.

269. Ma, S. A kinetic analysis of the pyrolysis of some Australian coals by non-isotermal thermogravimetry / S. Ma, J. O. Hill, S. Heng // J. Therm. Analysis. 1991. № 6. P. 1161-1177.

270. Вязовкин, С. В. Дополнительность в решении обратной кинетической задачи неизотермической кинетики: Автореф. дис. канд. техн. наук / С.В. Вязовкин. Минск. 1988.21 с.

271. Leyko, J. On the accuracy and precision of estimation of the activation energy of non-isothermal decomposition of a solid / J. Leyko, M. Maciejewski, R. Szuniewicz // J. Thermal Anal. 1979. V. 17. №2. P. 263-273.

272. David, M. Formulas for calculating the calorific value of coal: development, tests and uses / M. David, M. Kiran // Fuel Processing Technology. 1983. № 7. P. 11-22.

273. Амосов, А. А. Вычислительные методы для инженеров / А. А. Амосов, Ю. А. Дубинский, Н. В. Копченова. М: Высшая школа, 1994. 554 с.

274. Скляр, М. Г. Математическое моделирование кинетики термического разложения углей по данным термогравиметрического анализа / М. Г. Скляр, В. И. Шустиков, М. В. Лурье // Химия твердого топлива. 1970. № 4. С. 7-21.

275. Radovic, L. Neki fundamentalni aspekti kinetike gasifikacije uglia. I Piroliza I hidragasifikacija / L. Radovic // Hem. ind. 1981. № 6. P. 153-157.

276. Avramov, L. K. On the non-isothermal determination of activation energy for thermal decomposition reactions / L. K. Avramov // Thermochim. Acta. 1982. V. 54. № 3. P. 337-342.

277. Balek, V. Diagnostics of structural alterations in coal. Porosity changes with pyrolysis temperature / V. Balek, A. Koranyi // Fuel. 1990. № 12. P. 1502-1508.

278. Iamaluddin, A. S. Estimation of kinetic parameters for char oxidation / A. S. Iamaluddin // Fuel. 1992. №3. P. 317-320.

279. Дельмон, Б. Кинетика гетерогенных реакций / Б. Дельмон: Пер. с фр. // Под ред. В.В. Болдырева. М.: Мир, 1972. 554 с.

280. Datte, S. Analysis and development of effective invariant kinetic parameters finding method based on the non-isothermal data / S. Datte, K. Wahen // Thermocim. Acta. 1985. Vol. 92. № 1. P. 157-160.

281. Джунбаев, А. К. Оценка влияния влагосодержания на устойчивость воспламенения кавакского бурого угля / А. К. Джунбаев, А. М. Хидиятов, В. В. Осинцев // Теплоэнергетика. 1988. № I.e. 17-25.

282. Бушманов, Ю. Д. Исследование процесса сушки канско-ачинского бурого угля / Ю. Д. Бушманов, JL П. Сигналова, К. А. Галуткина, А. Ф. Туболкин // В Сб. науч. тр.: Очистка пром. выбросов и утилизация отходов. JI.: ЛТИ им. Ленсовета, 1985. С. 76-80.

283. Пузырев, Е. М. Исследование процессов сушки и выхода летучих из угольных частиц в топке с кипящим слоем / Е. М. Пузырев, А. М. Сидоров // Теплоэнергетика. 1988. № 3. С. 21-28.

284. Forsberg, S. Dewatering of peat / S. Forsberg, L. Alden // Fuel. № 4. P. 446-455.

285. Seweryniak, M., Ocena warunkow jednoczesnego suszenia I zgazowania wegla brunatnego / M. Seweryniak, J. Glowinski, J. Stocki // Koks, smola, gaz. 1986. № 4. P. 95-99.

286. Mclntoch, M. J. Drying of particles brown coal / M. J. Mclntoch // Fuel. 1976. № 4. P. 483491.

287. Ramin, A. Drying kinetic of lignite, subbituminous coals and high-volatile bitominous coals / A. Ramin, I. Lastlie // Eng. and Fuels. 1990. № 5. P. 448^52.

288. Дучак, В. Исследование процесса испарения влаги в бурых углях / В. Дучак // Энергетика (чеш.). 1989. № 4. С. 125-128.

289. Бранауэр, С. Сорбция газов и паров / С. Бранауэр. М.: ИЛ, 1958. 420 с.

290. Polanyi, М. Erunglagen der Potential theory der Adsorption / M. Polanyi // Chem.-Zeitung. 1959. Bd. 35.№ 7. P. 520-530.

291. Postrzednik, S. Wptyw zawartosci wigloci na parametry i energie chemiczna paliwa statego / S. Postrzednik// Gosp. paliw. i energie. 1989. № 10-12. P. 2-4.

292. Невекин, С. Сушене и сушилна техника / С. Невекин. София: Техника, 1985. 385 с.

293. Радивоев, К. А. Разработка и исследование методов сжигания высокозабалластированных топлив в энергетических парогенераторах: Автореф. дис. . канд. техн. наук / К. А. Радивоев. Ленинград. 1979.21 с.

294. Бойко, Е. А. Исследование процесса испарения влаги канско-ачинских углей при их термообработке / Е. А. Бойко//Журнал прикладной химии. 1998. Т. 71. № 10. С. 1736-1742.

295. Куликов, С. М. Исследование качества и свойств выскоокисленных канско-ачинских углей после термообработки при их энергетическом использовании: Автореф. дис. канд. техн. наук / С. М. Куликов. Таллинн. 1991. 20 с.

296. Effenberger, D. Untersuchungen zum Trocknungsvorgang von Braunkohle in Dampferzeuger-Rostfeurung / D. Effenberger // Energietechnik. 1991. № 2. P. 43^47.

297. Свидетельство РФ №2003612099. Аппаратно-программный комплекс для оценки реакционной способности твердых топлив / Дидичин Д. Г., Бойко Е. А. // Регистр. 08.09.2003.

298. Miura, К. Correlation of gasifigation reactivates with char properties and pyrolysis conditions using low rank Canadian coals / K. Miura, M. Makino, P.L. Silveston // Fuel. 1990. № 5. P. 580-589.

299. Straka, F. Reaktivita vyznamny parametr pro hodnoceni uhli ve zplynovacim procesu / F. Straka, B. Konrad // Uhli. 1983. № 3. P. 125-130.

300. Kauchi, M. Correlation of gasification reactive with char properties and pyrolysis conditions using low rank Canadian coals / M. Kauchi, M. Mitsunori, P. Silveston // Fuel. 1990. № 5. P. 580-589.

301. Roberts, A. F. A review of kinetic data for the pyrolysis of wood and related substance / A. F. Roberts // Combustion and flame. 1980. V. 14. № 2. P. 261-272.

302. Braun, R. Pyrolysis kinetics for lacustrine and marine rocks by programmed micropyrolysis / R. Braun, A.K. Burnham, J.G. Reynolds, J.E. Clarkson // Energy and Fuel. S. 1991. № 1. P. 194-204.

303. Продан, E. А. Закономерности топохимических реакций / E. А. Продан, M. M. Павлюченко. Минск: Наука и техника, 1976.261 с.

304. Болдырев, В. В. Методы изучения кинетики термического разложения твердых веществ / В. В. Болдырев. Томск. Книжное издательство, 1958 74 с.

305. Huttinger, К. J. Mechanism us und kinetik der Vergasung von Kohlenstoff und Kohlen / K. J. Huttinger // Chem. Zeitung. 1988. № 5. P. 149-161.

306. Fuller, E. L. Structure and chemistry of coals: devolatilization and modification of sorption properties / E. L. Fuller // Houston: 179h ACS Nat. Meet. 1980. P. 456-462.

307. Wei, X. Research on kinetics pyrolysis of coal / Wei Xinghai, Gu Yongda, Shen Ping, Xu Yongchang, Rong Guanghua // J. Fuel Chem. and Technol. 1992. № 1. P. 102-106.

308. Иванцив, О. Е. Термографические исследования углей Львовско-Волынского и Донецкого бассейнов / О. Е. Иванцив // Львов: 1983. Деп. в ВИНИТИ 26.12.83 № 7024-83.

309. Нуреканов, Е. Н. Кинетические константы высокозольного экибастузкого угля / Е. Н. Нуреканов. Алма-Ата: 1988. Деп. в ВИНИТИ 13.04.88 № 4015-88.

310. Julien, L. Devolatilization study of the low rank, French, Gardane coal: Effect of volatile matter post pyrolysis / L. Julien, С. Bertho, R. Khalifen // Fuel. 1990. № 5. P. 617-623.

311. Кундель, X. А. Кинетика термодеструкции сланца кукерсита / X. А. Кундель, Л. И. Петая // Сб. научн. трудов. НИИ сланцев. 1991. №25. С. 3-17.

312. Бойко, Е. А. Экспериментально-расчетная методика оценки кинетических процессов термохимического превращения твердых органических топлив / Е. А. Бойко, С. В. Пачковский, Д. Г. Дидичин // Физика горения и взрыва. 2005. № 1 С. 55-65.

313. Безденежных, А. А. Инженерные методы составления уравнений скоростей реакций и расчета кинетических констант/А. А. Безденежных. Л.: Химия, 1973.256 с.

314. Жигунов, С. В. Тепломассообмен и кинетика термодеструкции при высокотемпературном нагреве композиционных материалов: Автореф. дис. канд. техн. наук / С. В. Жигунов. Москва. 1990.20 с.

315. Cumming, J. W. The thermogravimetric behavior of coal / J. W. Cumming, J. McLaughlin // Thermochimica Acta. 1982. 57. № 3. P. 253-272.

316. Herman, L. Kinetics study of the thermal decomposition of cobalt oxyhydroxyde. 2. Thermogravimetric textural and structural data / L. Herman, J. Morales, A. Ortega, J.L. Tirado // J. Thermal Anal. 1984. V. 29. № 3. P. 491-502.

317. Lengul, В. T. Evolution of kinetic parameters of the thermal decomposition of polyethelene-vinil acetate graft copolymers / В. T. Lengul, T. Zekeli // J. Thermal Anal. 1981. Vol. 20. № 2. P. 281-289.

318. Смуткина, 3. С. Дериватографическое исследование каменных углей, как сырья для деструктивной гидрогенезации / 3. С. Смуткина, В. И. Секриеру, Т. А. Титова, Г. В. Скрипченко // Химия твердого топлива. 1982. № 1. С. 59-64.

319. Клейнен, Дж. Статистические методы в имитационном моделировании / Дж. Клейнен. Пер. с.англ. / Под ред. Ю. П.Адлера, В. Н.Варыгина. М.: Статистика, 1978. Вып. 1. 224 е., Вып. 2. 336 с.

320. Свидетельство РФ №2003612099. Аппаратно-программный комплекс для оценки реакционной способности твердых топлив / Дидичин Д. Г., Бойко Е. А. // Регистр. 08.09.2003.

321. Полак, Л. С. Вычислительные методы в химической кинетике / Л. С. Полак, М. Я. Гольденберг, Н. А. Левицкий. М.: Наука, 1984. 280 с.

322. Зимонт, В. Л. О суммарной кинетике горения углеводородных горючих / В. Л. Зимонт, Ю.М. Трушин // Физика горения и взрыва. 1969. Т. 5. № 4. С. 567-573.

323. Хзмалян, Д. М. Кинетические константы горения топлив и их взаимосвязь / Д. М. Хзмалян, Т.В. Виленский // Сб. науч. тр.: Горение твердого топлива. Новосибирск: 1975. T. I. С. 6578.

324. Русчев, Д. Д. Применение термического анализа в коксохимии / Д. Д. Русчев // Кокс и химия. 1991. №7. С. 7-9.

325. Holst, L. Е. Examination of the residence time distribution in a high pressure thermogravimetric system/L. E. Holst,L. A. Anderson, I. Bjerle// Fuel. 1991. № LP. 128-131.

326. Golesteanu, I. Posibilitad de interpretare a derivatogramelor prafului de carbine /1. Golesteanu // Energética (RSR). 1987. № 8. P. 364-370.

327. Захаров, В. Ю. О диффузионно-кинетической оценке областей протекания процессов в минеральной части твердого топлива / В. Ю. Захаров, Ю. А. Рундыгин // Изв. Вузов. Энергетика. 1980. №10. С. 45^19.

328. Джумов, А. И. Термические характеристики сапропеля / А. И. Джумов // Сб. науч. тр.: Комплексная переработка органических отложений. Минск. 1988. С. 80-86.

329. Калинкевич, Г. А. Метод определения кинетических параметров по дифференциальным термическим кривым / Г. А. Калинкевич, Е. С. Бродский, И. М. Лукашенко и др. // Тез. докл. VII Всесоюз. конф. «Термический анализ». Рига. 1979. С. 52-53.

330. Бутузова, Л. Ф. Исследование микрокомпонентов групп витринита и фюзинита дериватографическим методом / Л. Ф. Бутузова, Р. В. Кучер // Химия твердого топлива. 1979. № 2. С. 46-51.

331. Eloler, J. P. Proximate analysis by automated thermogravimetry / J. P. Eloler // Fuel. 1983. V. 62. P. 580-584.

332. Ben-Aim, R. Influence des parameters structuraux sur le mecanisme reactionnel de combustion du charbon /7 R. Ben-Aim // Rev. gen. Therm. 1984. № 274. P. 597-602.

333. Шагалова, С. Jl. Сжигание твердого топлива в топках паровых котлов / С. Л. Шагалова, И. Н. Шницер. Л.: Энергия, 1976. 310 с.

334. Картавская, В. М. Разработка и внедрение комплексного термического анализа при сжигании канско-ачинского угля в топке с жидким шлакоудалением котлоагрегата БКЭ-320-140 ПТ: Автореф. дис. канд. техн. наук / В. М. Картавская. Ленинград, 1990. 22 с.

335. De Soete, G. G. Aspects chimiques de la combustion du charbon pulverize. Part 1 / G. G. De Soete // Revue de Insitut Francais du Petrole. 1982. № 3. P. 403-424.

336. Win, C. J. A kinetics study of reaction of coal char with hydrogen steam mixtures; fuel gasification; advances in chemistry series / C. J. Win, J. C. Abraham, A. J. Talwaker // Am. Chem. Soc. Washington. 1967. № 9. P. 253-274.

337. Tanaka, H. Kinetics and thermodynamics of thermal dehydratation of magnesium oxalate dehydrate / H. Tanaka, M. Tokumitsu // J. Thermal. Anal. 1994. V. 29. № 1. P. 87-93.

338. Gutierrez, M. Determination de parametros cineticos para la combustion de chars de carbon / M. Gutierrez, A. Cukiernan, N. Lercoff //14 Jomadas invest, cienc. ing. quim. apl. Santa Fe. 1987. P. 35^0.

339. Головина, E. С. Об истинной кинетической константе гетерогенной газификации С + С02 / Е. С. Головина, А. А. Климов // Физика горения и взрыва. 1999. Т. 35. № 4. С. 48-51.

340. Caramao, Е. Reativade em relacao ао С02 de carvoes sulbrasileiros / E. Caramao, A. Bristoti // Mineralacao metalurgia. 1982. № 46. P. 4-11.

341. Heppner, P. Influence of combustion of cone on environment in comparison with other sorts of solid fuels / P. Heppner, J. Pocta // 2-nd International Conemaking Congress. London. 1992. P. 325-327.

342. Головина, E. С. Макрокинетические закономерности газификации кокса водяным паром / Е. С. Головина, О. К. Шейнман, В. Г. Арабаджиев, В. М. Кочан // Теплоэнергетика. 1990. № 4. С. 38^12.

343. Родькин, С. П. Дериватографический метод исследования коксов в окислительной среде / С. П. Родькин, А. Т. Зорин, А. И. Казачков, Е. А. Юсупова // Кокс и химия. 1984. № 8. С. 22-25.

344. Александров, И. В. Дериватографическое исследование органо-минеральных соединений бурых углей / И. В. Александров, А. И. Камнева // Химия твердого топлива. 1976. № 2. С. 90-94.

345. Процайло, М. Я. Шлакование при высокотемпературном сжигании канско-ачинских углей / М. Я. Процайло, В. С. Матвиенко, Н. И. Метелкина // Теплоэнергетика. 1990. № 4. С. 10-13.

346. Raask, Е. Ash-related problems of slagging and erosion wear in coal-fired boilers / E. Raask // Mine and Quarry. 1983. № 12. P. 27-28.

347. Бойко, Е. А. Кинетика изменения химического состава минеральной части канско-ачинских углей в условиях комплексного термического анализа / Е. А. Бойко, П. В. Шишмарев, Д. Г. Дидичин, Е. М. Жадовец // Химия твердого топлива. 2003. № 4. С. 70-78.

348. Voina, N. I. Thermal analysis of coal and coal ashes / N. I. Voina, D. N. Todor // Analysis Meth. Coal and Coal Prod. New York. 1978. Vol. 2. P. 619-648.

349. Караваев, H. M. Химия и классификация ископаемых углей / Н. М. Караваев, В. Н. Амагаева. М.: Наука, 1966. 320 с.

350. Горшков, В. С. Термография строительных материалов / В. С. Горшков. М.: Стройиздат, 1968. 342 с.

351. Горбунов, Н. И. Рентгенограммы, термограммы и кривые обезвоживания минералов, встречающихся в почвах и глинах / Н. И. Горбунов, И. Г. Цюрюпа, Е. А. Шурыгина. М.: АН СССР,1952. 271 с.

352. Barbooti, М. М. Thermal decomposition of citric acid / M. M. Barbooti, D. A. Al-Sammerrai // Thermochim. Acta. 1986. V. 98. № 1. P. 119-126.

353. Белоногова, JI. H. Превращение минеральной части Ирша-бородинского угля при пиролизе / Л. Н. Белоногова, Л. А. Полуянова, В. Н. Крюкова. В. П. Латышев // Химия твердого топлива. 1986. № 3. С. 133-135.

354. Лебедев, И. К. Результаты исследования минеральной части фракции угля березовского месторождения методом дериватографии / И. К. Лебедев, А. С. Заворин, С. К. Карякин // Химия твердого топлива. № 5.1973. С. 38-42.

355. Грим Р. Е. Минералогия глин / Р. Е. Грим. М.: Изд-во иностр. лит, 1979. 376 с.

356. Торог, N. D. A study of the kinetics of the phase transition argonite-calcite by dilatometric thermal analysis / N. D. Topor, L. I. Tolokonnikova, В. M. Kadenatsi // J. Thermal. Anal. 1981. V. 20. №1. P. 169-174.

357. Трембовля, В. И. Теплотехнические испытания котельных установок / В. И. Трембовля, Е. Д. Фингер, А. А. Авдеева. М.: Энергоатомиздат, 1991. 416 с.

358. Ткаченко, А. С. Теплотехнические и физико-химические характеристики полукоксов энергетических углей: Автореф. дис. канд. техн. наук / А. С. Ткаченко. Иваново, 1984. 22 с.

359. Энергетика и окружающая среда / Ф. В. Скалкин, А. А. Канаев, И. 3. Копп. Л.: Энергоиздат, 1981. 280 с.

360. Алехнович, А. Н. Температурные условия начала шлакования при сжигании углей с кислым составом золы / А. Н. Алехнович, В. В. Богомолов // Теплоэнергетика, 1988. №1. С. 14-18.

361. Лебедев И. К. Особенности сжигания углей Канско-Ачинского бассейна в топках энергетических котельных агрегатов большой производительности: Автореф. дис. на соиск. учен, степени доктора техн. наук. Томск, 1971. 34 с.

362. Процайло, М. Я. Экологически чистая ТЭС на канско-ачинских углях / М. Я. Процайло, М. С. Пронин, В. Г. Мещеряков и др. // Теплоэнергетика, 1991. № 6. С. 43^-9.

363. Пронин, М. С. Совершенствование технологий пылеугольного сжигания канско-ачинских углей с учетом особенностей поведения их органической и минеральной массы: монография / М. С. Пронин. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2004. 224 с.

364. Бабий, В. И. Влияние подогрева угольной пыли на выход топливных оксидов азота / В. И. Бабий, П. И. Алавердов, В. М. Барбараш, Т. В. Канаева // Теплоэнергетика, 1983. № 9. С. 13-18.

365. Маршак, Ю. Л. Исследование горения березовского угля в тангенциальной топочной камере с газовой сушкой топлива / Ю. Л. Маршак, В. Н. Верзаков // Теплоэнергетика. 1975. №1. С. 12-18.

366. Росляков, П. В. Влияние основных характеристик зоны активного горения на выход оксидов азота / П. В. Росляков, Л. Е. Егорова // Теплоэнергетика. 1996. №9. С. 15-20.

367. Егорова, Л. Е. Математическое моделирование и расчет эмиссии токсичных продуктов сгорания органических топлив / Л. Е. Егорова, П. В. Росляков, А. В. Буркова, Чжуй Бэйзин // Теплоэнергетика. 1993. №7. С. 63-68

368. Агроскин, А. АТеплофизика твердого топлива / А. А. Агроскин. М.: Недра, 1980. 256 с.

369. Сотников, И. А. Основные проектные и конструктивные решения по паровому котлу П-67 на канско-ачинских углях для энергоблоков мощностью 800 МВт / И. А. Сотников, Ю. И. Окерблом, Д. Л. Итман и др. // Теплоэнергетика. 1978. №8. С. 15-21

370. Быков, В. И. Моделирование критических явлений в химической кинетике / В. И. Быков. Отв. ред. А. И. Вольперт. М.: Наука, 1988.262 с.

371. Левицкий, А. А. Задачи химической кинетики в автоматизированной системе научных444исследований АВОГАДО / А. А. Левицкий, С. А. Лосев, В. Н. Макаров // Сб. науч. тр.: Математические методы в химической кинетике. Новосибирск: Наука, 1990. С. 7-38.

372. Чередкова, К. И. Реакционная способность экибастузских углей / К. И. Чередкова, Г. С. Головина /7 Химия твердого топлива. 1984. № 6. С. 101-106.

373. Заворин, А. С. Об условиях преобразования минеральной части пылевидного бурого угля при горении / А. С. Заворин, Е. Н. Некряч // Изв. Вузов. Энергетика. 1988. № 9. С. 91-94.

374. Мухина, Т. Н. Пиролиз углеводородного сырья / Т. Н. Мухина, С. Е. Бабаш, Н. Я. Барабанов. М.: Химия. 1987. 240 с.

375. Зуев, В. П. Производство сажи / В. П. Зуев, В. В. Михайлов. М.: Химия. 1970.318с.

376. Woedtke, W. Die Waermeuebertragungin Brenkammern / W. Woedtke // Wiss Bericht JHZ. 1985. №542. S. 30-36

377. Котлер, В. Р. Усовершенствованная методика расчета выгорания топлива в пылеугольных котлах / В. Р. Котлер // Теплоэнергетика. 1992. №3. С. 72-76.

378. Митор, В. В. Расчетное исследование режимов работы топочной камеры парового котла к энергоблоку 800 МВт / В. В. Митор, С. Г. Шагалова, Д. И. Паршиков и др. // Теплоэнергетика, 1981, №2. С. 39-43.

379. Патент РФ №2252364, МПК7, ют. F23 N5/00. Способ и устройство регулирования режима горения паропроизводительной установки / Е. А. Бойко, Д. Г. Дидичин, В. Н. Вольнев и др. Опубл. 20.05.2005. Бюл. №14.

380. Методика определения экономической эффективности использования новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М.: Экономика, 1977. 45 с.

381. Денисов, В. И. Технико-экономические расчеты в энергетике / В. И. Денисов. М.: Энергоатомиздат, 1985. 216 с.1. ТГК 13

382. Открытое Акционерное Общество «Территориальная генерирующая компания № 13»

383. УТВЕРЖДАЮ Заместитель геш^аЯ!ног» директоранйф$£кая ТГК (ТГК-13)» Жалобуо внедрении результатов диссертационной работы доцента кафедры «Тепловые электрические станции» Политехнического института ФГОУ ВПО

384. Россия, 6601 И, г. Красноярск ул. Пограничников, 37 Тел.: (3912) 52 81 70 Факс: (3912) 52 81 71qidep@qidep.rusal.ru1. Утверждаю:

385. Применение данных программных комплексов позволило Дирекции по проектированию "РУС-Инжиниринг" отказаться от приобретения коммерческих программ-аналогов и получить эрдащ^затрат в размере 5 млн. рублей.

386. Директор департамента энергетического проекта1. Русска Ш&иши н я {ШШ а я1. КОМЛЯ!1. В.Г. Оголь1. КРАСНОЯРСК ЭНЕРГО

387. Наименование программного средства подготовки персонала энергетики: «ИМИТАЦИОННЫЙ КОМПЬЮТЕРНЫЙ ТРЕНАЖЕР ДЛЯ ОТРАБОТКИ ОПЕРАТИВНЫХ ЗАДАЧ УПРАВЛЕНИЯ КОТЛОАГРЕГАТОМ ПК-10Ш (ст. №5) КРАСНОЯРСКОЙ ТЭЦ-1»

388. Состав приемочной комиссии: Председатель комиссии:

389. Зам. гл. инженера по эксплуатации Шломов М.В. Члены комиссии:

390. Начальник котельного цеха Литвинов A.B.; Начальник ОАСУ Лаврентьев С.О.;

391. Зам. нач. котельного цеха по эксплуатации Тарасичев A.B.; Вед. инженер-программист Кириллова Е.В.

392. Комиссия работает с 19.02.2003 по 21.02.2003 .

393. Разработчик: кафедра ТЭС КГТУ (научн. руководитель доц., к.т.н. Бойко Е.А.) Заказчик: котельный цех, Красноярская ТЭЦ-1.

394. Состав функций программного обеспечения, принимаемого в опытную эксплуатацию:

395. Имитационный тренажер котла;

396. Редактор оперативных задач;

397. Анализатор результатов решения;

398. Состав приемочной комиссии:редседатель комиссии:

399. Главный инженер Каркарпн А.! !,лены комиссии:

400. Зам. гл. инженера Заико C.U.

401. Начальник котельного цеха Литвинов A.B.

402. Состав функций научно-методическогои программного обеспечения.ринимаемого в промышленную эксплуатацию:

403. Имитационный компьютерный тренажер рабочих процессов топочных устройств

404. Эксплуатационная документация:• Руководство пользователя:• Руководство инструктора:1. Решение комиссии:

405. Решено с 07.11.2007 принять программное средство подготовки персонала ¡ергетики в промышленную эксплуатацию.

406. Главный инженер " ;>>' Каркарин А.II.

407. Зам. гл. инженера • Заико С.Н.i 1ачальник KI I, Начальник ОАСУ

408. Литвинов A.B. Лаврентьев С.О.тгктз

409. Сибирский федеральный университет» (научный руководитель к.т.н., доцент Бойко Евгений Анатольевич)

410. Наименование программного средства подготовки персонала энергетики:

411. ИМИТАЦИОННЫЙ КОМПЬЮТЕРНЫЙ ТРЕНАЖЕР ДЛЯ ОТРАБОТКИ ОПЕРАТИВНЫХ ЗАДАЧ УПРАВЛЕНИЯ КОТЛОАГРЕГАТОМ БКЗ-420-140 (ст. №1) МИНУСИНСКОЙ ТЭЦ»

412. Комиссия работает с 11.12.2006 по 15.12.2006.

413. Разработчик: кафедра ТЭС КГТУ (научн. руководитель доц., к.т.н. Бойко Е.А.) Заказчик: КТЦ Минусинской ТЭЦ.

414. Состав функций программного обеспечения и технической документации, принимаемого в опытную эксплуатацию:

415. Имитационный тренажер котла рабочее место оператора;

416. Рабочее место инструктора (сетевая версия);

417. Редактор оперативных задач рабочее место инструктора;

418. Программа анализа результатов решения задач рабочее место инструктора;

419. Эксплуатационная документация:• Техническое задание на разработку;• Математическая модель;• Руководство пользователя;• Руководство программиста.

420. Состав приемочной комиссии:

421. Председатель комиссии: Главный инженер1. Чирков Г.В.1. Члены комиссии:

422. Начальник КТЦ Начальник ПТО Зам. начальника КТЦ

423. Ильин С.П.; Шуленков Э.Н.; Стрелец А.В.

424. Назначить срок опытной эксплуатации с 10.01.2007 по 29.06.2007 .

425. Во время опытной эксплуатации проверить удобство работы и функциональность программного обеспечения. Обучить персонал работе с программой.

426. Начальник КГЦ . С.П. Ильин

427. Начальник ПТО Э.Н. ПЬленков1. Зам. начальника К ГЦ1. А.В. Стрелец1. РУСЛЛучинский i шноземныйкомбинат1. Дирекция по обеспечениюпроизводства1. Теплоэлектроцентраль1. УТВЕРЖДАЙ) Дирек го2609.2008 №