автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Научно-технические основы моделирования и оптимизации энерготехнологической системы металлургического комбината

На правах рукописи

СУЛТАНГУЗИН Ильдар Айдарович

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ОПТИМИЗАЦИИ ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМБИНАТА

05.14.04. - Промышленная теплоэнергетика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 2005 г.

Работа выполнена на кафедре Промышленных теплоэнергетических систем Московского энергетического института (Технического университета)

Научный консультант:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация

доктор технических наук, профессор Галактионов Валерий Витальевич доктор технических наук, профессор Сергиевский Эдуард Дмитриевич доктор технических наук, профессор Школлер Марк Борисович доктор технических наук Пацков Евгений Алексеевич Череповецкий металлургический комбинат (ОАО «Северсталь»)

Защита состоится « 23 » сентября 2005 г. в 17:00 часов в аудитории Г-406 на заседании диссертационного совета 212.157.10 при Московском энергетическом институте (Техническом университете) по адресу: 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, д. 17.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, д.14, Ученый Совет МЭИ (ТУ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского энергетического института (Технического университета).

Автореферат разослан «_»_2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета 212.157.10

д.т.н., профессор

Кулешов Н.В.

Ю он ¿2/60Ш

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Социально-экономическое развитие мирового сообщества в настоящее время определяется концепцией устойчивого развития. Для промышленных предприятий это означает экономически эффективное развитие, обеспечивающее повышение прибыльности производства при уменьшении потребления природных сырьевых и энергетических ресурсов и сокращении вредного воздействия на окружающую среду.

Металлургические комбинаты полного цикла производительностью 2-10 млн. т проката в год потребляют 2.5 - 10 млн. т условного топлива и выбрасывают в атмосферу 100 - 500 тыс. т вредных веществ, а также 5-25 млн. т парниковых газов в пересчете на С02. Для крупных металлургических комбинатов актуальной проблемой является совершенствование и оптимизация их энерготехнологической системы по экологическому, энергетическому и экономическому критериям. Для решения этих задач необходимо применение системного анализа энерготехнологического комплекса металлургического комбината, являющегося по сути сложной иерархической системой.

Угольная шихта составляет 70% всех топливно-энергетических ресурсов, поступающих на металлургический комбинат, а коксохимическое производство представляет собой энерготехнологическую систему по ее переработке путем высоко температурной карбонизации в металлургический кокс для получения чугуна в доменном процессе. В настоящее время сырьевая угольная база металлургических комбинатов характеризуется существенной нестабильностью марочного состава поставляемых углей и показателей их качества. В связи с этим разработка научно-технических основ моделирования энерготехнологической системы металлургического комбината, которая включает в себя: систематический контроль состава и свойств поступающих углей, создание универсальной модели расчета шихты, подбор на их основе оптимальных шихт для коксования и разработка структуры новой сырьевой базы коксохимического производства; совершенствование энерготехнологичсского процесса коксования выбранной угольной шихты; получение кокса стабильно высокого качества; снижение расхода газового топлива на обогрев коксовых батарей и уменьшение вредных выбросов в окружающую среду; разработка и развитие современных методов экономической оценки воздействия вредных выбросов промышленных предприятий на окружающую среду и здоровье населения в соответствии со стратегией устойчивого развития России - является весьма актуальной задачей.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с распоряжением Правительства РФ от 10.07.2001 № 910-р «О программе социально-экономического развития РФ на среднесрочную перспективу», «Стратегией развития коксохимической промышленности Российской Федерации до 2005 г.», утвержденной Министерством экономики РФ в 2000 г., а также «Государственной стратегией устойчивого развития Российской Федерации» (раздел 7.2. Формирование системы экономических воздействий на экологизацию производства).

Цель работы заключается в разработке научно-технических основ: • поиска системных решений, позволяющих реализовать сокращение энергопотребления на металлур! ическом комбинате и вре|пМСвюС9й6ЩЙ1Й№^аю'

мммтщ |

1И301 е^

щую среду; снижение себестоимости металлургической продукции;

• формирования угольной сырьевой базы и технологии коксования для получения высококачественного металлургического кокса, обеспечивающего снижение расхода топлива на производство чугуна;

• экономической оценки воздействия вредных выбросов металлургического комбината на здоровье населения на локальном и региональном уровне.

В соответствии с этим были сформулированы и решены следующие задачи:

• разработка методов и их компьютерная реализация для решения задач оптимизации энерготехнологической системы металлургического комбината по энергетическому, экологическому и экономическому критериям;

• разработка единой математической модели процесса коксования, включающей: аэродинамическую модель течения газов; модель химической кинетики процессов горения; модель определения высоты факела горения; модель двумерного нестационарного теплообмена от газа через стенку к угольной шихте; модель термического разложения угля; модель расчета распределения температур и горячей прочности кокса CSR по всему объему коксового пирога; модель расчета материального и теплового баланса коксования;

• создание методологии оценки угольного сырья на основе автоматизированного петрографического анализа, расчет показателей прочности кокса, выбор оптимального состава шихты путем компьютерного моделирования, определение структуры сырьевой базы коксохимического производства;

• разработка метода равных потребительских ценностей (равноэкономичных цен) покупных углей на основе отимизационных расчетов по программно-информационной системе «ОптиМет»;

• разработка методических и инструментальных средств для последовательного определения воздействия вредных выбросов металлургического комбината на здоровье населения по этапам: «вредные выбросы - рассеивание - физическое воздействие - оценка ущерба».

Научная новизна и полученные результаты. На основе крупномасштабного промышленного эксперимента с поэтапной заменой углей Печорского бассейна Кузнецкими установлено, что:

• увеличение горячей прочности кокса CSR (coke strength after reaction) на 10% при минимальном его среднеквадратическом отклонении позволяет сократить удельный расход суммарного топлива в доменных печах на 10 - 15 кг (в пересчете на условное) на тонну чугуна;

• прочность кокса CSR зависит от отражательной способности витринита Ra, суммы спекающих компонентов СКже, зольности угля Ad, количества основных окислов в золе, и от соотношения изотропных (аморфных) и анизотропных (графитоподобных) структур в угольной шихте и далее в текстуре кокса.

Установлена температурная зависимость горячей прочности кокса CSR, которая возрастает на 4.5 - 5% с увеличением температуры кокса на 100 "С при одинаковом качестве угольной шихты; разброс значений CSR в коксовом пироге может превышать 20%. что обуславливается прежде всего неравномерностью прогрева кокса по всему объему камеры.

r MS , 4* rf 1 .,« ** Я

Доказано, что длина факела горения отопительного газа в обогревательном простенке коксовой печи одновременно зависит, как от кинетических характеристик многостадийного процесса горения газа, так и от постепенной диффузии в факеле горючих компонентов и кислорода в соответствии с заданной длиной пути перемешивания газов.

Установлено, что длина пути перемешивания горючих газов и воздуха в отопительном простенке коксовой печи определяется теплотворной способностью газа, температурой газового топлива и воздуха, коэффициентом избытка воздуха и степенью рециркуляции; а также конструктивными характеристиками отопительного вертикала: его шириной, расстоянием между горелкой и воздушным каналом, диаметром горелки и шириной воздушного канала; и мало зависит от критериев Рейнольдса и Фруда.

Разработан метод определения равных потребительских ценностей покупных (равноэкономичных цен) углей на основе оптимизационных расчетов по программно-информационной системе «ОптиМет».

Доказано, что региональный ущерб (в радиусе от 100 до 2000 км) здоровью населения от вредных выбросов металлургического комбината, расположенного в Европейской части России, превышает локальный ущерб (в радиусе до 100 км), в то время как региональное воздействие в существующих методиках оценки ущерба не учитывается.

Практическая значимость и реализация полученных результатов. На основе компьютерного моделирования в сочетании с применением петрографических методов анализа углей в промышленном масштабе реализовано формирование сырьевой базы коксохимического производства. Внедрение разработанного пакета программ прогнозирования показателей качества получаемого кокса обеспечило эффективность доменного процесса при уменьшении расхода суммарного топлива и снижении себестоимости чугуна.

Результаты теплотехнических и термогравиметрических исследований и производственных испытаний положены в основу комплексной методики моделирования технологического режима процесса коксования угольной шихты заданного состава. Компьютерная программа «ОптиМет-КХП», разработанная по данной методике, используется в коксохимическом производстве ОАО «Северсталь» для анализа влияющих факторов на совершенствование технологии коксования и получения высококачественного кокса с равномерным распределением его горячей прочности по ширине и высоте коксовой камеры.

Версия программно-информационной системы «ОптиМет-Сырье» используется Коммерческой дирекцией ОАО «Северсталь» при проведении тендеров по закупке угольной сырьевой базы.

На основе сделанных рекомендаций проведен крупномасштабный промышленный эксперимент на ОАО «Северсталь» по замене угольной шихты Пе-черского бассейна на кузнецкие угли, по результатам которого за 5 месяцев 2002 года получен экономический эффект более 170 млн. рублей. Внедрение результатов диссертационной работы на коксохимическом производстве ОАО "Северсталь" привело к подтвержденному экономическому эффекту 2 млн. руб.

Разработанная математическая модель энерготехнологической системы ме-

таллургического комбината позволяет проводить оптимизацию по экономическому, экологическому и энергетическому критериям. Показано, что для металлургического комбината производительностью 7.5 млн. т проката в год реализация энергосберегающих технологий и мероприятий по снижению вредных выбросов на основе комплексных системных решений позволит сократить энергопотребление на 300 - 500 тыс. т у.т./год, сохранить 67 жизней за счет снижения вредных выбросов и получить большой экономический эффект.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации были доложены на: заседании научного совета ГКНТ СССР «Новые процессы в черной металлургии» (г. Москва. 1990 г.); международной конференции «International Conference on Power & Energy in China» (г. Пекин, Китай, 1990 г.); республиканской конференции «Актуальные вопросы защиты окружающей среды от антропогенного воздействия» (г. Севастополь, 1990 г.); международном семинаре «Планирование экономического развития регионов с учетом их экологической безопасности» (Крым, Украина, 1993); 2-ой международной конференции «Новые методы и средства экономии энергоресурсов и экологические проблемы энергетики» (г. Москва, 1995 г.); 3-ей международной конференции по устойчивому развитию "Проблемы индустриальных регионов: менеджмент и экология" (г. Запорожье, Украина, 1998 г.); международной конференции «International Workshop on Romelt Process "Romelt-2000"» (г. Дели, Индия, 2000 г.); П-ой Международной научно-технической конференции «Энергосбережение на промышленных предприятиях» (г. Магнитогорск, 2000 г.); 25-м международном семинаре «Программно-технические комплексы и средствам автоматизации» (Москва, Институт проблем управления РАН, 2002 г.); 2-ой Международной научно-практической конференции «Автоматизированные печные агрегаты и энергосберегающие технологии в металлургии» (г. Москва, Московский институт стали и сплавов, 2002 г.); международной конференции «Металлургическая теплотехника» (Днепропетровск, Национальная металлургическая академия Украины, 2002 г.); Международной научно-технической конференции «Теория и практика производства чугуна» (г. Кривой Рог, Украина, 2004 г.); научных конференциях России и стран СНГ «Перспективы развития углехимии и химии углеродных материалов в XXI веке» (Звенигород, 2003г., 2005г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 59 работ.

Автор считает приятным долгом отметить творческое участие A.B. Боро-дулина, Ю.В. Коноваловой, В.И. Ситаса, П.А. Шомова, С.Н. Ярунина, А.П. Яшина в выполнении отдельных фрагментов исследования, а в их лице выражает благодарность соавторам и товарищам по работе за огромную помощь и поддержку при выполнении данного исследования. Автор выражает свою признательность проф. A.M. Гюльмалиеву за консультации и помощь в осознании роли фундаментальных наук при постановке и решении прикладных научно-технических проблем.

Объем и структура работы. Диссертация, изложенная на 395 стр. машинописного текста, состоит из введения, 7 глав, выводов, списка литературы (480 наименований) и 12 приложений. В тексте представлены 51 таблица и 132 рисунка.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе проведен литературный обзор по 480 источникам.

Отмечено, что весомый вклад в решение связанных с темой диссертации научно-технических проблем внесли многие ученые: Аммосов И.И., Гагарин С.Г., Еремин И.В., Золотухин Ю.А., Станкевич A.C. по формированию угольной шихты; Агроскин A.A., Вирозуб И.И., Глущенко И.М., Грязнов Н.С., Гюльмалиев A.M., Кулаков Н.К., Скляр М.Г., Сухоруков В.И., Ханин И.М., Школлер М.Б. по совершенствованию теории и технологии коксования; Баев В.К., Вулис JI.A., Зельдович Я.Б., Лавров Н.В., Пацков Е.А., Семенов H.H., Ще-тинков Е.С., Франк-Каменецкий Д.А., Фролов С.М. по исследованию физико-химических процессов горения газового топлива; Глинков М.А., Китаев Б.И., Семикин И.Д. по изучению горения неперемешанных газов в металлургических агрегатах; Бабанин Б.И., Мотулевич В.П., Самарский A.A., Сергиевский Э.Д. по моделированию нестационарного теплообмена в энерготехнологических процессах; Исаченко В.П., Ключников А.Д., Невский A.C. по изучению лучистого теплообмена в теплотехнологических установках; Бородулин A.B., Вегман Е.Ф., Гизатуллин Х.Н., Курунов И.Ф., Русаков П.Г., Сысков К.И., Шаврин C.B., Ярошенко Ю.Г. по выявлению зависимостей расхода кокса в доменных печах от качественных характеристик кокса и по оптимизации энерготехнологических характеристик аглодоменного производства; Виленский Н.М., Голдобин М.Т., Демченко Ф.Н., JIan В.М., Лисиенко В.Г., Лякишев Н.П., Никифоров Г.В., Сазанов Б.В., Ситас В.И., Степанов B.C. по построению и оптимизации энергетических балансов и энергосбережению на металлургических комбинатах; Марчук Г.И., Мелентьев Л.А., Моисеев H.H., Попырин Л.С., Спирин H.A. по системным исследованиям в области энергетики, экологии и металлургии; Фи-липьев О.В., Шаприцкий В.Н., Юсфин Ю.С. по экологическим аспектам металлургического производства. Однако показано, что многие научные вопросы, рассмотренные в диссертационной работе, остались нерешенными.

Проанализированы различные методы подбора коксовых шихт на основе элементного, технического и петрографического анализов углей и математические методы, используемые при подборе состава шихт. Показано, что отсутствуют достоверные зависимости горячей прочности кокса от свойств угольной шихты, формируемой на основе углей Печорского и Кузнецкого бассейнов.

Проанализированы методы исследования и расчета: процесса горения неперемешанных газов, длины факела в зависимости от различных факторов, аэродинамических характеристик систем отвода дымовых газов от коксовых батарей, способов управления процессом нагрева угольной шихты при коксовании. Проведен анализ методов моделирования процессов термического разложения и нестационарного нагрева угольной шихты. Проанализированы технологические факторы, влияющие на прочностные характеристики кокса. Показано, что необходимо разработать научно-технические основы комплексного исследования процесса коксования на основе построения единой математической модели, огражающей все существенные стороны исследуемого процесса: аэродинамику, горение, экологию, теплообмен, термическое разложение угля с превращением его в высокопрочный кокс. Такие исследования отсутствуют.

На рис. 1 приведена общая схема исследования данной работы. Из рис. 1 видно, что при анализе эффективности работы коксохимического производства необходимо его рассматривать не изолированно, а в комплексе с другими производствами металлургического комбината.

: :: ^0птимизация закупок угольной шихты

¡Свойства угольной шихты: Химический состав, технический анализ, петрографический и рефлектограммный анализы

Петрографическая модель расчета показателей холодной и горячей прочности кокса

| з

Физико-химическая модель процесса коксования

Расчет материального и теплового баланса коксования i Л— ~

Выбросы | .—¿^вредных ¡ t ¡веществ (NOx, í |СО и др) I ' -1

-J-

Равномерность горячей прочности кокса СвИ по высоте и ширине камеры коксования

m к l&gl [£§J

n

п

O g

l¡"8 I ® ?

ils

>. *

! ™ 9 2 Ё

!e|

o S

lU *

'Расчет удельного расхода кокса, ¡в доменных печах__]

'Расчет себестоимости чугуна I —

И I

Метод равноэкономичных цен

Воздействие t I вредных выб- i 1 росов на окру- [ жающую среду 1 i | на локальном и j i и регионльном ¡ уровне

(L

IFI

Расчет и оптимизация энерготехнологической системы меткомбината по энергетическому, экологическому и экономическому критериям

Программно-информационная система "ОптиМет"

Рис.1. Общая схема исследования

Проанализированы подходы к моделированию энерготехнологической системы металлургического комбината. Показано, что предшествующие работы охватывали либо только смежные производства, либо учитывались одновременно не все аспекты металлургического производства. Отсутствуют системные работы, где бы исследовалась вся технологическая цепочка металлургиче-

ского комплекса от сырья до готовой продукции с учетом технологических, энергетических, экологических и экономических факторов. Это объясняется сложностью проблемы построения единой модели, охватывающей все производства металлургического комбината, и учитывающей все указанные факторы.

В работе проанализированы способы оценки воздействия вредных выбросов металлургических комбинатов на окружающую среду, выявлены ряд нерешенных вопросов в этой области, показана актуальность данной проблемы. В частности, показано, что при оценке ущерба от вредных выбросов не учитывается воздействие на здоровье населения страны на региональном уровне.

Во второй главе разработан новый метод расчета многостадийного процесса горения неперемешанных газов на основе совместного решения задач химической кинетики и взаимной доступности (диффузии) кислорода и горючих газов. Впервые разработана кинетическая модель газофазных реакций горения отопительного газа в обогревательных простенках коксовой печи.

Получены аналитические и численные решения систем дифференциальных уравнений, позволяющие рассчитать состав газовой фазы и определить временные зависимости концентраций компонентов продуктов горения и темп выделения теплоты реакций. Решение позволяет контролировать концентрации газов и выделение теплоты во времени и по высоте вертикалов. За основу принят

механизм окисления углеводородов:

СпНт01 + [0.5{п-1) + 0.25 т]-02 ->п-СО + 0.5тН20 (1)

СО + Н20 5 СО2 + Н2 (2)

Н2 + Н2 + О2" Н20 + Н20 (3)

СО + СО+ 02С02 + С02 (4)

02 + N2 $N0 + N0 (5)

Система дифференциальных уравнений процесса горения газового топлива в обогревательных простенках имеет вид:

йт

^ЖА = 2. [сгн?ф\[о?ф]

йт

4М

йт

= , • [с.Н?ф\ [о'г"*}+ 2 • 2 • [с2Я?4 6 , • [сб/с4 [от"]

-к2 •[сол'4[я20)+*2Л -[с02]-[яН-*4 -[со^МоН ^

^^ = кг ■ [<"О**]■ [нго\- к211 ■ [С02] [и?ф}+ к4 ■ [со**]-[о?ф] йт

^ = к2 [со**] \пго]-кш ■ [сог]-[//?*]-къ ■ \н?\[о?ф]

ат

= [сн*ф] [од2"ф]+2-к12-[с1н^ф] [ог<6]+з [с6н6^]-[о1иф]

йт

-к2 [("0мф}-\Н20\+к2, \С02\[н'?ф)+къ\н?ф) [оя2ф]

= -1.5 -к,, ■ [сн?ф1 [о?*]- 2 ■ к, 2 ■ [сгН?*\М-4.5 • к,, • \сбН^\[о?*]

йх

- 0.5 • к, ■ [СО**]-[0^]-0.5 • к3 ■ [н?ф]■ [о?*]

Для замыкания системы дифференциальных уравнений необходимо определить параметры основных реакций горения горючих компонентов: множителя А, и энергии активации Е, в выражении типа:

к,= А, -Т* ■ ехр(-Е/ЯТ) (7)

Для условий горения отопительного газа в обогревательных простенках коксовых батарей №4-6 ОАО «Северсталь» получены значения предэкспонен-циальных множителей А„ представленные в табл. 1, для расчета констант реакций. Энергии активации Е, и параметр а были взяты по данным С.М. Фролова.

Таблица 1.

Значения параметров реакций механизма окисления углеводородов

И Прямая реакция Обратная реакция

Реакция Тошшво кДж/ А, а Е, А, а Е,

№ моль л/(моль-с) кДж/моль л/(моль-с) кДж/моль

1.1 СИ, 524 2.57-109 0 209

1 2 С2Н4 754 7.0-10® 0 209

1.3 CfiHfi 1588 0.75-109 0 209

2 41.9 1.0 ■ 10П 0 174 3.1 • 1013 0 206

з Н; 478 7.0 1013 0 88

4 СО 561 8.5 ■ 10й 0 88

5 -180 1 7- 1017 -0.5 570 4.1 • 1013 -0.5 391

Скорость продуктов сгорания в обогревательных каналах составляет 0.8 -1.2 м/с или в среднем V = 1 м/с. Установлено, что длина пути полного перемешивания М(т) примерно на 20 - 30% короче расстояния полного сгорания газа

(см. рис.2), следовательно процессы химической кинетики и диффузии по скорости сопоставимы между собой, и их нужно рассматривать одновременно.

Количество доступного (диффундирующего) кислорода и горючих компонентов от времени (или от высоты) до полного перемешивания можно представить в виде: [02даф](т) =М(т) • [02J(T), (8) [CH4ot*](T) = M(T)[CH4](t), (9) [СзНЛт) = М(т)-[С2Н43(т)(10) [Н2даф](т)=М(т> 1Н2](т), (11) [СОдиф](т) = М(т)-[СО](т), (12) Рис.2. Зависимость полноты перемешивания и [С6НбДиф](т)=М(т)-[СбНб](т) (13) сгорания газа с воздухом от высоты пламени где 02(т), СН4(т),С2Н4(т),С6Н6(т), Н2(т), СО(т) - текущее содержание кислорода

Относительная высота пламени

и горючих компонентов в смеси газа и воздуха. В процессе горения их значения постепенно уменьшается в соответствии с решением системы дифференциальных уравнений 2-го порядка для бимолекулярных реакций (7). При этом в правой части дифференциальных уравнений (7) подставляются не абсолютные, а доступные для горения в момент времени т (на соответствующей высоте) количества 02диф(т), СН4диф(т), С2Н4диф(т),С6Н6диф(т), Н2лиф(т), СОдиф(т).

Расчеты, выполненные по предложенной математической модели процессов горения неперемешанных газов, показали удовлетворительное совпадение с результатами экспериментов в обогревательных вертикалах коксовых печей (рис.3 а,б) с погрешностью 20%.

Таким образом, на основе проведенных исследований разработан новый метод расчета многостадийного процесса горения неперемешанных газов на основе совместного решения проблем химической кинетики и взаимной доступности кислорода и горючих газов на примере коксовых батарей.

- - СН4 (расчет)

- — Н2 (расчет) -(Н+СН) расчет

• СН4 (экспер)

♦ Н2 (экспер)

А (Н+СН) экспер

б) Длина, м

00 05 10 15 20 25 30 35

Время, с

Рис 3. Сравнение результатов расчета по модели и эксперимента по составу газов при горении в обогревательном вертикале коксовой батареи №6

Проведены расчетные исследования и сравнение методов И.Д. Семикина и JI.A. Вулиса для определения длины пути перемешивания газов при горении применительно к условиям работы системы отопления коксовых батарей. В этих методиках принималось, что скорость реакций горения существенно превосходит скорость смешения газов, в связи с чем, скорость реакций считалась мгновенной. При таких условиях длина пути перемешивания газов L„ равняется длине факела ¿ф. Это дает нам основание применить указанные методики для расчета длины пути перемешивания газов при горении, а длину пламени определять на основе разработанного нами метода расчета кинетики многостадийного процесса горения с учетом взаимной диффузии горючих газов и кислорода.

На основе статистической обработки результатов расчета длины пути перемешивания в факеле по методике И.Д. Семикина нами получена регрессионная зависимость относительной длины L^™ от рассмотренных выше факторов: Z-n0™ = 1 + 0.05569 • (QHC—16.53) - 0.1947 • (а-1.25) + 0.563 • (грец-0.4) -

- 0.00022685 ■ (ir-700) + 0.0002982 ■ (i„-l 180) (14)

Коэффициент детерминации полученной зависимости равен R2 = 99.93%.

При значения теплоты сгорания газа QHC = 16.53 МДж/м3, коэффициенте избытка воздуха а = 1.25, степени рециркуляции дымовых газов грец = 0.4, температуры газового топлива tr = 700°С, температуры воздуха горения fB = 1180°С относительная длина пути перемешивания газов в факеле будет равна в этом случае единице.

Получены зависимости длины пути перемешивания газов в процессе горения коксового и доменного газов от критерия Рейнольдса Re. Для низкокалорийных топлив с большой долей доменного газа критерий Re практически не оказывают влияния на длину пути перемешивания. Для коксового газа, поступающего через горелку диаметром 30 мм при увеличении числа Re с 1500 до 3000 длина пути перемешивания возрастает на 20%, но с дальнейшим повышением числа Re увеличение L„ становится не существенным.

Проведена также оценка влияния степени закрытости пламени и основных геометрических размеров обогревательного простенка на длину пламени.

Длина пути перемешивания газов и связанная с ней длина пламени зависят от аэродинамических характеристик всей системы отопления коксовых батарей. Построена аэродинамическая модель, которая может быть использована в системе оптимального управления режимами нагрева печей в коксовой батарее.

Сформулирована постановка задачи оптимального управления длиной пламени и обеспечения равномерного нагрева коксового пирога на основе совершенствования аэродинамических и конструктивных характеристик системы отопления коксовых багарей.

Предла! ается проводить оптимизацию процесса коксования по критерию:

В,г,+Кг К'Г-СГМз-!

1 | (15;

" J [тЩВсо пдв^ 1

где Вкб - расход газового топлива на коксовую батарею, 1"ер'" и 1-ш,"ерт - текущая и заданная температура вертикала в г'-ом вертикале, 1\хрх1 - температура

поверхности кокса в верхней точке напротив ¿-ого вертикала, и = (Рверх&Рсер&^ниэд!3 - средняя (по трем точкам - верх, середина, низ) температура поверхности кокса, (чем ближе к единице величина 1кверх1/1кср1, тем более равномерный прогрев кокса по высоте), СО, М?* и др. - содержание вредных веществ в дымовых газах, ПДВсо и ПДВНОх - предельно допустимые выбросы оксидов углерода и азота с дымовыми газами, Ки К2, К3иК4- весовые коэффициенты различных факторов, которые влияют на технико-экономические показатели работы коксовой батареи и характеризуют, соответственно, стоимость топлива, степень прогрева коксового пирога по длине и ширине коксовой батареи, равномерность прогрева коксового пирога по высоте и ущерб от вредных выбросов системы отопления коксовой батареи.

В третьей главе разработана математическая модель нестационарного двумерного теплообмена от газа через стенку к угольной шихте по высоте и ширине камеры коксования с учетом процесса термического разложения угля при его нагреве. Проведен также промышленный эксперимент, показавший четко выраженную температурную зависимость горячей прочности кокса СБИ.

На основе обработки данных термогравиметрического анализа угля, проводимого коксохимической лабораторией ОАО «Северсталь» с помощью измерительного комплекса ТОА 601, определены параметры для кинетический модели термического разложения всех углей, поступающих с шахт и обогатительных фабрик Печорского и Кузнецкого бассейнов. Адекватность предложенной модели подтверждена расчетами процесса коксования многокомпонеШюй угольной шихты, используемой в коксохимическом производстве «Север® ал и».

Разработана физико-химическая модель, позволяющая проводжгь расчеты температурного поля в коксовой печи с течением времени, эволкщии потери массы и остаточного количества летучих при карбонизации угольЦой шихты, оценивать выход кокса, основных химических продуктов и состав г#.

Для учета неравномерности нагрева коксового пирога по ширийй и высоте разработана двумерная математическая модель нестационарного* нагрева угольной шихты до получения кокса. Процесс нагрева угольной шихты описывается уравнением теплопроводности:

6х

Э

<Ь>

где с(г), А(г) и р(1) - удельная теплоемкость, теплопроводность и плотность угольной шихты и кокса в процессе нагрева до температуры I, х и у - координаты по ширине и высоте коксового пирога, еД) - тепловые эффекты г'-ых экзотермических или эндотермических реакций и испарения влаги.

Для решения применена локально-одномерная схема решения многомерных уравнений нестационарной теплопроводности, составленных интегро-интерполяционным методом. Данный метод использует приемы, характерные для метода контрольного объема. Различия заключаются в том, что при составлении конечно-разностных уравнений локально-одномерной схемы на первом этапе область заменяется набором теплоизолированных между собой горизонтальных стержней, для каждого из которых методом баланса записывается со-

ответствующая неявная конечно-разностная схема. На втором этапе аналогичным путем составляются конечно-разностные уравнения для вертикальных стержней. Для проведения расчетов на двумерной модели нами разработана программа «ОптиМет-КХП». На рис. 4 представлен график в виде температурного поля стенки толщиной 105 мм с обеих сторон и коксового пирога толщиной 450 мм между ними в конце периода коксования. Как видим, температура кокса по центральной оси ниже, чем у стенки примерно на 50 - 100 °С.

Как показывают расчеты, в коксовом пироге имеются две области по центральной оси камеры коксования на уровне 0.6 и 3.2 м с минимальным значением температуры кокса, причем верхняя область оказывается наиболее недогре-той. Можно предположить, что в этих местах прочностные характеристики кокса будут хуже, чем в среднем по сечению коксового пирога. Для выяснения этого вопроса необходимо провести промышленный эксперимент с отбором проб кокса из разных мест коксового пирога и измерением температур кокса.

стенка коксовый пирог стенка

В1300-1400

■ 1200-1300

■ 1100-1200 Ш1000-1100 □ 900-1000 В 800-900

сч1Псйю<я1Лечса<*о<£0><м ОООг*-(ЧПП«»1ПШФ

ееебеоовеебое ширина, м

Рис. 4. Температура в коксовой печи в конце периода коксования, °С

На равномерность хода плавки и расход кокса в доменных печах существенное влияние оказывает, как само значение горячей прочности кокса С5/?, так и отклонения С57? от среднего значения. На коксовой батарее №5 ОАО «Северсталь» проведен эксперимент по выявлению факторов, влияющих на равномерность прочностных характеристик кокса по высоте, ширине и длине камеры коксования. Были заброшены 12 цилиндров с пробами угля в загрузочные люки машинной и коксовой стороны на 3 уровня высоты камеры от пода: 0.6 м, 2.5 м 3.2 м - по одному цилиндру у стенки и на центральной оси камеры коксования.

Температура кокса на выдаче Тк измерялась пирометром системы «РШОСт» по длине коксового пирога на тех же уровнях, на которых были размещены цилиндры в печной камере.

4.00

3.67 3.33 3.00 2.67 2.33 2.00 1.67 1.33 1.00 0.67 0.33 0.00

Таблица 2.

Прочностные характеристики кокса, загруженного в печь № 557 коксовой батареи №5 ОАО «Северсталь», ноябрь 2004 года._

№ пробы Расположение пробы по ширине камеры Расположение пробы по высоте Структурная прочность, П, % Реакционная способность, Кт, см3/(г.с) ОН, % С5Л, % Темпераура кокса у стенки,°С

Машинная сторона

1 у стенки 0.6 м 82.82 0.195 37.5 50.3 1139

2 по центру 06м 85.39 0.193 35.0 52.0

3 у стенки 2.5 м 83.45 0.201 38.6 47.3 1020

4 по центру 2.5 м 80.80 0.226 40.1 35.9

5 у стенки 3.2 м 81.81 0.240 39.9 39.7 941

6 по центру 3.2 м 80.46 0.244 41.5 32.8

Коксовая сторона

7 у стенки 0.6 м 83.30 0.180 34.7 50.7 1156

8 по центру 0.6 м 82.67 0.214 34.1 52.7

9 у стенки 2.5 м 84.35 0.210 35.1 53.3 1088

10 по центру 2.5 м 84.76 0.192 33.0 56.8

И у стенки 3.2 м 81.30 0.208 35.9 38.9 849

12 по центру 3.2 м 82.97 0.213 36.8 45.6

На выдаче цилиндры с готовым коксом были отделены от основной массы кокса и направлены на анализ в коксохимическую лабораторию. Выявлено, что кокс имеет существенную неравномерность по прочностным характеристикам (см. табл. 2), а именно: разность между максимальным и минимальным значениями составляет 21% по С57?, 5% по структурной прочности Я, 6% по индексу реакционной способности СЮ и 0.064 см3/(г-с) по реакционной способности Кт.

Установлено, что прочностные характеристики имеют четко выраженную температурную зависимость: с увеличением Тк растет горячая прочность кокса (см. рис.5) и Я, характеризующий холодную прочность, а показатели реакционной способности СШ и Кт — уменьшаются.

Упрощенная зависимость горячей прочности кокса от температуры может быть представлена в виде формулы:

СБЯ = 0.0452 ■ Тк, (17)

с коэффициентом корреляции Я = 0.91, т.е. с увеличением температуры кокса на 100°С С57? увеличивается на 4-5%.

Можно утверждать, что температура кокса по высоте и длине печной камеры зависит от высоты факела горения отопительного газа в вертикалах обогревательного простенка. Регулируя процессы равномерного сжигания отопительного газа по высоте вертикала, можно добиться более равномерного распределения горячей прочности кокса СБИ по высоте печной камеры.

Среднее значение СБЯ по 12 пробам оказалось равным 46.3% (с машинной стороны 43%, а с коксовой - 49.7%) со среднеквадратичным отклонением 7.7%. Когда кокс с таким разбросом по СБЯ поступает в доменную печь, это приводит к существенному перерасходу топлива при выплавке чугуна.

а?

40 -35 -

800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 Температура кокса на выдаче, град С

Рис. 5. Зависимость горячей прочности кокса от его температуры Из печи выталкивается 16 - 20 т кокса, а для анализа CSR отбирается проба 200 г, что составляет 0.001% от массы коксового пирога. Даже если стараться отбирать пробу одинаковым образом, невозможно исключить влияние случайных факторов на измеренное значение CSR, и существует объективная проблема его представительности. Следовательно, для его оценки требуются два параметра: среднее значение CSRcp и его среднеквадратическое отклонение nCSR, которые получены из температурной зависимости на основе 2-х мерного математического моделирования процесса коксования. Измеренное значение CSR не обязательно совпадает с CSRcp, но с высокой степенью вероятности отличается от него не более, чем на величину gCsr-

Температура поверхности коксового пирога, измеренная по его длине на трех высотных уровнях с помощью пирометра системы PIROG, позволяет пересчитать поле температур в любом сечении напротив каждого вертикала, и таким образом получить распределение температуры кокса по всему объему.

На основе петрографических и других свойств угольной шихты можно рассчитать среднее значение CSR, соответствующее, скажем, температуре 1000°С. На основе температурной зависимости CSR, рассчитываются его значения для всего объема коксового пирога и определяются CSRcp и oCsr-

Полученные результаты необходимо использовать при расчете доменной плавки, применяя не одно значение CSR, а 2 параметра: CSRcp и оcsr-

Теперь необходимо установить в каком соотношении вносят вклад в прочностные характеристики кокса природные свойства угольной шихты и технология коксования.

В четвертой главе разработана математическая модель формирования угольной шихты для коксования.

Проведен теоретический анализ с экспериментальной проверкой взаимосвязей между показателями реакционной способности металлургического кокса Кт по ГОСТ 10089-89 и CRI (coke reaction index) по ГОСТ 50921-96, с одной стороны, и соответствующими этим показателям константами скорости реакции углерода кокса с С02 при 1000 и 1100°С, с другой. Установлены количественные соотношения между кинетическими параметрами процесса и показате-

♦

лями реакционной способности кокса, они позволили по данным К„, оценить значения CRI и CSR, характеризующих, соответственно, реактивность и доменную (горячую) прочность кокса после его реакции с С02 при 1100°С (рис.6).

Рис.6. Взаимосвязь а) между показателями реактивности кокса Кт и CRI и б) CRI и CSR для кокса с батарей: 1 -№> 4; 2-N° 5-6; 3 -№7-10; 4- проба HJIMK

С целью совершенствования сырьевой базы на коксохимическом производстве ОАО "Северсталь" проведена серия промышленных экспериментов с постепенной заменой части печорских углей концентратами ряда обогатительных фабрик Кузбасса. Производственные испытания проведены на батареях № 4-6.

Фактический марочный состав поступающих на ОАО "Северсталь" угольных концентратов определялся на основе петрографического и рефлектограмм-ного анализа с помощью программно-измерительного комплекса СИАМС-620. Отмечено, что распределения значений отражения витринита R„ концентратов ГОФ Коксовая, ЦОФ Березовская и ЦОФ Сибирь Кузнецкого бассейна, характеризуются несколькими экстремумами, что свидетельствует о существенно смесевом марочном составе концентратов.

Наличие рефлектограмм и данных технического анализа концентратов при использовании петрографической модели расчета шихт, позволило осуществить направленный подбор угольных смесей для коксования на батареях № 4-6. Испытания проведены в пять этапов при постепенном повышении в шихте доли углей Кузбасса (см. табл. 5). Часть кокса печей с батареи № 4 (70-88%) потушена на установке сухого тушения кокса (УСТК).

Показатели качества полученного кокса и угольной шихты в сравнении с данными базисного периода приведены в табл. 6.

Видно, что при переходе от базисного периода к этапам I-V с постепенным увеличением в шихте доли углей Кузбасса наблюдается постепенное снижение показателей механической прочности кокса: уменьшается индекс дробимости М25 и повышается индекс истираемости кокса Mw.

Показатель реакционной способности кокса Кт для опытных этапов в среднем несколько ниже в сравнении с базисными данными, что может обусловливаться как составом минеральных компонентов, так и особенностями

Таблица 5

Состав угольной шихты в производственных испытаниях_

Концентрат фабрики Состав шихты по этапам, %

I 1 И Ш IV V

ЦОФ Печорская 44.0 18.0 17.0 - -

ОФ Северная, Воркутинская 10.4 10.4 10.0 9.1 -

Готовая шихта углеподготовки № 2 2.1 9.1 2.7 4.5 -

Коксовый шлам 1.7 1.6 1.6 1.1 1.3

ЦОФ Абашевская 2.9 16.2 12.5 15.1 20.7

ЦОФ Антоновская 8.2 3.8 12.3 20.2 20.0

ГОФ Коксовая 13.7 20.1 30.5 47.4 29.2

ЦОФ Березовская 17.0 20.8 3.8 2.6 -

ЦОФ Сибирь - - 9.6 - 28.8

Доля концентратов Кузбасса, % 41.8 60.9 68.7 85.3 98.7

текстуры кокса. При этом показатель СШ повышается относительно базиса на этапах 1 и II, уменьшаясь при дальнейшем повышении доли кузнецких концентратов с увеличенным содержанием углей марок ОС+КС. В соответствии с этим, показатель С5Л, характеризующий горячую прочность кокса, принимает в конце испытаний (этапы IV, V) наиболее высокие значения.

Таблица 6.

Характеристики угольной шихты и кокса в производственных испытаниях

коксовых батарей № 4 - 6

Показатель Этапы

Базис I II Ш IV V

Индекс дробимости Мц, % 86.0 84.9 84.7 84.4 84.3 85.1

Индекс истираемости Мю, % 8.4 8.6 8.7 8.8 9.0 88

Структурная прочность, П % 83.9 77.9 77.0 78.2 81.0 82.9

Реакционная способность:

Кт, см3 г"1 с"1 0.212 0.2 0 204 0 202 0.185 0.192

CRI, % 32 6 34.3 34.1 32 3 30.5 31.6

"Горячая" прочность CSR, % 46.7 46.2 47.7 51.3 53.3 53.2

Отражательная способность витри- 1.03 1.04 1.08 1.1 1.12 1.1

нита угольной шихты Ro, %

Эквивалентные спекающие компо- 59.5 58.6 58.3 57.3 56.7 58.3

ненты угольной шихты ЕСКжв, %

Зольность угольной ШИХТЫ Ad, % 8.73 8.65 8.5 8.47 8.28 8.27

Индекс основности золы уг. ш., BI 0.208 0.204 0.198 0.199 0 196 0.197

Изотропный углерод кокса Си„ % 36.6 36.1 38.7 32.5 34.2 33 9

Выявлено, что на С57? оказывают влияние петрографические свойства угольной шихты и зольность с учётом соотношения основных и кислых компонентов золы. На рис.7а представлена зависимость СБЛ от произведения отражательной способности витринита /?о на сумму спекающих компонентов £СКэкв-На рис.7б представлена зависимость С5/? от показателя щелочности золы, равного произведению зольности шихты А11 на индекс основности золы В1.

Индекс основности золы рассчитывается по формуле:

В1 = +(СаО)л +(М80)Д +{К20)Л + (Маг01

(Л02)л+(А/2О3),

Рис.7. Зависимость CSR от а) петрографических и б) зольных свойств шихты где (Fe203)M (СаО)А, (MgO)A, (К20)А, (Na20)A, (Si02)A, (А1203)а - содержание окислов железа, кальция, магния, калия, натрия, окислов кремния и алюминия в золе угольной шихты, соответственно.

Анализ ряда работ показывает, что качество кокса необходимо контролировать по текстуре кокса. Отмечается положительное влияние анизотропного углерода, включающего в себя мозаичные мелко-, средне- и крупнозернистые текстуры кокса, а также продолговатые и ленточные текстуры. В тоже время изотропный углерод негативно влияет на CSR.

Изотропный углерод Сю тесно взаимосвязан со степенью метаморфизма угля, в частности, с отражательной способностью витринита Ra. A.M. Гюльма-лиевым раскрывается физико-химическая сущность зависимости соотношения изотропных и анизотропных структур в угле от степени метаморфизма. Им показано, что с увеличением отражательной способности витринита R0 (более 0.95 %) растет доля анизотропных структур в угле, достигая максимума для устойчивой кристаллической формы - формы графита. И наоборот, доля изотропных структур в угле растет при уменьшении R0, достигая максимального значения при R0 менее 0.48% для низкомстаморфизованных углей. Таким образом, существует прямая связь между молекулярной структурой угля и текстурой кокса.

На рис.8 представлена экспоненциальная зависимость изотропного углерода кокса от отношения (Vdaj !R0 ), полученная на основе статистической обработки данных испытания индийских углей и коксов. Учёт текстурных характеристик кокса повышает точность определения CSR. На рис.9 представлена зависимость CSR от содержания изотропного углерода в коксс.

Чем меньше изотропного углерода в коксе, тем больше различных компонентов анизотропного углерода, что в конечном счёте приводит к увеличению горячей прочности кокса CSR.

На основе анализа результатов промышленных испытаний найдена регрессионная зависимость горячей прочности кокса, наиболее соответствующая условиям работы коксохимического производства «Северстали»:

CSR = CSR'" + 2,264 (R0 ZCK эк - 62.5) - 0.604 (Л,; В1 - 1,72)-0,777 (С,„-Зб) (19) где CSR""' - показатель CSR в базовом варианте, для коксовых батарей №4-6

100 т

90 -80 70 -* 80 £ 50 " 40 30 • 20 10 -0 -10

Рис.8. Влияние петрографических свойств Рис.9. Зависимость СБЯ от угля на изотропный углерод в коксе Сиз изотропного углерода Сиз

принимается равным 50.7% (коэффициент регрессии 112=0,896). Среднеквадратичное отклонение полученной зависимости от фактических данных составляет 2,1%, т.е. является более низким, чем по другим сравниваемым моделям.

Хотя при введении в шихту повышенного содержания углей Кузбасса механическая прочность кокса несколько снижается, его прочность после реакции с СОг увеличивается, что обусловливается, по-видимому, повышением доли анизотропных текстур кокса. Это позволяет уменьшать удельный расход топлива (кокса и природного газа) на выплавку чугуна в доменных печах (рис. 10).

Регрессионная зависимость удельного расхода суммарного топлива на тонну чугуна от С57? для доменных печей №1-3 «Северстали», куда поступает кокс с батарей №4-6, имеет следующий вид:

ВСш = 580 - 1.37 • (С5Л - 40) (20)

Коэффициент корреляции между С57? и ВСум равен И=-0,71. Переход на использование новой сырьевой базы коксования на основе углей Кузбасса с получением высококачественного кокса позволил сократить расход суммарного топлива (кокс и природный газ) в доменном производстве на 6000 т у.т. в месяц и понизить себестоимость чугуна на 100 руб./т.

Экономический эффект в результате замены углей Печорского бассейна на угли Кузнецкого бассейна при проведении промышленного эксперимента в феврале-июне 2002 года составил более 170 млн. руб., в том числе подтвержденный экономический эффект в размере 2 млн. руб. получен за счет внедрения результатов данной диссертационной работы.

Коксохимическое производство с одной стороны является сложной энерготехнологической системой, с другой стороны оно играет подчиненную роль по отношению к доменному производству и является одним из элементов энерготехнологической системы металлургического комбината. Поэтому ее можно представить в виде многоуровневой иерархической системы.

Наличие как вертикальных, так и горизонтальных связей в иерархической многоуровневой энерготехнологической системе металлургического комбина-

CSR,1

та, требует применения системного анализа к решению сложных научно-технических проблем повышения технологической, энергетической, экологической и экономической эффективности всего металлургического производства. Рис. 10. Зависимость суммарного расхода топлива в доменных печах № 1-3 «Северстали» от прочности кокса CSR. Согласно определению H.H. Моисеева, системный анализ означает «совокупность методов, основанных на использовании ЭВМ и ориентированных на исследование сложных систем - технических, экономических, экологических и т.д.». Реализация системного анализа для исследования энерготехнологической системы металлургического комбината подходит под это определение, поэтому основным инструментом системного исследования является применение методов математического моделирования и оптимизации с реализацией их на ЭВМ.

В пятой главе рассматриваются вопросы разработки программно-информационной системы для оптимизации сырьевой угольной базы и снижения энергопотребления на металлургическом комбинате.

Программно-информационная система «ОптиМет» продолжает развиваться Научно-техническим центром «ЛАГ Инжиниринг» (в 1997-2005 годах) на базе программы ENERMK, которая начала разрабатываться в «Центроэнерго-чсрмете» (в 1986 - 87 годах), а затем на кафедре промышленных теплоэнергетических систем Московского энергетического института с 1988 по 1996 годы. В табл. 7 даны основные этапы развития и общие характеристики программы.

По своей идеологии программно-информационная система «ОптиМет» является оптимизационной. Постановка задачи оптимизации энерготехнологической системы металлургического комбината может быть сформулирована как математическая задача следующим образом:

Найти совокупность значений хп переменных х„, такую, что

f(xn)=min[f(xn)], "п = 1,2,...,N, (21)

при ограничениях типа неравенств (22) и равенств (23)

5,(3с„)<0, /=1,2,...,/, (22)

hl(x„) = 0, j= 1,2,...,/ (23)

нижние и верхние границы оптимизируемых переменных

х; <*„<<, (24)

где f(x„) — целевая функция, определяемая исходя из выбранного критерия оптимизации; g, (хп) — ограничение типа неравенства; hj (х„) — ограничение типа равенства; I — число ограничений типа неравенств; J — число ограничений типа равенств; N — число оптимизируемых переменных; х„ — оптимизируемые переменные; — оптимальные значения переменных; х„' и х„" — соответственно,

верхний и нижний границы переменной х„.

Таблица 7.

_Этапы развития программно-информационной системы «ОптиМет»

Программа Год Язык Компьютер Операционная система Завод

OPTIM 1986 Фортран CM 1600 ОСРВ ЧсрМК

OPTIM 1987 Фортран CM 1600 ОСРВ HTMK

ENERMK 19891990 Фортран EC 1840 MS DOS ДМКим. Дзержинского

ENERMK 19911992 Turbo С, Quick С IBM PC 286 МГц MS DOS KapMK

ENERMK 19931995 Zortech С++ v.3.1 IBM PC 486 МГц MS DOS, Windows 3.1 ЧерМК

Монитор -КМК 19971998 С++ Builder v.1.0 Pentium 166 МГц Windows 95 КМК

ОптиМет -НОСТА 19981999 С++ Builder v.3.0 Pentium П 300 МГц Windows NT НОСТА (ОХМК)

ОптиМет -ЗСМК 1999 С++ Builder v.3.0 Pentium II 300 МГц Windows NT ЗСМК

OptiMet-Vi-zakhapatnam 2000 С++ Builder v.3.0 Pentium П1 500 МГц Windows 2000 Визакский мет-завод (Индия)

ОптиМет -Сырье ¡1 С++ Builder v.3.0 Pentium DI 800 МГц Windows 2000 Северсталь (ЧерМК)

ОптиМет -Энергия 2001 -2002 С++ Builder v.3.0 Pentium Ш 800 МГц Windows 2000 Северсталь

ОптиМет II -КХП 20032004 С++ Builder v.5.0 Pentium IV 3 06 ГГц Windows XP Северсталь

Для решения поставленных в работе задач применяются следующие критерии оптимизации:

1) экономический критерий - минимум себестоимости чугуна Бч, [руб./т];

2) экологический критерий - минимум вредных выбросов в атмосферу окислов МОх, СО, БОг, пыли и других выбросов в пересчете на БОг, ЭсуМ1 -

Эсуч) = Е с, • Э„ [т 802/год] (25)

где: с, = ПДКвОг /ПДК, - коэффициент отношений предельно допустимых концентраций для приведения количества вредных выбросов Ьго компонента (Ж)х, СО, Б02, пыли. ...) к единому показателю, в качестве которого принят выброс 802; Э, - годовое количество вредных выбросов ¡-го компонента, т;

3) энергетический критерий - минимум приведенного расхода топливно-энергетических ресурсов на металлургическом комбинате:

( 1 ' ^ / Впря, = /29.3, [ту.т./год] (26)

V ч 1-1 у/

где г = 1, ...,/, / - номер покупного энергоносителя С, (уголь, природный газ, электроэнергия, мазут, ...), общее число которых равно /;у = 1, ..., 7, у - номер продаваемого энергоносителя С1 (кокс, коксик, коксовая мелочь, смола, бензол, пек, тетю га на сторону в виде пара и горячей воды, ...), общее число которых равно У; е1 - удельное энергосодержание |-го энергоносителя; 29.3 ГДж/т у.т. - коэффициент перевода единиц теплоты (ГДж) в условное топливо.

В качестве основного метода оптимизации применяется алгоритм прямого поиска возможных направлений DSFD (Direct Search of Feasible Direction), который включает в себя: метод конфигураций прямого поиска с вращающимися координатами; процедуру поиска допустимых направлений, применяемая в точках окончания поиска методом конфигураций; метод штрафных функций, используемый в областях нарушения области допустимых значений оптимизируемых переменных и в областях нарушения ограничений типа неравенств. Метод DSFD показал себя, как один из самых эффективных методов нелинейного программирования, он подтвердил свою высокую надежность, и не возникало каких бы то ни было серьезных проблем в процессе оптимизации по вы-

♦ бранному критерию даже при использовании 40 оптимизируемых переменных.

Коксохимическое производство и коксохимическая лаборатория определяют объемы и требования по качеству к закупаемой угольной шихте на каждый

* месяц, для того, чтобы обеспечить выполнение требований доменного производства к количеству и качеству кокса. Закупка углей на металлургическом комбинате осуществляется через коммерческую дирекцию, она располагает определенной суммой на закупку углей в необходимом объеме.

В качестве научной базы для решения задачи оптимизации закупок угольной сырьевой базы применена теория спроса и производства, которая была реализована в рамках программно-информационной системы «ОптиМет».

В результате оптимизационных расчетов получена диаграмма с уровнями цен (рис. 11), определяющими равную потребительскую ценность угольного сырья. Смысл её заключается в том, что для каждого материала определяется такая его цена, Рис. 11. Сравнение фактических цен на угли что общая себестоимость чугу-с равноэкономичными, рубУт на не из меняется от варьиро-

вания пропорций в технологически обоснованных пределах между различными рядовыми углями и угольными концентратами. При этом учитывается влияние свойств и химического состава угольного сырья и железорудных материалов на технологию коксохимического и аглодоменногс производств и далее на себестоимость кокса, агломерата и передельного чугуна.

В расчетах на математической модели энерготехнологической системы, включающей коксохимическое и аглодоменное производства, принимались неизменные пропорции покупаемых углей Qh Q2, ... , QN по фактическим ценам,

Жирный 1

Коксовый Э

9

• Фактические цены —А — Равноэкономичные

соответственно, Ци Ц2, ... , Цн- На основе этих расчетов определялась себестоимость чугуна 5г/. Поиск равных потребительских ценностей (равноэконо-мичных цен) покупаемых углей Ц/3, Ц2 , ... , Ц/Э осуществлялся на основе оптимизационных расчетов по программно-информационной системе «ОптиМет» таким образом, что себестоимость чугуна оставалась неизменной, т.е. Бц3 = При этом решалась задача:

= _ (27)

Это означало, что после нахождения равноэкономичных цен при изменении количества каждого вида угля в пределах до 10% от общего количества углей, себестоимость чугуна практически не изменялась 5чга ~ с точностью до 1 руб./т, что соответствует 0.05 %. С помощью данного подхода определены также равноэкономичные цены для тех _/-ых углей, которые в данный период не использовались, т.е. имело место 0] = 0.

Применяя метод равноэкономичных цен, можно определить, насколько выгодно или убыточно то или иное сырье для металлургического комбината. Особенность метода равноэкономичных цен заключается в том, что при определении равноэкономичных цен на сырьё рассматриваются реальные смеси различных материалов, пропорции которых соответствуют фактическим данным за конкретный период. Расчёты показали, что при существенном изменении состава шихты, равноэкономичные цены также могут изменяться.

Версия программно-информационной системы «ОптиМет-Сырье» была внедрена на ОАО «Северсталь» и совместно использовалась управлением сырья и топлива коммерческой дирекции и коксохимической лабораторией управления качества при проведении ежемесячных тендеров по закупке сырья. На ее основе проведены расчеты для построения плана промышленного эксперимента по замене печорских углей кузнецкими (см. главу 4). Таким образом установлено: как металлургический комбинат на верхнем иерархическом уровне связан с рынком угольного сырья, и каким образом эти связи влияют на более низком уровне на технико-экономические показатели: - коксохимического производства (горячая и холодная прочность кокса, расход топлива на обогрев коксовых батарей, себестоимость кокса); - доменного производства (удельный расход кокса, себестоимость чугуна).

Теперь необходимо определить, каким образом металлургический комбинат на самом верхнем иерархическом уровне связан с окружающей средой и какое воздействие оказывают его вредные выбросы на здоровье населения.

В шестой главе проведена разработка и реализация методов оценки воздействия на окружающую среду вредных выбросов металлургического комбината. Для металлургических комбинатов производительностью 2-10 млн.т стали в год выбросы вредных веществ составляют: пыли 13-65 тьге.т; 802 10 -42 тыс.т; КОх 7-32 тьге.т; СО 80 - 430 тыс.т; парниковых газов в пересчете на С02: 5-25 млн.т. Металлургические комбинаты, как правило, располагаются в крупных промышленных регионах, население которых достигает 1 млн. жителей и более. Для оценки воздействия вредных выбросов металлургического производства на окружающую среду может быть применена методология по-

следовательности воздействия (Impact Pathways Methodology), основные этапы которой представлены на рис. 12. Методология последовательности воздействия на окружающую среду может применяться также для

Источник

=> выбросы

Рассеивание

=> увеличение концентрации

Функция доза-эффект

=> воздействие

Экономическая оценка

=> стоимость

ДОЗА

сравнения различных топливных циклов по производству электроэнергии: на основе угля, мазута, природного газа, атомной энергии, биомассы, гадро-и ветро- энергии.

Эта методология позволяет оценивать выбросы вредных веществ в атмосферу, загрязнения водоемов и почвы.

Рассмотрен усредненный металлургический комбинат производительностью 7.52 млн. т проката в год, структура которого представлена на рис.13 а).

Вредные выбросы в атмосферу усредненного металлургического комбината представлены в табл. 8.

Рис. 12. Основные этапы методологии последовательности воздействия на окружающую среду

Таблица 8.

Металлургические производства Вредные выбросы, тыс т Производство

TSP so2 NOx СО С02 тыс. т

Коксохимическое 5 3 2 20 4298

Остальные производства 40 28 22 300

Комбинат в целом 45 31 24 320 19400 7520

Удельные выбросы: в кг на тонну проката 6.0 4.1 3.2 42.6 2580

Принимается: РМю = О.б ТБР, где ТБР - общее количество пыли, РМ10 -мелкодисперсная пыль менее 10 мкм в диаметре.

Предположим, что усредненный металлургический комбинат расположен в г. Череповце Вологодской области с географическими координатами: 37°52' восточной долготы и 59°08' северной широты.

Приземная концентрация с(х, у) выбросов вредных веществ из дымовой трубы определяется в соответствии со статистической теорией рассеивания ди-фундирующего облака в атмосфере по закону распределения Гаусса:

М Г 1 {у1 V Т| -ехр - , + ,

с{х.у) =

(28)

где а у и о, — поперечное и вертикальное стандартные отклонение; V - средняя в слое рассеивания примеси скорость ветра, м/с; М —массовый выброс вредных веществ, г/с; he — эффективная высота источника выброса, м.

Данная методика используется в рамках программы расчета рассеивания Industrial Source Complex (ISC), вызываемой из программно-информационной системы «ОптиМет» для определения приземных концентраций от вредных выбросов металлургического комбината на локальном уровне (не более 100 км) с учетом заданной розы ветров.

Однако меньшая часть выбросов пыли РМШ, а также S02 и NOx оседает в пределах ближайших 20 - 100 км от источника выбросов. Благодаря непрерывному движению атмосферных потоков они разлетаются на более далекие расстояния. В частности, S02 и NOx в процессе регионального переноса вступают в химические реакции и постепенно превращаются в сульфаты и нитраты, образуя аэрозольные частицы. Оседая на поверхности земли на расстоянии нескольких сотен километров от источника выбросов, эти аэрозольные частицы оказывают на здоровье людей примерно такое же воздействие, как мелкодисперсная пыль РМ2 5 (менее 2.5 мкм) и РМШ.

Для расчетов на региональном уровне (от 100 до 2000 км) проведена аппроксимация результатов моделирования рассеивания вредных выбросов по программам EcoSense (Германия) и ЕМЕР (Норвегия). Получены зависимости изменения приземной концентрации сульфатов Ссульфаты [нг/м3], образующихся из S02, от расстояния L [км] при величине выбросов VS02 [тыс.т/год]:

с коэффициентом детерминации R2 = 99.9%, где VNOx [тыс.т/год] - выбросы NOx-

Суммарное экологическое воздействие зависит от размещения источника выбросов и распределения плотности населения. Распределение население на территории европейской части России получено на основе обработки результатов переписи населения в 2002 году, а для Европы взяты из базы данных NUTS Database в соответствии с разбиением географического пространства на ячейки системы EUROGRID площадью 10000 км2 каждая.

Важной частью новой методологии оценки воздействия на окружающую среду является применение подхода функции «доза-эффект» для оценки: физического воздействия от изменения приземной концентрации вредных веществ на увеличение смертности, рака легких, астмы, респираторных заболеваний и других воздействий на здоровье людей; воздействие за]-рязнения почвы на изменение урожайности сельскохозяйственных культур, а также на продуктивность животноводства; воздействия загрязнения водоемов на продуктивность рыбоводства, на увеличение желудочных заболеваний и т.д.

В качестве функции «доза-эффект» используются результаты медицинских исследований, проведенных в течение многих лет в нескольких сотнях городов

,-0 00151

(29)

[нг/м3]

(30)

а)

МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМБИНАТА. ТЫС ТОНН

УСРЕДНЕННЫЙ МЕТАЛЛУРГИ чески Й КОМБИНАТ (ИСХОДНЫЙ БАЛАНС)

МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМБИНАТА, ТЫС ТОНН

^ УСРЕДНЕННЫЙ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ КОМБИНАТ (ОПТИМАЛЬНЫЙ БАЛАНС)

железорудное СЫРЬЁ

ТОВАРНЫЙ ПРОКАТ 7 320,0

УГОЛЬ 5 002 Э

ЖЕЛЕЗОРУДНОЕ

сырье

• к ДО ЬЩ1и««гЦ>|

СЕБЕСТОИМОСТЬ ПРОКАТА. I ЮО.вРУБТТ

СЕБЕСТОИМОСТЬ ПРОКАТА 1 796 6РУБ/Г

Рис. 13. Исходный (а) и оптимальный (б) материальные балансы усредненного металлургического комбината

США, Европы и других стран мира отдельно по каждому загрязнителю и по каждому физическому воздействию, например, влиянию изменения приземной концентрации частиц пыли размером до 10 мкм РМ№ на внезапную смертность. Мелкодисперсная пыль РМю навсегда остается в легких человека, в отличие от крупнодисперсной, которая задерживается в дыхательных путях и выводится из организма. В последние годы аналогичные исследования проводятся и в России. В табл.10 приведены значения функций доза-эффект для хронической смертности населения старше 30 лет от пыли РМш и аэрозольных частиц и внезапной смертности от окислов S02, NOx и СО для населения всех возрастов.

Каждое физическое воздействие имеет свою экономическую оценку, например: расходы на лечение болезней; затраты, необходимые для повышения ' безопасности и снижения смертности от экологического воздействия и т.д.

Для определения экономической оценки ущерба окружающей среде от вредных выбросов ключевым параметром является величина стоимости средне- *

статистической жизни (ССЖ) -Value of Statistical Life (VOSL).

Оценка этой величины для России проводилась через сопоставление внутреннего валового продукта (ВВП) на душу населения в различных странах. Россия по величине ВВП на душу населения занимает промежуточное положение между США и Индией. Величина VOSL на период 1995 года составляла для США - 3.5 млн. долларов, а для Индии 120 тыс. долларов США. При расчете использовалась формула для оценки VOSL в развивающихся странах:

VOSLfa. = VOSLfc • /YjcY, (31)

где Idc - менее развитая или развивающаяся страна, dc - развитая страна, рассчитанный нами коэффициент эластичности дохода Е- 1.184, Y - доход с учетом коррекции паритета покупательской способности (ППС).

Для условий России в пересчете на 2002 год величина VOSL получилась равной 750 тыс. долларов.

Для расчета оценки ССЖ в рублях без учета ППС использовалась формула: Уссж = VOSL ■ РРР = 1 млн. руб, (32)

где РРР - величина ППС, для России в 2002 году она была равна 9.42 руб./$.

Величина ССЖ применительно к оценке ущерба от вредных выбросов отражает социальные затраты или потери общества и государства.

Таким образом, подсчитывается суммарная оценка экологического воздей- ,

ствия вредных выбросов для металлургического комбината. При этом учитывается влияние места размещения источников выбросов и плотности населения на оценку суммарного экологического воздействия.

Результаты расчета ущерба от воздействия вредных выбросов усредненного металлургического комбината на здоровье населения приведены в табл. 10.

Для тех же условий проведен расчет ущерба от воздействия вредных выбросов по методике оценки сокращения жизни. Определена для России стоимость потери одного года жизни (Year Of Life Lost - YOLL) в случае смертности: 20.3 тыс.долларов с учетом ППС и 191 тыс.руб. в рублевом эквиваленте без учета ППС. Суммарный ущерб с учетом ППС, определенный по методике сокращения продолжительности жизни составил 139 млн. долларов или 1120 млн.

руб. без учета ППС, т.е. примерно в 2 раза ниже, чем по методике оценки

смертности (табл.10).

Таблица 10

Воздействие на здоровье населения и ущерб (методика оценки смертности)

Уровень ущерба Вредные вещества Функция «доза-эффект», (смсртн./гол4) чел.(мкг/м3) Смертность Ущерб с учетом ППС, млн.$ Ущерб без учета ППС, млн.руб.

Локальный ПыльРМю 6.1710s 78 58.5 551

so2 1.29-105 26.1 19.6 182.7

NOx 3.9610 й 5.5 4.1 38.5

СО 1.01 10"' 2.5 1.9 17.5

Итого 112 84 790

Региональный Пыль РМт+ аэрозоли 6.1710 s 200 150 1400

Глобальный С02 - - 19 -

Суммарный Всего: - 312 253 2190

Обращает на себя внимание то, что региональный ущерб для Европейской части России превосходит локальный. В то же время отечественные методики, как правило, оценивают только локальный ущерб. В связи с этим необходимо ввести обязательное рассмотрение регионального экологического вреда при оценке эффективности той или иной энергетической или промышленной технологии с использованием природных топлив.

Проведено сопоставление ущерба здоровью населения, полученного по методологии Impact Pathways с платой за выбросы, которую заплатил бы усредненный металлургический комбинат по существующим нормативам. Оказалось, что уровень нормативной платы за выбросы (8.2 млн.руб./год), как минимум, на два порядка меньше ущерба, причиняемого здоровью населения, определяемого по методике оценки сокращения жизни от загрязнения окружающей среды. Таким образом, существующая плата за вредные выбросы не стимулирует промышленные предприятия к внедрению экологически чистых технологий. От этого страдают, как сами работники грязных производств, так и население на локальном и региональном уровне.

Теперь необходимо выявить оптимальную стратегию развития металлургических комбинатов, которая, безусловно, учитывала не только потребность в снижении себестоимости и энергоемкости своей продукции, но и в снижении воздействия своих вредных выбросов на окружающую среду.

В седьмой главе приводятся результаты оптимизации энерготехнологической системы металлургического комбината по энергетическому, экологическому и экономическому критериям.

Программно-информационная система управления сырьевыми ресурсами «ОптиМет» предоставляет мощный инструментарий проведения оптимизационных расчётов, анализа и визуального представления результатов расчёта эффективности различных видов угольного сырья. Она позволяег анализировать ценности углей при варьировании соотношения типов углей в шихте коксовых батарей. В этом случае пены на угли остаются неизменными, но меняются со-

отношения групп жирных (Ж1, Ж2), коксовых (КС, КСН, ОС, К и т.п.) и газовых (Г, ГЖ, ГЖО) углей, соотношение марок углей внутри каждой группы остаётся неизменной. Доля коксовых углей может варьироваться от 10% до 70%. Доля жирньтх углей варьируется от 80% до 30%. Газовые угли определяются по остатку через уравнение: 2Х = 100% - ЕЖ - ЕК, т.е. любая комбинация углей всегда составляет 100%.

Деление углей на газовые, жирные и коксовые носит условный характер, т.к. чаще всего поставщики показывают преобладающую марку угля в смеси, получаемой на углеобогатительных фабриках из рядовых углей, добываемых в шахтах из различных месторождений и пластов. В программно-информационной системе «ОптиМет» реализована связь с базой данных программно-измерительного комплекса СИАМС, хранящего информацию о петрографическом и рефлектограммном анализе поступающих углей. В частности, рефлектограммный анализ позволяет определить марки углей, которые вошли в смесь угольного концентрата каждого поставщика. Эти данные используются в расчётах характеристик кокса (холодной прочности М25 и М40, истираемости М10, горячей прочности CSR и др.). Прочность кокса влияет на удельный расход кокса в доменных печах и, соответственно, на себестоимость чугуна. На рис. 14 (а-г) представлены трехмерные графики зависимостей прочности кокса М25 (а), истираемости кокса М10 (б), удельного расхода кокса на чугун (в) и себестоимости чугуна (г) от соотношения типов углей в шихте.

Проведена оптимизация угольной шихты по критериям минимума себестоимости чугуна для трёх вариантов, которая достигалась за счёт: I. перераспределения закупок только тех угольных концентратов и рядовых углей, которые приобретались в заданный период. Доли групп жирных, коксовых и газовых углей при этом не изменялись. Перераспределение углей в расчётах осуществлялось только внутри каждой группы, например, могло изменяться соотношение концентратов марки КС обогатительных фабрик Сибирь, Коксовая и Зиминка, но не общее их количество. Цены на угли принимались по фактическим данным за конкретный период.

II. перераспределения закупок углей, также как и в первом пункте, но только с одним отличием - выбор углей осуществлялся из числа тех, что приобретались металлургическим комбинатом в течение ряда лет.

III. перераспределения, как самих углей из числа покупаемых в течение нескольких лет, так и групп жирных, коксовых и газовых угольных концентратов и рядовых углей. В группу коксовых углей были добавлены угли марки К с высоким значением технологической ценности: шахты Юнь Яга (рядовой уголь Печорского бассейна с зольностью 20%), и Красный Углекоп Кузнецкого бассейна (в виде угольного концентрата с зольностью 8%).

I оптимальный вариант показывает, что за счет изменения количества закупаемых углей внутри каждой из групп можно добиться снижения расхода кокса в доменных печах на 84 тыс.т/год (2.5%). Потребления энергоресурсов в целом по комбинату при этом сократится на 96 тыс. т у.т.(1%) на сумму 175 млн. руб./год (1.8%). Удельное энергопотребление уменьшится на 0.3 ГДж/т стали.

а)

Прочность кокса М25 от соотношения типов углей в шихте

Коксовые угли, %

'«70

Истираемость кокса М10 ' от соотношения типов углей в шихте

Жирные угли, %

'40 45

КОКСОВЬЮ угли, %

60 »»¿То

Рис. 14.

II оптимальный вариант показывает, что за счет изменения пропорций рядовых углей (до 9%) и угольных концентратов (до 91 %), а также изменения соотношений i-рупп жирных (до 55%), газовых (9%) и коксовых углей (до 36%), можно снизить энергопотребление комбината на 490 тыс. т у.т./год (на 5.3%). При этом расход кокса в доменные печи снизится на 125 тыс. т/год (3.8%), продажа избытка кокса на сторону увеличился на 168 тыс. т, потери угля при обогащении сократятся примерно на 150 тыс. т у.т. Затраты на покупку энергоресурсов в целом по комбинату при этом сократятся на 521.3 млн. руб./год (5.4%). Удельное энергопотребления уменьшится на 1.5 ГДж/т стали.

III оптимальный вариант предусматривает варьирование угольной шихты в более широких пределах с достижением максимального технологического и энергетического эффекта. Увеличение доли коксовых углей с хорошими коксующими свойствами до 55% позволит увеличить прочность кокса CSR с 57%

до 67%. Это позволит сократить расход кокса в доменные печи на 258 тыс. т/год (7.8%). Энергопотребление комбината снизится на 575 тыс. т у.т./год (на 6.2%) или на 1.8 ГДж/т стали. Затраты на покупку энергоресурсов в целом по комбинату при этом сократятся на 810 млн. руб./год (8.3%).

С помощью программно-информационной системы «ОптиМет» проведена оптимизация энерготехнологической системы усредненного металлургического комбината по экологическому критерию в двух направлениях:

Усовершенствование структуры сталеплавильного производства за счет устранения мартеновского производства (с увеличением конвертерного и электросталеплавильного производств) и полного перехода на непрерывную разливку стали, в результате чего сокращаются вредные выбросы, и повышается выход годного проката;

2) совершенствование конвертерного производства стали за счет использования конвертерного газа, дожигания СО в полости конвертера, применения комбинированной продувки, подачи угля в конвертер, что позволяет сократить долю чугуна в металлошихте конвертера и, соответственно, уменьшить производство агломерата и кокса и связанные с ними вредные выбросы.

Программно-информационная система «ОптиМет» позволила оценить экономический, энергетический и экологический эффект при реализации всех указанных мероприятий в комплексе. Оптимальный материальный баланс усредненного металлургического комбината представлен на рис. 136.

В результате оптимизация энерготехнологической системы усредненного металлургического комбината производительностью 7.52 млн.т проката в год по экологическому критерию может бьггь уменьшено количество вредных выбросов в атмосферу, в частности, частиц пыли на 5.9 тыс.т (13%), БОг на 4.8 тыс.т (15%), Ж)х на 9.8 тыс.т (40%), СО на 76 тыс.т (23%) и парниковых газов в пересчете на С02 на 2.6 млн.т (13%). Это в свою очередь приведет к уменьшению воздействия на здоровье населения на локальном и региональном уровне: смертность сократится на 67 человек, уменьшится количество потерянных лет жизни на 1063, в результате чего снизится ущерб здоровью населения на 209 млн. руб. без учета ППС или на 23 млн. долларов с учетом ППС. При этом также будет достигнут существенный энергетический эффект - 1014 тыс. т у.т./год или 12.3% экономии энергетических ресурсов.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Основные научные результаты получены в трех направлениях:

I. В области совершенствования энерготехнологической подсистемы коксохимического производства и формирования угольной шихты: 1. Впервые реализован системный анализ процесса коксования на основе разработки единой математической модели, включающей в себя: аэродинамическую модель течения газов в системе отопления коксовой батареи; модель химической кинетики процессов горения, определяющей в том числе и образование вредных веществ; модель определения длины пути перемешивания газа и окислителя и высоты факела горения; модель двумерного нестационарного теплообмена от газа через стенку к угольной шихте; модель термического разло-

жения угля с образованием кокса; петрографическую модель расчета прочностных характеристик кокса; модель расчета поля распределения температур и горячей прочности кокса СБЯ по всему объему коксового пирога.

2. Установлено, что наиболее существенным фактором в распределении поля СБЫ по всему объему коксового пирога является температура нагрева кокса на момент его выдачи. Впервые дана научно обоснованная температурная зависимость СБИ, которая позволяет получить поле распределения горячей прочности кокса. Увеличение температуры в любой зоне коксового пирога на 100°С при выдаче позволяет увеличить значение СБЯ кокса примерно на 4.5 - 5% в этом месте. Учет неравномерного распределения СБЯ по всему объему коксового пирога имеет большое значение для понимания доменного процесса, для расчета и обоснования расхода кокса в доменных печах. Экспериментально доказано, что одним из наиболее существенных факторов, влияющих на равномерный прогрев по высоте коксового пирога, является высота факела горения газа в обогревательных вертикалах коксовой батареи.

3. Разработан новый метод расчета многостадийного процесса горения непе-ремешанных газов на основе совместного решения задач химической кинетики и взаимной доступности (диффузии) кислорода и горючих газов. Впервые разработана кинетическая модель газофазных реакций горения отопительного газа в обогревательных вертикалах коксовой печи. Получены аналитические и численные решения системы дифференциальных уравнений, которые позволяют рассчитать изменение состава газовой фазы и определить временную зависимость выделения теплоты реакций горения. Полученное решение позволяет контролировать концентрации газов и выделение теплоты во времени и по высоте вертикалов. Показано: что предложенная математическая модель процессов горения неперемешанных газов дает удовлетворительное совпадение с результатами экспериментов в обогревательных простенках коксовых батарей; что разработанная кинетическая модель горения газа с учетом процесса диффузии позволяет определить распределение теплоты по высоте печи, отрегулировать технологические параметры процесса горения - высоту факела и длину пути перемешивания газов и определить распределение полей температур кокса и горячей прочности кокса СБЯ.

4. Разработана двумерная модель нестационарного процесса коксования в виде системы дифференциальных уравнений в частных производных, реализованная в программе, которая позволяет определить поле распределения СБК при заданном периоде коксования и уровне обогрева. Она позволяет:

• учесть нелинейный характер зависимости теплофизических свойств загруженного угля и кокса от температуры, состава угольной шихты;

• учесть тепловые эффекты экзотермических и эндотермических реакций, происходящих при нагреве и термическом разложении угольной шихты;

• рассчитать процесс термического разложения угольной шихты на основе параметров, полученных из термогравиметрического анализа углей;

• рассчитать температурное поле по сечению коксового пирога на основе применения локально-одномерной |"""чт решения лвумепных уравнений нестационарной теплопроводное ги.| св^ЙЗД*в!1А|ШШ?<>"интсРП0ЛЯ11И0Н"

I митпм ]

I сличит I ' ._О» Я» МГ »

ным методом;

• рассчитать поле распределения CSR по высоте, ширине и длине коксового пирога на основе полученных экспериментальных температурных зависимостей CSR и результатов расчета поля температур кокса на момент выдачи.

5. На основе крупномасштабного промышленного эксперимента на Череповецком металлургическом комбинате (ОАО «Северсталь») подтверждено, что на удельный расход топлива в большей степени влияет показатель горячей прочности кокса CSR, чем холодная прочность М25 (М40). Показано, что увеличение CSR на 10% позволяет сократить удельный расход топлива на 10 -15 кг условного топлива на тонну чугуна. За 5 месяцев промышленного эксперимента с февраля но июнь 2002 года получен суммарный экономический эффект более 170 млн. руб., включая подтвержденный экономический эффект в размере 2 млн. руб. за счет внедрения результатов диссертационной работы.

6. На основе обработки результатов промышленного эксперимента с поэтапной заменой печорских углей кузнецкими установлено, что на горячую прочность кокса оказывают влияние: - петрографические свойства угольной шихты, а именно, с увеличением отражательной способности витринита Ra и суммы эквивалентных спекающих компонентов СКмв величина CSR возрастает пропорционально их произведению; - количество и состав золы угольной шихты, то есть с увеличением произведения зольности угольной шихты Ad на индекс основности золы В1 значение CSR снижается; - соотношение изотропных (аморфных) и анизотропных (графитоподобных) структур в угольной шихте и далее в текстуре кокса, в частности, увеличение доли изотропных структур в угле и коксе приводит к снижению значения CSR.

П. В области совершенствования методов оценки воздействия вредных выбросов металлургического комбината на окружающую среду:

1. Реализована методология последовательности воздействия вредных выбросов металлургического комбината на окружающую среду. Проведена оценка воздействия вредных выбросов усредненного металлургического комбината на здоровье населения по методикам расчета смертности и сокращения продолжительности жизни.

2. Для экологических приложений в условиях России определены стоимость среднестатистической жизни с учетом и без учета паритета покупательской способности, соответственно: 750 тыс. долларов и 7 млн. руб.; а также ущерб от потери года жизни - 20.3 тыс. долларов и 191 тыс. руб. в пересчете на 2002 год.

3. Показано, что: для Европейской части России региональный ущерб превышает локальный, в то время как воздействие на окружающую среду на региональном уровне, как правило, не учитывается. Существующие штрафы за загрязнение окружающей среды на два порядка ниже вреда, причиняемого здоровью насетения на локальном и региональном уровне.

TTI. В области моделирования и оптимизации энерготехнологической системы металлургического комбината по энергетическому, экологическому и экономическому критериям:

1. Реализован системный анализ металлургического производства в рамках программно-информационней ttocfeMM «ОптиМет», где коксохимическое про-

изводство является одним из элементов многоуровневой иерархической энерготехнологической системы металлургического комбината.

2. Впервые разработан метод расчета равных потребительских ценностей рядовых углей и угольных концентратов для коксования, которые рассчитываются с помощью программно-информационной системы «ОптиМет». Для каждого покупного материала на основе многовариантных оптимизационных расчетов определяется такая его потребительская ценность, что общая себестоимость чугуна не изменяется от варьирования пропорций различных рядовых углей и угольных концентратов в технологически обоснованных пределах. Показано, что если равная потребительская ценность покупного угля выше его фактической пены, то покупка данного угля приносит прибыль, и наоборот - если расчетная потребительская ценность ниже фактической цены угля, то его покупка невыгодна металлургическому комбинату. Метод расчета равных потребительских ценностей рядовых углей и угольных концентратов внедрен в практику работы Управления сырья и топлива Коммерческой дирекции ОАО «Северсталь» при проведении тендеров на покупку сырья.

3. Проведена оптимизация угольной шихты металлургического комбината по экономическому и энергетическому критериям. Показано, что за счет оптимизации угольной шихты на металлургическом комбинате производительностью 10 млн. т стали в год может быть: достигнуто снижение потребления суммарного топлива на 300 - 500 тыс. т условного топлива (на 4 - 6%); уменьшено удельное энергопотребление на 1 - 1.8 ГДж/т стали; реализовано сокращение затрат на покупку топливно-энергетических ресурсов на 800 млн. руб./год (8.3%).

4. Показано, что оптимизация энерготехнологической системы усредненного металлургического комбината производительностью 7.52 млн.т проката в год по экологическому критерию позволит: уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу, в частности, частиц пыли на 5.9 тыс.т (13%), 802 на 4.8 тыс.т (15%), Ж)х на 9.8 тыс.т (40%), СО на 76 тыс.т (23%) и парниковых газов в пересчете на С02 на 2.6 млн.т (13%); уменьшить воздействие на здоровье населения на локальном и региональном уровне: сократить смертность на 67 человек, уменьшить количество потерянных лет жизни на 1063, что соответствует снижению ущерба здоровью населения на 209 млн. руб. без учета паритета покупательской способности (ППС) или на 23 млн. долларов с учетом ППС.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Ситас В.И., Султангузин И.А. Математическое моделирование теплоэнергетической системы металлургического комбината на ЭВМ // Научн. тр. ин-та / Моск. энерг. ин-т. - 1989.- Сб. № 198.- С. 13 -19.

2. Ситас В.И., Султангузин И.А, Шомов А.П. и др. Программно-информационная система «ОптиМет» управления энергетическими и сырьевыми ресурсами металлургического комбината // Вестник МЭИ. - 2003. - №5. - С. 114-119.

3. Султангузин И.А. Реновация энергетического оборудования на основе эко-лого-экономических требований // Горный журнал,- 2004 - Июль, спецвыпуск. -С. 60 - 62.

4. Анохин А.Б., Ситас В.И., Султангузин И.А. и др. Математическое моделирование и оптимизация как метод решения проблем энергосбережения и экологии промышленных районов // Теплоэнергетика. -1994. - №6. - С.38-41.

5. Ситас В.И., Султангузин И.А. ОптиМет - новый взгляд на решение задач оптимизации в черной металлургии // Современные промышленные разработки и новые технологии из России. - М.: Тяжпромэкспорт. - 2000.- С.122-131. (на английском языке).

6. Султангузин И.А., Ситас В.И. Рациональное построение систем использования конвертерных газов // Промышленная энергетика. - 1986. - №10. - С.5-7.

7. Гросманн И., Ситас В.И., Султангузин И.А. Оптимизация энергоснабжения металлургического комбината по энергетическому и экологическому критериям // Промышленная энергетика. - 1989. - № 8. - С. 49 - 51.

8. Гросманн Й., .Ситас В.И., Султангузин И.А. Оптимизация энергообеспечения металлургического комбината по энергетическому и экологическому критериям // Использование энергии. - 1989 - Т.38. № 3. С.88 - 90. (на немецком языке).

9. Анохин А.Б., Ситас В.И., Султангузин И.А., Хромченков В.Г. Структура программного обеспечения задачи оптимизации энерготехнологической системы металлургического комбината // Известия ВУЗов. Черная металлургия. -1992.-№4.-С.91-94.

Ю.Ситас В.И., Кремер В.Э., Султангузин И.А. Методика определения рациональных направлений использования ВЭР в теплоэнергетической системе промпредприятия // Промышленная энергетика. - 1987. - №1. - С. 18-22.

11.Ситас В.И., Султангузин И.А., Анохин А.Б. Пакет программ KOMPTU для рационального построения систем утилизации теплоты дымовых газов нагревательных печей прокатных станов // Повышение эффективности использования топливно-энергетических ресурсов в черной металлургии: Тез. докл. Республ. науч.-техн. конф. - Днепропетровск, 1989. - С. 31.

12.Ситас В.И., Султангузин И.А. Снижение расхода топлива и вредных выбросов в атмосферу на основе оптимизации теплоэнергетической системы металлургического комбината // Повышение эффективности использования топливно-энергетических ресурсов в черной металлургии: Тез. докл. Республ. науч.-техн. конф. - Днепропетровск, 1989. - С. 8.

13.Ситас В.И., Султангузин И.А., Анохин А.Б. Системный подход к решению задач энергосбережения и экологии для металлургических комбинатов // Новые процессы в черной металлургии: Тез. докл. засед. Науч. совета ГКНТ СССР -М„ 1990. - С.34-35.

14.Ситас В.И., Султангузин И.А. Состояние вопроса разработки экологических основ функционирования металлургических предприятий // Актуальные вопросы защиты окружающей среды от антропогенного воздействия: Тез. докл. Республ. конф. общ. «Знание» УССР. - Севастополь, 1990. - С.29.

15.Бородулин A.B., Ситас В.И., Анохин А.Б., Сулгангузин И.А. Эксергетиче-ский и энергический балансы металлур! ического комбината и его рационализация // Эксергегический метод и его применение в технических и экономических задачах: Тез. докл. 4-й школы-семинара - Николаев, 1990. - С.35.

16.Ситас В.И., Султангузин И.А., Анохин А.Б. Программное обеспечение задачи оптимизации энергобаланса металлургического комбината по экономическому и экологическому критериям // Базы физико-химических и технологических данных для оптимизации металлургических технологий: Тез. докл. 2-го Всесоюз. совещ. - Курган, 1990. - С. 78-82.

17.Ситас В.И., Султангузин И.А., Анохин А.Б. Оптимизация теплоэнергетической системы металлургического завода полного цикла по энергетическому и экологическому критериям с помощью пакета программ «ENERMK» // Мощность и энергия в Китае: Тр. Междунар. конф. 22-26 октября 1990 г. - Пекин, Китай, 1990. - С.400-402. (на английском языке).

18.Султангузин И.А., Ситас В.И., Анохин А.Б. Анализ и выбор эффективных энерготехнологических схем утилизации теплоты дымовых газов нагревательных печей на основе диалогового пакета KOMPTU // Промышленная энергетика. -1990. - №10. - С.10-12.

19.Анохин А.Б., Ситас В.И., Султангузин И.А. и др. Малозатратные и беззатратные способы энергосбережения в промышленной энергетике // Промышленная энергетика. - 1993. - №3. - С.5-7.

20.Анохин А.Б., Ситас В.И., Султангузин H.A., Хромченков В.Г. Системный подход и рациональное построение экологических и энергетических балансов промышленных узлов // Планирование экономического развития регионов с учетом их экологической безопасности: Тез. докл. науч. семинара, 21-26 октября 1993 г., Крым. - Киев, 1994. - С.7.

21.Ярунин С.Н., Борисов Б.Г., Султангузин И.А. и др. Анализ изменения энергетических и экологических балансов металлургических комбинатов при использовании твердых отходов в доменном производстве // Бюллетень «Черная металлургия». - 1995. - №12. - С.38-41.

22.Ярунин С.Н., Борисов Б.Г., Султангузин И.А., Бородулин A.B. Применение системного анализа для разработки оптимальной энерготехнологической системы переработки и использования твердых отходов металлургического производства // Новые методы и средства экономии энергоресурсов и экологические проблемы энергетики: Тр. 2-ой междунар. конф. - М., 1995. - С. 43-45.

23.Бородулин A.B., Можаренко Н.М., Султангузин И.А. и др. Перспективы и проблемы разработки информационно-аналитической системы утилизации твердых отходов на меткомбинате II Тези доповщей конференцп «Вщходи вщходи виробнитства пррничо-металурпйного комплексу Украши як ресурсо-сировинна база промисловость - Кшв, Товариство «Знания Украши». 1996. - С. 15-18.

24.Бородулин Т.А., Можаренко Н.М., Султангузин И.А. и др. Применение полного энергетического баланса предприятия для оценки ресурсной ценности отходов // Научные, технологические и экономические аспекты использования отходов производства: Тез. докл. науч. конф. - Киев, Мин. промполитики, 1998. -С.44-45.

25.Бородулин A.B., Зайцев В.Г., Султангузин И.А. и др. Математическое моделирование энерго-технической системы переработки и использования отходов в металлургии // Проблемы индустриал, регионов: менеджмент и экология: Тр. 3-

й меж дуя. конф. по устойчивому развитию. - Запорожье, 1998. - С.40 - 42.

26.Бородулин A.B., Зайцев В.Г., Султангузин И.А. и др. О комплексном развитии эчергосбери ающей и финансовой политики в металлургии // Фшанси Ук-раши: Матерш7К П мгжнар. науч. -практ. конф. - Дншро-ск, «Навчальна книга», 1998. - С.54-57.

27.СВИД РОСПАТЕНТА № 990661 о регистр, программы для ЭВМ. Программ-но-информационьая система ОитиМет. ЗАО НТЦ «ЛАГ Инжиниринг» / Ситас

B.И., Султангузин И.А., Шомов П.А. и др. - от 13.09.1999.

28.Ситас В.И., Султангузин Й.А, Чинакаева С.А. и др. Оптимизация энергобаланса мсткомбината на основе программно -информационной системы «Опти-Ivièl» 11 Энергосбережение на промышленных предприятиях. Матер. II Между-нар. науч.-техн. кскф. 3-6 октября 2öö0r■ - Магнитогорск, 2000. - С. 108-112.

29.Трифанов В.Н.. Коновалова Ю.В., Гагарин С.Г., Султангузин И.А О применении петрографических методов оценки шихт для коксования на коксохимическом производстве ОАО «Северсталь» /7 Кокс и химия. - 2001. - №2. - С.9-14.

30.Гюльмалиев A.M., Гагарин С.Г., Коновалова Ю.В., Султангузин И.А. Оценка реакционной способности и прочности кокса на основе кинетики его взаимодействия с диоксидом углерода // Химия твердого топлива. - 2002. - № 2. - С. 37-46.

31.Трифанов В.Н., Коновалова Ю.В., Султангузин И.А. и др. Расширение сырьевой угольной базы коксования ОАО "Северсталь" // Кокс и химия. 2002. - №> 11.-С. 2-10.

32.Ситас В.И., Султангузин И.А., Мартыненко А.И., Бородулин A.B. Научно-организационные аспекты и перспективы сокращения энергоемкости металлопродукции // Металлургическая теплотехника: Сб. науч. тр. Национальной металлургической академии Украины.- Днепропетровск, 2002. - Т. 8. - С. 156-161.

33.Бородулин Т.А., Васильев А.П., Султангузин И.А. и др. Тепловая работа коксовой батареи У/ Металлургическая теплотехника: Сб. науч. тр. Национальной металлургической академии Украины. - Днепропетровск, 2002. - Т. 8. - С. 48-55.

34.Гупало В.И., Ситас В.И., Султангузин И.А., Фролов Д А. Теплотехнические испытания прокатных печей листовых станов // Металлургическая теплотехника: Сб. науч. тр. Национальной металлургической академии Украины. - Днепропетровск, 2002. - Т. 5. - С. 122-130.

35.Ситас В.И., Султангузин И.А., Шомов П.А. и др. Система управления энергоресурсами металлургического комбината «Оптимет-Энергия» // Автоматизированные печные агрегаты и энергосберегающие технологии в металлургии: Материалы 2-й междунар. науч.-практ. конф. 3-5 декабря 2002 г. - М., 2002. -

C.452-454.

36.Ситас В.И., Султангузин И.А., Фролов Д.А. и др. Энергосберегающий эффект в нагревательных печах за счет совершенствования системы управления // Автоматизированные печные агрегаты и энергосберегающие технологии в металлургии: Материалы 2-й междунар. науч.-практ. конф. 3-5 декабря 2002 г. -М., 2002. - С.275-277.

37.Султангузин И.А., Яшин А.П., Шомов П.А Оценка воздействия металлур-

гического комбината на окружающую среду // Автоматизированные печные агрегаты и энергосберегающие технологии в металлургии: Материалы 2-й меж-дунар. науч.-практ. конф. 3-5 декабря 2002 г. - М., 2002. - С.448-450.

38.Афанасьев A.C., Бородулин Т.А., Султангузин И.А., Яшин А.П. Математическое моделирование тепловых и физико-химических процессов в коксовых батареях // Автоматизированные печные агрегаты и энергосберегающие технологии в металлургии: Материалы 2-й междунар. науч.-практ. конф. 3-5 декабря 2002 г.-М., 2002.-С.113-115.

39.Коновалова Ю.В., Афанасьев A.C., Султангузин И.А. и др. Закономерности реакционной способности и доменной прочности кокса коксохимического производства ОАО "Северсталь" // Кокс и химия. - 2003. - № 1. - С.15-20.

40.Афанасьев A.C., Бородулин A.B., Султангузин И.А. и др. Энергетический анализ тепловой работы коксовых батарей // Химия твердого топлива. - 2003. -№ 1. - С.69-76.

41.Гюльмалиев A.M., Гагарин С.Г., Султангузин И.А. и др. Системная стратегия в технологии производства металлургического кокса на основе углей России // Перспективы развития углехимии и химии углеродистых материалов в XXI веке: Сб. тез. расш. засед. Науч. совета по химии ископаемого твердого топлива РАН. 17-19 февраля 2003 г. - Звенигород, 2003. - С.55.

42.Ситас В.И.. Султангузин И.А., Яворовский Ю.В., Евсеенко И.В. Расчет энергетических показателей и оценка эффективности промышленной ТЭЦ // Вестник МЭИ. - 2003. - №6. - С. 123-127.

43.Афанасьев A.C., Коновалова Ю.В., Султангузин И.А. и др. Оценка качества доменного кокса // Химия твердого топлива. - 2003. - № 3. - С.47-58.

44.Гюльмалиев A.M., Гагарин С.Г., Султангузин И.А. и др. Кинетика термического разложения мацералов каменных углей в условиях процесса коксования // Кокс и химия. - 2003. - № 10. - С.22-28.

45.Трифанов В.Н., Гюльмалиев A.M., Гагарин С.Г., Султангузин И.А. Высокотемпературное взаимодействие доменного кокса с диоксидом углерода И Химия твердого топлива. - 2004. - № 2. - С.19-26.

46.Богатов A.A., Рамина H.H., Яшин А.П., Султангузин И.А. Сопоставление воздействия на окружающую среду вредных выбросов в атмосферу на локальном и региональном уровне // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Тез. докл. 10-й междунар. науч.-техн. конф. студ. и асп. 2-3 марта 2004 г.- М., 2004.-Т. 2.- С.171-172.

47.Евсеенко И.В., Султангузин И.А., Шомов П.А., Логинов И.Г. Динамическое моделирование системы кислородоснабжения металлургического комбината // Промышленная энергетика. - 2004. - № 3. - С. 42 - 44.

48.Яворовский Ю.В., Султангузин И.А., Ситас В.И. и др. Математическое моделирование и оптимизация энергоснабжения металлургического комбината на базе топливно-энергетического баланса и в рамках системного подхода // Энергосбережение - теория и практика: Тр. 2-й Всеросс. школы-семинара мол. ученых и спец-стов. 19-21 октября 2004 г. - М„ 2004. - С. 79-81.

49.Коновалова Ю.В., Трифанов В.Н., Султангузин И.А. и др. Кинетика термической деструкции углей и концентратов сырьевой базы Череповецкого метал-

2006-4

• 1Я47 10076

лургического комбината // Химия твердого топлива. - 2004. - № 4. - _

50.Гюльмалиев A.M., Гагарин С.Г., Султангузин И.А. и др. Математическое моделирование процессов теплопереноса и термической деструкции угольной шихты в коксовых печах ОАО «Северсталь» II Кокс и химия. - 2004. - № 9. -С.15-26.

51.Трифанов В.Н. Коновалова Ю.В., Султангузин И.А. и др. Математическое моделирование производства доменного кокса высокого качества // Теория и практика производства чугуна: Сб. тр. Междунар. науч.-техн. конф. 24-27 мая 2004 г. - Кривой Рог, 2004. - С. 200 - 203.

52.Султангузин И.А, Шомов А.П., Ярунин С.Н. и др. Метод равноэкономичных цен на угольное и железорудное сырье на основе программно-информационной системы «ОптиМет» // Теория и практика производства чугуна: Сб. тр. Междунар. науч.-техн. конф. 24-27 мая 2004 г. - Кривой Рог, 2004. - С. 514-518.

53.Бородулин A.B., Листопадов B.C., Султангузин И.А. и др. О развитии научного направления в металлургии - системной надежности доменного производства // Теория и практика производства чугуна: Сб. тр. Междунар. науч.-техн. конф. 24-27 мая 2004 г. - Кривой Рог, 2004. - С. 324-328.

54.Трифанов В.Н. Коновалова Ю.В., Султангузин И.А. и др. О взаимосвязи показателей «холодной» и «горячей» прочности доменного кокса // Кокс и химия. 2005.-№2.-С. 16-22.

55.Карунова Е.В., Коновалова Ю.В. Султангузин И.А. и др. Контроль избирательного измельчения компонентов шихты по рефлектограммам их классов крупности // Кокс и химия. - 2005. - № 4. С. 6-11.

56.Гюльмалиев A.M., Гагарин С.Г., Карунова Е.В., Султангузин И.А. Контроль степени измельчения компонентов коксовых шихт по отражательной способности витринита // Перспективы развития углехимии и химии углеродных материалов в XXI веке: Сб. тез. конф. России и стран СНГ. 8-11 февраля 2005 г.Звенигород, 2005.- С.56.

57.Гюльмалиев А.М., Гагарин С.Г., Султангузин И.А. и др. Математическое моделирование процесса коксования углей в промышленных коксовых печах // Перспективы развития углехимии и химии углеродных материалов в XXI веке: Сб.тез.конф. России и стран СНГ. 8-11 февраля 2005г.- Звенигород, 2005,- С.57.

58.Султангузин И.А., Беляничев А.Н., Гюльмалиев A.M., Яшин А.П. Обеспечение равномерного нагрева угольной шихты по высоте камеры коксования // Перспективы развития углехимии и химии углеродных материалов в XXI веке: Сб.тез.конф. России и стран СНГ 8-11 февраля 2005 г.- Звенигород, 2005.-С.61.

59.Султангузин И.А. 3.1.1. Параметры дутья, шихты и показатели плавки. С. 174 - 180; 4.1.3. Тепловая работа коксовых батарей. С.246 - 300. // Домна в энергетическом измерении / Бородулин A.B., Горбунов А.Д., Романенко В.И., Орел Г.И. - Кривой Рог: СП «МИР», 2004. - 412 с.

Подписано в печать Д «'^Зак .Ш Тир. W0 Пл. Полиграфический центр МЭИ (ТУ) Красноказарменная ул., д. 13

ВВЕДЕНИЕ ф 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМ ОПТИМИЗАЦИИ ЭНЕР

ГОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ КОКСОХИМИЧЕСКОГО 16 ПРОИЗВОДСТВА И МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМБИНАТА В ЦЕЛОМ

1.1. Проблема подбора сырьевой угольной базы коксования

1.1.1. Подбор шихт на основе марочного состава углей и дан- 18 ных технического анализа

1.1.2. Анализ петрографических методов составления угольных 20 шихт

1.1.3. Математические методы подбора сырьевой угольной ба~ 28 'Ф зы коксования

1.2. Проблема совершенствования технологии слоевого коксования 34 1.2.1. Подготовка угольной шихты

1.2.2. Температурный режим и подвод тепла к камерам коксования

1.2.3. Тушение и внепечная обработка кокса

1.2.4. Альтернативные технологии коксования

1.3. Методы математического моделирования процесса коксования

1.3.1. Методы моделирования процессов горения в системе 46 отопления коксовых батарей

1.3.2. Методы моделирования нестационарных процессов пе- 49 редачи теплоты от газов через стенку к угольной шихте

Щр 1.3.3. Кинетические модели процесса коксования 52.

1.4. Проблема оценки влияния качественных характеристик кокса на 53 энергопотребление в доменном производстве •

1.5. Проблема системного подхода к оптимизации энерготехнологи- 56 ческой системы меткомбината

1.6. Проблема оценки воздействия вредных выбросов металлургиче ского комбината на окружающую среду

1.6.1. Выбросы вредных веществ в черной металлургии

1.6.2. Методы оценки воздействия на окружающую среду

1.6.3. Методы расчета рассеивания вредных выбросов в атмосфере

1.6.4. Методы определения воздействия на здоровье людей

1.6.5. Методы экономической оценки воздействия на окружающую среду

1.6.6. Методы оценки экологических последствий глобального 86 потепления

1.7. Выводы и постановка задачи исследования

2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ГОРЕ- 91 НИЯ ОТОПИТЕЛЬНОГО ГАЗА В КОКСОВОЙ БАТАРЕЕ

2.1. Разработка математической модели процессов горения газового 91 топлива в обогревательных каналах коксовой батареи

2.1.1. Горение отопительного газа в обогревательном простенке

2.1.2. Многостадийное сгорание высших углеводородов

2.1.3. Постадийный анализ процесса горения метана

2.1.4. Система дифференциальных уравнений 1-го порядка

2.1.5. Система дифференциальных уравнений 2-го порядка

2.1.6. Развитие модели горения неперемешанных газов

2.1.7. Оценка влияния непредельных углеводородов в газовом 112 топливе на процесс горения

2.1.8. Результаты экспериментов по горению газа в коксовых 115 батареях

2.1.9. Образование вредных выбросов при горении в коксовых 121 батареях

2.2. Разработка модели расчета длины пламени и длины пути пере- 122 мешивания газов

2.2.1. Анализ результатов предыдущих исследований

2.2.2. Оценка влияния различных факторов на длину пламени и 130 пути перемешивания газов

2.2.3. Влияние спутности и затопленности факела на длину 135 пламени и пути перемешивания газов

2.2.4. Влияние числа Рейнольдса и Фруда на длину пламени и 137 пути перемешивания газов (турбулентные и ламинарные пламена)

2.2.5. Влияние степени закрытости канала на длину пламени и 139 пути перемешивания газов

2.3. Разработка аэродинамической модели системы отопления коксо- 144 вой батареи

2.3.1. Система уравнений аэродинамической модели

2.3.2. Оценка влияния различных регулирующих воздействий 146 на высоту пламени

2.3.3. Выявление связи между аэродинамическими и конструк- 149 тивными характеристиками и длиной пламени

2.3.4. Постановка задачи оптимального управления длиной 153 пламени и равномерностью нагрева коксового пирога на основе совершенствования аэродинамических и конструктивных характеристик систем отопления коксовых батарей

3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ И ФИЗИКО- 155 ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ КОКСОВАНИИ

ЗЛ. Разработка и реализация методики расчета кинетики термиче- 155 ского разложения угольной шихты в условиях процесса коксования

3.1.1. Разработка методики расчета кинетики термического 155 разложения угольной шихты в условиях процесса коксования

3.1.2. Разработка и апробация метода расчета кинетических 159 параметров процесса термического разложения угольной шихты на коксовых батареях 3.2. Разработка и применение физико-химической модели процесса 172 коксования для решения задач усовершенствования технологического процесса и повышения качества кокса

3.2.1. Разработка одномерной математической модели неста- 172 ционарного нагрева угольной шихты в процессе коксования

3.2.2. Математическое моделирование процессов теплоперено- 179 са и термической деструкции угольной шихты в кокосовых печах

3.2.3. Разработка двумерной математической модели нагрева 191 угольной шихты по высоте камеры коксования

3.2.4. Обеспечение равномерного нагрева угольной шихты по 192 высоте камеры коксования

4. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ФОРМИРОВАНИЯ 199 СЫРЬЕВОЙ БАЗЫ КОКСОВАНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМБИНАТА

4.1. Современное состояние коксохимического производства и фор- 199 мирования угольной шихты на металлургическом комбинате

4.1.1. Показатели качества кокса как сырья для доменного про- 199 цесса

4.1.2. Зависимости данных петрографического анализа от вели- 201 чины выхода летучих веществ и толщины пластического

4.1.3. Совершенствование методов анализа показателей качест- 204 ва углей, угольных шихт и кокса

4.2. Установление зависимости индексов прочности кокса от химико- 208 технологических показателей

4.2.1. Построение теоретических зависимостей между различ- 209 ными показателями реакционной способности кокса

4.2.2. Апробация зависимостей показателей реакционной спо- 216 собности и горячей прочности кокса на основе промышленных экспериментов

4.2.3. Взаимосвязи между различными показателями прочности 221 кокса

4.3. Программная реализация методов формирования сырьевой угольной базы в современных условиях производства металлургического кокса

4.3.1. Промышленный эксперимент по формированию новой 222 сырьевой базы на основе углей Кузнецкого бассейна

4.3.2. Разработка модели расчета горячей прочности кокса в 229 ® зависимости от характеристик угольной шихты по результатам промышленного эксперимента

4.3.3. Анализ влияния технологии коксования на горячую 237 Ь прочность кокса по результатам промышленного эксперимента

4.3.4. Сравнение модели расчета горячей прочности кокса с 240 результатами расчета по другим моделям

4.3.5. Экономический эффект предложенных мероприятий

4.3.6. Коксохимическое производство, как сложная система, и 246 как элемент энерготехнологической системы металлургического комбината

5. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНО-ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ 249 jm ОПТИМИЗАЦИИ ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ МЕ

ТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМБИНАТА И ЕГО СЫРЬЕВОЙ УГОЛЬНОЙ БАЗЫ

5.1. Применение системного подхода к решению задачи математического моделирования и оптимизации энерготехнологической % системы металлургического комбината

5.1.1. Системный анализ энерготехнологической системы ме- 249 таллургического комбината

5.1.2. Металлургический комбинат, как многоуровневая иерар- 254 '# хическая система

5.1.3. Этапы развития программно-информационной системы 258 «ОптиМет» оптимизации энерготехнологической системы металлургического комбината

5.1.4. Критерии оптимизации энерготехнологической системы металлургического комбината

5.1.5. Постановка задачи и методы оптимизации энерготехно- 263 логической системы металлургического комбината

5.1.6. Краткая характеристика программно-информационной 272 системы оптимизации энерготехнологической системы

• металлургического комбината

5.2. Проблема оптимизации угольной шихты на основе петрографических моделей

I 5.3. Разработка метода равноэкономичных цен для оптимизации закупок угольной шихты

5.3.1. Разработка методологического подхода по применению 278 теории спроса и теории производства к решению задачи совместной оптимизации производства и закупок угольного сырья

5.3.2. Альтернативные методы оценки технологической ценно- 284 ® сти углей для коксования

5.3.3. Применение методов оптимизации для разработки мето

Ф да равноэкономичных цен

5.3.4. Результаты применения метода равноэкономичных цен 287 для оптимизации закупок угольной шихты

6. РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ВОЗДЕЙСТ- 294 ВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМБИНАТА

6.1. Основные положения методологии последовательности воздей- 294 ствия на окружающую среду вредных выбросов

6.2. Выбросы вредных веществ на усредненном металлургическом

• комбинате

6.3. Расчет рассеивания вредных выбросов в окружающую среду

6.3.1. Расчет рассеивания на локальном уровне

6.3.2. Расчет рассеивания на региональном уровне 305 'ф 6.4. Физическое воздействие вредных выбросов на здоровье населения и оценки ущерба

6.4.1. Применение функций «доза-эффект» для определения 312 физического воздействия на здоровье населения

6.4.2. Зависимость воздействия на окружающую среду от ме- 317 стоположения

• 6.4.3. Экономическая оценка ущерба окружающей среде от вредных выбросов 6.4.4. Оценка глобального воздействия вредных выбросов

I 6.4. Реализация методологии оценки воздействия на окружающую среду вредных выбросов металлургического комбината 7. РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТА- 332 ТОВ ОПТИМИЗАЦИИ ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМБИНАТА ПО ЭКОЛОГИЧЕСКОМУ, ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМУ И ЭКОНОМИЧЕСКОМУ КРИТЕРИЯМ 7.1. Оптимизация угольной шихты по экономическому и энергетиче- 332 ® скому критериям

7.1.1. Анализ ценности угольного сырья при варьировании цен 332 (ф на угли

7.1.2. Варьирование пропорций типов углей в угольной шихте 335 коксовых батарей

7.1.3. Результаты оптимизации угольной шихты по критерию 342 минимума себестоимости чугуна

7.1.4. Оптимизация состава угольной шихты с учетом энерго потребления металлургического комбината в целом 7.2. Оптимизация энерготехнологической системы по экологическо му критерию ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Актуальность проблемы. Социально-экономическое развитие мирового сообщества в настоящее время определяется концепцией устойчивого развития. Для промышленных предприятий это означает экономически эффективное развитие, обеспечивающее повышение прибыльности производства при уменьшении потребления природных сырьевых и энергетических ресурсов и сокращении вредного воздействия на окружающую среду.

В черной металлургии комбинаты полного цикла производительностью 2-10 млн. т проката в год потребляют 2.5-10 млн. т условного топлива и выбрасывают в атмосферу 100 - 500 тыс. т вредных веществ, а также 5-25 млн. т парниковых газов в пересчете на СО2. Для крупных металлургических комбинатов актуальной проблемой является совершенствование и оптимизация их энерготехнологической системы по экологическому, энергетическому и экономическому критериям. Для решения этих задач необходимо применение системного анализа энерготехнологического комплекса металлургического комбината, являющегося по сути сложной иерархической системой.

Угольная шихта составляет 70% всех топливно-энергетических ресурсов, поступающих на металлургический комбинат, а коксохимическое производство представляет собой энерготехнологическую систему по ее переработке путем высокотемпературной карбонизации в металлургический кокс для получения чугуна в доменном процессе. В настоящее время сырьевая угольная база металлургических комбинатов характеризуется существенной нестабильностью марочного состава поставляемых углей и показателей их качества. В связи с этим разработка научно-технических основ моделирования энерготехнологической системы металлургического комбината, которая включает в себя: систематический контроль состава и свойств поступающих углей, создание универсальной модели расчета шихты, подбор на их основе оптимальных шихт для коксования и разработка структуры новой сырьевой базы коксохимического производства; совершенствование энерготехнологического процесса коксования выбранной угольной шихты; получение кокса стабильно высокого качества; снижение расхода газового топлива на обогрев коксовых батарей и уменьшение вредных выбросов в окружающую среду; разработка и развитие современных методов экономической оценки воздействия вредных выбросов промышленных предприятий на окружающую среду и здоровье населения в соответствии со стратегией устойчивого развития России - является весьма актуальной задачей.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с распоряжением Правительства РФ от 10.07.2001 № 910-р «О программе социально-экономического развития РФ на среднесрочную перспективу», «Стратегией развития коксохимической промышленности Российской Федерации до 2005 г.», утвержденной Министерством экономики РФ в 2000 г., а также «Государственной стратегией устойчивого развития Российской Федерации» (раздел 7.2. Формирование системы экономических воздействий на экологизацию производства).

Цель работы заключается в разработке научно-технических основ:

• поиска системных решений, позволяющих реализовать сокращение энергопотребления на металлургическом комбинате и вредных выбросов в окружающую среду; снижение себестоимости металлургической продукции;

• формирования угольной сырьевой базы и технологии коксования для получения высококачественного металлургического кокса, обеспечивающего снижение расхода топлива на производство чугуна;

• экономической оценки воздействия вредных выбросов металлургического комбината на здоровье населения на локальном и региональном уровне.

В соответствии с этим были сформулированы и решены следующие задачи:

• разработка методов и их компьютерная реализация для решения задач оптимизации энерготехнологической системы металлургического комбината по энергетическому, экологическому и экономическому критериям;

• разработка единой математической модели процесса коксования, включающей: аэродинамическую модель течения газов; модель химической кинетики процессов горения; модель определения высоты факела горения; модель двумерного нестационарного теплообмена от газа через стенку к угольной шихте; модель термического разложения угля; модель расчета распределения температур и горячей прочности кокса CSR по всему объему коксового пирога; модель расчета материального и теплового баланса коксования;

• создание методологии оценки угольного сырья на основе автоматизированного петрографического анализа, расчет показателей прочности кокса, выбор оптимального состава шихты путем компьютерного моделирования, определение структуры сырьевой базы коксохимического производства;

• разработка метода равных потребительских ценностей (равноэкономичных цен) покупных углей на основе оптимизационных расчетов по программно-информационной системе «ОптиМет»;

• разработка методических и инструментальных средств для последовательного определения воздействия вредных выбросов металлургического комбината на здоровье населения по этапам: «вредные выбросы - рассеивание - физическое воздействие -оценка ущерба».

Научная новизна и полученные результаты. На основе крупномасштабного промышленного эксперимента с поэтапной заменой углей Печорского бассейна Кузнецкими установлено, что:

• увеличение горячей прочности кокса CSR (coke strength after reaction) на 10% при минимальном его среднеквадратическом отклонении позволяет сократить удельный расход суммарного топлива в доменных печах на 10 - 15 кг (в пересчете на условное) на тонну чугуна;

• прочность кокса CSR зависит от отражательной способности витринита R0, суммы спекающих компонентов СКэкв, зольности угля Ad, количества основных окислов в золе, и от соотношения изотропных (аморфных) и анизотропных (графитоподобных) структур в угольной шихте и далее в текстуре кокса.

Установлена температурная зависимость горячей прочности кокса CSR, которая возрастает на 4.5 - 5% с увеличением температуры кокса на 100 °С при одинаковом качестве угольной шихты; разброс значений CSR в коксовом пироге может превышать 20%, что обуславливается прежде всего неравномерностью прогрева кокса по всему объему камеры.

Доказано, что длина факела горения отопительного газа в обогревательном простенке коксовой печи одновременно зависит, как от кинетических характеристик многостадийного процесса горения газа, так и от постепенной диффузии в факеле горючих компонентов и кислорода в соответствии с заданной длиной пути перемешивания газов.

Установлено, что длина пути перемешивания горючих газов и воздуха в отопительном простенке коксовой печи определяется теплотворной способностью газа, температурой газового топлива и воздуха, коэффициентом избытка воздуха и степенью рециркуляции; а также конструктивными характеристиками отопительного вертикала: его шириной, расстоянием между горелкой и воздушным каналом, диаметром горелки и шириной воздушного канала; и мало зависит от критериев Рейнольдса и Фруда.

Разработан метод определения равных потребительских ценностей покупных (равноэкономичных цен) углей на основе оптимизационных расчетов по программно-информационной системе «ОптиМет».

Доказано, что региональный ущерб (в радиусе от 100 до 2000 км) здоровью населения от вредных выбросов металлургического комбината, расположенного в Европейской части России, превышает локальный ущерб (в радиусе до 100 км), в то время как региональное воздействие в существующих методиках оценки ущерба не учитывается.

Практическая значимость и реализация полученных результатов. На основе компьютерного моделирования в сочетании с применением петрографических методов анализа углей в промышленном масштабе реализовано формирование сырьевой базы коксохимического производства. Внедрение разработанного пакета программ прогнозирования показателей качества получаемого кокса обеспечило эффективность доменного процесса при уменьшении расхода суммарного топлива и снижении себестоимости чугуна.

Результаты теплотехнических и термогравиметрических исследований и производственных испытаний положены в основу комплексной методики моделирования технологического режима процесса коксования угольной шихты заданного состава. Компьютерная программа «ОптиМет-КХП», разработанная по данной методике, используется в коксохимическом производстве ОАО «Северсталь» для анализа влияющих факторов на совершенствование технологии коксования и получения высококачественного кокса с равномерным распределением его горячей прочности по ширине и высоте коксовой камеры.

Версия программно-информационной системы «ОптиМет-Сырье» используется

Коммерческой дирекцией ОАО «Северсталь» при проведении тендеров по закупке угольной сырьевой базы.

На основе сделанных рекомендаций проведен крупномасштабный промышленный эксперимент на ОАО «Северсталь» по замене угольной шихты Печерского бассейна на кузнецкие угли, по результатам которого за 5 месяцев 2002 года получен экономический эффект более 170 млн. рублей. Внедрение результатов диссертационной работы на коксохимическом производстве ОАО "Северсталь" привело к подтвержденному экономическому эффекту 2 млн. руб.

Разработанная математическая модель энерготехнологической системы металлургического комбината позволяет проводить оптимизацию по экономическому, экологическому и энергетическому критериям. Показано, что для металлургического комбината производительностью 7.5 млн. т проката в год реализация энергосберегающих технологий и мероприятий по снижению вредных выбросов на основе комплексных системных решений позволит сократить энергопотребление на 300 - 500 тыс. т у.т./год, сохранить 67 жизней за счет снижения вредных выбросов и получить большой экономический эффект.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации были доложены на:

• заседании научного совета ГКНТ СССР «Новые процессы в черной металлургии» (г. Москва, 1990 г.);

• международной конференции «International Conference on Power & Energy in China» (г. Пекин, Китай, 1990 г.);

• республиканской конференции «Актуальные вопросы защиты окружающей среды от антропогенного воздействия» (г. Севастополь, 1990 г.);

• международном семинаре «Планирование экономического развития регионов с учетом их экологической безопасности» (Крым, Украина, 1993);

• 2-ой международной конференции «Новые методы и средства экономии энергоресурсов и экологические проблемы энергетики» (г. Москва, 1995 г.);

• 3-ей международной конференции по устойчивому развитию "Проблемы индустриальных регионов: менеджмент и экология" (Запорожье, Украина, 1998г.);

• международной конференции «International Workshop on Romelt Process "Romelt

2000"» (г. Дели, Индия, 2000 г.);

• П-ой Международной научно-технической конференции «Энергосбережение на промышленных предприятиях» (г. Магнитогорск, 2000 г.);

• 25-м международном семинаре «Программно-технические комплексы и средствам автоматизации» (Москва, Институт проблем управления РАН, 2002 г.);

• 2-ой Международной научно-практической конференции «Автоматизированные печные агрегаты и энергосберегающие технологии в металлургии» (г. Москва, Московский институт стали и сплавов, 2002 г.);

• международной конференции «Металлургическая теплотехника» (Днепропетровск, Национальная металлургическая академия Украины, 2002 г.);

• Международной научно-технической конференции «Теория и практика производства чугуна» (г. Кривой Рог, Украина, 2004 г.);

• научных конференциях России и стран СНГ «Перспективы развития утлехимии и химии углеродных материалов в XXI веке» (Звенигород, 2003г., 2005г.). Публикации. По материалам диссертации опубликовано 59 работ.

Автор считает приятным долгом отметить творческое участие А.В. Бородулина, Ю.В. Коноваловой, В.И. Ситаса, П.А. Шомова, С.Н. Ярунина, А.П. Яшина в выполнении отдельных фрагментов исследования, а в их лице выражает благодарность соавторам и товарищам по работе за огромную помощь и поддержку при выполнении данного исследования. Автор выражает свою признательность проф. A.M. Гюльма-лиеву за консультации и помощь в осознании роли фундаментальных наук при постановке и решении прикладных научно-технических проблем.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ОПТИМИЗАЦИИ ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ КОКСОХИМИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА И МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМБИНАТА В ЦЕЛОМ

Весомый вклад в решение связанных с темой диссертации научно-технических проблем внесли многие ученые: Аммосов И.И., Гагарин С.Г., Еремин И.В., Золотухин Ю.А., Станкевич А.С. по формированию угольной шихты; Агроскин А.А., Вирозуб И.И., Глущенко И.М., Грязнов Н.С., Гюльмалиев A.M., Кулаков Н.К., Скляр М.Г., Су-хоруков В.И., Ханин И.М., Школлер М.Ю. по совершенствованию теории и технологии коксования; Баев В.К., Вулис Л.А., Зельдович Я.Б., Лавров Н.В., Пацков Е.А., Семенов Н.Н., Щетинков Е.С., Франк-Каменецкий Д.А., Фролов С.М. по исследованию физико-химических процессов горения газового топлива; Глинков М.А., Китаев Б.И., Семикин И.Д. по изучению горения неперемешанных газов в металлургических агрегатах; Бабанин Б.И., Мотулевич В.П., Самарский А.А., Сергиевский Э.Д. по моделированию нестационарного теплообмена в энерготехнологических процессах; Исаченко В.П., Ключников А.Д., Невский А.С. по изучению лучистого теплообмена в теплотехнических установках; Бородулин А.В., Вегман Е.Ф., Гизатуллин Х.Н., Курунов И.Ф., Русаков П.Г., Сысков К.И., Шаврин С.В., Ярошенко Ю.Г. по выявлению зависимостей расхода кокса в доменных печах от качественных характеристик кокса и по оптимизации энерготехнологических характеристик аглодоменного производства; Виленский Н.М., Голдобин М., Демченко Ф.Н., Лац В.М., Лисиенко В.Г., Лякишев Н.П., Никифоров Г.В., Сазанов Б.В., Ситас В.И., Степанов B.C. по построению и оптимизации энергетических балансов и энергосбережению на металлургических комбинатах; Марчук Г.И., Мелентьев Л.А., Моисеев Н.Н., Попырин Л.С., Спирин Н.А. по системным исследованиям в области энергетики, экологии и металлургии; Филипьев О.В., Шаприцкий В.Н., Юсфин Ю.С. по экологическим аспектам металлургического производства. Однако показано, что многие научные вопросы, рассмотренные в диссертационной работе, остались нерешенными.

Проанализированы различные методы подбора коксовых шихт на основе элементного, технического и петрографического анализов углей и математические методы, используемые при подборе состава шихт (раздел 1.1). Показано, что отсутствуют достоверные зависимости горячей прочности кокса от свойств угольной шихты, формируемой на основе углей Печорского и Кузнецкого бассейнов.

Проанализированы методы исследования и расчета: процесса горения непереме-шанных газов, длины факела в зависимости от различных факторов, аэродинамических характеристик систем отвода дымовых газов от коксовых батарей, способов управления процессом нагрева угольной шихты при коксовании. Проанализированы технологические факторы, влияющие на прочностные характеристики кокса (раздел 1.2). Проведен анализ методов моделирования процессов термического разложения и нестационарного нагрева угольной шихты (раздел 1.3). Показано, что необходимо разработать научно-технические основы комплексного исследования процесса коксования на основе построения единой математической модели, отражающей все существенные стороны исследуемого процесса: аэродинамику, горение, экологию, теплообмен, термическое разложение угля с превращением его в высокопрочный кокс. Такие исследования отсутствуют.

Проанализированы подходы к моделированию энерготехнологической системы металлургического комбината (раздел 1.5). Показано, что предшествующие работы охватывали либо только смежные производства, либо учитывались одновременно не все аспекты металлургического производства. Отсутствуют системные работы, где бы исследовалась вся технологическая цепочка металлургического комплекса от сырья до готовой продукции с учетом технологических, энергетических, экологических и экономических факторов. Это объясняется сложностью проблемы построения единой модели, охватывающей все производства металлургического комбината, и учитывающей все указанные факторы.

В работе проанализированы способы оценки воздействия вредных выбросов металлургических комбинатов на окружающую среду, выявлены ряд нерешенных вопросов в этой области, показана актуальность данной проблемы (раздел 1.6). В частности, показано, что при оценке ущерба от вредных выбросов не учитывается воздействие на здоровье населения страны на региональном уровне.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Основные научные результаты получены в трех направлениях:

I. В области совершенствования энерготехнологической подсистемы коксохимического производства и формирования угольной шихты:

1. Впервые реализован системный анализ процесса коксования на основе разработки единой математической модели, включающей в себя: аэродинамическую модель течения газов в системе отопления коксовой батареи; модель химической кинетики процессов горения, определяющей в том числе и образование вредных веществ; модель определения длины пути перемешивания газа и окислителя и высоты факела горения; модель двумерного нестационарного теплообмена от газа через стенку к угольной шихте; модель термического разложения угля с образованием кокса; петрографическую модель расчета прочностных характеристик кокса; модель расчета поля распределения температур и горячей прочности кокса CSR по всему объему коксового пирога.

2. Установлено, что наиболее существенным фактором в распределении поля CSR по всему объему коксового пирога является температура нагрева кокса на момент его выдачи. Впервые дана научно обоснованная температурная зависимость CSR, которая позволяет получить поле распределения горячей прочности кокса. Увеличение температуры в любой зоне коксового пирога на 100°С при выдаче позволяет увеличить значение CSR кокса примерно на 4.5 - 5% в этом месте. Учет неравномерного распределения CSR по всему объему коксового пирога имеет большое значение для понимания доменного процесса, для расчета и обоснования расхода кокса в доменных печах. Экспериментально доказано, что одним из наиболее существенных факторов, влияющих на равномерный прогрев по высоте коксового пирога, является высота факела горения газа в обогревательных вертикалах коксовой батареи.

3. Разработан новый метод расчета многостадийного процесса горения непереме-шанных газов на основе совместного решения задач химической кинетики и взаимной доступности (диффузии) кислорода и горючих газов. Впервые разработана кинетическая модель газофазных реакций горения отопительного газа в обогревательных вертикалах коксовой печи. Получены аналитические и численные решения системы дифференциальных уравнений, которые позволяют рассчитать изменение состава газовой фазы и определить временную зависимость выделения теплоты реакций горения. Полученное решение позволяет контролировать концентрации газов и выделение теплоты во времени и по высоте вертикалов. Показано: что предложенная математическая модель процессов горения неперемешанных газов дает удовлетворительное совпадение с результатами экспериментов в обогревательных простенках коксовых батарей; что разработанная кинетическая модель горения газа с учетом процесса диффузии позволяет определить распределение теплоты по высоте печи, отрегулировать технологические параметры процесса горения - высоту факела и длину пути перемешивания газов и определить распределение полей температур кокса и горячей прочности кокса CSR.

4. Разработана двумерная модель нестационарного процесса коксования в виде системы дифференциальных уравнений в частных производных, реализованная в программе, которая позволяет определить поле распределения CSR при заданном периоде коксования и уровне обогрева. Она позволяет:

• учесть нелинейный характер зависимости теплофизических свойств загруженного угля и кокса от температуры, состава угольной шихты;

• учесть тепловые эффекты экзотермических и эндотермических реакций, происходящих при нагреве и термическом разложении угольной шихты;

• рассчитать процесс термического разложения угольной шихты на основе параметров, полученных из термогравиметрического анализа углей;

• рассчитать температурное поле по сечению коксового пирога на основе применения локально-одномерной схемы решения двумерных уравнений нестационарной теплопроводности, составленных интегро-интерполяцион-ным методом;

• рассчитать поле распределения CSR по высоте, ширине и длине коксового пирога на основе полученных экспериментальных температурных зависимостей CSR и результатов расчета поля температур кокса на момент выдачи.

5. На основе крупномасштабного промышленного эксперимента на Череповецком металлургическом комбинате (ОАО «Северсталь») подтверждено, что на удельный расход топлива в большей степени влияет показатель горячей прочности кокса CSR, чем холодная прочность М25 (М40). Показано, что увеличение CSR на 10% позволяет сократить удельный расход топлива на 10 - 15 кг условного топлива на тонну чугуна. За 5 месяцев промышленного эксперимента с февраля по июнь 2002 года получен суммарный экономический эффект более 170 млн. руб., включая подтвержденный экономический эффект в размере 2 млн. руб. за счет внедрения результатов диссертационной работы.

6. На основе обработки результатов промышленного эксперимента с поэтапной заменой печорских углей кузнецкими установлено, что на горячую прочность кокса оказывают влияние: - петрографические свойства угольной шихты, а именно, с увеличением отражательной способности витринита R0 и суммы эквивалентных спекающих компонентов СКэкв величина CSR возрастает пропорционально их произведению;

- количество и состав золы угольной шихты, то есть с увеличением произведения зольности угольной шихты Ad на индекс основности золы BI значение CSR снижается;

- соотношение изотропных (аморфных) и анизотропных (графитоподобных) структур в угольной шихте и далее в текстуре кокса, в частности, увеличение доли изотропных структур в угле и коксе приводит к снижению значения CSR.

II. В области совершенствования методов оценки воздействия вредных выбросов металлургического комбината на окружающую среду:

1. Реализована методология последовательности воздействия вредных выбросов металлургического комбината на окружающую среду. Проведена оценка воздействия вредных выбросов усредненного металлургического комбината на здоровье населения по методикам расчета смертности и сокращения продолжительности жизни.

2. Для экологических приложений в условиях России определены стоимость среднестатистической жизни с учетом и без учета паритета покупательской способности, соответственно: 750 тыс. долларов и 7 млн. руб.; а также ущерб от потери года жизни

- 20.3 тыс. долларов и 191 тыс. руб. в пересчете на 2002 год.

3. Показано, что: для Европейской части России региональный ущерб превышает локальный, в то время как воздействие на окружающую среду на региональном уровне, как правило, не учитывается. Существующие штрафы за загрязнение окружающей среды на два порядка ниже вреда, причиняемого здоровью населения на локальном и региональном уровне.

III. В области моделирования и оптимизации энерготехнологической системы металлургического комбината по энергетическому, экологическому и экономическому критериям:

1. Реализован системный анализ металлургического производства в рамках программно-информационной системы «ОптиМет», где коксохимическое производство является одним из элементов многоуровневой иерархической энерготехнологической системы металлургического комбината.

2. Впервые разработан метод расчета равных потребительских ценностей рядовых углей и угольных концентратов для коксования, которые рассчитываются с помощью программно-информационной системы «ОптиМет». Для каждого покупного материала на основе многовариантных оптимизационных расчетов определяется такая его потребительская ценность, что общая себестоимость чугуна не изменяется от варьирования пропорций различных рядовых углей и угольных концентратов в технологически обоснованных пределах. Показано, что если равная потребительская ценность покупного угля выше его фактической цены, то покупка данного угля приносит прибыль, и наоборот - если расчетная потребительская ценность ниже фактической цены угля, то его покупка невыгодна металлургическому комбинату. Метод расчета равных потребительских ценностей рядовых углей и угольных концентратов внедрен в практику работы Управления сырья и топлива Коммерческой дирекции ОАО «Северсталь» при проведении тендеров на покупку сырья.

3. Проведена оптимизация угольной шихты металлургического комбината по экономическому и энергетическому критериям. Показано, что за счет оптимизации угольной шихты на металлургическом комбинате производительностью 10 млн. т стали в год может быть: достигнуто снижение потребления суммарного топлива на 300 - 500 тыс. т условного топлива (на 4 - 6%); уменьшено удельное энергопотребление на 1 -1.8 ГДж/т стали; реализовано сокращение затрат на покупку топливно-энергетических ресурсов на 800 млн. руб./год (8.3%).

4. Показано, что оптимизация энерготехнологической системы усредненного металлургического комбината производительностью 7.52 млн.т проката в год по экологическому критерию позволит: уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу, в частности, частиц пыли на 5.9 тыс.т (13%), S02 на 4.8 тыс.т (15%), NOx на 9.8 тыс.т (40%), СО на 76 тыс.т (23%) и парниковых газов в пересчете на С02 на 2.6 млн.т (13%); уменьшить воздействие на здоровье населения на локальном и региональном уровне: сократить смертность на 67 человек, уменьшить количество потерянных лет жизни на 1063, что соответствует снижению ущерба здоровью населения на 209 млн. руб. без учета паритета покупательской способности (ППС) или на 23 млн. долларов с учетом ППС.

1. Х.Абрамович Г.Н., Крашенинников С.Ю., Секундов А.Н., Смирнова И.П. Турбулентное смешение газовых струй / Под ред. Г.Н. Абрамовича. М.: Наука, 1974.- 272 с.

2. Авгушевич КВ., Броновец Т.М., Еремин КВ. и др. Аналитическая химия и технический анализ угля. М.: Недра, 1987. - 336 с.

3. Аверин С.К., Семикин К.Д. Сжигание однокомпонентных газовых смесей в турбулентном факеле // Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1962. - № 6. -С. 146-154.

4. Агроскин А.А. Тепловые и электрические свойства углей. М.: Металлургиз-дат, 1959. - 266 с.

5. Агроскин А.А. Теплофизика твердого топлива. М.: Недра, 1980. - 253 с.в. Агроскин А.А. Теплофизические свойства каменноугольного кокса // Кокс и химия. 1980. - №2. - С. 8-15.

6. Акофф Р., Эмери Ф. О целеустремленных системах: Пер. с англ. М.: Советское радио, 1974. - 272 с.

7. Акулов П.С., Лазовский КМ., Шрейдер Э.М. и др. Сравнительная оценка качества кокса сухого и мокрого тушения // Кокс и химия. 1968. - № 9. - С. 17-19.

8. Алемасов В.Е., Дрегалин А.Ф., Тишин А.П., Худяков В.А. Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания. Том I. Метод расчета. М.: ВИНИТИ, 1971. - 267 с.

9. Амарский Е.Г., Косинский В.А., Черников А.Б. Оптимизация состава угольных смесей на основе термоаналитических параметров // Кокс и химия. 1998. - № 1. -С. 10-14.

10. Амарский Е.Г., Лапин А.А. Изучение деструкции спекающихся углей Донбасса различных стадий метаморфизма методом ДТА // Химия твердого топлива. 1980.- № 1. С. 24-28.

11. Алто со в К.К., Еремин КВ., Сухенко С.К., Ошуркова Л.С. Расчет шихт для коксования на основе петрографических особенностей углей // Кокс и химия. 1957. -№ 12. - С. 9-14.

12. Андонъев СМ., Филипъев О.В. Пылегазовые выбросы предприятий черной металлургии. М.: Металлургия, 1979. - 192 с.

13. Аннушкин Ю.М., Маслов Г.Ф. Исследование диффузионного горения высокоэнергетических газовых топлив в турбулентном спутном и встречном воздушном потоке // Физика горения и взрыва. 1980. - №1. - С. 26-36.

14. Анохин А.Б., Ситас В.И., Султангузин И.А., Хромченков В.Г. Структура программного обеспечения задачи оптимизации энерготехнологической системы металлургического комбината // Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1992. - № 4. - С. 91-94.

15. Анохин А.Б., Ситас В.И., Султангузин И.А. и др. Математическое моделирование и оптимизация как метод решения проблем энергосбережения и экологии промышленных районов // Теплоэнергетика. 1994. - №6. - С.38-41.

16. П.Антонова И.Н., Кузьмин В.А., Налбандян А.Б. и др. II Известия АН СССР, ОХН. 1955. - №6. - С. 789.

17. Аракелян Э.К., Пикина Г.А. Оптимизация и оптимальное управление. М.: Изд-во Моск. энерг. ин-та, 2003. - 356 с.

18. Артемьев В.Б., Еремин КВ., Гагарин С.Г. Петрография углей и их эффективное использование. М.: Недра коммюникейшенс ЛТД, 2000. - 334 с.

19. Арутюнов В.А., Бухмиров В.В., Крупенников С.А. Математическое моделирование тепловой работы промышленных печей. М.: Металлургия, 1990. - 239 с.

20. Арутюнов В.А. О процессах смешения в коаксиальных турбулентных струях и их расчете // Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1963. - №11. - С. 207-215.

21. Арцер А.С., Вещ В.А. Прогноз высокотемпературных свойств кокса на основе петрографических параметров угольной шихты // Кокс и химия. 2001. - № 11. -С. 13-19.

22. Афанасьев А.С., Бородулин А.В., Султангузин И.А. и др. Энергетический анализ тепловой работы коксовых батарей // Химия твердого топлива. 2003. - № 1. -С. 69-76.

23. Афанасьев А.С., Коновалова Ю.В., Султангузин И.А. и др. Оценка качествадоменного кокса // Химия твердого топлива. 2003. - № 3. - С.47-58.

24. Афанасьев А.С., Коновалова Ю.В., Нетронин В.И., Изюмский Н.Н. Влияние состава углей и качества кокса на уровень технологии доменного производства // Кокс и химия. 2001. - № 2. - С. 15-20.

25. Бабанин В.И., Зайденберг М.А. Новая технология охлаждения кокса // Кокс и химия. 2001. - № 3. - С. 48-56.

26. Бабанин Б.И., Шейн С.Ш., Маликов Ю.К К вопросу о разработке двумерной модели теплопереноса в коксовой печи // Кокс и химия. 1981. - № 11. - С. 21-24.

27. Баев В.К, Кузнецов 77.77., Могильный А.И. и др. О длине диффузионных пламен // Физика горения и взрыва. 1974. - №4. - С. 485-492.

28. Баев В.К, Ясаков В.А. О характере влияния подъемных сил на длину диффузионных пламен // Физика горения и взрыва. 1974. - №6. - С. 835-841.

29. Баев В.К, Константиновский В.А., Сидоров И.В. Смешение спутных потоков в канале постоянного сечения при наличии зоны рециркуляции // Физика горения и взрыва. 1972. - №1. - С. 70-76.

30. Базара М., Шетти К. Нелинейное программирование. Теория и алгоритмы: Пер. с англ. М.: Мир, 1982. - 583 с.

31. Базегский А.Е., Школлер М.Б., Авцинов А.Ф. Послереакционная прочность кокса из кузнецких углей // Кокс и химия. 1996. - № 11. - С. 21-22.

32. Базегский А.Е., Рябиченко А.Д., Кудашкин И.А., Станкевич А.С. Взаимосвязь реакционноспособных свойств кокса с петрографическими показателями угольной шихты и параметрами коксования // Кокс и химия. 2001. - № 7. - С. 15-19.

33. Базегский А.Е., Рябиченко А.Д., Хамидулин Ф.З. и др. Модель прогноза качественных характеристик металлургического кокса на основе химико-петрографических показателей угольной шихты и параметров коксования // Кокс и химия. 2002. - № 9. - С. 15-22.

34. Байбуз А.Г., Бородулин А.В., Ярунин С.Н. и др. Энергетическая характеристика доменных печей // Металлургическая теплотехника. Сб. науч. тр. Национальной металлургической академии Украины. Днепропетровск, 2002. - Т. 8. - С. 36-41.

35. Баптизманский В.И., Бойченко Б.М., Третьяков Е.В. Металлолом в шихте кислородных конвертеров. М.:Металлургия, 1982. -136 с.

36. Барановский А.И., Коэюевников Н.Н., Чинакаева Н.С. и др. Экономика промышленности. В 3-х т. Т. 2. Экономика и управление энергообъектами. Кн. 1. Общие вопросы экономики и управления. - М.: Изд-во МЭИ, 1998. - 296 с.

37. Барановский С.И., Надеорский А.С., Турищев А.И. Двумерная модель горения углеводородных топлив в сверхзвуковом потоке // Физика горения и взрыва. 1992. -№2. - С. 32-36.

38. Барский В.Д., Мочалов В.В., Мочалова Р.В. и др. Об установлении зависимости качества кокса от состава угольных шихт // Химия твердого топлива. 1974. № 5. - С. 69-75.

39. Безуглый Л.П., Бондаренко А.К., Мелъничук А.Ю. Исследование влияния предварительного уплотнения угольной загрузки на пластометрические показатели углей // Кокс и химия. 1987. - № 6. - С. 20-21.

40. Бепплер Э., Гроспич К.-Х., Луис Г., Неллес Л. Влияние качества кокса на работу доменной печи //Чёрные металлы. 1999. - Октябрь. - С.10-18.

41. Бернер У., Холлербах А. Климатическая система Земли влияние диоксида углерода? // Черные металлы. - 2002. - Март. - С. 46 - 52.

42. Бир Ст. Кибернетика и управление производством. 2-е изд., доп.: Пер. с англ. - М.: Наука, 1965.- 392 с.

43. Бир Ст. На пути к кибернетическому предприятию // Принципы самоорганизации: Пер. с англ. М.: Мир, 1966. - С. 48 - 130.

44. Бородулин А.В., Гизатуллин Х.Н., Обухов А.Д., Советкин В.Л., Шкляр Ф.Р., Ярошенко Ю.Г. Математические модели оптимального использования ресурсов в доменном производстве. Свердловск: Изд-во УНЦ АН СССР, 1986. - 148 с.

45. Бородулин А.В., Горбунов А.Д., Романенко В.И., Орел Г.И. Домна в энергетическом измерении. Кривой Рог: СП «МИР», 2004. - 436 с.

46. Бородулин А.В., Кобеза И.И., Ковтун А.Ф. и др. Анализ и оптимизация энергоиспользования в комплексе доменная печь -конвертер // Металлургическая и горная промышленность. 1992. - №2. - С.56-58.

47. Бородулин Т.А., Васильев А.П., Султангузин И.А. и др. Тепловая работа коксовой батареи // Металлургическая теплотехника. Сб. науч. тр. Национальной металлургической академии Украины. Днепропетровск, 2002. - Т. 8. - С. 48-55.

48. Браун Н.В. Приоритетные направления развития коксохимии. Уровень разработок новой техники и технологии в СССР // Кокс и химия. 1988. № 1. С. 2-7.

49. Буторин В.И., Матвеева Т.К. Исследование температурных полей в печной камере // Кокс и химия. 1975. - № 10. - С. 20-24.

50. Вызова Н.Л., Гаргер Е.К., Иванов В.И. Экспериментальное исследование атмосферной диффузии и расчеты рассеяния примеси. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. — 279 с.

51. Валиев Ф.М., Талантов А.В., Щукин В.А. Исследование закономерности образования токсических веществ в пламени // Изв.ВУЗов. Авиационная техника. 1981. -№3. - С. 27-33.

52. Варнатц Ю., Маас У., Диббл Р. Горение. Физические и химические аспекты, моделирование, эксперименты, образование загрязняющих веществ: Пер. с англ. -М.: Физматлит, 2003. 352 с.

53. Васильев Ю.С., Вирозуб А.И., Лурье М.В., Фидчунов Л.Н. Исследование динамики смешения газа с воздухом в отопительных каналах коксовых печей со ступенчатым подводом газа // Кокс и химия. 1984. - № 9. - С. 14-17.

54. Васильев Ю.С., Шешнев В.Г. Математическое моделирование процессов теплопередачи в коксовых печах // Кокс и химия. 1980. - № 4. - С. 16-20.

55. Вегман Е.Ф., Жеребин Б.Н., Похвиснев А.Н. и др. Металлургия чугуна /под ред. Ю.С. Юсфина. М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. - 774 с.

56. Вейнский В.В., Шелковников В.А., Барский В.Д. Влияние реакционной способности кокса на его угар в камерах УСТК // Кокс и химия. 1990. - № 11. - С. 15-18.

57. Взаимосвязь между температурой в коксовой печи при сухой перегонке и свойства кокса / ТПП УССР Хар.отд. № 4599/7. - Пер. ст.: Амамото К. из журн.: Тэцу то хаганэ. - 1983. - Т.69. - №4. - С.47.

58. Виленский Н.М., Лац В.М. Топливно-энергетический баланс металлургического завода. М.: Металлургия, 1970. - 129 с.

59. Вирозуб КВ., Ивницкая Н.С., Лейбович Р.Е. Расчёты коксовых печей и процессов коксования с применением ЭВМ. К.: Выща шк., 1989. - 303 с.

60. Вирозуб КВ., Кустов Б.К. Тепловой режим коксовых печей. Харьков: Meталлургиздат, 1960. 240 с.

61. Влияние скорости нагрева на прочность кокса после коксования / ТПП УССР Хар.отд. № 4598/5. - Пер. ст.: Амамото К. и др. из журн.: Тэцу то хаганэ. - 1983. -Т.69.-С.818.

62. Воздействие на организм человека опасных и вредных экологических факторов. Метрологические аспекты. В 2 т. / Под ред. Исаева J1.K. М.: Изд-во ПАИМС, 1997. - Том 1. - 512 е.; - Том II. - 496 с.

63. Волков Э.П., Лысков М.Г., Фетисова Е.И. Методы расчета приземных концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе.- М.: Изд-во МЭИ, 1991. 56 с.

64. Волошин А.И., Вирозуб И.В., Казмина В.В., Курбатова М.Ю. Определение теплоты коксования в лабораторных условиях // Кокс и химия. 1962. - № 3. -С. 19-23.

65. Волынкина Е.П., Школлер М.Ю., Белихмайер Я.Х. Кинетические исследования процесса скоростного пиролиза углей // Кокс и химия. 1992. - № 12. - С. 6-9.

66. Вулис Л.А., Ершин Ш.А., Ярин Л.П. Основы теории газового факела. Л.: Энергия, 1968.-203 с.

67. Вулис Л.А., Ярин Л.П. Аэродинамика факела. Л.: Энергия, 1978. - 216 с.

68. Выравнивание прочности кокса в направлении ширины печи в опытной печи / ТПП УССР Хар.отд. № Б-1552/22. - Пер. ст.: Нисида С. и др. из журн.: Тэцу то хаганэ. - 1986. - Т.72. - №4. - С.33.

69. Гагарин С.Г. Кинетика формирования битумов при термической обработке углей // Кокс и химия. 2000. - № 4. - С. 22-28.

70. Гагарин С.Г. Оценка выхода летучих веществ по мацеральному составу углей и степени их метаморфизма // Кокс и химия. 2000. - № 11-12. - С. 5-10.

71. А. Гагарин С.Г. Расчет элементного состава углей по их петрографическим характеристикам // Химия твердого топлива. 1997. - № 5. - С. 3-13.

72. Гагарин С.Г. Стоимостная оценка энергетических и коксующих углей России // Кокс и химия. 2000. - № 3. - С. 33 - 38.

73. Гагарин С.Г. Тенденции в развитии мировых цен на коксующиеся и энергетические угли // Кокс и химия. 2001. - № 7. - С. 32 - 36.

74. Гагарин С.Г., Гюлъмалиев A.M. Расчет теплоемкости ископаемых углей по элементному составу и степени ароматичности органической массы // Химия твердого топлива. 2002. - № 3. - С. 3-11.

75. Гагарин СТ., Еремин ИВ. Компьютерный мониторинг прочности кокса на основе петрографической модели расчета угольных шихт // Кокс и химия. 1995. - № 2.-С. 10-15.

76. Гагарин С.Г., Уланов Н.Н. Регрессионный анализ свойств петрографических микрокомпонентов низкометаморфизованных каменных углей // Кокс и химия. -1992. № 6. - С. 2-6.

77. Гайниева Г.Р., Рябиченко А.Д., Никитин Л.Д. и др. Составление шихт для коксования по минеральным составляющим золы углей // Кокс и химия. 2003. - № 10. -С. 18-22.

78. Гаусорн В., Уиделл Д., Хоттел Г. Смешивание и горение в турбулентных газовых струях // Вопросы горения. Сб. переводов статей: Пер. с англ. М.: ИЛ, 1953. -С.146-193.

79. Гернер Ф., Габриель И., Киселев А., Иванов А. Система управления для металлургических заводов // Энергосбережение на промышленных предприятиях: Матер. II Междунар. науч.-техн. конф. 3-6 октября 2000 г.- Магнитогорск, 2000.- С.78-84.

80. Гизатуллин Н.Х. Моделирование металлургического комплекса (региональный аспект). М., 1988.

81. Гилл ср., Мюррей У., Райт М. Практическая оптимизация: Пер. с англ. М.: Мир, 1985. - 509 с.

82. Глинков М.А. Длина факела мартеновской печи // Сталь. 1944. - №1-2. -С. 7-13.

83. Глушков В.М., Иванов В.В., ЯненкоВ.М. Моделирование развивающихся систем. М.: Наука, 1983.-351 с.

84. Глущенко ИМ. Петрографическая характеристика и ее значение для оценки свойств углей. -М.: Недра, 1971. 113 с.

85. Глущенко ИМ. Прогноз качества кокса. М.: Металлургия, 1976. 200 с.

86. Глянченко В.Д. Теория и практика нагрева измельченных и кусковых углей в непрерывных процессах коксования: Автореф. дис. . д-ра техн. наук. Екатеринбург, 1996. - 52 с.

87. Голдобин М. Единые показатели производства по брутто-балансам // Сталь. -1940.-№11-12.-С. 78-85.

88. Гордон А.С, Смит С.Р., Макнесби Дж.Р. Исследование химических процессов протекающих в диффузионных пламенах // Вопросы горения. Материалы VI и VII международных симпозиумов по горению: Пер. с англ. М.: Металлургиздат, 1963. -С.129-138.

89. Горюшкин В.Ф., Ошоеский В.В., Саранчук В.И., Никитенко Ю.В. Установление стадий термодеструкции твердых топлив по данным дериватографических исследований // Кокс и химия. 2001. - № 5. - С. 4-6.

90. Государственная стратегия устойчивого развития Российской Федерации. Проект: Комиссия Государственной думы ФС РФ по устойчивому развитию. Зеленый мир, 2002. - № 13-14. - С.1-27.

91. Гросманн И, Ситас В.И., Султангузин И.А. Оптимизация энергоснабжения металлургического комбината по энергетическому и экологическому критериям // Промышленная энергетика. 1989. - № 8. - С. 49-51.

92. Грязное Н.С. Основы теории коксования. М.: Металлургия, 1976. - 311 с.

93. Губинский В.И., Лу Чжун-У Теория пламенных печей. М.: Машиностроение, 1995. - 256 с.

94. Гуенебо X., Гейдон А.Г. Влияние предварительного нагрева на излучение и форму пламен // Пламена и химическая кинетика. Сб. статей: Пер. с англ. М.: ИЛ, 1961. - С.255-262.

95. Гюлъмалиев A.M.,Головин Г. С., Гладун Т.Г. Теоретические основы химии угля. М.: Изд-во Моск. гос. горного ун-та, 2003. - 556 с.

96. Гюлъмалиев A.M., Гагарин С.Г., Головин Г. С. Кинетические параметры выделения алканов из угля // Химия твердого топлива. 2000. - № 5. - С. 87-91.

97. Гюлъмалиев A.M., Гагарин С.Г., Коновалова Ю.В., Султангузин И.А. Оценка реакционной способности и прочности кокса на основе кинетики его взаимодействия с диоксидом углерода // Химия твердого топлива. 2002. - № 2. - С. 37-46.

98. Гюлъмалиев A.M., Гагарин С.Г., Султангузин И.А. и др. Кинетика термического разложения мацералов каменных углей в условиях процесса коксования // Кокси химия. 2003. - № 10. - С.22-28.

99. Гюлъмалиев A.M., Гагарин С.Г., Султангузин И.А. и др. Математическое моделирование процессов теплопереноса и термической деструкции угольной шихты в коксовых печах ОАО «Северсталь» // Кокс и химия. 2004. № 9, с. 15 26.

100. Данг В.Х., Гамазина Г.А., Слободский С.А. Количественная оценка оптической текстуры кокса с использованием структурного анализатора «Эпиквант» // Методы оценки кокса как доменного топлива. Харьков: Изд-во УХИН, 1990. - С. 33-36.

101. Демченко Н.Ф., Горностаев Л.С., Баклан О.В. и др. Системный анализ энерготехнологического комплекса как основа выбора путей снижения энергоемкости металлургической продукции // Сталь. 1984. - № 3. - С. 83-87.

102. Демченко Н.Ф., Корнфелъд В.Н., Шашкова М.Н., Полунина И. Использование экономико-математических моделей для оптимизации энерготехнологических комплексов металлургических комбинатов // Сталь. 1991. - № 6. - С. 87-91.

103. Дроздник И.Д., Кафтан Ю.С., Меньшикова СД. и др. Химический потенциал различных типов углей в классификации по генетическим и технологическим параметрам // Кокс и химия. 1990. - № 8. - С. 2-3.

104. Еремин КВ., Броновец Т.М. Марочный состав углей и их рациональное использование. М.: Недра, 1994. - 254 с.

105. Еремин К.В., Броновец Т.М. Петрографические характеристики и технологическая ценность углей для коксования // Кокс и химия. 1998. - № 8. - С. 2-6.

106. Еремин КВ., Гагарин С.Г. Расчет шихт для коксования на основе петрографической модели // Кокс и химия. 1992. - № 12. - С. 9-15.

107. Еремин КВ., Лебедев В.В., Цикарев Д.А. Петрография и физические свойства углей. М.: Недра, 1980. - 263 с.

108. Еремин КВ., Хархардин 77.77. Состояние и пути совершенствования сырьевой угольной базы коксования // Кокс и химия. 1997. - № 2. - С. 4-9.

109. Еркин Л.К Анализ процесса формирования кускового кокса // Кокс и химия.- 1970.-№9.- С. 13-21.

110. Ершов Н.А., Никитин Н.Н., Лавров К.Г., Горенбух М.А. Опыт внедрения и эксплуатации автоматизированной системы управления технологическим процессом коксования // Кокс и химия. 2001. - № 2. - С. 42-44.

111. Жубрин С.В., Хрупов А.П. Дисперсия газовых выбросов в городском микрорайоне // Вестник МЭИ. Экология, энергосбережение. Сводный том. М.: Изд-во МЭИ, 1997. С. 20-30.

112. Журавский А.А., Корницкий В.В., Проненко В.П. и др. Автоматический контроль температурного режима коксовых батарей // Кокс и химия. 1995. - № 2. -С. 7-10.

113. Журавский А.А., Семисалов Л.П., Преображенская Н.А. Исследование влияния технологических и теплотехнических факторов на качество кокса // Кокс и химия.- 1990.-№ 1.-С. 11-15.

114. Журавский А.А., Сытенко И.В. О регулировании теплотехнического режима коксовых батарей с печными камерами большого объема // Кокс и химия. 1995. - № 8. - С. 18-20.

115. Журавский А.А., Торяник Э.К., Крышенъ КГ. и др. Влияние процесса брикетирования на плотность частично брикетированной шихты и качество кокса // Кокс и химия. 1999. - № 12. - С. 16-20.

116. Зельдович Я.Б., Баренблатт Г.К., Либрович В.Б., Махвиладзе Г.М. Математическая теория горения и взрыва. М.: Наука, 1980. - 478 с.

117. Зельдович Я.Б. К теории горения неперемешанных газов // Журнал технической физики. 1949.-Т. XIX.-Вып. 10.-С. 1199-1210.

118. Зойтендейк Г. Методы возможных направлений: Пер. с англ. М.: ИЛ, 1963.- 176 с.

119. Золотухин Ю.А. О технологической ценности углей для коксования // Кокс и химия. 1996. - № 8. - С. 6-10.

120. Золотухин Ю.А. Применение рефлектограммного анализа при исследовании углей и шихт для коксования // Кокс и химия. 2002. - № 8. - С. 2-13.

121. Иеанцов Т.П. Отклики на статью проф. Б.И. Китаева «Ламинарный режим факела» // Сталь. 1949. - №5. - С. 403.

122. Игнашин В.П., Русъянова Н.Д., Тенина А.В. Пиролиз углей в инертной атмосфере. Сообщ. 2. Расширение возможностей термогравиметрического анализа // Кокс и химия. 1990. - № 1. - С. 2-5.

123. Измерение распределения плотности в камере коксования в процессе сухой перегонки томографическим методом / ТПП УССР Хар.отд. № Б-1552/20. - Пер. ст.: Сироиси К. и др. из журн.: Тэцу то хаганэ. - 1986. - Т.72. - №4. - С.31.

124. Измерение эффективной температуропроводности каменного угля в процессе коксования / ВЦП. № И-32697. - Пер. ст.: Миура Т. из журн.: Тэцу то хаганэ. -1983. - Т.69. - №10. - С.32-39.

125. Изон Е.Д., Фентон Р.Ж. Сравнение численных методов оптимизации для инженерного проектирования // Труды Американского общества инж.-мех.: Сер. В, Конструирование и технология машиностроения. 1975. - № 1. - С. 99-106.

126. Израэлъ Ю.А. Проблемы антропогенной экологии // Научные аспекты экологической проблемы России. Тр. Всеросс. конф. 13-16 июня 2001 г. Москва, 2001. -Т.1.-С. 9-21.

127. Израэлъ Ю.А., Назаров И.М., Нахутин А.И. и др. Эмиссия парниковых газов в России // Научные аспекты экологической проблемы России. Тр. Всеросс. конф. 1316 июня 2001 г. Москва, 2001. - Т.2. - С. 9-17.

128. Израэлъ Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. Л.: Гид-рометеоиздат, 1979. - 375 с.

129. Илъкевич Н.И., Кононов Ю.Д., Рабчук В.И. Оценка величины утечек метана в атмосферу в системе газоснабжения России и других стран СНГ // XIV Междунар. конф. по промышленной энергетике: Сб. докл. 19-23 сентября 1993 г. С-Пб., 1993. С.48-50.

130. Исаев А.А. Экологическая климатология. М.: Научный мир, 2003. - 472 с.

131. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. М.: Энергия, 1975.-488 с.

132. Исследование проблемы выравнивания прочности кокса в направлении ширины печи с помощью схемы нагрева / ТПП УССР Хар.отд. № Б-1552/13. - Пер. ст.: Амамото К. и др. из журн.: Тэцу то хаганэ. - 1986. - Т.72. - №12. - С.844.

133. Итоги Всероссийской переписи населения 2002 года: в 14 т. М.: Федеральная служба государственной статистики, 2004. - Т.1. Численность и размещение населения- 574 с.

134. Казмина В.В., Никитина Т.Е. Тепловые процессы коксования. М.: Металлургия, 1987.- 184 с.

135. Канторович Л.В., Горстко А.Б. Оптимальные решения в экономике. М.: Наука, 1972. - 232 с.

136. Карпов А.В., Кузниченко В.М., Лобов А.А. и др. Работа доменной печи с использованием кокса из трамбованных угольных шихт // Кокс и химия. 1997. - №8. -С. 9-13.

137. Киселев Б.П. Состояние сырьевой базы коксования России // Кокс и химия. -2001.-№3,-С. 18-26.

138. Киселев Б.П., Тягунов Л.И. Метод прогноза прочности кокса и расчета состава угольных шихт. 2. Принцип построения детерминированного метода прогноза // Кокс и химия. 1990. - № 7. - С. 39-40.

139. Kumaee Б.И. Ламинарный режим факела // Сталь. 1949. - №5. - С. 400-402.

140. Кламмер X., Шупе В., Шнеер В. Обзор энергетического хозяйства и оптимизации процессов в печных агрегатах // Черные металлы. 1985. - №3. - С. 12-22.

141. Клименко В.В., Терешин А.Г., Безносова Д.С. Изменение климата и потребление энергии на европейской части России: ретроспектива и прогноз // Вестник МЭИ. 2003. - № 5. - С. 76-81.

142. Клименко В.В., Клименко А.В., Андрейченко Т.Н. и др. Энергия, природа и климат. М.: Изд-во МЭИ. 1997.

143. Климовицкая А.Б., Бородина Т.Е., Пивенъ Г.И. Сухое тушение кокса (Обзор) // Кокс и химия. 1990. - № 8. - С. 18-24.

144. Ключников А.Д., Иванцов Г.П. Теплопередача излучением в огнетехнических установках. М.: Энергия, 1970. - 400 с.

145. Коновалова Ю.В. Формирование сырьевой угольной базы коксохимического производства ОАО «Северсталь»: Автореф. дис. . канд. техн. наук.- М., 2002. 126 с.

146. Коновалова Ю.В., Афанасьев А.С., Султангузин И.А. и др. Закономерности реакционной способности и доменной прочности кокса коксохимического производства ОАО "Северсталь" // Кокс и химия. 2003. - № 1. - С. 15-20.

147. Коновалова Ю.В., Трифанов В.Н., Султангузин И.А. и др. Кинетика термической деструкции углей и концентратов сырьевой базы Череповецкого металлургического комбината // Химия твердого топлива. 2004. - № 4. - С. 3 - 16.

148. Кочнов Ю.М. Оценка воздействия на окружающую среду металлургических предприятий // Автоматизированные печные агрегаты и энергосберегающие технологии в металлургии: Материалы 2-й междунар. науч.-практ. конф. 3-5 декабря 2002 г. -М„ 2002. С.583-586.

149. Крейт Ф., Блэк У. Основы теплопередачи: Пер. с англ. М.: Мир, 1983. -512 с.

150. Криштапович Н.В., Горбацевич Р.Л. О моделировании теплового режима процесса коксования // Кокс и химия. 1979. - № 12. - С. 11-16.

151. Криштапович Н.В., Глущенко ИМ. Зависимость расхода тепла и качества кокса от свойств коксуемой шихты // Кокс и химия. 1984. - № 9. - С. 17-19.

152. Ксандопуло Г.И. Химия пламени. М.: Химия, 1980. - 256 с.161 .Кудрин В.А. Теория и технология производства стали. М.: Мир, 2003. -528 с.

153. Кулаков Н.К Закономерности прогрева угольной загрузки в коксовых печах // Кокс и химия. 1959. - № 2. - С. 20-27.

154. Кунуги М., Йинно X. Турбулентные диффузионные пламена // Вопросы горения. Материалы VI и VII международных симпозиумов по горению: Пер. с англ. М.: Металлургиздат, 1963. - С.122-128.

155. Курунов И.Ф. Разработка ресурсосберегающих технологий доменной плавки на основе ее исследования и математического моделирования: Дис. . д-ра техн. наук в форме науч. докл. М., 2003. 108 с.

156. Курунов И.Ф. Качество кокса и возможности снижения его расхода в доменной плавке // Металлург. 2001. - № 11. - С. 39-46.

157. Кутыш И.И Способы и устройства очистки газов энергоустановок. М.: Информ-Знание, 2001. - 352 с.

158. Лавров Н.В. Физико-химические основы процесса горения топлива. М.: Наука, 1971.-272 с.

159. Лавров Н.В., Розенфелъд Э.И., Хаустович Г.П. Процессы горения топлива и защита окружающей среды. М.: Металлургия, 1981. - 240 с.

160. Ларионов В.И. Обеспечение безопасности объектов нефтегазового комплекса на основе специализированных геоинформационных технологий: Автореф. дис. . д-ра техн. наук. М., 2004. - 48 с.

161. Лисщкая Р.К. Коксохимическое производство в 80-е годы // Кокс и химия. -1979. № 5. - С. 56-58.

162. Лебедева Н.В., Фурман В.Д., Кислицин В.А., Земляная Г.М. Современные методы оценки влияния вредных факторов окружающей среды на здоровье населения / Центр подготовки и реализации международных проектов технического содействия (ЦПРП), Москва.

163. Леонтьев В. Экономические эссе. Теории, исследования, факты и политика: Пер. с англ. М.: Политиздат, 1990. - 415 с.

164. Левченко П.В., Китаев В.И. Основные закономерности газового факела // Сталь. 1952. - №3. - С. 265-272.

165. Лисиенко В.Г. Аэродинамические характеристики факела в условиях действия подъемных сил // Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1969. - №4. - С. 143-149.

166. Лисиенко В.Г., Щелоков Я.М., Розин С.Е. и др. Вопросы стандартизации показателей эффективности использования топливно-энергетических ресурсов // Теплоэнергетика. 2004. - №10. - С. 70 - 74.

167. Литовский Е.Я., Пучкелевич Н.А. Теплофизические свойства огнеупоров. -М.: Металлургия. 1982. 152 с.

168. Лобов А.А., Михно В.П., Ховалкин С.И. и др. Средства регулирования и эффективность распределения тепла в обогревательных простенках коксовой батареи // Кокс и химия. 1986. - № 8. - С. 12-17.

169. Лобов А.А., Фоменко В.П. Автоматизация работы коксовой батареи // Кокс и химия. 1992. - № 8. - С. 35-37.

170. Лу Чжун-У. Курс введения в теорию теплоэнергетики металлургической технологии. Шеньян, Китай: Изд-во Северо-Восточного политехи, ин-та, 1990. - 184 с. (на китайском языке)

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

172. Лякшиев Н.П., Николаев А.В. Энергетические аспекты металлургии стали // Сталь. 2002. - №3. - С. 66-73.

173. Лякишев Н.П., Ревякин А.В. Проблема глобального потепления и черная металлургия // Сталь. 2000. - №10. - С. 104-108.

174. Марчук Г.И. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды. М.: Наука, 1982. - 320 с.

175. Медведев В.Т., Шитов Н.Ф., Маслова Т.Н., Марьина Н.В. Информационная система экологического мониторинга городского района // Вестник МЭИ. Экология, энергосбережение. Сводный том. М.: Изд-во МЭИ, 1997. С. 101 104.

176. Мелентьев Л.А. Системные исследования в энергетике. Элементы теории, направления развития. М.: Наука, 1983. - 456 с.

177. Мельничук А.Ю., Лемке Е.Р., Гуляев В.М., Глущенко Л.И. Исследование закономерностей термической деструкции углей широкой гаммы метаморфизма // Кокс и химия. 1994. - № 6. - С. 2-6.

178. Месарович М.Д., Мако Д., Такахара И. Теория иерархических многоуровневых систем: Пер. с англ. М.: Мир, 1973. - 344 с.

179. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий / Общесоюзный нормативный документ ОНД-86. Л.: Гидрометеоиздат, 1987.

180. Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа. М.: Наука, 1981.-488 с.

181. Мотулевич В.П. Энергетика в технологии // Промышленная теплотехника. -1992. Т. 14. - №4-6. - С.27-32.

182. Мотулевич В.П., Жубрин С.В. Численные методы расчета теплообменного оборудования /Под ред. Э.Д. Сергиевского. М.: Изд-во МЭИ, 1989. - 78 с.

183. Невский А.С. Лучистый теплообмен в печах и топках. М.: Металлургия. 1971.-440 с.

184. Невский А.С., Ануфриева А.К. Расчет лучистого теплообмена в камере зональным методом и сравнение полученных результатов с результатами, найденными по упрощенному методу // Сб. научн. тр. «Металлургическая теплотехника» / ВНИ-ИМТ,- 1968.-№15.-С. 3-17.

185. Никифоров Г.В., Заславец Б.И. Энергосбережение на металлургических предприятиях. Магнитогорск: Изд-во МГТУ им. Носова, 2000. - 220 с.

186. Николаев В.В., Брук В.М. Системотехника: методы и приложения. Л.: Машиностроение. 1985. - 200 с.

187. Образование и разложение загрязняющих веществ в пламени: Пер. с англ. / Ред. Чигир Н.А. М.: Машиностроение, 1981. - 407 с.

188. Окружающая среда и здоровье населения России / http://www.sci.aha.ru /ATL/ ra00.htm, 1998.

189. О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1997 году: Государственный доклад ГК РФ по охране окружающей среды. Зеленый мир, 1998.-№26.-С.1-31.

190. Отбор проб кокса в камере коксования и определение качества: Распределение качества кокса в камере коксования коксовой печи. Сообщение 1 / ТПП УССР Хар.отд. № 4599/4. - Пер. ст.: Ялюмото X. и др. из журн.: Тэцу то хаганэ. - 1983. -Т.69. - №4. - С.43.

191. Отчёт о проведении базового энергоаудита конвертерного производства

192. ОАО «Северсталь» / НТЦ «ЛАГ Инжиниринг». Том VII. М., 2001. - 79 с.

193. Отчёт о проведении базового энергоаудита коксохимического производства ОАО «Северсталь» / НТЦ «ЛАГ Инжиниринг». Том IV. М., 2001. - 72 с.

194. Оценка воздействия на окружающую среду и разработка нормативов ПДВ: Справ, изд. / Максименко Ю.Л., Шаприцкий В.Н., Горкина И.Д. М.: Изд-во «СП Интермет Инжиниринг», 1999. - 480 с.

195. Оценка содержания коксовой мелочи: Распределение качества кокса в камере коксования коксовой печи . Сообщение 2 / ТПП УССР Хар.отд. № 4599/5. - Пер. ст.: Кобаяси К. из журн.: Тэцу то хаганэ. 1983. - Т.69. - №4. - С.44.

196. Паппас М., Моради Дэ/с. Усовершенствованный алгоритм прямого поиска для задач математического программирования // Труды Американского общества инж.-мех.: Сер. В, Конструирование и технология машиностроения.- 1975. - № 4. -С. 158-165.

197. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости: Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 152 с.

198. Пацков Е.А. Разработка математических моделей и методов решения комплекса задач по горению природного газа: Дис. . д-ра техн. наук. М., 2000. - 512 с.

199. Пацков Е.А. Математическое моделирование газового факела // Газовая промышленность. 1999. - №6. - С.68-70.

200. Пацков Е.А. Компьютерная программа для создания позонного метода расчета факелов // Газовая промышленность. 1998. - №7. - С.59-61.

201. Пашков JI.T. Основы теории горения. М.: Изд-во МЭИ, 2002. - 136 с.

202. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ. М.: Высш. шк„ 1989.-367 с.

203. Пинчук С.И. Научные основы повышения и стабилизации качества доменного кокса на базе разработки и внедрения контролируемой технологии коксования: Дис. . д-ра техн. наук. Днепропетровск, 1990. - 473 с.

204. Подготовка углей к коксованию для улучшения качества кокса // Кокс и химия. 1993. - №11-12. - С.21-23. - Пер. ст.: Parthasarthy L., Sharma R.P., Ghosh N.K. et al. //2-nd European Coke and Ironmaking Congress. - London, 1992. - Vol. 2. - P. 152-171.

205. Поляк Б.Т. Введение в оптимизацию. М.: Наука, 1983. - 384 с.

206. Попырин. JI.C. Математическое моделирование и оптимизация теплоэнергетических установок. М.: Энергия, 1978. - 416 с.тических установок. М.: Энергия, 1978.-416с.

207. Посохов М.Ю., Сухорукое В.И. О стратегии развития коксохимической промышленности Российской Федерации до 2005 г. // Кокс и химия. 2001. - № 3. -С. 10-17.

208. Потапова Т.Е. Информационно-управляющие системы. Эволюция. Проблемы. Решения // Автоматизация в промышленности. 2003. - №1. - С j sM 0

209. Протасов В. Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России. -М.: Финанасы и статистика, 2001. 672 с.

210. Пыриков А.Н., Васнин С.В., Боранбаев Б.М., Козлов В.Д. Защита окружающей среды на коксохимических предприятиях. М.: Интермет-Инжиниринг, 2000. -182 с.

211. Разработка и внедрение программы финансового оздоровления ОАО КМК: Отчет о НИР / НТЦ «ЛАГ Инжиниринг». М„ 1998. - 116 с

212. Разработка инвестиционной стратегии и программы оптимального управления ОАО ЗСМК: Отчет о НИР (промежуточн.) / НТЦ «ЛАГ Инжиниринг». М., 1999. - 142 с.

213. Разработка математической модели теплотехнического режима процесса коксования с учетом фактической сырьевой базы и требований к качеству кокса: Отчет о НИР / НТЦ «ЛАГ Инжиниринг». М., 2005. - 108 с.

214. Разработка методов исследования и совершенствования угольной базы и технологических процессов коксования для повышения качественных характеристик угольной шихты и кокса: Отчет о НИР / НТЦ «ЛАГ Инжиниринг». М., 2003. - 89 с.

215. Разработка первого уровня программно-информационой системы оптимального управления ресурсами ОАО «НОСТА»: Отчет о НИР / НТЦ «ЛАГ Инжиниринг». Том I. М., 1998. - 161 е.; Описание программы. - Том II. М., 1998. - 51 с.

216. Разработка предпроектных предложений по модернизации теплоэнергетического хозяйства Череповецкого металлургического комбината (ЧерМК): Отчет о НИР / Моск. энерг. ин-т. № ГР 01910053466. - М., 1992. - 164 с.

217. Разработка программно-информационной системы управления сырьевыми ресурсами ОАО «Северсталь»: Отчет о НИР / НТЦ «ЛАГ Инжиниринг». Том I. М., 2001. 95 е.; Описание программы. - Том II. М., 2001. - 75 с.

218. Разработка программно-информационной системы управления энергетическими ресурсами ОАО «Северсталь» «ОптиМет-Энергия»: Отчет о НИР / НТЦ «ЛАГ Инжиниринг». М., 2001. - 114 с.

219. Разработка модели адаптивного управления процессом сухой перегонки кокса / ТИП УССР Хар.отд. № Б1552/21. - Пер. ст.: Хасэгава А. и др. изжурн.: Тэцу то хаганэ. - 1986. - Т.72. - №4. - С.32.

220. Райницхубер Ф. Повышение эффективности использования материалов и энергии на металлургических заводах с кислородно-конвертерным производством стали // Черные металлы. 1998. - Ноябрь-декабрь. - С. 68-75.

221. Райфа Г. Анализ решений: Пер. с англ. М.: Наука, 1977. - 408 с.

222. Ревеллъ П., Ревеллъ Ч. Среда нашего обитания: в 4-х кн. Кн.2. Загрязнение воды и воздуха. М.: Мир, 1995. - 296 с.

223. Ревич Б.Е. Загрязнение окружающей среды и здоровье населения. М.: Изд-во МНЭПУ, 2001. -264 с.

224. Реклейтис Г., Рейвиндран А., Рэгсдэл К. Оптимизация в технике: В 2 кн.: Пер. с англ. М.: Мир, 1986. - Кн.1. - 349 е.; - Кн.2. - 320 с.

225. Рогинский О.Г., Пацков Е.А. Расчет выбросов загрязняющих веществ на факельных установках// Газовая промышленность. 1997. - №1. - С.24-26.

226. Роде В., Бек К.-Г. Прекарбон новый способ использования предварительно нагретого коксующегося угля // Глюкауф. - 1973. - №6. - С. 28-39.

227. Розенгарт Ю.И., Потапов Б.Б., Ольшанский В.М., Бородулин А.В. Теплообмен и тепловые режимы в промышленных печах. Киев, Донецк: Вища школа, 1986. -294 с.

228. Ромасъко B.C., Санчес М.Г. Выбор параметров температурного режима коксования // Кокс и химия. 1995. - № 4. - С. 13-16.

229. Росляков П.В., Ионкин И.Л., Егорова Л.Е. Система непрерывного мониторинга и контроля вредных выбросов. М.: Изд-во МЭИ, 2000. 158 с.

230. Россия в цифрах. 2004: Крат. стат. сб. / М.: Федеральная служба государственной статистики, 2004. 431 с.

231. Рудыка В.И., Малина В.П. О перспективе развития коксового производства и его технологии // Кокс и химия. 1997. - № 8. - С. 5-9.

232. Русаков П.Г, Шур А.Б., Бялый Л.А. Восстановительная и тепловая работа газов при вдувании природного газа в доменную печь // Сталь. -1965.-№8,- С.676-678.

233. Рябиченко А.Д., Динелът В.М., Комаров А.Н., Иванов A.M. Влияние режимных параметров и технологической подготовки шихты на особенности эксплуатации болыпеемких коксовых батарей // Кокс и химия. 1983. - № 9. - С.24-27.

234. Саваи И., Кунуги M., Жинно X. Турбулентные диффузионные пламена // Вопросы горения и детонационных волн. IV международный симпозиум по вопросам горения и детонационных волн: Пер. с англ. М.: Оборонгиз, 1958. - С.569-575.

235. Савчук Н.А., Курунов И.Ф. Доменное производство на рубеже XXI века // Новости черной металлургии за рубежом. Ч. II, Прилож. 5. - М.: Черметинформ, 2000. - 42 с.

236. Сазанов Б.В., Ситас В.И. Теплоэнергетические системы промышленных предприятий. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 304 с.

237. Самарский А.А., Вабищевич П.Н. Вычислительная теплопередача. М.: Едиториал УРСС, 2003. - 784 с.

238. Свид. РОСПАТЕНТА № 990661 о регистр, программы для ЭВМ. Программно-информационная система ОптиМет. ЗАО НТЦ «ЛАГ Инжиниринг» / Ситас В.И., Султангузин И.А., Шомов П.А. и др. 13.09.1999.

239. Семенов Н.Н. Избранные труды: В 4 т. Цепные реакции. М.: Наука, 2004. -Т. I. - Кн.1. - 392 с.

240. Семикин И.Д., Аверин С.И., Радченко И.И. Топливо и топливное хозяйство металлургических заводов. М.: Металлургия, 1965. - 392 с.

241. Сергиевский Э.Д., Хомченко Н.В., Яковлев И.В. Расчёт нестационарных параметров одиночного ребра численными методами. М.: Изд-во МЭИ, 2002. - 36 с.

242. Сергиевский Э.Д., Хомченко Н.В., Овчинников Е.В. Расчёт локальных параметров течения и теплообмена в каналах. М.: Изд-во МЭИ, 2002. - 46 с.

243. Система регулирования температуры в коксовой батарее / ТПП УССР Хар.отд. № 4599/6. - Пер. ст.: Хасимото К. и др. из журн.: Тэцу то хаганэ. - 1983. -Т.69. - №4. - С.46.

244. Смирнов B.C., Власов С.А., Ваулинский Е.С., Лебедев Б.И. Методы и модели управления проектами в металлургии. М.: Изд-во СИНТЕГ, 2001. - 176 с.

245. Ситас В.И., Султангузин И.А. Математическое моделирование теплоэнергетической системы металлургического комбината на ЭВМ // Научн. тр. ин-та / Моск. энерг. ин-т. 1989. - Сб. № 198. - С. 13 - 19.

246. Ситас В.И., Султангузин И.А, Шомов А.П. и др. Программно-информационная система «ОптиМет» управления энергетическими и сырьевыми ресурсами металлургического комбината // Вестник МЭИ. 2003. - №5. - С. 114-119.

247. Ситас В.И., Султангузин И.А., Анохин А.Б. Системный подход к решению задач энергосбережения и экологии для металлургических комбинатов // Новые процессы в черной металлургии: Тез. докл. засед. Науч. совета ГКНТ СССР М., 1990. -С.34-35.

248. Скляр М.Г. Физико-химические основы спекания углей. М.: Металлургия, 1984. - 200 с.

249. Скляр М.Г., Карпов А.В. Возможности непрерывного слоевого коксования в части расширения угольной сырьевой базы и улучшения экологии // Кокс и химия. -1999. № 6. - С. 12-16.

250. Скляр М.Г., Кафтан Ю.С., Карпов А.В. Механизм перехода углей в пластическое состояние и отверждения пластической массы. Сообш. 1,2// Кокс и химия. -1996. № 8. - С. 2-5; № Ю. - С. 9-12.

251. Скляр М.Г., Шустиков В.И., Вирозуб И.В. и др. Исследование кинетики термического разложения углей // Химия твердого топлива. 1968. - № 3. - С. 22-32.

252. СНиП 23-01-99. Строительная климатология / Строительные нормы и правила РФ. -М.: Госстройиздат, 1999. 67 е.; СНиП 2.01.01-82. -М.: Госстройиздат, 1982. -136 с.

253. Спирин Н.А., Швыдкий B.C., Лобанов В.И., Лавров В.В. Введение в системный анализ теплофизических процессов металлургии. Екатеринбург: Изд-во Уральского гос. техн. ун-та, 1999. - 205 с.

254. СполдингД.Б. Горение и теплообмен. М.: Машиностроение, 1985. - 237 с.

255. Сполдинг Д.Б. Цели и средства теории пламен // Пламена и химическая кинетика. Сб. статей: Пер. с англ. М.: ИЛ, 1961. - С.32-50.

256. Справочник коксохимика / под ред. А.К. Шелкова. М.: Металлургия, 1964. - Т.1. - 490 е.; 1965. - Т.2. - 343 е.; 1966. - Т.З. - 384 е.; 1966. - Т.4. - 454 с.

257. Станкевич А.С., Золотухин Ю.А., Калинина Г.И. и др. Взаимосвязь между механической прочностью кокса, химико-петрографическими параметрами шихт из Кузнецких углей и режимом коксования // Кокс и химия. -1981. № 2. - С. 27-31.

258. Станкевич А.С. Расчет шихт и прогноз качества кокса из углей восточных бассейнов на основе их петрографических параметров // Кокс и химия. 1983. - № 9. -С. 11-16.

259. Станкевич А.С., Трегуб В.В., Алешин В.И. и др. Прогноз качества кокса на основе параметров Единой промышленно-генетической классификации углей // Кокс и химия. 1990. - № 12. - С. 36-39.

260. Станкевич А. С., Чегодаева Н.А., Вене В.А., Черемискина А.Н. Оптимизация состава шихты для прогнозирования качества кокса по химико-петрографическим характеристикам // Кокс и химия. 1998. - № 9. - С. 11-17.

261. Станкевич А.С., Круглова В.Н., Ворсина Д.В., Золотухин Ю.А. Модель оптимизации показателей прочности кокса на основе химико-петрографических параметров углей и нелинейного программирования // Кокс и химия. 2000. - № 5. - С. 21-29.

262. Станкевич А.С., Яблочкин Н.В., Когтев Ю.П. и др. Составление шихт для коксования на основе оптимизации и прогноза прочности кокса по химико-петрографическим показателям углей // Кокс и химия. 2002. - № 3. - С. 9-17.

263. Старовойт А.Г., Анисимов В.А., Гончаров В.Ф. Кинетика движения и характер охлаждения кокса в камере УСТК // Кокс и химия. 1990. - № 3. - С. 9-10.

264. Степанов B.C. Анализ энергетического совершенствования технологических процессов. Новосибирск: Наука, 1984. - 273 с.

265. Степанов Ю.В., Беркутов Н.А., Сухорукое В.И. Готовность кокса и объем пылегазовых выбросов при его выдаче // Кокс и химия. 2002. - № 6. - С. 13-19.

266. Строкин В.Н., Клячко JT.A. Турбулентное диффузионное горение газа в цилиндрической камере // Инженерно-физический журнал. 1969. - Т. XVII. - №3. -С.447-455.

267. Султангузин И.А. Рациональное построение системы аккумулирования конвертерных газов под давлением на основе методов математического моделирования:

268. Дисс. . канд. техн. наук. М., 1985. -125 с.

269. Султангузин И.А., Ситас В.И. Рациональное построение систем использования конвертерных газов // Промышленная энергетика. 1986. - №10. - С.5-7.

270. Султангузин И.А. Реновация энергетического оборудования на основе эколо-го-экономических требований // Горный журнал. 2004. - Июль, спецвыпуск. -С. 60-62.

271. Сухорукое В.И. Развитие теории промышленного процесса коксования и разработка комплекса средств для повышения его эффективности: Автореф. дис. . д-ра техн. наук. М., 1984. - 42 с.

272. Сухорукое В.И. Научные основы совершенствования техники и технологии производства кокса. Екатеринбург, 1999. - 393 с.

273. Сысков К.И. Теоретические основы оценки и улучшения качества доменного кокса. М.: Металлургия, 1984. - 184 с.

274. Татевосов Р.В. География населения. М.: МНЭПУ, 1999. 92 с.

275. Таха Х.А. Исследование операций. 6-е изд.: Пер. с англ. - М.: Изд. дом «Вильяме», 2001. - 912 с.

276. Телешее Ю.В., Кауфман С.И., Шептоеицкий М.С. и др. Составление и исследование материального баланса процесса коксования // Кокс и химия. 1997. -№ 1. - С. 19-25.

277. Технология производства стали в современных конвертерных цехах / Колпаков С.В., Старое Р.В., Смоктий В.В. и др. М.: Машиностроение, 1991. - 464 с.

278. Титов И.П., Родъкин С.П., Казачков А.И. Влияние крупности и макроингре-диентного состава угля на его термохимические превращения // Кокс и химия. 1979. - № 12. - С. 4-7.

279. Ткаченко В.Н., Бритое Н.А., Парфенюк А. С. и др. Расчет на ПЭВМ температурных режимов коксования углей // Кокс и химия. 1993. - № 1. - С. 21-25.

280. Ткаченко В.Н., Бритое Н.А., Парфенюк А.С. и др. Математическая модель теплообмена в зоне прессования агрегатов для коксования углей // Кокс и химия. -1994.-№2.-С. 19-21.

281. Тринг М., Нъюбай М. Длина закрытых турбулентных диффузионных пламен // Вопросы горения и детонационных волн. IV международный симпозиум по вопросам горения и детонационных волн: Пер. с англ. М.: Оборонгиз, 1958. - С.554-560.

282. Трифанов В.Н., Коновалова Ю.В., Гагарин С.Г., Султангузин И.А. О применении петрографических методов оценки шихт для коксования на коксохимическом производстве ОАО «Северсталь» // Кокс и химия. 2001. - №2. - С. 9-14.

283. Трифанов В.Н., Коновалова Ю.В., Султангузин И.А. и др. Расширение сырьевой угольной базы коксования ОАО "Северсталь" // Кокс и химия. 2002. - № 11.-С. 2-10.

284. Трифанов В.Н., Гюлъмалиев A.M., Гагарин С.Г., Султангузин И.А. Высокотемпературное взаимодействие доменного кокса с диоксидом углерода // Химия твердого топлива. 2004. - № 2. - С. 19-26.

285. УкраГна у цифрах у 2003 рощ / Кшв: Державний ком1тет статистики Укрш-ны, 2004.-С. 193-194.

286. Успенский С.К, Минасое А.Н., Суслов А.Н. и др. Совершенствование технического уровня и повышение эффективности установок сухого тушения кокса // Кокс и химия. 1988. - № 1. - С. 38-41.

287. Ухмылова Г.С. Освоение производства формованного кокса за рубежом // Кокс и химия. 1979. № 5. - С. 58-60.

288. Фомин А.П., Грязное H.C., Лазовский ИМ., Мочалова Р.В. Метод прогноза оптимальной степени измельчения угольной шихты для коксования // Кокс и химия. -1968. № 4. - С. 1-6.

289. Формирование эффективной системы управления коксохимическим предприятием (подходы, технологии, решения). Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 1999.-216 с.

290. Форрестер Дою. Основы кибернетики предприятия (Индустриальная динамика): Пер. с англ. М.: Прогресс, 1971. - 340 с.

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

292. Фристром P.M., Вестенберг А.А. Структура пламени: Пер. с англ. М.: Металлургия, 1969. -364 с.

293. Ханин ИМ. Изучение движения газов в коксовых печах методом подобия. -Харьков: Металлургиздат, 1957. 203 с.

294. Характеристики горения по высоте коксовой печи / ТПП УССР Хар.отд. -№ 4598/1. Пер. ст.: Ямамото Т. из журн.: Тэцу то хаганэ. - 1983. - Т.69. - С.807.

295. Ъ25. Химмельблау Д. Прикладное нелинейное программирование: Пер. с англ. -М.: Мир, 1975.-520 с.

296. Холл АД. Опыт методологии для системотехники: Пер. с англ. М.: Советское радио, 1975. - 448 с.

297. Хоттел Г., Гаусорн В. Диффузия в пламени в ламинарном потоке // Вопросы горения. Сб. переводов статей: Пер. с англ. М.: ИЛ, 1953. - С.124-145.

298. Хоттелъ X. Лучистый теплообмен // Теплопередача: Пер. с англ. / Мак-Ад амс ВX. М.: Металлургиздат, 1961. - С. 87-174.

299. Хофхерр К., Лисцио П. Штиль Г. Улучшение охраны окружающей среды на примере коксохимического цеха в Швельгерне // Черные металлы. 2001. - Июль-август.-С. 94-101.

300. Хрущ В.К, Бородулин Т.А. Теплофизическая модель многостадийного процесса коксования углей // Экология и теплотехника: Тр. междунар. конф. Днепропетровск, 1996. - С.279.

301. Цветков В.Я. Геоинформационные системы и технологии. М.: Финансы и статистика, 1998. -288 с.

302. Цикарев Д.А. Японская система цен на коксующиеся угли // Кокс и химия. -1997. № 12. -С.36-37.

303. Цишколе В., Эсфелъд Г., Ширло У. Высококачественный кокс основное условие эффективной доменной плавки // Черные металлы. - 1992. - №5. - С.24-32.

304. Ченцов А.В., Чесноков Ю.А., Шаврин С.В. Балансовая логико-статистическая модель доменного процесса. М.: Наука, 1991. - 92 с.

305. Черная металлургия зарубежных стран и России. Науч. тр. ЦНИИ инф. и техн.-экон. иссл. чер. мет. (АО «Черметинформация») / Под общ. ред. В.В. Катунина. М.: Черметинформация, 2001. - 319 с.

306. Шаприцкий В.Н. Защита атмосферы в металлургии. М.: Металлургия, 1984.-215 с.

307. Шафиркин А.В. Модель экологической и социальной напряженности в регионах для описания риска ухудшения здоровья населения // Научные аспекты экологической проблемы России. Тр. Всеросс. конф. 13-16 июня 2001 г. Москва, 2001. -Т.1.-С. 596-601.

308. Шевяков Г.Г., Комов В.Ф. Влияние негорючих примесей на длину присопло-вого осесимметричного турбулентного диффузионного факела пламени // Физика горения и взрыва. 1977. - №5. - С. 667-670.

309. Шенъ Ютинъ. Математическое моделирование в теплоэнергетике. Пекин: Изд-во Циньхуа Ун-та, 1988. 393 Р. (на китайском языке).

310. Шитое Н.Ф., Гаряев А.Б. Определение поля концентрации примеси от промышленных источников при изменяющихся метеоусловиях. М.: Изд-во МЭИ, 1999. -11 с.

311. Школлер М.Б., Динелът В.М., Корчуганова Г.С., Петров В.Б. Влияние термической подготовки шихты на разрушение кокса в условиях доменного процесса // Кокс и химия. 1983. - № 9. - С. 35-39.

312. Шмид Р., Сапунов В.Н. Неформальная кинетика. В поисках путей химических реакций: Пер. с англ. М.: Мир, 1985. - 264 с.

313. Шорин С.Н., Ермолаев О.Н. Характеристики горения и радиации турбулентного газового факела// Теплоэнергетика. 1959. - №2. - С. 57-62.

314. Штиллер В. Уравнение Аррениуса и неравновесная кинетика: Пер. с англ. -М.: Мир, 2000. 176 с.

315. Шуп Т. Решение инженерных задач на ЭВМ: Пер. с англ. М.: Мир, 1982. -237 с.

316. Щетинков Е.С. Физика горения газов. М.: Наука, 1965. - 739 с.

317. Энергия и черная металлургия: Отчет Международного института черной металлургии / ВЦП. № М-01740. - М., 14.04.86. - 317 с. - Пер. отч.: Energy and Steel Industry: Report of Intern. Iron and Steel Institute. - 1982. - 244 p.

318. Энергосберегающая технология фирмы «Ниппон Кокан» / Черметинформа-ция. № 16251/2. - М„ 19.02.87. - 73 с. - Пер.ст.: NKK Energy Saving Technology, из журн. Nippon Kokan Technical Bulletin.

319. Эшби У.P. Введение в кибернетику: Пер. с англ. М.: Изд-во иностр. литературы, 1959.-432 с.

320. Эшби У.Р. Конструкция мозга-М.: Изд-во иностр. литературы, 1962,- 399 с.

321. Юзов О.В., Седых A.M. Тенденции изменения показателей работы предприятий черной металлургии России // Сталь. 2004. - №5. - С.112-116.

322. Юсфин Ю.С., Леонтьев Л.И., Черноусое П.И. Промышленность и окружающая среда. М.: ИКЦ «Академкнига», 2002. - 469 с.

323. Юсфин Ю.С., Черноусое П.И., Неделин С.В. Экобалансы критерий перспективности промышленных технологий // Сб. трудов Международной конференции-диспута «Металлургия и металлурги XXI века». - М.: Изд-во МИСиС, 2001. - С. 194-216.

324. Юсфин Ю.С., Черноусое П.И. Ресурсо-экологические проблемы современного мира и металлургия // Металлург. 1998. - №2. - С. 25-34.

325. Ярунин С.Н., Борисов Б.Г., Султангузин И.А. и др. Анализ изменения энергетических и экологических балансов металлургических комбинатов при использовании твердых отходов в доменном производстве // Бюллетень «Черная металлургия». — 1995. №12. - С.38-41.

326. Яхимовски К.Дж. Упрощенный механизм горения углеводородного топлива // Аэрокосмическая техника. 1986. - №6. - С. 148-156.

327. Anderson H.R., de Lion А.Р., Bland J.M. et al. Air pollution and daily mortality in London: 1987-92 // Biomedical Journal. 1996. - Vol.312. - 16 March. - P. 665-669.

328. Atkinson В., Merrick D. Mathematical models of the thermal decomposition of coal. 4. Heat transfer and temperature profiles in a coke-oven charge // Fuel. 1983. - Vol. 62, May.-P. 553-561.

329. Badzioch S., Gregory D.R., Field M.A. Investigation of the Temperature Variationof the Thermal Conductivity and Thermal Diffusivity of Coal // Fuel. 1964. - Vol.43. - P. 267-280.

330. Baer H. Cokemaking with the single chamber coking system // 4th European Coke and Ironmaking Congress, 19-21 June 2000. Paris, France, 2000. - Vol. II. - P. 659663.

331. Barr P. V., Brimacombe J. K., Richards J. A heat-trahsfer model of the tall coke-oven flue // Ironmaking Conf. Proc. 1987. - Vol. 46. - P. 283-297.

332. Beppler E., Langner K., Mulheims K., et al. Coke quality and its influence on the lower part of the blast furnace // 4th European Coke and Ironmaking Congress, 19-21 June 2000. Paris, France, 2000. - Vol. I. - P. 224-230.

333. Bertling H., Meyer G., Janicka J. Development of a new coke oven heating system // Ironmaking Conf. Proc. 1988. - Vol. 47. - P. 119-124.

334. Best M.H., Burgo J.A., Valia H.S. Effect of Coke Strength after Reaction (CSR) on Blast Furnace Performance // Ironmaking Conference Proceedings. 2002. - P. 213-239.

335. Blake T.R., McDonald M. An Examination of Length Data from Vertical Turbulent Diffusion Flames // Combustion and Flame. 1993. - Vol.94. - P.426-432.

336. Bonnefous S., Despres A. EUROGRID Paradox 386 Software / Commissariat a l'Energie Atomique. IPSN, F-92263. - Fontenay-aux Roses, 1990.

337. В rode R.W., Wang J. Industrial source complex (ISC) dispersion model user's guide: 2nd edition. / US Environmental Protection Agency. Vol.1. EPA 450/4-92-002a. -USA, 1992.

338. Brown H.R., Taylor G.H., Cook A. C. Prediction of Coke Strength from the Rank and Petrographic Composition of Australian Coals // Fuel. Vol.42. - 1964. - P.43-54.

339. Burke S. P., Schumann Т. E. W. Diffusion Flames // Industrial and Engineering Chemistry. 1928. - Vol.20. - № 10. - P. 998- 1004.

340. Burke S. P., Schumann Т. E. W., Parry V.F. The Physics of Coal Carbonisation // Fuel. -1931. Vol.10. - № 4. - P. 148-171.

341. Chatterjee A. Alternative Ironmaking Technologies a Techno-Economic Comparison // Intern. Workshop on Romelt Process. 6-7 April 2000. - Delhi, India, 2000. -P. 1-34.

342. Chen K. L., Chin M. Q. Mathematical Model of a Coke Oven // Ironmaking Conf. Proc. 1985. - Vol. 44. - P. 279-286.

343. Chen K.L., Conarty T.J., Schrader R.H. Development and Implementation of Closed Loop Control of Coke Oven Underfiring // Ironmaking Conf. Proc. 1985. - Vol. 44. - P. 103-106.

344. Cool T.A., Bernstein J.S., Song X.-M., Goodwin P.M. Profiles of HCO and CH3 in CH4/02 and C2H4/02 Flames // 22th Symp. (Int.) on Combustion. 1988. - P. 1421-1432.

345. Dales R., Burnett R.T., Smith-Doiron M. et al. Air Pollution and Sudden Infant Death Syndrome // Pediatrics. 2004. - Vol. 113. - N0.6. - P. 628-631.

346. Dockery D.W., Pope III C.A., Xiping Xu et al. An association between air pollution and mortality in six US cities // New England Journal of Medicine. 1993. - Vol. 329. -№24.-P. 1753-1759.

347. Dockery D.W., Pope III C.A. Acute respiratory effects of particulate air pollution // Ann. Rev. Public Health. 1994. - Vol.15. - P. 107-132.

348. Draxler R.R., Hess G.D. Description of HYSPLIT System / Air Resources Laboratory. NOAA Technical Memorandum ERL ARL-224. Silver Spring Maryland, 1997 (revised 2004). - 28 p.

349. Dryer F.L., Glassman I. High-Temperature Oxidation of CO and CH4 // 14th Symp. (Int.) on Combustion. 1972. - P.987-1003.

350. Edelman R.B., Farmer R.C., Wang T.-S. Combustion and Emissions of Synthetic Fuel Components // Combustion of Synthetic Fuels. ACS Symposium series No.217. -1983.-P. 113-132.

351. Estimating Fuel Cycle Externalities: Analytical Methods and Issues: Report 2 / Oak Ridge National Laboratory and RFF, USA. Study by US DOE and Commission of EC, July 1994.-350 P.

352. EUROSTAT. NUTS Database / Statistical Office of the European Communities. -Brussel, 1992.

353. Externalities of Fuel Cycles ExternE Project. Coal Fuel Cycle: Report № 2 / European Commission DG XXII. 1994. - 325 P.

354. Fedra К. GIS and Environmental Modeling // Environmental Modeling with GIS. eds. Goodchild M.F., Parks B.O., Steyaert L.T. Oxford University Press, 1994. - P.35-50.

355. Finnveden G., Nilsson M., Johansson J. et.al. Strategic environmental assessment methodologies—applications within the energy sector // Environmental Impact Assessment Review. 2003. - Vol. 23. - Issue 1. - January. - P. 91-123.

356. Friedman S. Climate Change and the Iron and Steel Industry // Steel Times International. 1999. - January. P. 17 - 22.

357. Frost P.D., Hale R.W., McLeer T.J. Energy consumption in the primary production of metals // Iron and Steel Engineer. 1979. - Vol.50. - No.4. - P. 50-56.

358. Frolov S.M., Basevich V.Ya., Neuhaus M.G., Tatschl R. A Joint velocity-scalar PDF Method for Modeling Premixed and Nonpremixed Combustion // Advanced Computation & Analysis of Combustion / Ed. G.D.Roy et al. Moscow, 1997. - P. 537-561.

359. Gaillet J.P., Grijfay G., Roth J.L. Theoretical and experimental study of heat transfer in coke ovens // Ironmaking Conf. Proc. 1988. - Vol. 47. - P. 71-74.

360. Ghosh N.K., Parthasarthy L., Sharma R.P. Design of multicomponent coal blands using high and low ash coals for BF cokemaking. 4th European Coke and Ironmaking Congress, 19-21 June 2000. Paris, France, 2000. - Vol. I. - P. 110-116.

361. Grosmann J., Sitas V., Sultanguzin I. Optimierung der Energieversorgung eines metallurgischen Kombinates nach energetischen und okologischen Kriterien // Energiean-wendung. V.38, 1989. - №3. - S. 88 - 90.

362. Grosspietsch K.H., Lungen H.B., Dauwels G., et al. Coke quality requirements by European blast furnace operators in the turn of the millennium // 4th European Coke and Ironmaking Congress, 19-21 June 2000. Paris, France, 2000. - Vol. I. - P.2-11.

363. Gunther R., Lenze B. Exchange Coefficients and Mathematical Models of Jet-Diffusion Flames // 14th Symp. (Int.) on Combustion. 1972. - P. 675-687.

364. Hautman D.J., Dryer F.L, Schug K.P., Glassman I. A Multiple-step Overall Kinetic Mechanism for the Oxidation of Hydrocarbons // Combustion Science and Technology. 1981. - Vol.25.'- P. 219-235.

365. Hohmeyer O. Social Costs of Energy Consumption. Springer Verlag, 1988.61 p.

366. Ни Desheng. Control and prediction of coke quality at Baosteel // Proc. 4th European Coke and Ironmaking Congress, 19-21 June 2000. Paris, France, 2000. - Vol. I. - P. 157-160.

367. Ishida N., Akimito K, Nagare T. New Energy Control System at Mizushima Works // Kawasaki Steel Technical Report. 1989. - № 20. - P. 50-58.

368. Johnson T.R., Beer J.M. Radiative Heat Transfer in Furnaces: Further Development of the Zone Method of Analysis // 14th Symp. (Int.) on Combustion. -1972. P. 639-650.

369. Karpinski J.M., Connarty T.J. Temperature fields in coking coal charges // Iron-making Conf. Proc. 1982. - Vol. 41. - P. 286-296.

370. Kashiwagi T.,Bruggink J., Giraud P.-N. et al. Industry // Climate Change 1995. Impacts, Adaptations and Mitigation of Climate Change: Scientific-Technical Analysis. -Cambridge University Press, 1996. P. 649 - 677.

371. Kellogg H.H. Energy Efficiency in the Age of Scarcity // Journal of Metals. -1974.-№ 6.-P. 25-29.

372. Khan M.A, Gransden J.F., Price J.T. Variation of coke properties in an industrial oven // Ironmaking Conf. Proc. Vol. 44. - 1985. - P. 251-254.

373. Kroger C., PohlA. //Brennstoff-Chemie. 1957. Bd. 38. № 7/8. S. 102-107.

374. Laurier G. C., Readyhough P. J., Sullivan G. R. Heat transfer in a coke oven // Fuel. 1986. - Vol. 65, September. - P. 1190-1195.

375. Lee J.T., Shin D., Chung Y. Air pollution and daily mortality in Seoul and Ulsan, Korea // Environmental Health Perspective. -1999. Vol. 107(2). - February - P. 149-154.

376. Lee R. Externalities Studies: Why Are the Numbers Different? // Proc. Ill Intern.

377. Workshop on Externalities Costs. Ladenburg, Germany, May 1995. - 15 P.

378. Leksell L, Rabl A. Air Pollution and Mortality: Quantification and Valuation of Years of Life Lost // Risk Analysis, revised version, 19 April 2001. 27 p.

379. Levy A., Arbib H.A., Merryman L. Intermediate Btu Gas Global Flame Kinetics // Combustion of Synthetic Fuels. ACS Symposium series No.217. 1983. - P. 113-132.

380. Life Cycle Study Highlights Environmental Credentials of Coal // Ecoal. The newsletter of the World Coal Institute. 2000. - Vol. 34. - June. - P. 1-3.

381. Lipfert F.W. Air Pollution and Community Health: a Critical Review and Data Sourcebook. New York: Van Nostrad Reinhold, 1994. - 542 P.

382. Lu Zhongwu, Kiyoshi Kamei. Some Ideas about Industrial Energy Conservation // Technology Reports of Kansai University. 1985. - № 26. - March. - P.109-113.

383. Manahan S.E. Environmental chemistry. 6th ed. - Lewis Publisher, US, 1994. -811 p.

384. Medina S., Plasencia A., ballester F. et.al. Apheis: public health impact of РМю in 19 European cities // Journal of Epidemiology and Community Health. 2004. - Vol.58. -P.831-836.

385. Mulligan M.J., Thomas K.M. Some aspects of the role of coal thermoplastisity and coke structure // Fuel. 1987. - V.66. - № 9. - P.1289-1298.

386. Munnix R., Delfanne S., Franssen R., et. al. Coke Oven Temperature Distribution Monitoring // Ironmaking Conf. Proc. 1985. - Vol. 44. - P. 107-111.

387. Nakazaki A., Matsuo Т., Nakagava Y., Naganuma Y. Application and Effects of Automatic Coking Control // Ironmaking Conf. Proc. 1987. - Vol. 46. - P. 299-306.

388. Nashan G., Rohde W., Wessiepe K., Winzer G. Modular and 2-product technology. The cokemaking process for the future // Proc. 4th European Coke and Ironmaking Congress, 19-21 June 2000. Paris, France, 2000. - Vol. II. - P. 1-8.

389. Nayak B.R., Krishnan S.H. Micro-texture of Stamp Charged Coke // Tata Search. -2000. P. 13-15.

390. Nebel B.J., Wright R.T. Environmental science: the way the world works. -5th ed.- Prentice Hall, NJ, US, 1996. 698 p.

391. Nilsson M., Finnveden G., Bjorklund A., Johansson J. Testing a SEA methodology for the energy sector: a waste incineration tax proposal // Environmental Impact Assessment Review. 2005. - Vol. 25. - January. - P. 1-32.

392. O'Donnell E.M., Poveromo J.J. Coke quality requirements from the North American perspective. 4th European Coke and Ironmaking Congress, 19-21 June 2000. Paris, France, 2000. - Vol. I. - P. 12-19.

393. Ottinger R.L. Incorporating externalities The Wave of the Future // Proc. Expert Workshop on Life-Cicle Analysis of Energy Systems, Methods and Experience. - Paris, France, May 1992. - P.54-70.

394. Pappas M. An Improved Direct Search Numerical Optimization Procedure: Report / New Jersey Institute of Technology. No. AD-A037019. - USA, 1977. - 55 p.

395. Patankar S.V., Spalding D.B. A Computer Model for Three-Dimensional Flow in Furnaces// 14th Symp. (Int.) on Combustion. 1972. - P. 605-614.

396. Pearce D., Bann C. The Social Costs of Electricity Generation in the UK // Proc. Expert Workshop on Life-Cicle Analysis of Energy Systems, Methods and Experience. Paris, France, May 1992. P.71-82.

397. Peeters J., Mahnen G. Reaction Mechanisms and Rate Constants of Elementary Steps in Methane-Oxygen Flames// 14th Symp. (Int.) on Combustion.- 1972.-P.133-146.

398. Penttinen P., Tiittanen P., Pekkanen J. Mortality and air pollution in metropolitan Helsinki // Scandinavian Journal of Work of Environmental Health. 2004. - Vol.30. Suppl 2.-P. 19-27.

399. Pfeijfer J. B. Computer control of Betlehem Steel's 'A' coke battery at Betlehem, PA // Ironmaking Conf. Proc. 1988. - Vol. 47. - P. 99-107.

400. Philipp J.A. European steel environmental protection and its steel image // Steel Times International. 1999. - P. 23 - 25.

401. Pope C.A., Thun M.J., Naboodiri M.M. et al. Particulate Air Pollution as a Predictor of Mortality in a Prospective Study of U.S. Adults // American Journal of respiratory and

402. Critical Care Medicine. 1995. - Vol. 151. - P. 669 - 674.

403. Pope СЛ., Burnett R.T., Thun M.J. et al. Lung Cancer, Cardiopulmonary Mortality, and Long-term Exposure to Fine Partical Air Pollution // JAMA. 2002. Vol. 287. - P. 1132-1141.

404. Price J.T., Grandsen J.F., Khan M. A. Effect of the properties of western Canadian coals on their coking behaviour // Ironmaking Conf. Proc. Vol. 47. - 1988. - P. 39-55.

405. Rabl A. Mortality Risks of Air Pollutions: the Role of Exposure-Response Functions // Journal of Hazardous Materials. 1998. - Vol.61. - P.91-98.

406. Rabl A., Spadaro J.V. Damages and Costs of Air Pollution: an Analysis of Uncertainties // Environment International. 1999. - Vol.25(l). - P.29-46.

407. Rabl A., Spadaro J.V. Public Health Impact of Air Pollution and Implications for the Energy System// Annual Reviews Energy Environment. 2000. - Vol.25. - P.601-627.

408. Rabl A., Spadaro J.V., Sultanguzin I.A. External Cost of Biomass and Waste In-ceneration // 1st progress report. / Ecole des Mines de Paris, France, May, 1996. 55 P.

409. Reitz R.D., Bracco F.V. Global Kinetics Models and Lack of Thermodynamic Equlibrium // Combustion and Flame. 1983. - Vol.53. - P.141-143.

410. Rohde W., Simonis W., Peters W. Berechnung und Messung des instationaren Temperaturfeldes bei der Steinkohlenlenpyrolyse im Koksofen // Brennstoff-Chemie. -1969. Bd.50. - № 1. - S. 7-14.

411. Samet J.M., Dominici F., Curriero F.C. et.al. Fine Particulate Air Pollution and Mortality in 20 U.S. Cities, 1987-1994 // New England Journal of Medicine. 2000. -Vol.343.-№ 24. - P.1742-1749.

412. Samoli E., Touloumi G., Zanobetti A. et.al. Investigating the dose-response relation between air pollution and total mortality in APHEA-2 multicity project // Occupationaland Environmental Medicine. 2003. - Vol.60. - P.977-982.

413. Schwartz J. Particulate air pollution and daily mortality in Detroit // Environmental Research. December 1991. - Vol. 56(2). - P. 204-213.

414. Schwartz J., Dockery D.W. Particulate air pollution and daily mortality in Steu-benville, Ohio // American Journal of Epidemiology. 1992. - Vol. 135(1). - P.12-19.

415. Schwartz J. The effects of particulate air pollution on daily deaths: a multi-city case crossover analysis // Occupational and Environmental Medicine. -2004. Vol. 61. - P. 956-961.

416. Schapiro N., Gray R.J. The Use of Coal Petrography in Coke-making // Journal of the Institute of Fuel. Vol.37, 1964. - June. - P. 234-242.

417. Sharovsky R., Cesar L.A., Ramires J.A. Temperature, air pollution, and mortality from myocardial infarction in Sao Paolo, Brazil // Brazilian Journal of Medical and Biological Research. November 2004. - Vol.37(ll). - P.1651-1657.

418. Shen Youting, Yuan Xiaoxing, Shi Weitan. The Use of a Matematical Modelling Method to Determine Optimal Retrofitting Option of an Oil Refinary Steam System // Heat Recovery Systems & CHP. 1988. - Vol.9. - № 3. - P.225-232.

419. Shiraishi K., Sakawa M., Sakurai Y., Okuhara T. Development of coke quality estimation model based on in situ observation of coal carbonization process by x-ray computerized tomography 7/Ironmaking Conf. Proc. 1988. - Vol. 47. - P. 61-68.

420. Shkoller M.B., Prokopyeva T.L., Belikmaer Ya.A., Shishmina L.V. Catalysis inVmetallurgical coke production // Proc. 7th Intern. Conf. on Coal Science. Devon, Canada: Intern. Energy Agency, 1993. - Vol. 1. - P. 505-508.

421. Simpson D. Long-period modelling of photochemical oxidants in Europe. Model calculations for July 1985 // Atmospheric Environment. 1992. - Vol.26A. - No.9. - P.1609 - 1634.

422. Sitas V.I., Sultanguzin I.A. OptiMet new challenge of ferrous metallurgy optimization // Modern industrial developments and new technologies from Russia. - Moscow: Tyazhpromexport. - 2000. - P.l22-131.

423. Skripchenko G.B., Sekrijeru V.I., Smutkina Z.S. Stages of brown and black coal pyrolysis in non-isothermal heating // Proc. Intern. Conf. on Coal Science. Banff (Canada): Intern. Energy Agency, 1993. - Vol. 1. - P. 183-186.

424. Snegirev A.Yu. Statistical Modeling of Thermal Radiation Transfer in Buoyant Turbulent Diffusion Flames // Combustion and Flame. 2004. - Vol.136. - P.51-71.

425. Spadaro J.V. Evaluation des dommages de la pollution de Г air: modelisation, etudes de sensebilite, et applications: These de Doctorat en Energetique de l'Ecole des Mines de Paris. Paris, France, 1999. - 350 P.

426. Spalding B. Computational fluid dynamics as applied to combustion: past, present, and future // http://www.cham.co.uk. March, 1999.

427. Statistical Outline of India 1999 2000 / Tata Services Limited, Dept. of Economics & Statistics, Bombay House. - Mumbai, India: December 1999. - 287 p.

428. Strecker E. Energy in the steel industry the situation in the European Community. - Birmingham, UK, 1993.

429. Sunyer J., Castellsague J., Saez et al. Air pollution and mortality in Barcelona // Journal of Epidemiology and Community Health. April 1996. - Vol.50. - P.47-51.

430. Taketomi H., Nishioka K., Nakashima Y. et al. Research on coal pretreatment process of SCOPE21 // Proc. 4th European Coke and Ironmaking Congr. Paris, 2000. -Vol.2. - P. 640-645.

431. Touloumi G., Samoli E., Katsouyanni K. Daily mortality and "winter type" air pollution in Athens, Greece a time series analysis within the APHEA project // Journal of Epidemiology and Community Health. - April 1996. - Vol.50. - P.47-51.

432. Transboundary Air Pollution in Europe. Part One: Estimated dispersion of acidifying agents and of near surface ozone: Report / Norwegian Meteorological Institute. -EMEP/MSC-W Report 1/96. Oslo, 1996.

433. Uebo K., Chikata Т., Kashivara Y., Капо H. Improvement of CSR estimation model in coke quality control system // Proc. 4th European Coke and Ironmaking Congress, 19-21 June 2000. Paris, France, 2000. - Vol. I. - P. 174-182.

434. User's Guide for the Industrial Source Complex (ISC3) Dispersion of Model Algorithms / US Environmental Protection Agency. Vol. 2, EPA-454/B-95-003b. - USA, 1995.

435. Valia H.S. The comparison of coke quality from a by-product (USA), a non-recovery (China) and heat recovery coke plant (USA) // 4th European Coke and Ironmaking

436. Congress, 19-21 June 2000. Paris, France, 2000. - Vol. I. - P. 148-156.

437. Viscusi W.K., Aldy J.E. The Value of a Statistical Life: a Critical Review of Market Estimates Throughout the World // National Bureau of Economic Research Working Paper No. 9487. - February 2003. - 127 p.

438. Williams T. Hierarchy control for energy saving in the steel industry: Report / Purdue University. № 121 on DOE contract DE-AS07-30CS40361. - West Lafayett, Indiana (USA), 1981.- 180 p.

439. Wong T.W., Tarn W.S., Yu T.S., Wong A.H.S. Association between daily mortalities from respiratory and cardiovascular diseases and air pollution in Hong Kong, China // Occupational and Environmental Medicine. 2002. - Vol.59. - P.76-80.

440. Xu X., Gao J., Dockery D.W., Chen Y. Air pollution and daily mortality in residential areas of Beijing, China // Arch. Environmental Health. July-August 1994. - Vol.49(4). -P.216-222.

441. Zanetti P. Air Pollution Modeling. Theories, Computational Methods and Available Software. Computational Mechanics Publications, 1990. - 444 P.