автореферат диссертации по строительству, 05.23.03, диссертация на тему:Повышение эффективности использования твердого топлива в теплогенераторах для систем теплоснабжения

КИЇВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БУДІВНИЦТВА І АРХІТЕКТУРИ

На правах рукопису

С Е Н Ч У К Михайло Петрович

УДК 697.320

ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ВИКОРИСТАННЯ ТВЕРДОГО ПАЛИВА В ТЕПЛОГЕНЕРАТОРАХ ДЛЯ СИСТЕМ ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ

05.23.03 -

Вентиляція, освітлення та теплогазопсстачп’ї я

АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

/ч

о-

о-

°о

Київ 1997

Робота виконана в Державному науково-дослідному інституті

санітарної техніки і обладнання будівель та споруд

Науковий керівник - кандидат технічних наук, дійсний член

Академії будівництва України, старший науковий співробітник А. С. Макаров

Офіційні опоненти - доктор технічних наук, професор

Е. С. Малкін

- кандидат технічних наук, старший науковий співробітник А. Ф. Міняйло

Провідна організація - Національний технічний університет

України «Київський політехнічний інститут*

Захист відбудеться * 8 *> жоВтня 1997 р. о /З год. засіданні спеціалізованої Ради Д.01.18.09 при Київському державі му технічному університеті будівництва і архітектури за адресо 252037, Кнїв-37, Поаітрофлотський проспект, 31, ауд. 466 .

З дисертацією ножна ознайомитися в бібліотеці КДТУБіА.

Відгуки на автореферат просимо надушат» у ді примірниках за підписом, завіреним печаткою, на адресу: 2520. Кнїв-37, Позітрофлотськмй проспект, 31, КДТУБіА, Вчена рада.

Автореферат розіслано п 5 * Вересня 1997 р.

В»;г;шй секретар

• азеціалігоздиої Ради, кандидат тезшічішх паук, професор І

з

"ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ [Актуальність роботи. Ефективне використання о Україні власних паливних,.ресурсів та забезпечення сучасних екологічних вимог с актуально^ проблемою. В паливному балансі систем теплопостачання малих , даседених пунктів, фермерських господарств, малих підприємств їси я. вугілля складає більш як ЗО %, експлуатується приблизно ЗО ти-:яч вугільних котлів теплопродуктивністю до 1 МВт, Основну частину «а^вного парку становлять теплогенератор» з ручними шарозими топ-<ами, які розраховані на використання соргопого антрациту. Спалю-іання>пшіх рядового вугілля з високою зольністю і високим вмістом 10ТКИХ речовин приводить до низького ККД котлів, значних викидів хікідливих речозин в довкілля, великої трудомісткості обслуговування. Дя проблема може бути вирішена за рахунок механізованого слалю-іання вугілля в теплогенераторах невеликої теплопродуктивності, ви-юбництво яких в Україні підсутнє. Тому актуальним є проседения (ослідлень і розробка методики розрахунку механічних топок для іфективного та екологічно чистого спалювання різнорідного вугілля, в •ому числі низькосортного. *1

Мета роботи: наукове обгрунтування доцільності використання иахтно-шарової топки з штевхачем для високоефективного спалювання угілля з різними характеристиками по зольності, вмісту летких речо-нн, фракційному складу, розробка методики розрзхуиху таких топок іа підставі експериментальних досліджень з їх перевіркою їй ослідних зразках механізованих вугільних котлів.

Основні завдання роботи: наукове обгрунтування схеми ме-анізованого спалювання вугілля; дослідження спалювання в шарі коку і різних марок вугілля з визначенням швидкості їх горіння, кологічних показників горіння при різних режимних та конструктив-их параметрах; отримання залежностей для розрахунку швидкості зріиня коксу та натурального палива в шарі з урахуванням діючих іакторів і на їх основі розробка методики розрахунку шзхтно-шлропої опки з штовхачем, універсальної по паливу з забезпеченням еко-огічних показників на рівні сучасних вимог.

Наукова новизна: обгрунтовано схему механізованого шахтно-іарового спалювання вугілля, в тому числі низькосортного; розроблено ову методику визначення швидкості горіння твердого палива в шарі \.с. 1746307 СРСР, патент 6777 України); отримано залежності для іженерннх розрахунків швидкості горіння коксу та різних марок угілля з урахуванням впливу на інтснсивністі. горіння надміру повітря,

розміру часток палива і швидкості дуття; розроблено методик; інженерного розрахунку процесу вигоряння в шахті та на решітці; ви конано комп’ютерний розрахунковий аналіз і оптимізацію конструктив них параметрів шахтно-шарової топки з штовхачем.

Практична цінність роботи: створено нову конструкцію шахт но-шарової механічної топки з штовхачем (А.с. 1529007 і 161546' СРСР; патенти 2037097 і 2038533 Російської Федерації) універсальну по ефективному- та екологічно чистому спалюваних вугілля різної якості; за участю автора розроблено конструкторськ; документацію на механізовані котли теплопродуктивністю 0.25, 0.63 1.25 і 1.6 МВт з шахтно-шаровими механічними топками з штовха чем; проведено впровадження дослідних зразків шахтно-шарових мс ханічних топок на трьох підприємствах: Борисоглібськом,

котельно-механічному заводі (Російська Федерація), ЗАТ «Промінь (м.Київ) і Котельно-зварювальному заводі N63 (м.Івано-Франківськ) Загальний фактичний економічний ефект від впровадження партії 290 механізованих котлів теплопродуктивністю 0.25 МВт з шахтно шаровими механічними топками за період експлуатації складає перерахунку близько 1.5 млн.грн, щорічна економія палива -близько 2.5 тис.т умовного палива.

Апробація роботи. Основні результати дисертаційної робот доповідались та були схвалені на X і XI симпозіумах по горінню т вибуху (с.Чорноголовка Московської обл., 1992 і 1996 рр.), наукове технічній конференції «Повышение эффективности исиользовани топлива в энергетике, промышленности и на транспорте» (м. Кнїі 1992), об’єднаному семінарі лабораторій котельних агрегатів і тепле технічних досліджень енергоустановок, наукових колективів Казаха кого НДІ енергетики (м. Алма-Ата, 1991 р.), науково-практични конференціях, наукових семінарах, Вченій раді ДержНДІСТ (1985 1996 рр.).

Публікації. По темі дисертації опубліковано 11 праць, в том числі отримано 3 патенти на винахід та 2 авторських свідоцтва.

На захист виносяться наступні наукові положення: методик визначення швидкості горішні твердого палива в шарі; результат експериментальних досліджень швидкості горіння в шарі коксу і натурального палива (антрациту, кам’яного вугілля, буровугільни брикетів); узагальнюючі залежності для визначення ш вид кос горіння в шарі коксу та натуральних палив з урахуванням вплив надміру повітря, розміру часток і швидкості дуття; методики розр*

хунку процесу вигоряння палива в шахті та на решітці; результати досліджень роботи шахтно-шарової механічної топки з штовхачем.

Обсяг і структура дисертації. Дисертація складається зі вступу, п’яти розділів, висновків, списку використаної літератури з 111 найменувань, додатків, 19 таблиць, 61 рисунка. Загальний обсяг роботи 179 сторінок.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі показана актуальність проблеми ефективного використання вугілля в системах теплопостачання з забезпеченням сучасних екологічних показників.

В першому розділі міститься огляд літературних джерел по теплопостачанню малих населених пунктів, по конструкціях і дослідженнях шарових топок, а також по дослідженнях процесу спалювання різних марок палипа. Показано, що робота котліз з ручними топками на вугіллях з високим вмістом летких речошш характеризується великою неповнотою горіння, низьким ККД. Обгрунтовано доцільність модернізації наявного в Україні парку котлів невеликої теплопродуктивності з ручними топками за рахунок механізованого спалювання сортового і рядового вугілля. Зроблено висновок, що для інженерних розрахунків топок найбільш придатною характеристикою, яка в сукупності враховує вплив всіх факторів на інтенсивність горіння, є питома швидкість горіння —• відношення кількості спаленого в одиницю часу палива до сумарної поверхні реагування часток в шарі.

Розглянуто теоретичні та експериментальні дослідження по горінню одиноких часток, а також вигорянню порції палива і стаціонарному процесу горіння в шарі, Для розрахунків швидкості горіння одиноких часток Прсдводітєлсв 0,С. запропонував кри-теріальну залежність

Nud = MtJ(1 +!)Pcd0'5' <>>

Прийняті критерії Nud » Рсо пов’язують швидкість горіння з швидкістю дуття, концентрацією кисню, розміром часток,' ‘темпера гу-рою процесу. Тривалість вигоряння порції палива в шарі визначається по формулі Вуліса Л.А. і Бернштейна Р,С. .

. ' ; Тповн = 0.36 ha, Ho Ср/L*, . ': , . ■' *. ' ' ‘‘ (2) '

а питоме навантаження решітки при постійній відносній висоті шару — залежністю Фройштетера Г.Б. .

С= 3.6/С^ І/Я. (3)

Разом з тим, в відомих залежностях для розрахунку .(шару н враховується вплив на інтенсивність горіння налміру повітрі розміру часток палива, є протиріччя в визначенні висоти»; кисневі зони (віл 3-5 розмірів часток до 10), а відповідно, і в оцінці ваш чини швидкості горіння. :

В першому розділі запропоновано також шахтно-шарову з штов хачем схему спалювання (рис.і), що поєднує стабільність проти течійного процесу о шахті і поточність поперечного процесу н решітці. Передбачено створення необхідних надмірів повітря о зона шахти і колосникової решітки з мстою зниження шкідливих викидів.

Рис.1. Схема шахтно-шарової механічної топки з штовхачем / — решітка; 2 — шахта; 3 — бункер; 4 — штовхач

5 — привід; б — вентилятор; 7 — повітроводи.

Длц впровадження такої схеми спалювання в конструкції топкового пристрою необхідно: розробити методику визначення швидкості горіння палива о шарі для умоа спалювання в механічний топкових пристроях; провести дослідження на коксі і різних марка) сугілля для визначений швидкості горіння та екологічних показники горіння ішшса б шарі при режимах роботи топкових пристроїв опалювальних котлів невеликої теплопродуктивності; розробити методики розрахунку вигорання палива о шахті та на решітці; провести

розрахункові дослідження вигоряння шару палива з визначенням ос-

новних конструктивних параметрів топки, експериментальні дослідхеиня елементів топки та дослідних зразків.

В другому розділі приведеш схема випробувального стенду, опік експериментальної установки (рнс.2), методик визначення швидкості

горіння палива в шарі і екологічних показників. Прийняті такі діапазони зміни основних впливаючих факторів: швидкості дуття від 3.2 до 0.4 м/с; коефіцієнтів надміру повітря від 0.8 до 2.0; розмірів часток від 7 до 50 мм; вмісту летких речовин від 1.35 до 47.8 % га зольності палива від 3.65 до 25.2 %.

I-вентнлятор; 2-вимірювальне сопло; 3-колектор; 4-решітка; 5-шибер; 6-короб; 7-дозатор; 8-звуження;

9-камера згоряння;

10-шлюзова камера;

II-шар палива; 12-

конвективний пакет; 13—двері; 14-пристрій для вимірювання висоти шару; 15-мікроманометр; Іб-япн-бер; 17-газохром; 13-газоаналізатор; 19-піромстр; 20-термометр; 21-мшюметр; 22-прилад для відбору середньої проби газів; 23^гягонапоромір; 24 -прилад для

вимірювання концентрації М02.

Рнс.2. Схема експериментальної установки горіння твердого палива в шарі. "

для дослідження

Методикою проведення досліджень з визначенням швидкості іріння передбачається, що при постійних подачах палива дозатором і тгєвого повітря досягається саморегулюванням необхідна поверхня ре-ування (висота шару вугільних часток), постійна в часі. При цьому лькість палива, що вигоріло, дорівнює кількості палива, яке поїсться на шар. Активна реагуюча поверхня дорівнює сумарній спішній поверхні часток і визначається по результатам розсіювання іпіищевих залишків, а швидкість горіння розраховується по формулі

В другому розділі також виконаний кількісний аналіз похибок вимірювань.

В третьому розділі приведені результати експериментальних досліджень процесу спалювання коксу в шарі, натурального палива о широкому діапазоні по вмісту летких речовин і зольності та екологічних показників горіння • при порційній подачі палива з періодичністю завантаження від І до 30%, що характерна для механічних топок.

Виявлено вплив на швидкість горіння різних факторів, в тому числі недостатньо вивчених раніше: надміру повітря і розміру часток палива, а також залежність концентрації шкідливих викидів в димових газах, зокрема СО і N02 від режимних параметрів та виду палива. Дослідні дані по горінню коксу в шарі (рис.З) узагальнені

критеріальною залежністю ________________

= 0.37РСЙ25 ІО0'25 ''ЛіЧІ,с[)- 1-22)2 + о.ооі > (5)

де N110 сісср/СіххрО, Рео — </сер/(6)

При цьому враховано дані Прсдводітєлева О.С., що при низьких Рер N110 постійний і рівний 0.75. Апроксимація цієї залежності по частинам дас більш прості формули для розрахунку питомої швидкості горіння коксу в шарі:

при Рео < 17 = 0.75 Сосср 0/і/Сер, (7)

°*8 1.0 1.5 2.0 2,£

Рис.З. Швидкість горіння коксу в шарі ііри стаціонарному режимі: / — крива по формулі (5) для горіння коксу в шарі; 2 — крива по формулі (1) для горіння одиноких часток.

при 17 < Рср < 320 К$ = 0.185 Сосср О Рсй5/с/сер. (8) Показник ступеня 0.5 при Рсп підтверджується даними горіння одиноких часток, а також аналогією Рсйнолмса з урахупан-ням даних Фронштстсра Г.Б. щодо аеродинамічного опору шару. Інтенсивність горіння в шарі в порівнянні з одинокими частками нижча приблизно вдвічі. Подібне явище спостерігається при теплообміні тісних трубних пучків, що зв’язане з виключенням частини поверхні труб з процесу реагування.

Встановлено вплив різних факторія на шшикість горіння коксу (рис.4). Надмір повітря впливає на швидкість горіння неоднозначно: через концентрацію кисню — при збільшенні надміру попітря спостерігається збільшення швидкості горіння, а далі через охолодження

п» п/п сі \М м/с

1 1.4 0.4

2 0.0 -ІІ-

3 0.8 -И-

г? п/п V/, м/с іеі

І 0.2 їй - а

г 0.4 - м -

3 0.4 - н -

Рнс.4. Вплив на швидкість горіння коксу о шарі розміру часток (а), надміру повітря (б): /, 2 — по даним автора; З — по даним Фройштетера Г.Б.

шару — при а > 2 швидкість горіння різко знижується, процес ста нестабільним і може припинитися. Зі збільшенням розміру часто питома швидкість горіння знижується в ступені 0.5. З ПІДВНЩЄНИНІ швидкості дуття питома швидкість горіння зростає в ступені 0.5 (щ характерно для дифузійної області горіння при топкових температу рах) на відміну від даних Вуліса Л.А. і Фройштетера Г.Б., дл яких відмічається лінійна залежність.

Дослідні дані по спалюванню в шарі натуральних палив (ант рациту, низькозольного і високозольного кам’яного вугілля, буро вугільних брикетів) узагальнені в розмірних координатах по метод; трьохфакторного експерименту. В загальному вигляді рівняння дл: питомої швидкості горіння натурального палипа в шарі має вигляд АІ'=А0 + А| W + куг + кз(/„ + kx^Wa + k\2,Wdn + кгухгіц. (9) Величини вільних членів ко і коефіцієнтів регресії к\-кгг длі різних натуральних палив, які визначені на основі обробки скспсри ментальних результатів, приведені в таблиці.

N? п/п Коефі- цієнт Кам'яне вугілля низько-зол ьнс ДГО <АС< 10%) Кам’яне вугілля високо-зольне ДГК (Ас> 10%) Антрацит

а “ 0.8-1.4 а — 1.4-2.0 а - 0.8-1.4 а ш 1.4-2.0 а “ 0.8-1.4 а " 1.4-2.0

1 ко 1177 58 -687 1215 347 -272

2 кі -156 3135 141 -81 * 159 2023

3 к2 -688 5 822 -513 -291 184

4 кз -470 -194 360 -340 -177 -3

5 кп 1026 973 -27 54 506 -937

6 кіз 325 -51 57 141 -10 109

7 кгз 175 59 -323 159 124 -27

З аналізу результатів досліджень встановлено, що вплив надміру повітря, розміру часток та швидкості дуття на швидкість горіння натурального палива в шарі аналогічний випадкові горіння коксу в шарі, але з ростом вмісту летких речовин швидкість горіння натурального палива збільшується в 2-3 рази.

По результатам досліджень екологічний показників встановлено: основну долю серед шкідливих газових викидів опалювальних котлів займають оксиди вуглецю і азоту; рівень шкідливих концеит-

рацій при механічній подачі палила значно нижчий ніж а ручних топках; при збільшенні надміру повітря до оптимального значенні) концентрація СО знижується <рнс.5); вміст оксидів азоту змінюється в залежності під надміру повітря немонотонно, .1лс загальний рівень концентрацій N02 не перевищує нормативних значень; разом з тим топки з періодичною порційною подачею при спалюванні палив з великим пмістом летких речовин (ручні та механічні) не забезпечують сучасних нормативних вимог по екологічним показникам; для зниження концентрацій шкідливих речовин в димових газах необхідно вводити додаткові заходи: безперервну гравітаційну подачу палива з допалюванням продуктів згоряння за рахунок вторинного повітря.

Рис.5. Залежність концентрації СО в димових газах від надміру повітря: / — для вугілля з високим вмістом летких речовин; 2 — для антрациту.

В четвертому розділі приведено методики розрахунку вигоряння палива в шахті та на решітці, розроблені на підставі експериментальних досліджень та результатів розрахункового аналізу

конструктивних параметрів шахтно-шарової топки з Штовхачем.

При розрахунку шахти враховується виділення вологи і переважної більшості летких речовин <95 %), а такодс приймається, що початковий діаметр часток вихідного палива зменшується пропорційно кількості вигорілого палива в шахті.

Витрата палива о шахті в залежності від навантажений на голковий фронт складає 55-70 % загальної витрати палива, ко-гфіцінт надміру повітря — близько 0.8. Висота зони реагування ча-:ток в шахті: ,

НЗШ ~ 5шх £/сср/ЬгП /шх» (И

де = Вшх/К$ — поверхня реагування часток, см2;

Щ = (</п + </цр)/2 — середній розмір часток, см;

К? — питома швидкість горіння палива, г/(см2 с), що визна

чається за формулою (9).

Конструктивна висота шахти приймається по максимальн розрахунковій висоті зони реагування часток для низькорсакційно вугілля (антрациту). Величина активної поверхні реагування палш в шахті в залежності від виду палива задається змінс співвідношення тиску повітря на вході в шахту і розрідження в к мері згоряння (патент 2038533 Російської Федерації).

Вигоряння палива на решітці розраховується методом кінцеп» елементів з такими припущеннями (рис.6): розглядається проміжс часу, рівний тривалості повного вигоряння часток палива; порц палива, що подається на решітку, складається з часток одинаково, діаметру сіПр і за допомогою штовхача через рівні інтервали ча< пересувається на наступну позицію, розмір часток зменшується кінці решітки до сікр (приймається 1 мм); ширина порції ріпі ширині колосникової решітки топки, початкова висота — висо вихідного вікна, поточна висота та довжина порції змінюються пр порційно зміні розм.іру часток; шлакування на решітці відсутнє, зола і шлак не впливають на сумарну поверхню реагування, а вр; ховуються тільки при визначенні об’єму.

Розрахунок вважаться закінченим, коли зведено витрати палі ва по матеріальному балансу і масообміну по окремим інтервалам решітці в цілому.

Основні розрахункові формули.

Витрата палива за інтервал:

— по матеріальному балансу Вві — «ч/Оч (^пр/~</кр /)/?;, <П

— по масообміну Вм; = К$і Зі, (12

Швидкість горіння ЛІ/ визначається за формулами (5-8).

Витрата палива на решітці Вир = X*'• <!•

і '

довжина решітки /р = 2/;. 4 (14

, . і - ' ' '

На підставі розрахункових досліджень визначено режимні і конструктивні параметри для трьох варіантів роботи решітки. Зро< лено висновок про доцільність спалювання різних марок палива пр ^остійних висоті вікна, довжині решітки та змінних надміре

Рис.6. Блок-схема алгоритму методики розрахунку вигоряння палива на решітці, овітря (рис.7). Загальний баланс повітря досягаться за рахунок горинного дуття.

В п’ятому розділі приведено результати впровадження .шахт-о-шарової механічної топки з штовхачем, відпрацювання елементів эпки, випробування її роботи та освоєння виробництва.

Балансові теплотехнічні випробування топок в складі стальних і чавунних котлів на різнорідних паливах (розмір часток 0-50 мм, зльність 7.4-35.5 %, вміст летких речовин 3.5-50.3 %) підтвердили універсальність по паливу, високі теплотехнічні та екологічні по-азиики. Основні результати: ККД - 81-85%, а « 1.35-1.45, СО -50-800 мг/м3, N02 - 220-300 мг/м3 (для кам’яного вугілля); КД - 78 %; <х - 1.8, СО “ 1800 мг/м3 (для бурого вугілля). Ви-

X.

\

\ V .

» » п/п V/. и/с и с)*,. с«

І 0.77В 2.0 3.6

г 0.177 І.З 3.0

і О.ІЗи 1.0 2.5

‘о ю го зо іо «о І/, ,см •

Рис.7. Вигоряння шару палива на решітці: а — відносна висот; шару: б — необхідна кількість вторинного повітря, готовлені натурні зразки котлів і випробувана триступенева схем; спалюваний — додаткова ступінь в вигляді вихрової камери. Кон дентрація СО п димових газах — близько 200 мг/м3 на азейськом) бурому вугіллі (сучасні вимоги 250 мг/м3).

В дисертації у вигляді таблиць приведені результати експериментальних досліджень по швидкості горіння і екологічним показником, узагальнені результати обробки даних, результати випробувані вузлів топки і натурних зразків, технічні вимоги на типоряд топок для котлів тсплоподуктивністю 0.1-1.6 МВт.

ОСНОВНІ ВИСНОВКИ

1. Обгрунтовано доцільність модернізації наявного в Україні парку котлів теплопродуктивністю до І МВт з ручними топками за рахунок механізованого спалювання вугілля з метою забезпечення сучасних екологічних показників.

2. Визначено, що для ефективного і екологічно чистого спалювання вугілля різних марок, в тому числі низькосортного, найбільш прийнятна шахтно-шарова схема спалювання з механічною дією штовхача на шар палива.

3. Розроблено методику визначення швидкості горіння твердого палива в шарі (А. с. 1746307 СРСР, патент 6777 України). Завдяки веденню процесу з зазделегідь обумовленим» витратами палива й .повітря саморегулюванням досягається необхідна поверхня реагування, що дає можливість безпосередньо визначати швидкість горіння в шарі.

4. Дослідження швидкості горіння коксу в. шарі в діапазоні швидкостей дуття від 0.2 до 0.4 м/с, коефіцієнтів надміру повітря від 0.8 до 2,0 і розмірів часток від 7 до 50 мм дозволили-виявити

плив на швидкість горіння недостатньо вивчених раніше факторів: іадміру повітря і розміру часток. Отримані критеріальні залежності ля визначення питомої швидкості горіння коксу в шарі, що корс-юються з даними інших дослідників (Фройштетера Г.Б., Колодце-а Х.І., Гродзовського М.К.). .

5- Встановлено, що якісна картина процесу горіння натураль-ого палива в шарі співпадає з горінням коксу, але з ростом вмісту етких речовин швидкість горіння натурального палива збільшується

2-3 рази. Отримано залежності для визначення швидкості горіння атурального палива в шарі в залежності від надміру повітря, озміру часток та швидкості дуття, .

6. При спалюванні вугілля з високим вмістом летких речовин орційна подача неприйнятна по екологічним вимогам, оскільки зра-у після подачі порції палива відбувається великий вихід летких рс-овин та значне збільшення шкідливих викидів. Обгрунтовано еобхідність застосування поточного процесу газифікації в шахті з аступним допалюванням продуктів згоряння в вихровій камері з вдачею вторинного дуття.

7. Розроблено методику інженерного розрахунку процесу виго-]Ння палива і проведені комп’ютерні розрахункові дослідження інструктивних параметрів шахтно-шарової топки з штовхачем.

8. Результати досліджень використані в новій конструкції ахтно-шарових механічних топок з штовхачем (патенти 2037097 і >38533 Російської Федерації, авторські свідоцтва 1529007 і 1615462 РСР), які впроваджені на трьох підприємствах. Випробування >слідних зразків таких топок підтвердили методику розрахунку і Активну роботу їх на різних марках вугілля.

СПИСОК ПУБЛІКАЦІЙ ПО ТЕМІ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Сенчук М.П., Макаров А.С. Особливості використання твер-іго палива в системах теплопостачання малих населених пунктів

фермерських господарств // Экотехнологии н ресурсосбережение. 996,-Кнев.: НАН Украины.-№ 5-6.-С.12-15. .

2. Макаров А.С., Сенчук М.П. и др. Водогрейные котлы для :редвгшных котельных установох // Водоснабжение и санитарная хника. -1990.-М.: Издательство литературы по строительству.! 4-С. 12-14.

3. Макаров А.С., Сенчук М.П. Топочное устройство для іхтно-слосвого сжигания сортированных іі рядовых каменных уг-

лей // Строительные материалы, изделия и санитарная техника 1990.-Киев: Будівельник.-Вьіп.13.-С.59-61.

4. Макаров А.С., Сенчук М.П. Исследование работы дожі тающей колосниковой решетки шахтно-слоевой механическо топки // Промышленность отопительного и санитарио-технич* ского оборудования.-1992.-М,-К.: ВНИИЗСМ, ГНИИСТ.-Сери 10.-С.З-11.

5. Пат. 6777 Україна, МКл С 01 N 33/22. Спосіб визначень швидкості горіння твердого палива у шарі на спеціальному стенді А.С.Макаров, М.П.Сенчук//Відкриття і винаходи.-1994.-№ 8-1.

6. Пат. 2037097 Российская Федерация, МКИ Р 23В І /36. Тої ка.-А.С.Макаров, М.П.Сснчук // Открытия. Изобрет.-1995. -№. 16.

7. Пат. 2038533 Российская Федерация, МКИ Р 23В 1/36. Тої ка/А.С.Макаров, М.П.Сенчук // Открытия. Изобрет.-1995.-№ 18.

8. А.с. 1529007 СССР, МКИ Р 23В 1/36. Топка/А.С.Мак; ров, М.П.Сенчук, Л.Г.Козлова // Открытая. Изобрет.-1989. №46.-С.143.

9. А.с. 1615462 СССР, МКИ Р 23В 1/36. Топка/А.С.Мак; ров, М.П.Сенчук, Л.И.Ковалик // Открытия. Изобрет.-1990, №47.-С.146.

10. Макаров А.С., Сенчук М.П, Исследование скорости горі иия твердого топлива- в слое // Тезисы X Всесоюзного симпознук по горению и взрыву, 14-19 сентября 1992 г. Горение. - Черноп ловка: Российская АН, 1992.—С. 196—197.

И. Сенчук М.П., Макаров А.С. Результаты исследований скс роста горения твердого топлива в слое // Тезисы XI симпозиум по горению и взрыву, 18-22 ноября 1996 г. - Черноголовка: Рої сийская АН, 1996.-Т.1, Ч.2.-С.295-299.

УМОВНІ ПОЗНАЧЕННЯ ТА ІНДЕКСИ "

Ас -- зольність сухої маси палива; В — розрахункова віг рата палива, г/с; Вб, Вм — витрата палива, розрахован відповідно по матеріальному балансу і по масообміну,г/с; Ьш% -доля витрати палива б шахті, %; Ср — вміст вуглецю в робочі масі палива, %; СО,N02 — концентрація відповідно оксиду вуї лецю і диоксиду азоту, %; Сосер — середня молярна концеїг рація кисшо в шарі, г/см3; О — коефіцієнт дифузії, см2/с; ё (їм — діаметр часток палива у фракції відповідно найбільший найменший, см; йа, — початковий і кінцевий діаметри ча

гок, см; deep — середній діаметр часток, см; Лих — площа перерізу шахти, см2; G — питоме навантаження решітки, кг/(м2*год); Н0 - 12000 — критерій гомохронності; Аш — висота пару палива, см; НІШ — висота зони реагування часток в шахті, :м; Яв — висота вікна на вході решітки, см; Нв — відносна вн-:ота вікна; Ksl, К$с, #sn — питома швидкість горіння, відповідно ііднесена до поверхні часток на одиницю витрати повітря, г/(см2*нм3), та до поверхні часток на одиницю часу для коксу і натурального палива, г/(см2*с); L* — відносна витрата повітря, я3/(м2*год); Lbt — витрата вторинного повітря, м3/год; / - до-іжина, см; Л/ф — загальна маса часток палива у фракції, г; Weep — середня маса однієї частки палива даної фракції, г; т — порізність шару; лф — кількість фракцій часток палива, шт; лч

— кількість часток в порції, шт; рч — щільність часток, г/см3; S

— поверхня часток, см2; т — тривалість вигоряння, с; W, Wt — швидкість дуття відповідно при нормальних умовах і приведена, м/с; <3, £ — коефіцієнти, що визначаються режимними умовами і :піввідношсниям оксиду і диоксиду вуглецю; а — коефіцієнт надміру повітря;

Nud, Pcd — дифузійні критерії Нуссельта і Пек/ie; і — інтервал; ККД — коефіцієнт корисної дії котла; повн — повна; р — решітка; шх — шахта.

РЕЗЮМЕ

Сенчук М.П. Повышение эффективности использонаїшя твердого топлива в теплогенераторах для систем теплоснабжения.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата техннче-жих наук по специальности 05.23.03 — Вентиляция, освещение и геплогазоснабжение. Киевский государственный технический унивср-:нтет строительства и архитектуры. Киев, 1997 г.

• Работа посвящена вопросу механизированного сжигание разных марок углей с обеспечением современных экологических требований. Создана методика определения скорости горения топлива в уіое, проведены экспериментальные исследования и получены. завн-:имости для расчета скорости горения кокса и натуральных топлив, разработана методика инженерного расчета процесса выгорания топлива в шахтно-слоевой топке и проведены компьютерные расчетные исследования ее конструктивных параметров. На основании результатов исследований разработана новая конструкция шахтно-слоевой

механической топки с толкателем, универсальная по эффективном н экологически чистому сжиганию разных углей.

Ключевые слова: шахтно-слоевая топка с толкателем, котел уголь, процесс горения, методика, теплоснабжение.

ABSTRACT

Senchuk М.Р. Increasing of the efficiency of the solid fue usage in heat generators for the heat supply systems.

Theses is submitted for the Candidate of technical scicnce dc gree, on speciality 05.23.03 — Ventilation, lighting and hcat-ga supply. The Kiev State Technical University of building am architecture. Kiev, 1997.

The work is dedicated to the question of the mechanize* burning of different types of coal with the ensurance of modcri ecological demands. The method of the definition of the velocit; fuel of burning in the layer was created, the experimental researcl was carried out and the relashionships useful in the calculation о the velocity of burning of coke and natural fuel were established ai engineer calculation method of the process of burning out of fuel ii the shaft grate-fired furnace were created and the computer-based re search of its constructive parameters were conducted. On the basis о the research findings the new costruction of the mechanized grate-fire( furnace with pusher was designed which is universal in terms о efficient and ecologically safe burning of different coal.

Key words: shaft grate-fired furnace with pusher, boiler, coal process of burning, method, heat supply.

w

Формат 60x84/16.

Друк офсетний. Папір офсетний. Тираж 100 прим.

Друк. ВОД ІЕЗ.