автореферат диссертации по энергетике, 05.14.14, диссертация на тему:Разработка и внедрение технологических решений, повышающих эффективность низкотемпературного вихревого сжигания топлива

На правах рукописи

ГРИГОРЬЕВ Константин Анатольевич

РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ, ПОВЫШАЮЩИХ ЭФФЕКТИВНОСТЬ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ВИХРЕВОГО СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА

Специальность 05.14.14 - Теплошле электрические станции, их энергетические системы и агрегаты

АВТОРЕФЕРАТ диссертации па соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург - 2011

Работа выполнена на кафедре "Реакторо- и парогенераторостроение" в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный политехнический университет".

Научный консультант - заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор техн. наук, профессор Рундыгин Юрий Александрович

Официальные оппоненты:

- доктор техн. наук, профессор Сапожников Сергей Захарович

- доктор техн. наук, ст. науч. сотр. Зейгариик Юрий Альбертович

- доктор техн. наук, ст. науч. сотр. Тумановский Анатолий Гоигорьевич

Ведущая организация - ОАО "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" (ОАО "НПО ЦКТИ"), Санкт-Петербург

Защита диссертации состоится 26 апреля 2011 г. в 16-00 на заседании диссертационного совета Д 212.229.04 в ГОУ ВПО "Санкт-Петербургский государственный политехнический университет" по адресу:

195251, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29,

в аудитории 411 ПГК.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ГОУ ВПО "Санкт-Петербургский государственный политехнический университет".

Автореферат разослан "24" марта 2011 г.

Отзыв на автореферат, заверенный печатью учреждения, в двух экземплярах просим направить по вышеуказанному адресу на имя ученого секретаря диссертационного совета.

Факс: (812)552-6552

E-mail: kgl210@mail.ru

И. о. ученого секретаря диссертационного совета

РОССИЙСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ БИБЛИОТЕКА 2011

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Энергетическая стратегия России на период до 2030 г. предусматривает приоритетное развитие и внедрение в отечественной энергетике новых высокоэффективных, экологически чистых технологий сжигания твердого топлива.

К одной из перспективных технологий сжигания твердого топлива относится низкотемпературная вихревая (НТВ). Концепцию НТВ-сжигания предложил па рубеже 70-х годов прошлого века профессор В.В. Померанцев. Отличительная особенность НТВ-технологии - принцип факельного сжигания грубоизмельченного топлива в условиях многократной циркуляции частиц в зоне активного горения. Технология прошла широкую апробацию и'доказала свои главные преимущества: стабильное воспламенение низкосортных топ-лив, отсутствие шлакования поверхностей нагрева и низкий уровень вредных выбросов.

Большой вклад в теорию и практику НТВ-сжигания внесли ученики В.В. Померанцева Ю.А. Рундыгип, Д.Б. Ахмедов, С.М. Шестаков,

Б.В. Усик, Л.Т. Дульиева, В.Е. Скудицкий, Г.В. Альфнмов, ВЛО. Захаров, Ф.З. Финкер и др. Их исследования позволили накопить значительный материал по НТВ-сжнгашио и подтвердить эффективность технологии.

Однако на первых этапах освоения НТВ-сжигания наряду с положительными результатами были отмечены и недостатки: повышенный механический недожог топлива, эрозионный износ поверхностей нагрева, недостаточный перегрев пара. Отсутствовали методики для расчета пылепрнготовительных систем (ППС) с угрублепиым помолом топлива. Это затрудняло выбор и обоснование технических решений при реконструкции действующих и создании новых котельных установок и сдерживало широкое внедрение НТВ-технологии.

Работа выполнена в рамках отраслевой программы Минэнерго СССР, межвузовской программы "Повышение надежности, экономичности и эколо-гпчиости энергетической системы РФ", ведомственной научной программы Рособразовапия "Развитие научного потенциала высшей школы".

Цель работы заключается в повышении эффективности низкотемпературного вихревого сжигания твердых топлив при модернизации действующих и создании новых котельных установок.

Поставлены и решены следующие основные задачи:

- на основе анализа процессов и опыта работы вихревых котлов установлены причины и взаимосвязи проблем НТВ-сжигания;

- на основе теоретических и экспериментальных исследований разработана и апробирована методика расчета размольной производительности ППС с быстроходными мельницами при бессепараторном помоле;

- на основе математического моделирования разработана и апробирована методика расчета сушки в ППС с быстроходными мельницами при бессепараторном помоле;

- разработаны и апробированы на действующем оборудовании новые технологические схемы и конструкции горелочпо-сопловых устройств НТВ-топок, которые позволили повысить эффективность вихревого сжигания торфа, высоковлажных, высокозольиых, пизкореакцнонных бурых углей, каменных углей и природного газа.

Научна» новизна работы заключается в следующем:

- впервые на основе понятия кратности измельчения топлива экспериментально подтвержден закон Риттипгера применительно к мельницам; разработан и апробирован новый методологический подход к исследованию и расчету, установлены закономерности измельчения топлива в мельницах, разработана и апробирована методика расчета размольной производительности ППС с быстроходными мельницами при бессепараторном помоле;

- предложена и апробирована математическая модель сушки полидисперсного материала в ППС с быстроходными мельницами;

- получены новые экспериментальные данные о работе ППС прямого вдувания с быстроходными мельницами при угрубленном помоле бурых углей, при различных режимах и составе сушильного агента, а также новые данные о работе НТВ-топок полуоткрытого типа при вихревом сжигании торфа, бурых и каменных углей;

- разработаны, апробированы и запатентованы новые технологические схемы и конструкции горелочпо-сопловых устройств вихревых топок, позволяющие интенсифицировать тепло- и массоперенос, повысить экономичность сжигания и снизить вредные выбросы.

Прагстичсскаи ценность работы определяется тем, что:

- реализованные в пакете прикладных программ методики расчета сушки и гранулометрического состава измельченного в мельнице топлива позволяют получить исходные данные для расчета выгорания топлива в НТВ-топке;

внедрение новых технологических схем и конструкций горелочпо-сопловых устройств позволило повысить эффективность НТВ-сжигания и снизить вредные выбросы при модернизации котельных установок паропро-изводнтельностыо от 18 до 61 кг/с па широкой гамме твердых топлнв (торфе; сланце; бурых углях; каменных углях марок Т, СС, Г и Д);

- отработана эффективная технологическая схема мпоготопливпой НТВ-топки для сжигания торфа, угля и природного газа;

- проверенные практикой технологические решения могут быть использованы при реконструкции действующего и создании нового котельпо-топочпого оборудования на других марках твердого топлива.

Реализация работы. Результаты работы использованы на Кумертауской ТЭЦ, Новомосковской ГРЭС, Кировской ТЭЦ-4, МУП "Южная тепловая станция" (г. Рубцовск), ТЭЦ Бумажного комбината (г. Инкоу, Китай), Хабаровской ТЭЦ-1, Балтийской ЭС (г. Нарва, Эстония), в проектах модернизации действующего и создания нового котсльно-топочного оборудования па основе НТВ-сжигания, а также в учебном процессе.

Достоверность и обоснованность результатов работы подтверждается: физической обоснованностью разработанных математических моделей и исходных предпосылок для расчетов; использованием апробированных методик исследований; результатами испытаний (в т. ч. межведомственных) и опытом эксплуатации котельных установок с НТВ-технологией сжигания; удовлетворительным согласованием расчетных данных с экспериментальными данными автора и других исследователей.

Автор защищает: результаты теоретических и экспериментальных исследований, разработанные методики расчета процессов измельчения и сушки в ППС с быстроходными мельницами (без сепаратора); технологические схемы и конструкции горслочно-сопловых устройств, обеспечивающие эффективное НТВ-сжигание твердых топлив; результаты внедрения выполненного комплекса работ в практику теплоэнергетики.

Лнчнмн вклад автора заключается в постановке задач исследовании, их планировании и организации, обобщении экспериментальных данных и разработке математических моделей измельчения и сушки полпдисперсиого топливного материала в ППС с быстроходными мельницами, разработке технических заданий па проектирование, руководстве и участии в проектировании, авторском надзоре за монтажом, организации пуско-паладочпых работ, ре-жнмно-паладочиых, балансовых и специальных испытаний модернизированных котельных установок с НТВ-технологией сжигания.

Апробации работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Республиканской паучио-техпнчсскоП конференции (НТК) "Повышение эффективности использования топлива в энергетике, промышленности и па транспорте" (Киев, 1989); Всесоюзном научно-техническом совещании по вопросам создания котельного оборудования для модернизации электростанций (Ростов-на-Дону, 1990); Международной конференции по энергетике и охране окружающей среды (Шанхай, Китай, 1995); Международной энергоэкологическоП НТК "Повышение эффективности использования топлива в энергетике, промышленности и на

транспорте" (Санкт-Петербург, 1995); Международном симпозиуме по энергетике в целлюлозно-бумажной промышленности (Белгород, 1995); Российской НТК "Инновационные наукоемкие технологии для России" (Санкт-Петербург, 1995); П-1У научно-практических конференциях (НПК) "Минеральная часть топлива, шлакование, загрязнение и очистка котлов" (Челябинск, 1996, 2001, 2007); НТК "Экология-97" (Санкт-Петербург, 1997); IV Международном симпозиуме по сжиганию угля (Пекин, Китай, 1999); I Международном Бизнес-Форуме "Информационные бизнес-технологии XXI века" (Санкт-Петербург, 1999); Зональном совещании по вопросам сжигания местных низкосортных углей (Владивосток, 1999); Международной НПК "Технология энергосбережения, строительство и эксплуатация инженерных систем" (Санкт-Петербург, 2000); Международной НПК "Проблемы и пути совершенствования угольной теплоэнергетики" (Киев, Украина, 2000); НПК "Внедрение современных технологий энергосбережения в промышленность и коммунальное хозяйство" (Санкт-Петербург, 2000); Всероссийском научно-техническом семинаре "Новые технологии сжигания твердого топлива: их текущее состояние и использование в будущем" (Москва, 2001); Научно-практическом семинаре "Энергоэффективные и энергосберегающие техника и технологии-2000" (Санкт-Петербург, 2000); НТК ДВГТУ (Владивосток, 1997, 1998); Семинаре ПЭИПК "Новые технологии эффективного использования топлива, модернизации и ремонта котельных установок" (Санкт-Петербург, 2000); Международной НПК "Устойчивое развитие и использование биотоплива - путь к реализации Киотского протокола и повышению комплексности использования древесины и торфа" (Санкт-Петербург, 2001); V Международной конференции "Теплоэнергетика XXI века: перспективы развития" (п. Верхнеднепровский Смоленской обл., 2002); Конференции "Котлы нового поколения; модернизация действующего котельного парка" (Санкт-Петербург, 2003); III НПК "Формирование технической политики инновационных наукоемких технологий" (Санкт-Петербург, 2003); III и V НПК "Угольная энергетика: Проблемы реабилитации и развития" (Алушта, Украина, 2004 и 2009); Всероссийском тематическом семинаре "Экология в энергетикс-2004" (Москва, 2004); IV и VI Всероссийских семинарах вузов по теплофизике и теплоэнергетике (Владивосток, 2005; Красноярск, 2009); IV Международной НТК "Достижения и перспективы развития энергетики Сибири" (Красноярск, 2005); Национальной конференции по теплоэнергетике НКТЭ-2006 (Казань, 2006); VI и VII Всероссийских конференциях "Горение твердого топлива" (Новосибирск, 2006 и 2009); Международных конференциях по энергетике (Врнячка Баня, Сербия, 2008 и 2010); на Научном совете РАН по проблеме "Энергомашиностроение" (2005); в ОАО "ВТИ", ОАО "НПО ЦКТИ", ОАО "Сиб-энергомаш", ОАО ТКЗ "Красный котельщик", ОАО "Башкирэнерго", ОАО "Сверд-ловэнерго" и на кафедре РпПГС СПбГПУ в 1987-2010 гг.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 100 работ, в т. ч. 8 - в изданиях из перечня ВАК, получено 4 патента на изобретения России, 3 патента Украины и 3 Евразийских патента.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 189 источников, и одного приложения. Она изложена на 227 с. текста, имеет 61 рисунок и 20 таблиц. Общий объем диссертации - 234 с.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи работы, отмечены научная новизна, практическая значимость полученных результатов и основные положения, выносимые на защиту.

Глава 1 посвящена анализу особенностей, опыта и недостатков ЫТВ-сжигания. i

В отличие от традиционной технологии пылеугольпого сжигания в прямоточном факеле, где основная часть топлива (до 92...96%) сгорает в зоне активного горения (ЗАГ), расположенной вблизи горелок и занимающей относительно небольшой объем камерной топки, в МТВ-топке ЗАГ включает в себя еще и весь объем топочной воронки. Поэтому тепловое напряжение объема ЗАГ в НТВ-топке при равной мощности котлов в 1,5...2 раза ниже. Это позволяет снизить максимальную температуру в вихревой топке (примерно па 100...300 К) и за счет активного перемешивания выровнять температуру в вихревой зоне.

Пониженный уровень температур, ступенчатый ввод окислителя, многократная циркуляция горящих частиц и угрубление гранулометрического состава золы в совокупности улучшают показатели НТВ-топок по вредным выбросам (оксидам азота NOr и диоксиду серы S02) и повышают эффективность работы золоулавливающего оборудования.

Активное перемешивание в вихревой зоне интенсифицирует тепло- и массообмеп, улучшает условия воспламенения и выгорания топлива. Пониженная температура факела исключает шлакование поверхностей нагрева, что также повышает тепловую эффективность топки.

Подготовка топлива для НТВ-сжигания происходит в ППС с использованием, как правило, типовых быстроходных мелышц: молотковых (ММ) или мелышц-вентнляторов (М-В). Для подготовки пылн грубого помола отработаны ППС прямого вдувания с ММ и М-В, оборудованными упрощенными сепараторами, либо без сепараторов. Угрубление помола увеличивает производительность ППС и обеспечивает ее взрывобезопасиость.

Аэродинамические схемы и конструкции горелочпо-сопловых устройств вихревых топок можно классифицировать следующим образом:

по типу топки - открытая и полуоткрытая, последняя может быть с пережимом, либо с козырьками;

по исполнению устья топочной воронки - открытое и закрытое;

по типу системы нижнего дутья (СНД) - сопловой и камерный; возможно дискретное или иепрерывпо-распределешюе исполнение.

Следует отметить, что НТВ-топки полуоткрытого типа с пережимом близки к известным высокотемпературным вихревым топкам (с пересекающимися струями) МЭИ, ВТИ и ЦКТИ, в которых пережим использован для формирования вихревого движения в ЗАГ, однако только в НТВ-топке вихревое движение факела дополнительно обеспечивается взаимодействием горе-лочных струй с потоками из СНД.

Опыт освоения НТВ-сжигания показал, что при определенных условиях возникают повышенный механический недожог топлива <74, эрозионный износ поверхностей нагрева, недостаточный перегрев пара.

Первые две проблемы в основном были связаны с несовершенством конструкции вихревой топки и горелочно-сопловых устройств, а иногда возникали при чрезмерно угрубленном размоле топливе.

Недостаточный перегрев был обусловлен скудностью экспериментальных данных о теплообмене в вихревых топках и, как следствие, ошибками в расчетах.

Анализ методического обеспечения НТВ-технологии сжигания высветил определенные пробелы.

Так, например, отработка систем подготовки топлива угрублсипого помола (на основе ППС с быстроходными мельницами) в основном опиралась на экспериментальную проверку различных технических решений, которые, как правило, базировались па приближенных расчетных оценках и экстраполяции нормативных зависимостей в область грубого помола. В ряде случаев это не давало ожидаемого результата, что существенно осложняло внедрение НТВ-технологии и приводило к материальным издержкам.

Рекомендуемый диапазоном помола для НТВ-сжигания У?90 = 70...90 % находится за пределами применимости нормативного метода (Roo не более 40...65 %).

Как известно, размольная производительность Вм, кг/с, мельницы определяется произведением параметров, учитывающих конструктивные и режимные характеристики мельницы СКОцетр» физико-технические характеристики измельчаемого топлива КрЛ1М, тонину помола КТот, энергетическую нагрузку мельницы С„агр и условия сс вентиляции Кпст:

Bu ~ Скоистр Смагр ^р.пм ^тоик ^псит • (О

Анализ показал, что конструкция сепаратора влияет на псе параметры, входящие в равенство (I). В частности, для грубого помола характер зависимости /(TonK =У(/?оо) резко изменяется.

Выявились существенные расхождения нормативных методов расчета ППС с экспериментальными данными, полученными па промышленных установках. Показано, что погрешность нормативного метода расчета Ви в области грубого помола может достигать 100 %.

Нормативный метод расчета сушки топлива в ППС основан па балансовых соотношениях в предположении достижения пылыо равновесной влажности. Фактически такая степень подсушки измельчаемого материала возможна лишь при очень тонком помоле и весьма продолжительном времени пребывания топлива в ППС. Время пребывания топлива в ППС с быстроходными мельницами составляет несколько секунд, и пренебрежение кинетикой сушки в этом случае приводит к недопустимым погрешностям расчета. s

К анализу методик определения конечной влажности пыли в ППС с быстроходными мельницами привлечены результаты исследований ВТИ, ЦКТИ, БелЭНИН и др. Показано, что в основном разработчики предлагают эмпирические зависимости, апробированные па ограниченном количестве объектов. Попытку учесть кинетику сушки содержит проект новой редакции норм, однако область применения предлагаемых в нем зависимостей ограничена по влажности пыли JVn"= 0,5...20 %, тонине помола = 8...60 % и не охватывает ППС, предназначенных для угрублениого помола.

Расчеты конечной влажности пыли, выполненные по известным методикам для ППС прямого вдувания, для М-В 1600/600/980 без сепаратора при уг-рубленном помоле высоковлажиого башкирского угля дали существенное расхождение с опытными данными: относительное отклонение варьировалось в пределах 26...52 %.

Таким образом, отсутствие падежных методов расчета ППС с угрублеп-пым помолом является пробелом в методическом обеспечении НТВ-технологии сжигания.

В главе 2 приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований закономерностей измельчения топлива в мельницах.

В качестве характеристики гранулометрического состава топлива наряду с традиционными показателями /?$. и Jigo предложено использовать средние по массе размеры частиц Ds (для дроблсики) и ds (для пыли).

Показано, что кратность измельчения топлива в мельнице ix = Ds / dx хорошо согласуется с показателем помола У?9о и более достоверно характеризует интенсивность измельчения по сравнению с величиной /тах = Дшх / ¿/пш, определяемой как отношение максимальных размеров кусков до размола Дшх и после него ¿/|ШХ.

Расчет показал, что для промышленных мслышц, оснащенных сепараторами, кратность измельчения /А = 20...Ю0, a /1ШХ = 10... 180 [нижний предел

соответствует размолу бурых углей в быстроходных мельницах, верхний -антрациту в шаровых барабанных мельницах (ШБМ)].

В теории измельчения наиболее известны законы Риттингера (энергия разрушения пропорциональна вновь образованной поверхности), Кика -Кирпичева (работа пропорциональна объему измельчаемого тела), Бонда (эмпирическая зависимость энергозатрат от параметров измельчения). Согласно этим законам, удельная энергия, затраченная на размол, Э, Дж/кг, пропорциональна показателю измельчения Р, принятому по соответствующей гипотезе. Например, закон Риттингера можно записать в следующем виде:

3 = kRPR=kR^y (2)

X

где Ur - коэффициент пропорциональности (Риттингера), Дж-м/кг; Pr - показатель измельчения (Риттингера), м-1, Pr = (is - 1 )/Ds.

Законы Кика - Кирпичева и Бонда дают, соответственно,

э = kKpK = kK inи э = кврв = квцу -1 )d;05

Проверка законов измельчения выполнена по экспериментальным данным, полученным В.П. Осокиным при размоле воздушно-сухого экибастуз-ского угля в вентилируемой стендовой ММ, имеющей диаметр ротора 0,3 м, с инерционным сепаратором. В опытах расход топлива В изменялся в пределах II...25 кг/с при окружной скорости ротора и, равной 50...78 м/с; кратность измельчения is изменялась в пределах 18...250 при исходной крупности топлива Ds = 3,4... 12,8 мм, £>max = 7.. .25 мм.

Аппроксимация экспериментальных данных (рис. 1) прямыми е(Рк), е(Рв) (где е - удельные затраты энергии на размол, приведенные к мощности при и = 50 м/с) выявила преимущество закона Риттингера по сравнению с законами Кика - Кирпичева и Бонда.

В дальнейших исследованиях использовался закон Риттингера и представления о кратности измельчения /',.

Коэффициент Риттингера kR в уравнении (2) учитывает условия измельчения и характеристики измельчаемого материала. В первом приближении к ним относятся:

1) параметр, учитывающий конструкцию и режим работы (например, частоту вращения ротора, вентиляцию) мельницы, кс, где индекс с означает "условие" (от англ. condition)',

2) параметр, учитывающий физико-химические и физико-механические свойства измельчаемого материала, kR, где индекс g означает "измельчение"

(от англ. grind), который можно назвать коэффициентом сопротивления измельчению.

юо рд,м

ех1(Г,

Дж/кг 20

10 -

□ □ □

□ □ О □ □ □

б)

Рис. 1. Зависимость удельной энергии при размоле экнбастузского угля в стендовой ММ от показателя измельчения, принятого по различным законам: а) - Риттингера(достоверность аппроксимации У?2 = 0,96); о,5 б) - Кика - Кирпичева (Я2 = 0,32); в) - Бонда (Л2 = 0,74)

Закон Риттингера (2) можно записать в следующем виде:

(3)

Для коэффициента kg предложено соотношение

, _ &kmkw

(4)

где к„, - параметр, отражающий затраты энергии на образование 1 м2 поверхности, Дж/м2; к\у- поправка на влажность; рк- кажущаяся плотность материала, кг/м3

Выдвинута и экспериментально подтверждена гипотеза о том, что

кт~ АрI

(5)

Обработка опытных данных Грюидера, изучавшего измельчение различных материалов (бурого и каменного углей, стекла и др.), в пределах изменения

кт-0,5...3,3 Дж/м2 и рк= 1000...2500 кг/м3 дала в формуле (5) показатель степени п = 2,07 и коэффициент пропорциональности А = 3-10"7 (при дисперсии аппроксимации R2 = 0,997).

В расчетах ППС используют относительный лабораторный коэффициент размолоспособиости Кпо= Э^/Э. Введем понятие относительного коэффициента измельчаелюсти Кс, равного отношению коэффициентов сопротивления измельчению эталонного топлива Jc™ к испытуемому ks. Из уравнения (3)

имеем равенства к" = Э1Тк? / Р£ и kg=3kc/PR, отношение которых при

к?Т = кс = const, Р?=РЙ = const (т.е. Dsn=Ds= const и с/,1Т = ds = const) дает выражение

С Э,т

= (6) Ая Э

из которого следует, что относительные коэффициенты KG и Кпо являются аналогами и оба характеризуют сопротивляемость топлива измельчению. Однако численно эти коэффициенты различаются, т. к. коэффициент Кс связан с осредненными размерами частиц, а коэффициент К„0 определяют по приближенной зависимости, связывающей поверхность пылн с остатком иа сите Rqо. На основе анализа гранулометрических характеристик 28 различных материалов (Кц0 = 0,64...2,8), измельченных в Топливной лаборатории ВТИ, а также данных литературы (по 141 топливу) установлена приближенная связь

К0={КпоГ (7)

Показатель измельчения Pr в уравнениях (2) и (3) однозначно связывает крупность топлива до размола Ds и после него ds. С другой стороны, как видно из уравнения (3), Pr зависит от конструкции измельчителя (кс), размолоспособиости топлива (kR) и удельной энергии, затраченной па размол (Э). Из уравнения (3) следует, что при Э = const, кс = const и kg = const показатель измельчения

PR = const, (8)

Ds

и

(9)

Другими словами, с повышением исходной крупности топлива Ds пропорционально должна возрастать и величина (/, - 1), включающая кратность его измельчения.

Проверка уравнений (8) и (9) выполнена по экспериментальным данным ВТИ, БелЭНИН и В.П. Осокина, полученным при измельчении различных то-плив в лабораторных и стендовых установках.

Измельчение каменных и бурых углей, шлама, сланца (12 топлив с Кяо = 0,56... 1,86, Д = 0,145...8,3 мм; 88 опытов, данные ВТИ и БелЭНИН) в воздушно-сухом состоянии проводилось методом истирания в невентилируе-мой лабораторной ШБМ. Обработка данных (рис. 2) подтвердила линейный характер зависимости (9) с достоверностью аппроксимации Л2 = 0,983...0,999.

2 D .v, мм

Рис. 2. Зависимость кратности измельчения от среднего по массе размера частиц в исходном пробе (размол воздушно-сухих углей в лабораторной ШБМ): / - нерюнгрпнекпи СС (Кпа = 1,86);

2 - подмосковный 2Б (К„0 = 1,77);

3 - донецкий Т (Кпа = 1,68);

4 - кузнецкий Г (/¡Гло = 1,55);

5 - березовекпй 2Б (К„0 = 1,44);

6 - башкирский 1Б (Кяо = 1,4); 7-шлам АШ (К,ю = 1,4);

8 - кузнецкий Т (Кт = 1,29)

Аналогичный результат получен при обработке данных ВТИ по измельчению ударом в приборе ОР-ВТИ и раздавливанием по методу Хардгрова (в модели невептнлируемой средиеходной мельницы) АШ, кузнецкого каменного и бсрсзовского бурого углей (К„0 = 1,04... 1,56; 42 опыта).

Следующим подтверждением уравнения (9) служат зависимости полученные при измельчении воздушно-сухого экибастузского угля на стенде с вентилируемой ММ, от среднего (по массе) исходного куска Ds и от удельной энергии е, затраченной па размол. Как видно на рис. 3, при е = const кратность измельчения is возрастает с увеличением Ds линейно.

Анализ размола воздушно-сухого (W™ = 13%) и увлажненного (IV = 32 %) пазаровского бурого угля (па стенде БелЭНИН) в вентилируемой модели М-В 1600/500/980, уменьшенной в 5,33 раза, без сепаратора в изотермических условиях (32 опыта, Д = 2,2...50 мм, D = 1,25...60 мм) подтвердил закон Риттиигера и показал (рис. 4), что повышение влажности угля от гигроскопической до близкой к рабочей снижает интенсивность измельчения не-

значительно. Усредненные показатели измельчения Рд различались в пределах погрешности определения (около 10%). Полученный результат принципиально расходится с устоявшимися представлениями о влиянии влаги на размолоспособность топлива и противоречит нормативным зависимостям, учитывающим поправки на влажность Явл, и П^-

Dx, мм

Рис. 3. Изменение кратности измельчения в зависимости от удельной энергии (обработка данных В.П. Осокина)

Экспериментальные исследования размола в промышленных условиях проводились параллельно с отработкой технологических схем ППС прямого вдувания для НТВ-топок.

Было исследовано 6 вариантов ППС с М-В 1600/600/980: с типовым инерционным сепаратором и пылскопцептратором (ПК); с сепаратором УралВТИ и ПК; без сепаратора, но с ПК (газовая и воздушная сушка); без сепаратора и ПК (газовая, газовоздушиая и воздушная сушка). Установлено, что максимальное угрубление помола при допустимой (по условиям нормальной работы оборудования) нагрузке на башкирском угле обеспечивают:

ППС с типовым инерционным сепаратором и ПК до /?юоо=7%; У?9о = 74 %; с/, = 0,19 мм; /, = 27; при Вм = 5,7 кг/с;

ППС с прямоточным сепаратором УралВТИ и ПК (газовая сушка) и ППС без сепаратора, но с ПК (газовая и воздушная сушка) - до 7?юоо=13%; Rgо= 67 %; ds = 0,17 мм; /, = 30; при Вм= 5,9 кг/с;

0 20 40 мм Рис. 4. Изменение кратности измельчения назаровского бурого угля на стенде БелЭНИН при влажности: « _ 1у= 13 %; о - IV =33 %

ППС без сепаратора и ПК (газовая, газовоздушиая и воздушная сушка) -ДО Люоо= 30 %; /?90= 90 %; с!х = 0,55 мм; = 9; при Вю = 10... 11 кг/с.

Максимальная производительность по топливу бессепараторных ППС ограничена условиями пневмотранспорта (при наличии ПК) и условиями сушки (в отсутствие ПК).

Схемы ППС с газовоздушной и воздушной сушкой позволяют регулировать вентиляцию М-В и снизить присосы до Кпрс= 0,1...0,15. Однако ППС с ленточными питателями при воздушной сушке недостаточно надежны. Удельные затраты электроэнергии па размол и пневмотранспорт для ППС без сепаратора п ПК при максимальной нагрузке (Вм = 10... 11 кг/с) снижаются до 5 кВт-ч/т.

2 6 10 кг/с

Рис. 5. Изменение кратности измельчения в зависимости от производительности мельницы при различной исходной крупности топлива: ♦ - Дг = 13,5 мм; о - Д, = 17,3 мм

Рис. 6. Зависимость удельной энергии, затраченной на размол и пневмотранспорт, от показателя измельчения при размоле башкирского бурого угля в ППС с М-В 1600/600/980 без сепаратора п ПК в режимах газовой (♦) и газоиоздушной (о) сушки

В ППС без сепаратора и ПК кратность измельчения /Л растет с повышением крупности А исходного топлива и снижается с увеличением топливной загрузкн мелышцы Вм (рпс. 5). Показатель измельчения Рц изменяется в пределах 860... 1600 м~' (при топливной нагрузке Вм = 4,2... 11,4 кг/с). Удельные затраты энергии па размол ЭобШ (рис. 6) зависят от показателя Рп линейно (с достоверностью аппроксимации 0,87), что подтверждает закон Риттннгсра. Тангенс угла наклона аппроксимирующей линии па рис. 6 равен коэффициенту пропорциональности кр в уравнениях (2) и (3); для ППС с М-В 1600/600/980 (без сепаратора и ПК) кя = 24 (Дж-м)/кг. Таким образом, в широких пределах изменения топливной нагрузки отношение Э&ц/Ря является постоянным и равным коэффициенту Риттннгсра Ад.

Для НТВ-топок полуоткрытого типа (с закрытым устьем топочной воронки и сопловым исполнением СНД) отработана и рекомендована к внедрению технологическая схема ППС с М-В без сепаратора и ПК с газовоздушиой сушкой, позволяющая угрубить помол высоковлажного бурого угля до ^90= 90 %, /?)ооо=30% и ¿/тах<6мм при максимальной топливной нагрузке ВК1= 10... 11 кг/с.

Угрублегше помола в ММ отработано на промышленной ППС с ММТ 1500/2510/735 для харанорского, багапурского и гусиноозсрского бурых углей (сушильный агент - горячий воздух) в четырех вариантах исполнения инерционного сепаратора и без него.

В ППС без сепаратора (при Вм = 6... 14 кг/с) помол имел следующие характеристики: /г,о. = 0,1 ...3 %, Л5 = 4...10 %, /г,ооо = 38...63 %, У?360 = 50...80 %, с/х= 1,5...2,6 мм и £/тах= 7...16 мм. Кратность измельчения в зависимости от исходной крупности топлива изменялась в соответствии с законом Рнттенгсра (рис. 7) с достоверностью аппроксимации опытных данных 0,93; показатель измельчения составил 230...580 м"1

мм

0 5 10 15 £л.,мм Рис. 7. Изменение кратпостп измельчения в зависимости от среднего размера куска исходного топлипа при размоле бурых углей восточных

месторождении в ППС с ММТ 1500/2510/735 без сепаратора

15 /с

Рис. 8. Изменение среднего размера зерна о зависимости от расхода сушильного агента и удельной нагрузки на ротор мельницы

Влияние топливной загрузки Вы и исходной крупности топлива на кратность измельчения /, оказалось аналогичным ППС с М-В.

Четкой зависимости влияния вентиляции мельницы на крупность измельчения проследить не удалось. Так, в двух сериях опытов (рис. 8) при неизменных удельных нагрузках топлива на ротор мельницы Вм, равных 1,6 и 2 кг/(м2с), и изменении расхода сушильного агента ()\ в пределах от 9,2 до

18,9 м3/с средний размер зерна & менялся в диапазоне от 1,55 до 1,96 мм, что укладывается в погрешность определения с{х.

Отработан и рекомендован к внедрению для НТВ-топок полуоткрытого типа (с закрытым устьем топочной воронки и сопловым исполнением СНД) инерционный сепаратор к ППС с ММ, позволяющий угрубить помол бурого угля до У?9о= 85...90 %, Л)ооо= 15...20 % и с!тм < 10 мм при максимальной топливной нагрузке Вм = 12... 14 кг/с.

Глава 3 посвящена методикам расчета упрощенных (без сепаратора) ППС с быстроходными мельницами.

Предложен новый подход к расчету размольной производительности быстроходных мельниц, суть которого сводится к следующему.

1. Для характеристики гранулометрического состава топлива до и после размола предлагается использовать средние по массе размеры Дт и ¿/т.

2. Кратность измельчения топлива в мельнице /, определяется как отношение средних по массе размеров частиц до размола и после пего с1х.

3. В качестве основного уравнения, описывающего связь затрат энергии па размол топлива Э и показателей измельчения (Рд, /„ г/,), принята вытекающая из закона Рнттнигера зависимость (2) или ее эквивалент (3).

4. Конструктивный параметр кс для быстроходных мельниц па данном этапе определён по нормативным зависимостям.

5. Размольные свойства топлива учитываются коэффициентом сопротивления измельчению В пересчетах с одного топлива на другое можно использовать относительный коэффициент нзмсльчасмости Кв.

6. Крупность исходного топлива Д связана со степенью помола и показателем измельчения соотношением РК = (/5 - 1)/Д,.

7. Влиянием влажности топлива на коэффициент сопротивления измельчению кК в первом приближении можно пренебречь.

8. В качестве основной величины принята размольная производительность Вм (в том числе при работе па высоковлажиом топливе). Расчет сушки производится по размольной производительности мельницы.

Из уравнения (3) с учетом того, что Э = N / Вм, получено выражение для размольной производительности мельницы

Вы=МкяР;\кг/с, (10)

где М - мощность, затраченная па размол, кВт.

Учитывая, что для каждого топлива соотношение Э/Рц в уравнении (3) является постоянным и равным коэффициенту пропорциональности Рнттин-гера кк = кя / кс, при переходе па другое топливо н типоразмер мельницы (в

общем случае, когда кс * const и kg ф const) пересчет коэффициента kR{ па kRl можно выполнить следующим образом:

К

К

(П)

а2

где индексы 1 и 2 относятся к исходным и новым условиям измельчения, соответственно.

Проверка того, насколько применима формула (10), выполнена на экспериментальных данных, полученных при испытании промышленной ППС с М-В 1600/600/980 при бессепаратороном размоле башкирского угля в режимах газовой и газовоздушной сушки.

Во время опытов значения отдельных показателей изменялись в следующих пределах: нагрузка мелышцы В„ = 4,2... 11,4 кг/с; гранулометрический состав исходного топлива Я5.= 35...67 %, Лю.= 20...45 % и Длах- до 60 мм при влажности И/г=56...59 %; гранулометрический состав продукта измельчения /?9о= 67...91 %, /г,ооо= 15...31 % и с/щах = 4...6 мм при влажности И/ПЛ = 32...51 %; влагосъем ЛИ/= 0,12...0,4 кг/кг; кратность измельчения топлива = 13...24, показатель измельчения Рд = 860... 1600 м~' и удельный расход электроэнергии па размол Э^з,,, = 18,7...37,8 кДж/кг (5,2...10,5 кВт-ч/т).

Усредненное по опытам значение коэффициента Риттингера для башкирского угля и данного типоразмера мельницы составило к^ = 24 Дж-м/кг (при кс = 2,27 и кК = 54,5). Расчет по формуле (10) согласуется с опытными данными в пределах ±15 % (рис. 9).

Методика расчета конечной влажности измельченного топлива основана на математическом моделировании сушки влажного полидиспсрсного материала в сквозном двухфазном потоке с учетом кинетики процесса и не-изотермичности частиц твердой фазы. В первую очередь методика ориентирована па ППС с М-В, которые предназначены для размола высоковлажпого топлива.

О 4 В расч, кг/с

Рис. 9. Сопоставление расчетных и опытных значений производительности М-В при размоле башкирского угля в режимах газовой (♦) и газовоздушной (о) сушки

Тракт ППС прямого вдувания с М-В без сепаратора можно разделить на три участка: трубу-сушилку (сушка топлива во взвешенном состоянии в нисходящем прямотоке), полость мельницы (сушка и размол топлива) и напорный пылепровод (сушка в восходящем прямотоке). Полагая, что размол происходит при контакте частиц топлива с рабочими лопатками быстроходного колеса мельницы, можно считать, что время размола пренебрежимо мало по сравнению с общим временем пребывания материала в ППС. Тогда можно принять, что сушка протекает только на нисходящем и восходящем участках тракта ППС, длина которых определяется компоновкой оборудования.

Расчетная схема тракта ППС в простейшем случае (без сепаратора и ПК) представлена на рис. 10. Начальное сечение тракта А - место вводй сырого топлива. Сечение в - переход нисходящего потока в восходящий - соответствует полости мельницы, сечение С соответствует выходному сечению горелки.

fr

мельница

В

С

А

Рис. 10. Расчетная схема тракта ППС прямого вдувания с быстроходной мельницей: а, в, С - характерные сечения тракта;

Ь - текущая координата; 1 - исходное топливо; 2, 3 - присос холодного воздуха; 4 - инертные газы; 5 - присадка горячего воздуха; б - отработавший сушильный агент; 7 - пыль

При построении математической модели сушки полидисперсного материала в сквозном двухфазном потоке приняты следующие допущения: задача одномерна (т. е. осреднение концентраций, температур и т. д. по сечению потока); частицы имеют шарообразную форму (при этом поля температуры и влажности в них одномерны); физические свойства по радиусу частицы не меняются; отсутствуют агрегирование и дробление материала; частицы топлива не взаимодействуют между собой; частицы одной фракции ведут себя одинаково.

Поле температуры в шаровой частице аппроксимировано зависимостью, предложенной A.A. Шрайбсром и В.Д. Гляпчепко,

7Тг,т) = ф + ч//Л (12)

где Т, г - соответственно температура и текущий радиус частицы; т - время; ф = ф(т), у = \|/(т) - функции времени; т = /н(ЕИ, Ио), где В1 - число Био, Ро -число Фурье.

Процесс термической обработки состоит из трех стадий: прогрева (I), сушки при постоянной скорости (II) и сушки при падающей скорости (III). Принято, что сушка протекает в мягком режиме, т. е. влага внутри частицы перемещается в виде жидкости, а испарение идет только с поверхности частиц.

Сначала определяем вид функций ф и \(/ для каждой из стадий процесса. Расчет температуры частицы основан на том, что перенос теплоты в частице учитывается более детально, чем массоперенос. Поэтому конкретный вид функций ф и V[/ зависит от теплового состояния частицы, которое, например, для второй стадии процесса (периода постоянной скорости сушки) определяется граничным условием первого рода:

где Гм - температура мокрого термометра. Затем из теплового баланса частицы определяем дифференциальные зависимости для средних по ее объему температуры Т и влагосодержапия IV Для периода постоянной скорости сушки

где X, с - теплопроводность и удельная изобарная теплоемкость частицы, соответственно; р(/, р- плотность сухой и влажной частицы, соответственно; г -скрытая теплота испарения; 5 - размер (эквивалентный диаметр) частицы; ^-температура газов.

В периоды прогрева (I) и падающей скорости сушки (III) температура поверхности частицы зависит от того, какая доля теплоты, полученной от сушильного агента, пойдет па се нагрев и испарение влаги. При этом на поверхности частицы действуют граничные условия третьего рода:

м '

(13)

(14)

(15)

дах)=а[Г ТОт)] + .

or h (

где а - коэффициент теплоотдачи. Для обоих периодов

' dT_ dx

i.ni

J_ cp

6NuL, _ . dW

1+-

Bi

m + 3

(17)

где Xg- теплопроводность газа; Nu - число Нуссельта. Скорость сушки в периоде прогрева (I) можно задать приближенной зависимостью, предложенной A.B. Лыковым:

dW dx

JdW\ Г(Л,т)-Т0 di)x I T„-T0

(18)

где То- начальная температура частицы. Для периода падающей скорости сушки (III) используется формула Г.К. Филопснко

dW dx

rdW\ {W-Wv)k

dx J„ A + ß(W-fVp)k

(19)

где Л, (3, к - экспериментальные коэффициенты; IV - среднее текущее и равновесное влагосодсржапия частиц, соответственно, кг/кг. Температура поверхности частицы в период прогрева (I)

7'(Л,т)1=(7' + />7'м)(1 + /Т,,гдс Р =

Bi т-т0

m + 3 Т„-Т0

(20)

что позволяет определить время перехода в период с постоянной скоростью сушкн (II). Переход к третьему периоду определяется достижением частицей критического влагосодсржапия 1¥кр и условием

Г dW) /Г

\ dx ) iii/ v

dW dx

= 1.

(21)

Из соотношений (19) и (21) следует зависимость для критического влагосодсржапия

I

\Т

1-Р

(22)

Равновесное влагосодержапис частицы JVP можно определить по урапие-шно Лснгмюра:

Wp = [D-E(T - 273)] [ф f(F- <p)f5, (23)

где D, Е и F - постоянные, зависящие от вида топлива; ф - относительная влажность среды, %. При температуре окружающей среды, большей 373 К, принимают = 0.

Для замыкания системы необходимо добавить уравнения движения частиц, теплового баланса, движения газа-теплоносителя и начальные условия.

В уравнении движения частиц учтены только силы аэродинамического сопротивления и гравитации. Отличие формы реальных частиц от шаровой учтено коэффициентом аэродинамического сопротивления.

Гранулометрическую характеристику исходного топлива представим в виде равных по массе (в сухом состоянии) i условных фракций частиц с приведенными (эквивалентными) размерами 5,. Расчет сушки строится следующим образом. В выбранном сечении тракта сравниваем среднее текущее вла-госодержанис fVi с критическим Жкр. При ¡V] < Жкр производные dT^ldL и dlYj/dL определяем по формулам для III периода. Если же W¡> И^, то сравниваем температуры T,(R, т), вычисленные по формуле (20), с температурой мокрого термометра Ты. Если Г,(Л, т) < Тш используем формулы I периода, в противном случае - II периода. Приведенные выше дифференциальные уравнения относительно неизвестных и„ Tj, Щ и Tg интегрируются численными методами (предполагается, что в начальном сечении потока их значения известны). При этом учитывается изменение компонентного состава газа-теплоносителя, физических свойств (kif Xs, cit cg, v, р/, ря) фаз, а также, величин Re/, Nu;, Bi, (соответственно чисел Рснпольдса, Нуссельта и Био для /-ой частицы) по координате L, поскольку ///, 7/, Щ и Tg вычисляются для различных сечении. По достижении сечения В (мельницы) изменяем дисперсный состав твердой фазы (либо принимаем по опытным данным, либо определяем приведенным выше расчетом). В результате решения задачи получаем информацию о термообработке топлива вдоль тракта.

Для расчета сушки создана прикладная программа "DRYING" (на языке программирования Dclphy) для персональных компьютеров с операционной системой Windows. Система уравнений, описывающая процессы тепло- и массообмсна в сквозном двухфазном потоке, решается методом Рупге-Кутга.

В расчетах использованы данные промышленных экспериментов па ППС с М-В; результаты расчетов сопоставлены с экспериментом.

Расчет сушки в ППС с М-В 1600/600/980 при бсссепараторном помоле башкирского бурого угля выполнен в диапазоне изменения производительности мельницы Вм = 4,2...9,9 кг/с. Исходные данные изменялись в следующих пределах: влажность и крупность дробленкн fVtr= РУо= Що = 56,4...58,8 %;

Rs. = 35...48 %, Ä|o. = 20...30 %, Ds= 8,9...13,5 мм и Д„ах« 50...60 мм; крупность пыли /г9о= Ö7...88 %, Äiooo= 15...30 %, ds= 0,59... 1,03 мм и ¿/maxÄ 4...6 мм; расход и температура сушильного агента (продуютт сгорания) на входе в ППС, соответственно, gc.ai = Gfio= 4,44...6,33 кг/кг и 7^1 = ^0= 963.. Л042 К.

Расчетные значения температуры сушильного агента на выходе из установки (7Vа2)р отличались от опытных значений (Гса2)оп = 355...388 К в пределах (-3...+24)К, соответствует относительному расхождению результатов (-0,8...+6,5) %. Расчетные значения средней влажности пыли W™ отличалось

от опытных значений Ж0"л= 32,1...46,1 % в пределах (+0,5...+3,2) %, что соответствует относительному расхождению результатов (+1,2...+1(f) %.

Расчет устройства нисходящей сушки ППС с М-В 1600/600/980 (с сепаратором) на чихсзском, бнкинском и березовском бурых углях выполнен с использованием опытных данных П.А. Иванова. В диапазоне производительности мельницы Вм = 2,7...6,8 кс/с исходные данные изменялись в следующих пределах: гранулометрический состав топлива Rs. = 30...45 %, 7?ю. = 12... 18 % и Атх = 25...40 мм, его влажность W[= Wo- fV/0= 34,8...45,9 % и температура То= 7]0=293 К; расход инертных газов Ggo= 5,73...8,17 кг/с и их температура Гс а, = TSо = 963... 1042 К.

Опытные значения температуры сушильного агента в конце устройства нисходящей сушки изменялись в пределах (7,c.a)ün= 566...891 К. Расчетные значения (Тс.а)р отличались от опытных в пределах (-9...+30) К, что соответствует относительному расхождению результатов (-1 ...+5) %.

Таким образом, предложенная методика значительно точнее существующих. Кроме того, численное моделирование позволяет описать процессы тепло- и массопереиоса по тракту ППС, задаст неравномерность термообработки топлива в сечениях, показывает, как влияет геометрия ППС и режимные параметры на эффективность сушки.

Глава 4 посвящена разработке и внедрению новых технологических схем НТВ-сжигаиия различных топлнв.

Многолетний опыт сжигания высоковлажиых башкирских углей в прямоточном факеле в котлах ТП-14А (поминальной паропронзводителыюстыо Д,= 61кг/с; с давлением острого пара /?пс=9,8МПа и его температурой Тпс = 813 К; тепловой мощностью QK= 153 МВт) на Кумертауской ТЭЦ ие решил главных проблем, связанных с ограничением производительности ППС с М-В, и, как следствие, снижением паровой нагрузки, потерей устойчивости воспламенения, ухудшением выгорания топлива. Подсветка факела газом (с

долей по тепловыделению до дг = 0,5...0,7) вызывала шлакование топки, что усугубляло недостатки эксплуатации.

Перевод котла ТП-14А на НТВ-сжигание заключался в реконструкции негазоплотной топки путем создания пережима фронтового экрана СЬп т/Ьт= 0,4), перекрытия в плане устья топочной воронки и установки в нем СНД. Реконструкция четырех ППС с М-В 1600/600/980 выполнена путем демонтажа сепараторов, ПК, сбросных горелок, но с сохранением сушки топлива продуктами сгорания. Прямоточные пылегазовые горелки (4 шт.) установлены на нижней образующей пережима топки с наклоном вниз под углом 45°.

НТВ-сжигание обеспечило устойчивое горение высоковлажного топлива при нагрузках (0,5...1,0)Д, с проектными параметрами пара, что позволило отказаться от подсветки факела газом и устранило шлакование. За счет упрощения ППС н угрубления помола топлива сняты ограничения па производительность мельниц и обеспечена взрывобезопасность.

Однако неудачная конструкция горелок привела к росту среднерасходиой скорости горелочных потоков до 40...50 м/с, что вызвало эрозионный износ заднего ската топочной воронки. Кроме того, на первом этапе НТВ-сжигания наблюдался повышенный недожог топлива (до 3 %).

Анализ показал, что рециркуляция продуктов сгорания в схемах ППС с М-В влияет па топочный процесс и зависит от характеристик топлива. Так, например, повышение приведенной влажности ¿Гпгр башкирского угля с 5,5 до

7,2 кг-%/МДж увеличивает топливную нагрузку па одну ППС с 6,3 до 8,3 кг/с, при этом доля рециркуляции газов гпл уменьшается на 20 %, а расчетная адиабатическая температура горения Та снижается примерно па 80 К. Присадка к сушильному агенту горячего воздуха позволяет снизить присосы в ППС Аапл и рециркуляцию гпл, одновременно повысив Та. При этом время пребывания частиц в прямоточной части факела увеличивается, что способствует снижению потерь с недожогом <74.

Для повышения эффективности НТВ-сжигаиия башкирских углей и устранения износа топочных экранов на втором этапе реконструкции ППС были переведены в режим газовоздушной сушки; изменена конструкция горелочных устройств.

Исследования (на обоих этапах) вихревого сжигания башкирских углей (I¥,г= 53...58 %; Аг = 6,3... 10 %; = 8,1...9,6 МДж/кг) проведены в диапазоне нагрузок (0,4...1,0)Д, без подсветки факела газом и при работе трех ППС. Характеристики пыли изменялись с ростом нагрузки в следующих пределах: IV"л= 25...45 %, Люоо= 12...30% и У?90= 65...90 %. Температура перегретого

пара поддерживалась в диапазоне Тпс = 803...818 К. Тепловое напряжение ЗАГ 4\<заг) составляло 235...535 кВт/м3, а топки в целом 64...147 кВт/м3.

Новая конструкция горелок позволила поддерживать среднерасходные скорости горелочного потока на уровне м>гор= 22...24 м/с, что исключило эрозионный износ заднего ската топочной вороики. Оптимальное отношение суммарного горелочного импульса к общему импульсу потока нижнего дутья во всем диапазоне нагрузок котла составило в среднем 2,5, в то время как на первом этапе оно доходило до 3,2...4,5. Новый режим сушки позволил повысить долю первичного воздуха до /'ПСр> 0,6, что в сочетании с пониженными скоростями горелочных потоков улучшило воспламенение топлива и снизило потери <74 до 0,4...0,6 % (рис. 11), что находится в пределах нормативных значений. '

<74, %

1 -

0,2 0,4 0,6 0,8 Рис. 11. Зависимость потерь с механическим недожогом от доли первичного воздуха в модернизированном котле ТП-14А-НТВ

1250 -

0,4 0,6 0,8 DID и

Рис. 12. Зависимость максимальной температуры в топке котла ТП-14А-НТВ

от относительной нагрузки при газовой (♦) и газовоздушноп (о) сушке

В режимах ППС с газовоздушной сушкой максимальная температура факела Гщдх примерно па 50...60 К выше, чем при газовой сушке (рис. 12), что согласуется с расчетными оценками Та. Опытные значения температуры на выходе из топки при газовоздушной сушке оказались на 10...20 К ниже, чем при газовой сушке. Таким образом, при переходе с газовой сушки на газовоздушную тепловая эффективность работы топки несколько повышается. При нагрузках, близких к Д„ опытное значение коэффициента тепловой эффективности стен топки составило \|/ср = 0,60 ±0,02 (при параметре, характеризующем поле температуры, М= 0,48).

Заметное снижение <74 па втором этапе работ позволило поднять (в диапазоне рабочих нагрузок котла) КПД (брутто) па 1...2 % и довести его до уровня г|к = 86...87,6 % (рис. 13).

Усредненная концентрация NO.r в уходящих газах в диапазоне нагрузок (0,6...0,93)Д, изменялась в пределах 150...275 мг/м3 *

Общая наработка котла ТП-14А-НТВ к 2010 г. превысила 120 тыс. ч, в том числе после второго этапа работ - более 100 тыс. ч.

0,6 0,8 В Юн 0,4 0,6 0,8 йЮ»

а) б)

Рис. 13. Зависимость потерь <74 (а) и КПД (брутто) г|к (б) от относительной нагрузки котла ТП-14А-НТВ

По результатам вихревого сжигания башкирских углей на котле ТП-14А-НТВ было принято решение о разработке современного опытно-промышленного котла. По заявке Минэисрго в СПбГТУ совместно с АО "Красный котельщик" был разработан технический проект котла Е-220-9,8-НТВ для работы па высоковлажных бурых углях. Котел предназначен для замены морально и физически устаревшего оборудования при модернизации и расширении станции.

Для повышения эффективности НТВ-сжигания, надежности и ресурса оборудования разработаны и запатентованы новые технологические схемы и конструкции горслочно-сопловых устройств вихревых топок. Профиль полуоткрытой НТВ-топки (рис. 14) имеет два выступа: нижний 1 - для формирования вихревого движения в ЗАГ 3 и верхний 2 - для улучшения движения в прямоточной части факела 4. Новые конструкции прямоточных горелок "вписываются" в амбразуры, образованные экранными трубами. Повышена роль третичного дутья, которое позволяет регулировать топочный процесс в ЗАГ и в прямоточной части факела. В двухпоточпых СНД 8 использован эффект нперцноиной сепарации частиц по классам с отвеиванием эрознонно опасных мелких частиц топлива и золы в центральную область ЗАГ, что устраняет воздействие этих частиц на топочные экраны и уменьшает износ.

* Здесь и далее значения концентрации N0* приведены к нормальным условиям и концентрации 02= 6 %.

Предложенные схемы и конструкции элементов НТВ-топки опробованы на действующем оборудовании, доказали свою надежность и обеспечили эффективное НТВ-сжигание низкореакционных, высокозольных и сильношла-кующих бурых углей, каменных углей, торфа и природного газа.

Проекты модернизации котлов предусматривали комплексный подход: газоплотиое исполнение вихревой топки полуоткрытого типа с "закрытым" устьем топочной воронки, с новыми схемами и конструкциями горелочпо-сопловых устройств; улучшение (при необходимости) схемы водо-парового тракта; реконструкцию ППС (горловин бункеров, питателей, сепараторов) и др.

Основными задачами при модернизации котлов являлись:

- повышение надежности ППС, обеспечение бесперебойной подачи топлива, расширение регулировочного диапазона и увеличение производительности ППС;

- повышение устойчивости воспламенения и исключение подсветки пы-леугольиого факела резервным топливом (газом или мазутом);

- снижение загрязнения поверхностей нагрева и повышение бссшлако-вочпой мощности до номинальной;

- обеспечение высокой экономичности сжигания твердого топлива при изменении его теплотехнических характеристик в широких пределах;

- снижение вредных выбросов до нормативного уровня.

С серьезными проблемами столкнулись на ТЭЦ Бумажного комбината г. Иикоу (пров. Ляонии, КНР), где в котлах ВО-65 (£>„= 18 кг/с, рпс = 3,8 МПа и Тпс= 723 К) сжигался местный низкосортный бурый уголь (IV/= 14...23 %; Аг = 30...50 %; 0^= 5,6... 14,0 МДж/кг) с крайне низкой теплотой сгорания

/ / Г 6

Рис. 14. Схема НТВ-топки полуоткрытого типа: 1,2- нижний и верхний выступы;

3 - вихревая ЗАГ;

4 - прямоточная часть факела;

5 - граница между ЗАГ и прямоточным факелом;

6 - выходное окно топки;

7 - пылеугольная горелка;

8 - СНД;

9, 10 - нижнее и верхнее третичное дутье; • - крупные частицы; о - мелкие частицы;

- топливовоздушная смесь;

- воздух

летучих веществ (около 10,5 МДж/кг). Несмотря на топкий помол в ШБМ и стабильную подачу топлива из пылевых бункеров в топку с угловым расположением горелок, обеспечить устойчивое горение не удавалось даже при подсветке факела мазутом (до </м= 0,5). Работа топки сопровождалась частыми хлопками, непрерывным шлакованием, нагрузка котла не превышала 0,7Д,. Расход мазута на один котел достигал 4000...5000 т/год, что резко повышало себестоимость вырабатываемой энергии.

В 1992 г. в рамках программы, поддержанной Комитетом по энергетике КНР, реализован проект перевода котла BG-65 на НТВ-сжигание: тангенциальная топка заменена на вихревую полуоткрытого типа с фронтовым расположением горелок, двухсопловой СНД и двумя ярусами третичного дутья; ППС с ШБМ заменена па ППС прямого вдувания с ММ.

В результате удалось обеспечить устойчивое воспламенение и горение низкосортного топлива и отказаться от подсветки факела мазутом. Максимальная безшлаковочная нагрузка котла повысилась с 0,7Д, до 1,15Д,. Возросла надежность работы оборудования, прекратились хлопки в топке. Затраты электроэнергии на подготовку топлива снизились с 40...60 до 5...6 кВт-ч/т. Угрубленпе помола обеспечило взрывобезопаспую эксплуатацию ППС. Затраты на реконструкцию окупились в течение 8 месяцев работы котла.

В 2004 г. в рамках Программы технического перевооружения и реконструкции электростанций ОАО "Тулэперго" реализован проект перевода котла БКЗ-220-9,8 (Д,= 61 кг/с; рпс= 9,8 МПа; Тт = 783 К; QK = 152 МВт) Новомосковской ГРЭС па НТВ-сжигание высокозольпого, енльиошлакующего подмосковного бурого угля, с обеспечением возможности работы иа природном газе.

Комплексная модернизация котельной установки включала: замену топки па газоплотпую конструкцию полуоткрытого типа (с пережимом фронтового экрана Ьпл/Ьт= 0,4) с установкой на нижней образующей пережима под углом 45° к горизонту 8 прямоточных пылеугольиых горелок, с двухсопловой СНД, с двумя ярусами третичного дутья па тыльной стене топки; реконструкцию элементов ППС (питателей, сепараторов, пылепроводов). Для работы на газе помимо растопочных горелок встрсчпо на боковых степах топки по оси вихревой зоны установлены две газовые горелки фирмы ЗАО "Экотоп".

Реконструкция выходной части бункеров сырого угля и замена скребковых питателей иа двухшнековые обеспечили надежную подачу топлива в мельницы. Угрубленпе помола (до 7?оо= 80...90 %; 7?юоо = 9...21 %; d\mx = 5... 10 мм при W""= 13...24%) позволило повысить производительность ППС иа 35 % и обеспечить взрывобсзопаспость.

При работе иа угле (Жг= 26...31 %; Лг=35...41%; 8Г = 2,8...3,2 %; 0,г= 6,8...8,8 МДж/кг) удалось отказаться от подсветки факела резервным топливом, поднять максимальную бесшлаковочную мощность котла с 0,73Д, до 1,0Д, (при которой <7»<заг) = 485 кВт/м3 и ^,<Т)= 160 кВт/м3), обеспечить в рабочем диапазоне нагрузок (0,57... 1,0)Д, необходимую температуру перегретого пара (785 ± 5) К.

При нагрузках, близких к Д„ коэффициент тепловой эффективности составил 1|/ср = 0,52 ± 0,02 (при м= 0,48).

КПД (брутто) котла (при исключении подсветки факела резервным топливом) повысился на 2...4% до уровня г|к = 89...91 %, при значениях <74 = I... 1,5 % (ниже нормативных).

Существенно улучшились показатели котла по вредным выбросам: концентрация N0, в уходящих газах составила 200...250 мг/м3, а СО - не более 150мг/м3, что удовлетворяет современным нормативам; связывание ЗОт в котле только за счет основных оксидов собственной золы топлива повысилось до 40...45 %.

При работе па газе реализована схема многоступенчатого НТВ-сжигания, которая обеспечила: регулировочный диапазон нагрузок- (0,44... 1,05)Д,; КПД (брутто) котла т|к - до (94,5 ± 0,5) %; выбросы N0* - в пределах 110... 126 мг/м3 (при 500...510 мг/м3 на соседних котлах).

Затраты на реконструкцию составили около 20 и Б О/кВт (в расчете па полезную тепловую мощность котла).

В 2006 г. прн поддержке Администрации Алтайского края реализован пилотный проект модернизации котла Б1<3-85-1,3 (Д, = 23,6 кг/с; рПс=1,ЗМПа; 7^=523 К; 0к = 6ОМВт) Южной тепловой станции в г. Рубцовске. Цель проекта - продление ресурса оборудования и освоение НТВ-сжигания кузнецких каменных углей.

До модернизации котел работал па угле марки СС, с подсветкой факела мазутом (до = 0,6), па нагрузках не выше 0,65Д, прн среднсэксплуатацнон-ном КПД (брутто) не более 11« = 70...75 % (<74 - до 20 %); концентрация N0, достигала 1500 мг/м3. Подготовка топлива в ППС прямого вдувания с ММТ 1500/2510/735К, оснащенными центробежными сепараторами, осложнялась ненадежной работой скребковых питателей.

В ходе глубокой комплексной модернизации и капитального ремонта конвективной шахты заменены все поверхности иагрева котла. В вихревой газоплотной топке (с пережимом Ьпл/Ь7= 0,36) смонтировано 3 прямоточные горелки, двухсопловая СНД, два яруса третичного дутья. Совместно с ПК

"Сибэнергомаш" разработана оригинальная схема и конструкции поверхностей нагрева в горизонтальном газоплотпом газоходе.

Общие затраты (включая капремонт) составили около 32 млн. руб.

Замена скребковых питателей на двухшнековые обеспечила стабильную работу ППС. Помол топлива можно было изменять в пределах от Яд0 = 9... 10 % до Яд0 = 17... 18%.

В результате модернизации освоено вихревое сжигание кузнецких углей марок Т, СС, Г и Д с широким пределом изменения их теплотехнических характеристик: »7=9...19%; Аг= 15...30%; 1М'' = 1,5...1,6 %; Уа/= 14...43 %; 0[= 17...23 МДж/кг. Надежная работа ППС и устойчивое воспламенение позволили исключить подсветку факела мазутом.

На минимальной (по условиям горения) нагрузке 0,ЗД, (при зло =115 кВт/м3 и <7,.(т) = 55 кВт/м3) максимальная температура факела в ЗАГ находилась на уровне (1423 ± 50) К.

В рабочем диапазоне нагрузок (0,5... 1,0)Д, оптимальный избыток воздуха иа выходе из топки составил 0^= 1,2... 1,25. Температура перегретого пара (523...533 К) удовлетворяла требованиям. Потери с механическим недожогом не превышали ^4= 2,3...2,8 %; КПД (брутто) котла составил г|к = 91,3...92,3 %. Концентрация N0, в уходящих газах возрастала с нагрузкой и изменялась в пределах 250...420 мг/м3, что ииже нормативных значений (470 мг/м3).

Установлено, что максимальная бешлаковочная нагрузка котла равна 1,0Д, (при <7,<злг)= 375 кВт/м3 и 174 кВт/м3) для кузнецких углей марок Г (Д) и 1,2Д, (при <7,.(злг)- 450 кВт/м3 и <7Х(Т) =210 кВт/м3) - для углей марок Т иСС.

При нагрузках, близких к Д„ коэффициент тепловой эффективности составил \|/ср = 0,57 ± 0,02 (при М= 0,48).

К лету 2010 г. котел отработал более 16 тыс. ч. В 2008 г. па НТВ-сжигание переведен второй котел станции, а на 2011 г. запланирована модернизация третьего котла.

Положительные результаты НТВ-сжигания различных топлив позволили обосновать технологические решения для многотопливного котла.

В 2008 г. на Кировской ТЭЦ-4 реализован проект модернизации котла БКЗ-210-13,8 (Д, = 58,3 кг/с; рпс= 13,8 МПа; ГПС=813К; 0к=143МВт) для раздельного НТВ-сжигания кузнецких каменных углей (Г, Д), фрезерного торфа и природного газа в одной топке.

Цель модернизации - продление ресурса оборудования, обеспечение номинальной нагрузки котла на торфе и повышение максимальной нагрузки до

1,2Д, (69,5 кг/с) при работе на угле и газе с высокой эффективностью сжигания топлива и низкими вредными выбросами.

Проект предусматривал газоплотную вихревую топку полуоткрытого типа (с долей пережима 0,4), оснащенную 6 прямоточными пылевыми горелками (заведенными во фронтовой аэродинамический выступ с наклоном вниз под углом 45°), двухсопловой СНД, тремя ярусами третичного дутья, расположенными на тыльной стене топки; на боковых стенах установлены в два яруса четыре низкоэмиссионные газомазутные горелки фирмы ЗАО "Экотоп". Для улучшения регулировочной характеристики пароперегревателя увеличена поверхность его радиационной ступени (за счет сокращения части испарительного фронтового экрана). Для раздельной работы на угле и торфе разработана (с использованием численного моделирования) уникальная конструкция двухпоточного (инерционно-прямоточного) сепаратора. Скребковые питатели сырого топлива заменены на двухступенчатые двухшнековыс с частотным регулированием привода.

В результате реконструкции обеспечена надежная работа ППС на торфе (в режиме прямоточного сепаратора) и угле (в режиме инерционного сепаратора). Внедрение двухступенчатых двухшнековых питателей полностью устранило зависание топлива в бункерах и замазывание питателей, стабилизировало работу ППС в рабочем диапазоне нагрузок. Твердые топлива сжигались без подсветки факела газом или мазутом; шлакование отсутствовало. Параметры пара поддерживались в допустимых пределах.

При работе на торфе (W= 45...60 %; Аг = 5...10%; Nr = 0,9... 1,1 %; Qi= 6,6...8,8 МДж/кг) в диапазоне нагрузок (0,65...1,0)Д, оптимальный избыток воздуха на выходе из топки а,- составил 1,3... 1,35. На номинальной нагрузке при работе трех ППС механический недожог (<74 = 0,95 %) находился в нормативных пределах, КПД (брутто) котла - г|к = 90,5 %, а концентрация NOx не превышала 550 мг/м3 (этот показатель при работе на торфе ие нормируется). Температура факела в ЗАГ находилась в пределах 1273...1373 К. На пониженной нагрузке (до 0,65Д,) с переходом на две ППС недожог топлива возрос до 74= 2,1 %; КПД (брутто) котла при этом снизился незначительно: до г|к = 89,9 %.

На каменном угле (Жг= 12...22 %; Аг = 10...16%; Sr = 0,2...0,4 %; Nr = 1,5... 1,8 %; V'"f= 41...45 %; Q[= 18...23 МДж/кг) угрублениого помола (до Ri)0= 60...80 %) па двух ППС обеспечена работа котла в диапазоне нагрузок (0,65... 1,2)Д,; оптимальный избыток воздуха на выходе из топки От составил 1,2... 1,25.

На номинальной нагрузке механический недожог соответствовал нормативному значению (#4= 1,5 %) при КПД (брутто) котла rjK = 92 %, а коицеп-

трация N0, не превышала 450 мг/м3, что инже нормативных ограничений. Температура факела в ЗАГ находилась в пределах 1473... 1573 К; максимум температуры располагался в центральной области ЗАГ. Коэффициент тепловой эффективности составил уср = 0,55 ± 0,02 (при М = 0,48).

На максимальной нагрузке 1,2Д, (при ^<зап= 500 кВт/м3 и дф)= 175 кВт/м3) получено снижение механического недожога топлива до (Ja = 1,3 %. При этом за счет увеличения температуры уходящих газов (и роста тепловых потерь) КПД (брутто) котла понизился до rjK = 91 %, а концентрация NO, возросла до 500 мг/м3, что превышает норматив.

На природном газе при оптимальном избытке воздуха на выходе из топки (От= 1,03... 1,05) регулировочный диапазон нагрузок составил (0,57...1,2)Д„ а КПД (брутто) котла - г|к = (95 ±0,1) %. Ступенчатое вихревое сжигание газа с использованием низкоэмиссноииых горелок позволило обеспечить низкие (в пределах норматива) выбросы NO,: на уровне 110... 115 мг/нм3 при нагрузках (0,57... 1,0)Д, и до 125 мг/пм3 при нагрузке 1,2Д,.

Сравнительные показатели котла БКЗ-210-13,8 до и после модернизации при работе на различных видах топлива приведены в таблице.

Сравнительные показатели котла БКЭ-210-13,8 до и после модернизации

Показатель Фрезерный торф Кузнецкий уголь Природный газ

до после до после до после

Максимальная паропроизводи-ТСЛЬНОСТЬ Дпах, кг/с 50* 58,3 51,4 69,5 58,3 69,5

Потери с уходящими газами ц-у, % 9,9* 8,0 8,2 7,2 6,5 4,4

Потери с мех. недожогом % 3,0* 0,95 11,5 1,3 - -

КПД (брутто) котла г|к, % 86,4* 90,5 79,6 91,0 92,9 95,1

Выбросы N0*, мг/м3 700* 550 1500 500 370 125

* При подсветке факела резервным топливом

По итогам освоения НТВ-сжигания на Кировской ТЭЦ-4 ОАО "ТГК-5" принята программа технического перевооружения станции, которой предусмотрена модернизация еще четырех котлов.

Таким образом, па основе предложенных в диссертации инновационных решений разработаны новые технологические схемы НТВ-сжигания, реализация которых при комплексной модернизации котлов разной мощности позволила обеспечить эффективное сжигание подмосковного бурого угля, кузнецких каменных углей марок Т, СС, Г и Д, фрезерного торфа, отказаться от подсветки факела резервным топливом, устранить эрозионный износ и шлакова-

ние топок, снизить вредные выбросы. Отработанные технологические и конструктивные решения можно использовать при создании новых унифицированных по топливу котлов с НТВ-сжиганием.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты работы сводятся к следующему.

1. Установлено, что сложности, отмечавшиеся па первых этапах освоения НТВ-сжигания (эрозионный износ топочных поверхностей нагрева, повышенные потери теплоты с механическим недожогом топлива), были обусловлены недостатками технологических схем и конструкций горелочно-сопловых устройств НТВ-топок, а также существенным превышением проектной крупности топлива. л

Показано, что нормативная и другие известные эмпирические методики непригодны для расчета размола и сушки топлива в случае упрощенных (без сепаратора) ППС с быстроходными мельницами.

2. На основе измельчения бурых и каменных углей в лабораторных установках методами истирания, раздавливания и удара (воздушно-сухого топлива), в стендовых установках с моделями быстроходных мельниц (воздушно-сухого и влажного топлива) и в промышленных ППС с быстроходными мельницами без сепараторов экспериментально подтвержден закон Риттннгера.

3. Установлено, что кратность измельчения топлива изменяется прямо пропорционально его исходной крупности в диапазоне от 1,5 до 250. Коэффициент пропорциональности - показатель измельчения по Рнттингеру - зависит от конструкции измельчителя, размолоспособностн топлива и удельной энергии, затраченной на размол. С ростом топливной нагрузки в промышленных мельницах кратность измельчения снижается. Соотношение Эызщ/ Рд является величиной постоянной и равной коэффициенту Риттннгера Ад для всех исследованных топлив.

4. Для характеристики сопротивляемости топлива размолу предложен относительный коэффициент измсльчаемостн Кс, который связан с известным коэффициентом Кло зависимостью Кс = (АГЛ0)1,4

5. Влажность топлива снижает интенсивность его измельчения в мельнице не более, чем на 10 %.

6. Максимальная производительность бессспараториых ППС с М-В по топливу ограничена условиями пневмотранспорта (при наличии ПК) и условиями сушки (при отсутствии ПК).

7. Наибольшее влияние на тонину помола при однократном цикле размола бурых углей в ММ без сепаратора оказывает крупность исходного топлива, а не вентиляция мельницы, как предполагалось ранее.

8. Расчет производительности упрощенной ППС с быстроходной мельницей, выполненный на основе закона Риггингера, обеспечивает сходимость с опытными данными в пределах ±15 %.

9. Предложенный в работе расчет сушки топлива в тракте упрощенной ППС с быстроходной мельницей адекватно отражает физику процесса, обеспечивает сходимость с опытными данными в пределах ±10 %, позволяет выявить особенности тепло- и массопереноса по длине тракта ППС, дает представление о неравномерности термообработки материала по тракту, влиянии геометрии тракта и режимных параметров на эффективность сушки.

10. Новые технологические схемы ППС и НТВ-топок позволили повысить эффективность сжигания торфа, бурых и каменных углей, исключить эрозионный износ и шлакование топки, расширить рабочий диапазон нагрузок котла, отказаться от подсветки факела газом или мазутом и обеспечить вредные выбросы в пределах нормативных значений. Эти же топки позволяют эффективно сжигать природный газ с нормативными значениями N0*.

11. Отработана схема комплексной модернизации котельных установок, позволяющая продлить их ресурс на 15...20 лет и обеспечить гарантированную выработку установленной мощности с высокими экономическими показателями и нормативными вредными выбросами. Стоимость модернизации на порядок дешевле нового строительства, а срок окупаемости составляет в среднем 2...4 года.

12. Отработанные технологические и конструктивные решения могут использоваться при создании новых котлов с НТВ-сжиганием.

Основные материалы диссертации опубликованы в следующих работах:

Ведущие рецензируемые научные журналы из перечня ВАК

1. Повышение эффективности работы котла ТП-14А при сжигании высоковлажных бурых углей / Ю.А. Рундыгин, В.Е. Скудицкий, К.А. Григорьев [и др.] // Энергетик. 1988. №9. С. 14-15.

2. Исследование подготовки топлива для низкотемпературного вихревого сжигания / К.А. Григорьев, Ю.А. Рундыгин, Ф.З. Фннкср [н др.] // Теплоэнергетика. 1988. № U.C. 66-68.

3. Рундыгин, Ю.А. Проблемы использования местных топливных ресурсов для энергообеспечения Северо-Западного региона / Ю.А. Рундыгин, К.А. Григорьев, В.Е.Скудицкий// Научно-технические ведомости СПбГТУ. 1998. №4 (12). С.64-68.

4. Экологические характеристики котла ТП-14А, реконструированного на низкотемпературное вихревое сжигание бурого угля / P.M. Фаткуллнн, A.A. Пискунов, К.А. Григорьев [и др.] // Электрические станции. 2000. № 5. С. 18-22.

5. Ольховский, А.О. Математическое моделирование процесса сушки топлива в пылс-системах с быстроходными мельницами / А.О. Ольховский, К.А. Григорьев // Научно-технические ведомости СПбГТУ. 2000. № 4 (22). С. 119-122.

6. Опыт применения вихревой низкотемпературной технологии сжигания на котле БКЗ-220-100 / К.А. Григорьев, В.Е. Скудицкий, Р.Г. Аношнн [и др.] // Энергетик. 2009. № I. С. 24-26.

7. Опыт низкотемпературного вихревого сжигания различных видов топлива в котле БКЗ-210-13,8 Кировской ТЭЦ-4 / К.А. Григорьев, В.Е. Скудицкий, Ю.В. Зыкин [и др.] // Электрические станции. 2010. № 4. С. 9-13 - Пер. ст.: Low-temperature swirl combustion of different kinds of fuel in a BKZ-210-13.8 boiler at the Kirov TETs-4 heating and electric power plant / K.A. Grigor'ev, V.E. Skuditskii, Yu.V. Zykin [et al] // Power Technology and Engineering. Vol. 44. № 3. P. 227-230.

8. Григорьев, K.A. Закономерности измельчения топлива в мельницах: теория и эксперимент / К.А. Григорьев // Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2010. №4(110). С. 58-66.

Патенты

9. Пат. 2044218 РФ. Способ сжигания топлива и вихревая камерр сгорания / Ю.А. Рундыгнн, Г.В. Апьфнмов, К.А. Григорьев [и др.]. - Опубл. 20.09.95. Бюл. № 26.

10. Пат. 2253799 РФ. Вихревая топка / К.А.Григорьев, В.Е. Скудицкий, Ю.А. Рундыгин [и др.]. - Опубл. 10.06.05. Бюл. № 16.

11. Пат. 2253800 РФ. Вихревая топка / К.А. Григорьев, В.Е. Скудицкий, Ю.А. Рундыгин [и др.]. - Опубл. 10.06.05. Бюл. № 16.

12. Пат. 2253801 РФ. Вихревая топка / К.А. Григорьев, В.Е. Скудицкий, Ю.А. Рундыгин [и др.]. - Опубл. 10.06.05. Бюл. № 16.

13. Пат. 008689 Евразийский. Вихревая топка / К.А.Григорьев, В.Е. Скудицкий, Ю.А. Рундыгин [и др.]. - Опубл. 29.06.07. Бюл. № 3.

14. Пат. 008690 Евразийский. Вихревая топка / К.А.Григорьев, В.Е. Скудицкий, Ю.А. Рундыгин [и др.]. - Опубл. 29.06.07. Бюл. № 3.

15. Пат. 008691 Евразийский. Вихревая топка / К.А.Григорьев, В.Е. Скудицкий, Ю.А. Рундыгнн [и др.]. - Опубл. 29.06.07. Бюл. № 3.

16. Пат. 83759 Украина. Вихревая топка/ К.А.Григорьев, В.Е. Скудицкий, Ю.А. Рундыгин [п др.]. - Опубл. 11.08.08. Бюл. № 15.

17. Пат. 83760 Украина. Вихревая топка/ К.А.Григорьев, В.Е. Скудицкий, Ю.А. Рундыгин [и др.]. - Опубл. 11.08.08. Бюл. № 15.

18. Пат. 83761 Украина. Вихревая топка/ К.А. Григорьев, В.Е. Скудицкий, Ю.А. Рундыгнн [и др.]. - Опубл. 11.08.08. Бюл. № 15.

Статьи в трудах, материалах международных к всероссийских конференций, в сборниках научных трудов

19. Рундыгин, Ю.А. Исследование процесса сушки высоковлажных бурых углей в аэрофонтанной сушилке / Ю.А. Рундыгнн, В.Е. Скудицкий, АЛО. Егоров, К.А. Григорьев // Повышение эффективности энергетического оборудования-Л., 1986 - С. 20-24.- (Тр. ЛПИ; № 420).

20. Основные принципы модернизации котельного оборудования на основе низкотемпературного вихревого сжигания высокозабалластированных твердых топ-лнв / Ю.А. Рундыгин, И.А. Щучкнн, К.А. Григорьев [и др.]. // Всесоюз. науч.-техн. совещ. "Вопросы создания котельного оборудования для модернизации электростанций" (Ростов-на-Дону, окт. 1990 г.): Тез. докл. Л., 1990 - С. 6-13.

21. Энергетическое использование местных низкосортных топлив с применением низкотемпературной вихревой технологии сжигания / Ю.А. Рундыгнн,

Г.В. Альфнмов, К.А. Григорьев [и др.]. // Проблемы экономии топливно-энергетических ресурсов на промпредприятиях и ТЭС: Межвуз. сб. науч. тр. / СПбГТУ РП.- СПб., 1995.- Ч. 1.- С. 68-86.

22. The Solution of Regional Power and Ecology Problems Based on the New Low-Temperature Vortex-Type Technology for Solid Fuel Combustion / Yu.A. Rundygin, G.V. Alfimov, K.A. Grigoriev [et al.]. // Energy and Environment: Proc. of the Int. Conf. on Energy and Environment, Shanghai, China, May 1995.- New York: Begell House, 1996.-P. 631-638.

23. Possibilities of Deeper Desulfurization of Flue Gases by Oil Shale Ash Components in Different Burning Technologies / Yu. Rundygin, G. Alfimov, K. Grigoryev [el al.]. // Oil Shale. 1997. Vol. 14, № 2.-P. 115-131.

24. Снижение вредных выбросов на котельных агрегатах, сжигающих сланцы / Ю.А. Рундыгин, Г.В. Альфимов, К.А. Григорьев [и др.]. // Энергетические машины и установки.- СПб., 1997.- С. 38-39.- (Тр. СПбГТУ; № 465).

25. Григорьев, К.А. О нормативной методике расчета пылесисгем с мсльницеи-вентилятором / К.А. Григорьев, О.В. Малярова // Современные научные школы: перспективы развития-СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1998. Ч. 1.-С. 118-120.

26. Рундыгин, Ю.А. Проблемы создания топочного оборудования для использования местных топливных ресурсов / Ю.А. Рундыгин, К.А. Григорьев,

B.Е. Скудицкий // Проблемы экономии топливно-энергетических ресурсов на промпредприятиях и ТЭС: Межвуз. сб. науч. тр. / СПбГТУРП - СПб., 1999-

C. 104-111.

27. Roundyguine, Y.A. Use of Oil Shale Waste Ash for Flue Gas Desulphurization / Y.A. Roundyguine, G.V. Alfimov, K.A. Grigoryev // Proc. of the 4th Int. Symp. on Coal Combustion, eds. Xu-Chang Xu, I-Iai-Ying Qi, Bao-Guo Fan, August 18-21, 1999, Beijing, P.R.China, P. 171-176.

28. Рундыгин, Ю.А. Решение проблем энергетического использования низкосортных топлпв на основе низкотемпературной вихревой технологии сжигания / Ю.А. Рундыгин, К.А. Григорьев, В.Е. Скудицкий // Мат. зональн. совсщ. по вопросам сжигания местных низкосортных углей (Владивосток, 21-22 июля 1999 г.).- Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 1999 - С. 38-46.

29. Рундыгин, Ю.А. Влияние схемы подготовки топлива на эффективность низкотемпературного вихревого сжигания башкирских углей / Ю.А. Рундыгин, К.А. Григорьев, В.Е. Скудицкий, АЛО. Егоров // Энергетические машины и установки.- СПб., 1999.- С. 46-51.- (Тр. СПбГТУ; № 481).

30. Рундыгин, Ю.А. Низкотемпературные топки для энергетического использования растительных биомасс / Ю.А. Рундыгин, К.А. Григорьев, С.М. Шестаков // Информационные бизнес-технологии XXI века: Тр. Бизнес-Форума - СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2000.- С. 105-107.

31. Рундыгин, Ю.А. Внедрение технологии низкотемпературного вихревого сжигания при модернизации котельных установок / Ю.А. Рундыгин, К.А. Григорьев, В.Е. Скудицкий // Новые технологии эффективного использования топлива, модернизации и ремонта котельных установок: Мат. семинара - СПб.: Изд-во ПЭ-ИПК, 2000.- С. 38-47.

32. Рундыгин, Ю.А. Модернизация и восстановительные ремонты энергетического оборудования в современных условиях / Ю.А. Рундыгин, К.А. Григорьев // Но-

вые технологии эффективного использования топлива, модернизации и ремонта котельных установок: Мат. семинара. СПб.: Изд-во ПЭИПК, 2000. С. 81-85.

33. Рундыгин, Ю.А. Опыт применения НТВ технологии сжигания твердых топлнв и предложения по ее использованию на электростанциях АО "Свердповэнерго" / Ю.А. Рундыгин, В.Е. Скудицкий, К.А. Григорьев И Сб. докл. расширенного НТС АО "Свердловэнерго" "Повышение надежности топливообеспечення ТЭС АО "Свердловэнерго" в условиях ограничения использования природного газа и мазута. Перспективы внедрения новых технологий сжигания твердого топлива, варианты реконструкции и модернизации ТЭС" (Среднеуральск, 6-8 июня, 2000 г.).- Екатеринбург: АО "Свердловэнерго", 2000.- С. 94-101.

34. Рундыгин, Ю.А. Модернизация котлов на основе низкотемпературной вихревой технологии сжигания твердых топлнв / Ю.А. Рундыгин, В.Е. Скудицкий, К.А. Григорьев, А.П. Токунов // Энергетика: экономика, технологии, экология-2000, №4.-С. 19-22.

35. Рундыгин, Ю.А. Низкотемпературная вихревая технология сжигания твердых топлнв: опыт внедрения, перспективы использования / Ю.А. Рундыгин, К.А. Григорьев, В.Е. Скудицкий // Всерос. науч.-техннч. семинар "Новые технологии сжигания твердого топлива: их текущее состояние и использование в будущем" (Москва, 23-24 янв. 2001 г.): Сб. докл.- М.: ВТИ, 2001.- С. 286-295.

36. Рундыгин, Ю.А. Опыт освоения и совершенствования энергетического использования древесных отходов на основе низкотемпературной вихревой технологии сжигания / Ю.А. Рундыгин, К.А. Григорьев, В.Е. Скудицкий // Проблемы экономии топливно-энергетических ресурсов на промпрсдприятнях и ТЭС: Межвуз. сб. науч. тр./СПбГТУ РП.-СПб., 2001.-С. 131-145.

37. Рундыгин, Ю.А. Шлакование и загрязнение поверхностей нагрева котлов при низкотемпературном сжигании сланцев / Ю.А. Рундыгин, К.А. Григорьев // Сб. докл. третьей науч.-практ. конф. "Минеральная часть топлива, шлакование, загрязнение и очистка котлов" (Челябинск, 19-21 нюня 2001 г.).- Челябинск: Урал ВТИ, 2001.- Т. I.-C. 191-198.

38. Применение технологии низкотемпературного вихревого сжигания при модернизации котельных установок / Ю.А. Рундыгин, К.А. Григорьев, В.Е. Скудицкий [и др.]. // Формирование технической политики инновационных наукоемких технологий: Мат. науч.-практ. конф. и школы семинара (Санкт-Петербург, 14-16 нюня 2003). СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2003.- С. 216-222.

39. Снижение выбросов вредных веществ при организации сжигания твердых топлнв по низкотемпературной вихревой технологии / Ю.А. Рундыгин, К.А. Григорьев, В.Е. Скудицкий [н др.]. // Сб. докл. тематнч. семинара "Экология в энергетике-2004".- М.: ВВЦ, 2004 - С. 108-109.

40. Рундыгин, Ю.А. Совершенствование технологии низкотемпературного вихревого сжигания топлива и перспективы модернизации котельных установок/ Ю.А. Рундыгин, К.А. Григорьев, В.Е. Скудицкий // Энергомашииостросние-СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2004.- С. 128-135.- (Тр. СПбГПУ; № 491).

41. Модернизация пылеугольных котлов на основе низкотемпературной вихревой технологии сжигания / Ю.А. Рундыгин, К.А. Григорьев, В.Е. Скудицкий [и др.]. // Сб. докл. IV междунар. науч.-техн. конф. "Достижения и перспективы развития энергетики Сибири" (Красноярск, 20-21 октября 2005 г.). Красноярск: Изд-во СнбВТИ, 2005.- С. 144-147.

42. Опыт сжигания подмосковного угля и природного газа в низкотемпературной вихревой топке котла БКЗ-220-100/ Ю.А. Рундыгин, К.А.Григорьев, В.Е. Скудицкий [и др.]. И Мат. докл. нац. конф. по теплоэнергетике НКТЭ-2006 (Казань, 4-8 сентября 2006 г.). Казань: Иссл. центр пробл. энерг. КазНЦ РАН, 2006. Т. II.- С. 93-96.

43. Аношин, Р.Г. Анализ нормативного метода расчета пылесистем с быстроходными мельницами / Р.Г. Аношин, К.А. Григорьев // Мат. докл. V школы-семинара молодых ученых и специалистов акад. РАН В.Е. Алемасова "Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении" (Казань, 3-9 сентября 2006 г.). Казань: Иссл. центр пробл. энерг. КазНЦ РАН, 2006 - С. 160-162.

44. Григорьев, К.А. Низкотемпературная вихревая технология сжигания: опыт внедрения, перспективы использования / К.А. Григорьев, Ю.А. Рундыгин, В.Е. Скудицкий, С.М. Шестаков II Виктор Владимирович Померанцев. К 100-летию со дня рождения: Сборник воспоминаний и научных статей / Отв. ред. Ю.А. Рундыгин - СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2006.- С. 133-149.

45. Модернизация котельной техники на основе низкотемпературной вихревой технологии сжигания твердых топлив / Ю.А. Рундыгин, К.А. Григорьев, В.Е. Скудицкий [и др.]. II Повышение эффективности производства и использования энергии на Дальнем Востоке: Мат. IV семинара вузов Сибири и Дальнего Востока по теплофизике и теплоэнергетике - Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2006.- С. 83-89.

46. Модернизация котла ТП-35у для вихревого сжигания гидролизного лигнина / Ю.А. Рундыгин, К.А. Григорьев, В.Е. Скудицкий [и др.]. // Проблемы экономии топливно-энергетических ресурсов на промпредприятиях и ТЭС: Межвуз. сб. науч. тр. / СПб ГТУ РП.- СПб., 2006.- С. 80-84.

47. Математическое моделирование топочных процессов при сжигании грубоиз-мельченного топлива / Р.Г. Аношин, А.В. Гиль, К.А. Григорьев [и др.]. // Горение твердого топлива: Сб. докл. VI Всерос. конф. (Новосибирск, 8-10 ноября 2006 г.). Новосибирск: Изд-во Института теплофизики СО РАН, 2006.- Ч. I.- С. 74-80.

48. Численное исследование аэротермохимпческих процессов при различных схемах сжигания подмосковного угля в топке котла БКЗ-220 / Р.Г. Аношин, К.А. Григорьев, Д.Н. Михаилов [и др.]. // Горение твердого топлива: Сб. докл. VI Всерос. конф. (Новосибирск, 8-10 ноября 2006 г.).- Новосибирск: Изд-во Института теплофизики СО РАН, 2006 - Ч. I - С. 81-87.

49. Григорьев, К.А. Метод расчета суммарного теплообмена в низкотемпературных вихревых топках / К.А. Григорьев // Горение твердого топлива: Сб. докл. VI Всерос. конф. (Новосибирск, 8-10 ноября 2006 г.).- Новосибирск: Изд-во Института теплофизики СО РАН, 2006.- Ч. I.- С. 143-146.

50. Математическое моделирование топочных процессов при сжигании грубоиз-мельченного топлива / Р.Г. Аношин, А.В. Гиль, К.А. Григорьев [и др.]. // Горение и плазмохимия. 2006. Т. 4. № 4 - С. 255-259.

51. Разработка многотопливных топок на основе низкотемпературной вихревой технологии сжигания / Р.Г. Аношин, Ф.Р. Валнев, К.А. Григорьев [и др.]. // Сб. докл. IV науч.-практич. конф. "Минеральная часть топлива, шлакование, загрязнение и очистка котлов" (Челябинск, 4-7 июня 2007 г.).- Челябинск: ЧФ ПЭИпк, 2007. Т. II.-С. 110-115.

52. Опыт ступенчато-вихревого сжигания кузнецкого каменного угля / Р.Г. Аношин, Ф.Р. Валисв, К.А. Григорьев [и др.]. // Сб. докл. IV науч.-практич.

конф. "Минеральная часть топлива, шлакование, загрязнение и очистка котлов" (Челябинск, 4-7 июня 2007 г.) - Челябинск: ЧФ ПЭИпк, 2007. Т. II. С. 116-121.

53. Опыт низкотемпературного вихревого сжигания различных топлив в котле БКЗ-210-13,8 / К.А. Григорьев, В.Е. Скудицкий, Р.Г. Аношин [и др.]. // Сб. докл. Ме-ждунар. науч.-технич. конф. "Технологии эффективного и экологически чистого использования угля" (Москва, 29-30 октября 2009).- М.: ОАО "ВТИ", 2009-С. 376-383.

54. Скудицкий, В.Е. Комплексная модернизация пылеугольных котлов на основе низкотемпературной вихревой технологии сжигания / В.Е. Скудицкий, К.А. Григорьев, Р.Г. Аношин, В.В. Османов // Горение твердого топлива: Сб. докл. VII Всерос. конф. с междунар. участием (Новосибирск, 10-13 ноября 2009 г.).- Новосибирск: Изд-во Института теплофизики СО РАН, 2009 - Ч. 2-С. 150-156.

55. Григорьев, К.А. Совершенствование метода расчета размольной производительности быстроходных мельниц / К.А. Григорьев, P.C. Тарасенко // Горение твердого топлива: Сб. докл. VII Всерос. конф. с междунар. участием (Новосибирск, 10-13 ноября 2009 г.).- Новосибирск: Изд-во Института теплофизики СО РАН, 2009.-Ч. 3.- С. 124-130.

56. Валиев, Ф.Р. Результаты вихревого сжигания кузнецких каменных углей в котле БКЗ-85 / Ф.Р. Валиев, К.А. Григорьев // XXXVIII Неделя науки СПбГПУ: Мат. Междунар. науч.-практ. конф. Ч. Ш. СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2009. С. 38-40.

57. Османов, В.В. Градиентная теплометрпя в вихревой топке модернизированного котла БКЗ-210/ В.В. Османов, К.А. Григорьев, A.B. Митяков // Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении: Мат. докл. VII школы-семинара молодых ученых и специалистов акад. РАН В.Е. Алемасова (Казань, 15-17 сентября 2010 г.).- Казань: Изд-во Казанск. ун-та, 2010 - С. 277-280.

58. Скудицкий, В.Е. Комплексная модернизация пылеугольных котлов на основе низкотемпературной вихревой технологии сжигания / В.Е. Скудицкий, К.А. Григорьев, Р.Г. Аношин, В.В. Османов // Энергосбережение и энергоэффективность экономики Кузбасса. 2010, август.- С. 31-34.

59. Опыт низкотемпературного вихревого сжигания различных топлив в котле БКЗ-210-13,8 Кировской ТЭЦ-4 и возможность его использования на Балканах / К.А. Григорьев, В.Е. Скудицкий, С.В. Джекнч [и др.]. // Мат. междунар. конф. Power Plants 2010 (Сербия, Врнячка Баня, 26-29 октября 2010 г.). CD. http://c2010.drustvo-termicara.com/ (рус. и серб.)

60. Григорьев, К.А. Технология сжигания органических топлив. Энергетические топлива: Учеб. пособие/ К.А. Григорьев, Ю.А. Рундыгпн, A.A. Трпнченко-СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2006.- 92 с.

Лицензия ЛР № 020593 от 07.08.97

Подписано в печать 09.02.2011. Формат 60x84/16. Печать цифропая. Усл. псч. л. 2,0. Уч.-изл. л. 2,0. Тираж 100. Заказ 7175Ь.

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в Цифровом типографском центре Издательства Политехнического университета. 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29. Тел.: (812) 550-40-14 Тел./факс: (812) 297-57-76

HS - 5 6 8 9

2010177089

Список основных сокращений.

Введение.

1. Низкотемпературная вихревая технология сжигания твердого топлива в котельных установках: принципы, опыт, проблемы.

1.1. Общие принципы и особенности.

1.2. Подготовка топлива

1.3. Аэродинамические схемы и конструкции топок

1.4 Опыт и проблемы сжигания твердого топлива.

1.5 Методическое обеспечение НТВ-технологии.

1.5.1 Методы расчета ППС с быстроходными мельницами.

1.5.2 Расчет теплообмена в факельных топках

1.6 Результаты обзора. Постановка задач исследования.

2 Закономерности измельчения топлива: теория и эксперимент.

2.1 Гранулометрические характеристики сырого топлива и пыли.

2.2 Кратность измельчения топлива в мельнице

2.3 Закономерности измельчения и их экспериментальная проверка.

2.4 Теоретические основы измельчения топлива в мельницах

2.5 Исследования закономерностей измельчения в лабораторных условиях.

2.5.1 Определение коэффициента размолоспособности

2.5.2 Связь между относительными коэффициентами размолоспособности и измельчаемости.

2.5.3 Влияние начальной крупности и влажности топлива на закономерности измельчения.

2.6 Закономерности измельчения топлива в промышленных условиях

2.6.1 Объекты и методики исследований.

2.6.2 Исследования ППС с М-В

2.6.3 Исследования ППС с ММ

2.7 Выводы по разделу 2.

3 Расчет упрощенной ППС с быстроходной мельницей

3.1 Определение производительности мельницы.

3.1.1 Постановка задачи.

3.1.2 Расчет производительности

3.1.3 Экспериментальная проверка методики.

3.2 Расчет сушки топлива.

3.2.1 Постановка задачи.

3.2.2 Математическая модель сушки полидисперсного материала в сквозном двухфазном потоке.

3.2.3 Экспериментальная проверка методики.

3.3 Выводы по разделу 3.

4 Эффективность новых схем НТВ-сжигания твердого топлива в котельных установках.

4.1 Влияние схемы подготовки топлива на эффективность НТВ-сжигания высоковлажных башкирских углей.

4.2 Влияние НТВ-технологии на вредные выбросы.

4.3 Новые технологические схемы НТВ-топок.

4.4 НТВ-сжигание низкореакционных бурых углей

4.5 Повышение эффективности НТВ-сжигания высокозольного подмосковного бурого угля.

4.6 НТВ-сжигание кузнецких каменных углей.

4.7 НТВ-сжигание различных топлив в одной топке

4.8 Выводы по разделу 4.

В последние годы возрастает доля угля как топлива для производства тепловой и электрической энергии. В США на угле вырабатывается 56 % электроэнергии, в странах Западной Европы - от 58 (в Германии) до 93 % (в Дании) [1]. В России, несмотря на то, что она занимает одну из ведущих позиций в мире по запасам твердого топлива, этот показатель гораздо ниже и составляет 26 % (2008 г.) [2]. В планах до 2030 г. долю угля предполагается поднять до 34. .36 %.

С другой стороны, в настоящее время оборудование ТЭС в значительной степени физически изношено и морально устарело [3]. Снижение (на протяжении практически 20 лет) ввода энергетических мощностей и прогрессирующее старение оборудования нарушило процесс воспроизводства основных фондов в энергетике страны и может не только привести в ближайшей перспективе к крайне негативным последствиям в энергоснабжении России, но и создать угрозу ее энергетической и национальной безопасности.

Серьезной проблемой российской энергетики "является нарушение топ-ливообеспечения тепловых электростанций. В связи с закрытием нерентабельных топливодобывающих предприятий особенно страдают станции, оборудование которых было рассчитано для работы на местном топливе. Эксплуатация на нерасчетном топливе снижает технико-экономические показатели ТЭС.

Энергетическая стратегия России на период до 2030 г. [2] предусматривает приоритетное развитие и внедрение в отечественной энергетике новых высокоэффективных, экологически чистых технологий сжигания твердого топлива.

Таким образом, модернизация российской энергетики на основе современных технологий сжигания и повышение доли твердого топлива в энергетическом балансе страны является весьма важной и актуальной задачей.

К одной из перспективных технологий сжигания твердого топлива относится низкотемпературная вихревая (НТВ). Концепцию НТВ-сжигания предложил на рубеже 70-х годов прошлого века профессор В.В. Померанцев. Отличительная особенность НТВ-технологии - принцип факельного сжигания грубоизмельченного топлива в условиях многократной циркуляции частиц в зоне активного горения.

НТВ-технология сжигания прошла широкую апробацию в 70-80-е гг. и доказала свои главные преимущества: улучшение технико-экономических и экологических показателей, удовлетворительное воспламенение и отсутствие шлакования. В 1987 г. приказом Минэнерго СССР № 51а от 30.03.87 г. были начаты работы по созданию серии котлов паропроизводительностью 61, 89, 117 и 179 кг/с с НТВ-топками для технического перевооружения ряда электростанций Урала, Сибири и Дальнего Востока. Однако в связи с кризисными явлениями 90-х гг. эти работы были приостановлены.

Большой вклад в теорию и практику НТВ-сжигания внесли ученики В.В. Померанцева - Ю.А. Рундыгин, Д.Б. Ахмедов, С.М. Шестаков, Б.В. Усик, JI.T. Дульнева, В.Е. Скудицкий, Г.В. Альфимов, В.Ю. Захаров, Ф.З. Финкер и др. Их исследования позволили накопить значительный материал по НТВ-сжиганию и подтвердить эффективность НТВ-технологии.

Однако опыт НТВ-сжигания показал, что при определенных условиях возникают повышенный механический недожог топлива, эрозионный износ поверхностей нагрева, недостаточный перегрев пара.

Первые две проблемы в основном были связаны с несовершенством конструкции вихревой топки и горелочно-сопловых устройств, а в ряде случаев возникали при работе на чрезмерно угрубленном топливе.

Недостаток перегрева был обусловлен скудностью экспериментальных данных о теплообмене в вихревых топках и, как следствие, ошибками в расчетах.

Кроме того, отработка систем подготовки топлива — в отсутствие надежных методов расчета пылеприготовительных систем (Ш 1С) с угрубленным помолом - базировалась в основном на интуиции и приближенных расчетных оценках, что в ряде случаев не давало ожидаемого результата, осложняло внедрение технологии и приводило к материальным издержкам.

Указанные сложности затрудняют выбор и обоснование технических решений при реконструкции действующих и создании новых котельных установок на основе НТВ-технологии, сдерживают ее широкое внедрение.

Цель работы заключается в повышении эффективности низкотемпературного вихревого сжигания твердых топлив при модернизации действующих и создании новых котельных установок.

Для достижения намеченной цели были поставлены и решены следующие основные задачи: на основе анализа процессов и опыта работы вихревых котлов установлены причины и взаимосвязи проблем НТВ-сжигания; на основе теоретических и экспериментальных исследований разработана и апробирована методика расчета размольной производительности ППС с быстроходными мельницами при бессепараторном'помоле; на основе математического моделирования разработана и апробирована методика расчета сушки в ППС с быстроходными мельницами при бессепараторном помоле; разработаны и апробированы на действующем оборудовании новые технологические схемы и конструкции горелочно-сопловых устройств НТВ-топок, которые позволили повысить эффективность вихревого сжигания торфа, высоковлажных, высокозольных, низкореакционных бурых углей, каменных углей и природного газа.

Научная новизна работы заключается в следующем: впервые на основе понятия кратности измельчения топлива экспериментально подтвержден закон Риттингера применительно к мельницам; разработан и апробирован новый, методологический подход к исследованию и расчету, установлены закономерности измельчения топлива в мельницах, разработана и апробирована методика расчета размольной производительности ППС с быстроходными мельницами при бессепараторном помоле; предложена и апробирована математическая модель сушки полидисперсного материала в ППС с быстроходными мельницами; • получены новые экспериментальные данные о работе ППС прямого вдувания с быстроходными мельницами при угрубленном помоле бурых углей, при различных режимах и составе сушильного агента, а также новые данные о работе НТВ-топок полуоткрытого типа при вихревом сжигании торфа, бурых и каменных углей; разработаны, апробированы и запатентованы новые технологические схемы и конструкции горелочно-сопловых устройств вихревых топок, позволяющие интенсифицировать тепло- и массоперенос, повысить экономичность сжигания и снизить вредные выбросы.

Практическая ценность работы определяется тем, что: реализованные в пакете прикладных программ методики расчета сушки и гранулометрического состава измельченного в мельнице топлива позволяют получить исходные данные для расчета выгорания топлива в НТВ-топке; внедрение новых технологических схем и конструкций горелочно-сопловых устройств позволило повысить эффективность НТВ-сжигания и снизить вредные выбросы при модернизации котельных установок паропроизводительностью от 18 до 61 кг/с на широкой гамме твердых топлив (торфе; сланце; бурых углях; каменных углях марок Т, СС, Г и Д);

- отработана эффективная технологическая схема многотопливной НТВ-топки для сжигания торфа, угля и природного газа; проверенные практикой технологические решения могут быть использованы при реконструкции действующего и создании нового котельно-топочного оборудования на других марках твердого топлива.

Достоверность и обоснованность результатов работы подтверждается: физической обоснованностью разработанных математических моделей и исходных предпосылок для расчетов; использованием апробированных методик исследований; результатами испытаний (в т. ч. межведомственных) и опытом эксплуатации котельных установок с НТВ-технологией сжигания; удовлетворительным согласованием расчетных данных с экспериментальными данными автора и других исследователей.

Автор защищает: результаты теоретических и экспериментальных исследований, разработанные методики расчета процессов измельчения и сушки в ППС с быстроходными мельницами (без сепаратора); технологические схемы и конструкции горелочно-сопловых устройств, обеспечивающие эффективное НТВ-сжигание твердых топлив; результаты внедрения выполненного комплекса работ в практику теплоэнергетики.

Личный вклад автора заключается в постановке задач исследований, их планировании и организации, обобщении экспериментальных данных и разработке математических моделей измельчения и сушки полидисперсного топливного материала в ППС с быстроходными мельницами, разработке технических заданий на проектирование, руководстве и участии в проектировании, авторском надзоре за монтажом, организации пуско-наладочных работ, режимно-наладочных, балансовых и специальных испытаний модернизированных котельных установок с НТВ-технологией сжигания.

По результатам выполненных исследований опубликовано 100 работ, в т. ч. 8 - в изданиях из перечня ВАК, получено 4 патента на изобретения России, 3 патента Украины и 3 Евразийских патента. Отдельные результаты и работа в целом обсуждались и получили одобрение на семинарах и конференциях различного уровня, включая международные.

Основные результаты работы сводятся к следующему.

1. Установлено, что сложности, отмечавшиеся на первых этапах освоения НТВ-сжигания (эрозионный износ топочных поверхностей нагрева, повышенные потери теплоты с механическим недожогом топлива), были обусловлены недостатками технологических схем и конструкций горелочно-сопловых устройств НТВ-топок, а также существенным превышением проектной крупности топлива.

Показано, что нормативная и другие известные эмпирические методики непригодны для расчета размола и сушки топлива в случае упрощенных (без сепаратора) ППС с быстроходными мельницами.

2. На основе измельчения бурых и каменных углей в лабораторных установках методами истирания, раздавливания и удара (воздушно-сухого топлива), в стендовых установках с моделями быстроходных мельниц (воздушно-сухого и влажного топлива) и в промышленных ППС с быстроходными мельницами без сепараторов экспериментально подтвержден закон Риттин-гера.

3. Установлено, что кратность измельчения топлива изменяется прямо пропорционально его исходной крупности в диапазоне от 1,5 до 250. Коэффициент пропорциональности - показатель измельчения по Риттингеру — зависит от конструкции измельчителя, размолоспособности топлива и удельной энергии, затраченной на размол. С ростом топливной нагрузки в промышленных мельницах кратность измельчения снижается. Соотношение Эобщ / Рк является величиной постоянной и равной коэффициенту Риттингера кя для всех исследованных топлив.

4. Для характеристики сопротивляемости топлива размолу предложен относительный коэффициент измельчаемости Ко, который связан с известным коэффициентом Кло зависимостью Кс = (АТЛ0)1,4.

5. Влажность топлива снижает интенсивность его измельчения в мельнице не более, чем на 10 %.

6. Максимальная производительность бессепараторных ППС с М-В по топливу ограничена условиями пневмотранспорта (при наличии ПК) и условиями сушки (при отсутствии ПК).

7. Наибольшее влияние на тонину помола при однократном цикле размола бурых углей в ММ без сепаратора оказывает крупность исходного топлива, а не вентиляция мельницы, как предполагалось ранее.

8. Расчет производительности упрощенной ППС с быстроходной мельницей, выполненный на основе закона Риттингера, обеспечивает сходимость с опытными данными в пределах ±15 %.

9. Предложенный в работе расчет сушки топлива в тракте упрощенной ППС с быстроходной мельницей адекватно отражает физику процесса, обеспечивает сходимость с опытными данными в пределах ±10 %, позволяет выявить особенности тепло- и массопереноса по длине тракта ППС, дает представление о неравномерности термообработки материала по тракту, влиянии геометрии тракта и режимных параметров на эффективность сушки.

10. Новые технологические схемы ППС и НТВ-топок позволили повысить эффективность сжигания торфа, бурых и каменных углей, исключить эрозионный износ и шлакование топки, расширить рабочий диапазон нагрузок котла, отказаться от подсветки факела газом или мазутом и обеспечить вредные выбросы в пределах нормативных значений. Эти же топки позволяют эффективно сжигать природный газ с нормативными значениями N0*.

11. Отработана схема комплексной модернизации котельных установок, позволяющая продлить их ресурс на 15.20 лет и обеспечить гарантированную выработку установленной мощности с высокими экономическими показателями и нормативными вредными выбросами. Стоимость модернизации на порядок дешевле нового строительства, а срок окупаемости составляет в среднем 2.4 года.

12. Отработанные технологические и конструктивные решения могут использоваться при создании новых котлов с НТВ-сжиганием.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Агафонов Г.Ф., Соколов А.Д. Долгосрочные тенденции развития угольной промышленности мира и России // Изв. РАН. Энергетика. 2004. № 1. С. 26-33.

2. Энергетическая стратегия России на период до 2030 г.-http://www.energystrategy.ru/

3. Основные направления совершенствования котельной техники при техническом перевооружении угольных ТЭС / А.Г. Тумановский, A.JI. Шварц, В.Г. Мещеряков, E.H. Толчинский // Теплоэнергетика. 2000. № 8. С. 2-8.

4. Саломатов В.В. Природоохранные технологии на тепловых и атомных электростанциях. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. 853 с.

5. Основы практической теории горения: Учеб. пособие для вузов / Под ред. В.В. Померанцева. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1986. 312 с.

6. Ковалев А.П., Лелеев Н.С., Виленский Т.В. Парогенераторы: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1985. 376 с.

7. А. с. 340836 СССР. Вихревая топка / В.В. Померанцев, Ф.З. Финкер, С.М. Шестаков и др. Опубл. 23.06.72. Бюл. № 18.

8. А. с. 483559 СССР. Способ работы топки / В.В.Померанцев, Ю.А. Рундыгин, С.М. Шестаков и др. Опубл. 05.09.75. Бюл. № 33.

9. Пат. 2044218 России. Способ сжигания топлива и вихревая камера сгорания/ Ю.А. Рундыгин, Г.В. Альфимов, К.А.Григорьев и др. Опубл. 20.09.95. Бюл. №26.

10. Пат. 2253799 России. Вихревая топка/ К.А.Григорьев, В.Е. Скудицкий, Ю.А. Рундыгин и др. Опубл. 10.06.05. Бюл. № 16.

11. Пат. 2253800 России. Вихревая топка/ К.А.Григорьев, В.Е. Скудицкий, Ю.А. Рундыгин и др. Опубл. 10.06.05. Бюл. № 16.

12. Пат. 2253801 России. Вихревая топка/ К.А.Григорьев, В.Е. Скудицкий, Ю.А. Рундыгин и др. Опубл. 10.06.05. Бюл. № 16.

13. Пат. 2067724 России. Низкоэмиссионная вихревая топка / Ф.З. Финкер, Д.Б. Ахмедов, И.В. Кубышкин и др. Опубл. 10.10.96.

14. Пат. 2154234 России. Топка / Ф.З. Финкер, И.В. Кубышкин, Ю.П. Бахтинов. Опубл. 10.08.2000.

15. Пат. 2079779 России. Вихревая топка / Ф.З. Финкер, Д.Б.Ахмедов, И.В. Кубышкин и др. Опубл. 20.05.97.

16. Пат. 2052715 России. Способ сжигания грубоизмельченного твердого топлива в вихревой топке и вихревая топка / В.А. Чамин. Опубл. 20.01.96.

17. А. с. 1588986 СССР. Шахтно-мельничная топка / C.B. Срывков, М.Я. Процайло, В.Н. Верзаков и др. Опубл. 30.08.90. Бюл. № 32.

18. А. с. 861845 СССР. Топка / Е.Г.Воротников, В.И. Сухинин, О.В.Распутин. Опубл. 07.09.81.

19. Пат. 2162193 России. Способ сжигания топлива в котлоагрегате и устройство регулирования процесса горения / Ю.П. Кривоногов, Ю.И. Маняхин, Б.Н. Мельников и И.В. Обухов. Опубл. 20.01.01.

20. Пат. 2198347 России. Способ сжигания топлива и устройство для его осуществления / В.И. Сухинин, О.В. Распутин, И.В. Обухов и Ю.И. Маняхин. Опубл. 10.02.03.

21. Пат. 2199056 России. Вихревая топка / В.И. Сухинин, О.В. Распутин, И.В. Обухов и Ю.И. Маняхин. Опубл. 20.02.03.

22. А. с. 540108 СССР. Топка / Б.Д. Кацнельсон, А.А. Шатиль, А.И. Тарасов и др. Опубл. 25.12.76. Бюл. № 47.

23. Пат. 2094699 России. Топочное устройство / JI.M. Сорокопуд, Н.С.Клепиков, В.Е. Маслов и др. Опубл. 27.10.97.

24. Пат. 2143639 России. Топочное устройство / Н.С. Клепиков, J1.M. Сорокопуд,

25. B.Е. Маслов и др. Опубл. 27.12.99.

26. Пат. 2132016 России. Низкотемпературная вихревая топка / Е.М. Пузырев, Г.Н. Лихачева, А.А. Скрябин. Опубл. 20.06.99.

27. Низкотемпературная вихревая технология сжигания: опыт внедрения, перспективы использования / К.А. Григорьев, Ю.А. Рундыгин, В.Е. Скудицкий,

28. C.М. Шестаков // Виктор Владимирович Померанцев. К 100-летию со дня рождения: Сборник воспоминаний и научных статей / Отв. ред. Ю.А. Рундыгин. СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2006. С. 133-149.

29. Possibilities of Deeper Desulfurization of Flue Gases by Oil Shale Ash Components in Different Burning Technologies / Yu. Rundygin, G. Alfimov, K. Grigoryev, at al. // Oil Shale. 1997. Vol. 14. № 2. P. 115-131.

30. Снижение вредных выбросов на котельных агрегатах, сжигающих сланцы/ Ю.А. Рундыгин, Г.В. Альфимов, К.А. Григорьев и др. // Энергетические машины и установки. СПб., 1997. С. 38-39. (Тр. СПбГТУ; № 465).

31. Экологические характеристики котла ТП-14А, реконструированного на низкотемпературное вихревое сжигание бурого угля / P.M. Фаткуллин, К.А. Григорьев, А.Ю. Егоров и др. // Электрические станции. 2000. № 5. С. 1822.

32. Рундыгин Ю.А., Григорьев К.А., Скудицкий В.Е. Внедрение технологии низкотемпературного вихревого сжигания при модернизации котельных установок // Там же. С. 38-47.

33. Повышение эффективности работы котла ТП-14А при сжигании высоковлажных бурых углей / Ю.А. Рундыгин, В.Е. Скудицкий, К.А.Григорьев и др. // Энергетик. 1988. № 9. С. 14, 15.

34. Некоторые вопросы проектирования и модернизации топочно-горелочных устройств котельных установок, использующих бурые угли и лигниты / В.И. Щелоков, A.A. Смышляев, Ф.А. Серант и др. // Там же. С. 58-77.

35. Опыт внедрения ступенчатого сжигания с системой нижнего дутья НПО ЦКТИ на пылеугольных котлах ОАО "Сибэнергомаш" / В.А. Илясов, В.Г. Петухов, А.И. Медведев, O.A. Бирюкова // Там же. С. 78-82.

36. Финкер Ф.З., Кубышкин И.Б., Дульнева JT.T. Малозатратратный способ модернизации котельных установок на основе низкоэмиссионного вихревого сжигания энергетических топлив // Там же. С. 270-278.

37. Рундыгин Ю.А., Григорьев К.А., Шестаков С.М. Низкотемпературные топки для энергетического использования растительных биомасс // Информационные бизнес-технологии XXI века: Труды Бизнес-Форума. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2000. С.105-107.

38. Модернизация котлов на основе низкотемпературной вихревой технологии сжигания твердых топлив / Ю.А. Рундыгин, В.Е. Скудицкий, К.А. Григорьев, А.П. Токунов // Энергетика: экономика, технологии, экология. 2000. № 4. С. 1922.

39. Опыт внедрения системы нижнего дутья конструкции НПО ЦКТИ на котлах малой, средней и большой мощности / Н.С. Клепиков, JI.H. Гусев, A.A. Шатиль и др. // Котлостроение. СПб.: Изд-во ОАО "НПО ЦКТИ", 2002. С. 70-74. (Тр. ЦКТИ; вып. 278).

40. Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод) / Под ред. Н.В.Кузнецова и др. М.: Энергия, 1973. 296 с.

41. Тепловой расчет котлов (нормативный метод). СПб.: Изд-во НПО ЦКТИ, 1998. 256 с.

42. Методические указания по проектированию топочных устройств энергетических котлов / Под ред. Э.Х. Вербовецкого и Н.Г. Жмерика. СПб.: Изд-во АООТ "НПО ЦКТИ", 1996. 270 с.

43. Шатиль A.A. Расчетное исследование топочных устройств. СПб.: Изд-во ОАО "НПО ЦКТИ", 2003. 150 с.54.1Патиль A.A. Топочные процессы и устройства (исследования и расчет). СПб.: Изд-во АООТ "НПО ЦКТИ", 1997. 184 с.

44. Расчет и проектирование пылеприготовительных установок котельных агрегатов (Нормативные материалы) / ЦКТИ-ВТИ. Л.: ОНТИ ЦКТИ, 1971. 309 с. (Рук. указания; Вып. 32).

45. Самовозгорание и взрывы пыли натуральных топлив / В.В.Померанцев, С.Л. Шагалова, В.А. Резник, В.В. Кушнаренко. Л.: Энергия, 1978. 144 с.

46. Рундыгин Ю.А., Баширин В .А., Радивоев К.А. Исследование работы мельницы-вентилятора в бессепараторном режиме // Исследования новых методов подготовки и сжигания низкокалорийных топлив: Мат. симп. СЭВ. Варна, 1980.

47. Рундыгин Ю.А., Баширин В.А., Гусаковский Е.Б. Исследование работы мельницы-вентилятора в бессепараторном режиме с сушкой топлива горячим воздухом // Повышение эффективности энергетического оборудования. Л., 1982. С. 31-34. (Тр. ЛПИ; № 384).

48. Исследование подготовки топлива для низкотемпературного вихревого сжигания / К.А. Григорьев, Ю.А. Рундыгин, Ф.З. Финкер и др. // Теплоэнергетика. 1988. № 11. С. 66-68.

49. Опыт освоения НТВ-сжигания бурых углей в топке котла малой мощности/ О.В. Распутин, И.В. Обухов, В.И. Сухинин, Ю.И. Маняхин // Вестник УГТУ-УПИ. 2003. № 8 (28). С. 73-78.

50. Рундыгин Ю.А. Низкотемпературное сжигание сланцев. Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1987. 104 с.

51. Лихачева Г.Н. Исследование и освоение сжигания торфов с повышенной склонностью к шлакованию поверхностей нагрева котельных агрегатов: Дис . канд. техн. наук / Ленингр. политехи, ин-т. Л., 1973. 123 с.

52. Белов А .Я. Разработка безмелышчного метода сжигания фрезерного торфа в парогенераторах электростанций: Дис . канд. техн. наук / Ленингр. политехи, ин-т. Л., 1975.

53. Дульнева Л.Т. Освоение и исследование сжигания углей в вихревых топках парогенераторов: Дис . канд. техн. наук / Ленингр. политехи, ин-т. Л., 1979. 218 с.

54. Шестаков С.М. Низкотемпературная вихревая технология сжигания дробленого топлива в котлах как метод защиты окружающей среды: Дис . докт. техн. наук / Санкт-Петербургский госуд. техн. ун-т. СПб., 1999. 435 с.

55. Баширин В.А. Разработка и исследование систем топливоподготовки для сжигания высоковлажных бурых углей в топках парогенераторов с многократной циркуляцией частиц: Дис . канд. техн. наук / Ленингр. политехи, ин-т. Л., 1982. 227 с.

56. Скудицкий В.Е. Повышение эффективности энергетического использования высоковлажных бурых углей на основе организации их подготовки и сжигания в условиях многократной циркуляции частиц: Дис . канд. техн. наук / Ленингр. политехи, ин-т. Л., 1984. 254 с.

57. Сухинин В.И. Исследование особенностей теплообмена в топках котлов малой мощности при различной организации сжигания бурого угля: Дис . канд. техн. наук/ Дальневосточ. политехи, ин-т. Владивосток, 1980. 277 с.

58. Распутин О.В. Исследование и совершенствование вихревого сжигания бурого угля в топках промышленных парогенераторов: Дис . канд. техн. наук / Ленингр. политехи, ин-т. Владивосток, 1981. 354 с.

59. Пузырев Е.М. Исследование топочных процессов и разработка котлов для низкотемпературного сжигания горючих отходов и местных топлив: Дис . докт. техн. наук / Алтайский гос. техн. ун-т. Барнаул, 2003. 315 с.

60. Изюмов М.А., Куприянов В.И., Росляков П.В. Сжигание различных видов топлив в топках с пересекающимися струями // Труды МЭИ. Вып. 330. 1977-С. 74-82.

61. Миронов С.Н., Котлер В.Р. Исследования работы гамма-топки при сжигании канско-ачинских углей // Энергетическое использование углей КАБ. М.: Энергия, 1970. 142 с.

62. Ицковский МА. Создание и освоение опытно-промышленных и серийных котлов с вихревыми топками // Котлостроение. СПб.: Изд-во ОАО "НПО ЦКТИ", 2002. С. 127-138. (Тр. ЦКТИ; вып. 278).

63. Исследование вихревого метода сжигания каменных углей на котле типа ТП-230-2 (ст. № 2) Первомайской ТЭЦ Ленэнерго: Отчет о НИР / ЛПИ; Руководитель В.В. Померанцев.-№ ГР 68073775; Инв. № Б 190187.-Л., 1971. 35 с.

64. Маслов В.Е. Пылеконцентраторы в топочной технике. М.: Энергия, 1977. 208 с.

65. Результаты наладки и первичного опробования работы котла ТП-14А с вихревыми пылеконцентраторами: Отчет о НИР / УралВТИ; Руководитель К.А. Луне-гов.- Арх. № 2766/ТП 113.- Челябинск, 1975. 36 с.

66. Лебедев В.Д., Мясников В.К., Маслов В.Е. Исследование работы мельниц-вентиляторов с прямоточными сепараторами пыли при размоле башкирского бурого угля // Промышленная энергетика. 1987. № 11. С. 29-31.

67. B.В.Поляков, В.В.Померанцев и др.// Электрические станции. 1981. №10.1. C. 20-23.

68. Сжигание немолотых азейских бурых углей в низкотемпературной вихревой топке по схеме ЛПИ-ИТЭЦ-10 / Ф.А. Серант, С.М. Шестаков, В.В. Померанцев и др. // Теплоэнергетика. 1983. № 7. С. 36-41.

69. Померанцев В.В., Ахмедов Д.Б., Шестаков С.М. Опытно-промышленный котел БКЗ-420-140-9 с низкотемпературной топкой ЛПИ// Энергомашиностроение. 1985. № 8. С. 32-34.

70. Освоение и исследование котла БКЗ-420-140-9 с вихревой топкой ЛПИ/ Ю.А. Рундыгин, С.М. Шестаков, Д.Б.Ахмедов и др.// Теплоэнергетика. 1988. № 1. С. 12-16.

71. Исследование котла БКЗ-420 ст. № 6 Усть-Илимской ТЭЦ с топкой ЛПИ: Отчет о НИР / СибВТИ; Руководитель С.Ю.Белов.- № ГР 01.860076487; Инв. № 0287.0005894; Арх. № 427.-Красноярск, 1986. 24 с.

72. Хзмалян Д.М., Каган Я.А. Теория горения и топочные устройства. М.: Энергия, 1976.488 с.

73. Лаврентьев А.Ю., Толчинский Е.Н. Совершенствование методов расчета пыле-приготовительных установок ТЭС // Электрические станции. 2003. № 12. С. 3033.

74. Волковинский В.А., Роддатис К.Ф., Толчинский Е.Н. Системы пылеприготовле-ния с мельницами-вентиляторами. М.: Энергоатомиздат, 1990. 272 с.

75. Разработка метода определения конечной влажности пыли, выдаваемой мельницей: Отчет о НИР / ВТИ; Руководитель Н.М. Михайлов. № ГР 70019194; Инв. № 8959. М„ 1971.35 с.

76. Ромадин В.П. Пылеприготовление и пылесжигание. М.-Л.: Главная редакция энергетической литературы, 1936.

77. Ромадин В.П. Пылеприготовление. М.-Л.: ГЭИ, 1953. 519 с.

78. Николаев А.Н. Совершенствование низкотемпературного вихревого топочного процесса на основе применения системы низкоскоростного нижнего дутья: Дис . канд. техн. наук / Ленингр. политехи, ин-т. Л., 1984. 241 с.

79. Попов А.Л. Создание и исследование топочного устройства и системы подготовки топлива для безмелышчного сжигания лигнина: Дис . канд. техн. наук / Ленингр. политехи, ин-т. Л., 1987.

80. Лузин П.М. Экспериментальное исследование процесса размола в молотковой мельнице: Автореф. дис . канд. техн. наук. Л., 1964. 20 с.

81. Малярова О.В., Григорьев К.А. К вопросу о коэффициенте полидисперсности пыли и максимальном размере зерна при угрубленном помоле // Тез. докл. науч.-техн. конф. СПбГТУ (Санкт-Петербург, 2-6 дек. 1996). СПб., 1996. С. 50-51.

82. Хеннеке Г. Опыт эксплуатации мельниц-вентиляторов на буром угле / БТИ ОРГРЭС. М., 1963. 20 с. (Энергетика за рубежом)

83. Нейрот К. Размол бурого угля в бильных мельницах и его связь с сушкой / БТИ ОРГРЭС. М., 1965. 64 с. (Энергетика за рубежом)

84. Исследование процессов сушки и размола березовского угля в бессепараторной пылесистеме с мельницей-вентилятором: Отчет о НИР / Бел.ЭНИН; Руководитель В.Д. Дунский. № ГР 77038982; Инв. № В879230. Минск, 1978. 85 с.

85. Нормы расчета и проектирования пылеприготовительных установок котельных агрегатов: Отчет о НИР / ЦКТИ-ВТИ; Руководители: В.П. Гладков, Б.М. Муравкин. № ГР 01850001511; Инв. № 02860079922. Л., 1986. 349 с.

86. Ольховский А.О., Григорьев К.А. Математическое моделирование процесса сушки топлива в пылесистемах с быстроходными мельницами // Научно-технические ведомости СПбГТУ. 2000. № 4 (22). С. 119-122.

87. Машиностроение. Энциклопедия. Т. IV-18. Котельные установки / Ю.А. Рундыгин, Е.Э. Гильде, A.B. Судаков и др.; Под ред. Ю.С. Васильева, Г.П. Поршнева. -М.: Машиностроение, 2009. 400 с.

88. Усик Б.В. Особенности интенсивно загруженных двухфазных (газ-твердое тело) течений в топках парогенераторов: Дис. . канд. техн. наук / Ленингр. политехи. ин-т. Л., 1982. 236 с.

89. Парамонов А.П. Разработка математической модели горения крупных частиц топлива в топках паровых котлов: Дис. . канд. техн. наук / СПбГТУ. СПб., 1992. 163 с.

90. Лысаков И.И. Исследование теплообмена в топках с низкотемпературным вихревым сжиганием топлив: Дис. . канд. техн. наук / Ленингр. политехи, ин-т. Л., 1979. 277 с.

91. Воронков В.В. Исследование особенностей теплообмена в низкотемпературной вихревой топке при сжигании немолотого твердого топлива: Дис. . канд. техн. наук/ Ленингр. политехи, ин-т. Л., 1981. 204 с.

92. Тринченко A.A. Повышение экологических показателей низкотемпературных вихревых топок за счет разложения оксидов азота на коксовых частицах: Дис. . канд. техн. наук / СПбГПУ. СПб., 2002. 187 с.

93. Рундыгин Ю.А. Устойчивость воспламенения высоковлажного топлива в низкотемпературной вихревой топке // Изв. вузов СССР. Энергетика. Минск, 1983. № 10. С. 74-81.

94. Математическое моделирование топочных процессов при сжигании грубоиз-мельченного топлива / Р.Г. Аношин, A.B. Гиль, К.А. Григорьев и др. // Горение и плазмохимия. 2006. Т. 4. № 4. С. 255-259.

95. Парамонов А.П. Определение и тестирование эмпирических констант для математической модели горения коксового остатка, используемой в программном комплексе Fluent// Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2008. №2 (54). С. 144-149.

96. Расчет суммарного теплообмена в топке котла, работающего по схеме низкотемпературного вихревого сжигания немолотого топлива / В.В. Померанцев, С.М. Шестаков, В.В. Воронков и др. // Изв. вузов СССР. Энергетика. 1981. № 11. С. 37-42.

97. Блох А.Г. Теплообмен в топках паровых котлов. JL: Энергоатомиздат. Jle-нингр. отд-ние, 1984. 240 с.

98. Блох А.Г., Журавлев Ю.А., Рыжков JI.H. Теплообмен излучением: Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1991. 432 с.

99. Назмеев Ю.Г., Мингалеева Г.Р. Системы топливоподачи и пылеприготовле-ния ТЭС: Справочное пособие. М.: Изд. дом МЭИ, 2005. 480 с.

100. Лебедев А.Н. Подготовка и размол топлива на электростанциях. М.: Энергия, 1969. 520 с.

101. Осокин В.П. Молотковые мельницы. М.: Энергия, 1980. 176 с.

102. Левит Г.Т. Пылеприготовление на тепловых электростанциях. М.: Энергоатомиздат, 1991. 384 с.

103. Вайсберг Л.А., Зарогатский Л.П., Туркин В.Я. Вибрационные дробилки. Основы расчета, проектирования и технологического применения / Ред. Л.А. Вайсберг. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2004. 306 с.

104. ГОСТ 2093-82. Топливо твердое. Ситовый метод определения гранулометрического состава.

105. Андреев С.Е., Зверевич В.В., Перов В.А. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых. М.: Недра, 1966. 396 с.

106. Rittinger Р. R., Lehrbuch der Aufbereitungskunde, Berlin, 1867.

107. Kick F., Das Gesertz, der Proportionalen Widerstande und seine Anwendungen, Leipzig, 1885.

108. Бонд Ф.С. Законы дробления // Труды Европейского совещания по измельчению. М.: Стройиздат, 1966. С. 118-134.

109. Бауман В.А. Роторные дробилки. М.: Машиностроение, 1973. 271 с.

110. Ходаков Г.С. Физика измельчения. М.: Наука, 1972. 307 с.

111. Белосельский Б.С. Технология топлива и энергетических масел: Учебник для вузов. М.: Изд-во МЭИ, 2003. 340 с.

112. ГОСТ 15489.1-93. Угли бурые, каменные, антрацит и горючие сланцы. Метод определения коэффициента размолоспособности по ВТИ.

113. ГОСТ 15489-84. Угли бурые, каменные, антрацит и горючие сланцы. Метод определения коэффициента размолоспособности.

114. ГОСТ 15489-70. Угли бурые, каменные, антрацит и горючие сланцы. Метод определения коэффициента размолоспособности.

115. ГОСТ 15489.2-93. Угли каменные. Метод определения коэффициента размолоспособности по Хардгрову.

116. Инструкция по прибору "ОР-ВТИ" для определения размолоспособности углей / Сост.: П.И. Киселев, JI.H. Кондратьева. М.: ВТИ, 1956.

117. Григорьев, К.А. Закономерности измельчения топлива в мельницах: теория и эксперимент / К.А. Григорьев // Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2010. №4(110). С. 58-66.

118. Яковлева B.C., Петров В.М., Муравкин Б.Н. Усовершенствование метода определения размолоспособности топлива // Электрические станции. 1985. №6. С. 28-30.

119. Энергетические угли восточной части России и Казахстана: Справочник/ В.В. Богомолов, Н.В. Артемьева, А.Н. Алехнович и др. Челябинск: УралВТИ, 2004. 304 с.

120. Энергетическое топливо СССР (ископаемые угли, горючие сланцы, торф, мазут и горючий природный газ): Справочник / B.C. Вдовченко, М.И. Мартынова, Н.В. Новицкий, Г.Д. Юшина. М.: Энергоатомиздат, 1991.

121. Григорьев К.А., Рундыгин Ю.А., Тринченко A.A. Технология сжигания органических топлив. Энергетические топлива: Учеб. пособие. СПб.: Изд-во Политехи. ун-та, 2006. 92 с.

122. Кисельгоф МЛ. Влияние влажности на размол топлива // Изв. ВТИ. 1950. №9. С. 15-22.

123. О поправке на влажность топлива при расчете производительности мельниц / E.H. Толчинский, В.Г. Третьякович, Л.А. Зенькович, Т.В. Миренюк // Электрические станции. 1987. № 2. С. 14-18.

124. Исследование процессов сушки и размола березовского угля в бессепараторной пылесистеме с мельницей-вентилятором: Отчет о НИР / БелЭНИН; Руководитель В.Д. Дунский. № ГР 77038982; Инв. № В879230. Минск, 1978. 85 с.

125. Трембовля В.И., Фингер Е.Д., Авдеева A.A. Теплотехнические испытания котельных установок. М.: Энергоатомиздат, 1991. 416 с.

126. Левит Г.Т. Испытание пылеприготовительных установок. М.: Энергия, 1977. 185 с.

127. Маняхин Ю.И., Григорьев К.А. Результаты испытаний молотковой мельницы ММТ 1500/2510/735 в бессепараторном режиме размола бурых углей // XXIX Неделя науки СПбГТУ. 4.II: Материалы межвуз. науч. конф.- СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2001.С. 61-63.

128. Маняхин Ю.И., Скудицкий B.E., Григорьев К.А. Освоение вихревого сжигания разносортных бурых углей на котле БКЗ-220 // XXVII Неделя науки СПбГТУ. 4.1: Материалы межвуз. паучн. конф,- СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1999. С. 84-86.

129. Malik S., Moznosti svysovania vykonu ventilatorovych mlynov // Sbornik seminara "Vyuzivani popelnatych hnedych uhli v energetice". Usti nad Labem, 1982, T. 1,P. 81-89.

130. Клепиков H.C. Совершенствование расчета, конструкций и способов регулирования пылесистем с мельницами-вентиляторами: Автореф. дис . канд. техн. наук / НПО ЦКТИ. СПб., 1995. 22 с.

131. Лыков A.B. Теория сушки. М.: Энергия, 1968. 471 с.

132. Федоров И.М. Теория и расчет процесса сушки во взвешенном состоянии. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1955. 176 с.

133. Бабуха ГЛ., Рабинович М.И. Механика и теплообмен потоков полидисперсНой газовзвеси. К.: Наук, думка, 1969. 220 с.

134. Лыков A.B. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа, 1967.

135. Шрайбер A.A., Глянченко В.Д. Термическая обработка полидисперсных материалов в двухфазном потоке. К.: Наук, думка, 1976. 156 с.

136. Лыков A.B., Михайлов Ю.А. Теория тепло- и массопереноса. М.-Л.: ГЭИ, 1963.

137. Никитина JI.M. Термодинамические параметры и коэффициенты массопереноса во влажных материалах. М.: Энергия, 1968. 500 с.

138. Филиппов В.А., Микшер A.M., Кобзев Ф.М. Определение термоградиентного коэффициента и коэффициента диффузии влаги в углях // Химия твердого топлива. 1972. № 5.

139. Филоненко Г.К., Лебедев П.К. Сушильные установки. М.: Госэнергоиздат, 1952. 244 с.

140. Радивоев К.А. Разработка и исследование методов сжигания высокозабалла-стированных топлив в энергетических парогенераторах: Дис . канд. техн. наук / Ленингр. политехи, ин-т. Л., 1979. 191 с.

141. Михайлов Н.М., Бальсон В.А. О гигроскопических свойствах углей // Теплоэнергетика. 1964. № 2. С. 61-64.

142. Шрайбер A.A., Милютин В.Н., Яценко В.П. Гидромеханика двухкомпонент-ных потоков с твердым полидисперсным веществом. К.: Наук, думка, 1980. 252 с.

143. Бабуха Г.Л., Шрайбер A.A. Взаимодействие частиц полидисперсного материала в двухфазных потоках. К.: Наук, думка, 1972. 176 с.

144. Горбис З.Р. Теплообмен и гидромеханика дисперсных сквозных потоков. М.: Энергия, 1970.424 с.

145. Вахрушев И А. Химическая промышленность. 1965. № 8.

146. Тепловой расчет котельных агрегатов для ЕС ЭВМ (Доп-е к нормативному методу) / НПО ЦКТИ. Л., 1987. 155 с. (Рук. указания; Вып. 53).

147. Обогащение полезных ископаемых: Справочник. T. IV. Металлургиздат, 1950.

148. Иванов П.А. Исследование систем пылеприготовления с мельницами-вентиляторами и уточнение метода их теплового расчета: Дис . канд. техн. наук / НПО ЦКТИ. Л., 1979. 171 с.

149. Апасов, В.А. Образование NOx и S02 в топочном устройстве котла ПК-24 с низкотемпературным вихревым сжиганием азейского угля / В.А. Апасов, Е.И. Бурылина, В.А. Кухто и др. // Малоотходная технология в энергетике: Сб. науч. тр. М.: ЭНИН, 1985. С. 79-89.

150. Котлер В.Р. Оксиды азота в дымовых газах котлов. М.: Энергоатомиздат, 1987. 144 с.

151. РД 34.02.304-95. Методические указания по расчету выбросов оксидов азота с дымовыми газами котлов тепловых электростанций. М., 1996.

152. Рихтер JI.А., Волков Э.П., Покровский В.Н. Охрана водного и воздушного бассейнов от выбросов ТЭС. М.: Энергоиздат, 1981. 296 с.

153. Фаткуллин P.M., Егоров А.Ю. Определение степени связывания оксидов серы в котле по балансу серы в топливе и летучей золе // Энергетик. 1993. № 6.

154. Simsons G.A., Garman A.R., Boni A.A. The Kinetic Rate of S02 Sorption by CaO // AIChE Journal. 1987. Vol. 33. № 2. P. 211-217.

155. Обухов И.В. Исследование низкотемпературной вихревой топки котла малой мощности при сжигании дальневосточных и канско-ачинских бурых углей: Ав-тореф. дис . канд. техн. наук / ДВГТУ. Владивосток, 1999. 22 с.

156. Фаткуллин, P.M. Испытания аэродинамического фильтра для улавливания угольной золы / P.M. Фаткуллин, В.В. Демкин, Н.Ф. Купцов, В.Г. Литвиненко // Энергетик. 1999. № 4. С. 9-10.

157. Потапов О.П., Кропп Л.Д. Батарейные циклоны. М., 1977.

158. РД 153-34.1-26.303-98. Методические указания по проведению эксплуатационных испытаний котельных установок.

159. Опыт применения вихревой низкотемпературной технологии сжигания на котле БКЗ-220-100/ К.А.Григорьев, В.Е. Скудицкий, Р.Г. Аношин и др.-// Энергетик. 2009. № 1.- С. 24-26.

160. Аношин, Р.Г. Опыт ступенчато-вихревого сжигания кузнецкого каменного угля / Р.Г. Аношин, Ф.Р. Валиев, К.А. Григорьев и др. // Там же. С. 116-121.

161. Валиев Ф.Р., Григорьев К.А. Результаты вихревого сжигания кузнецких каменных углей в котле БКЗ-85 // XXXVIII Неделя науки СПбГПУ: Материалы Междунар. науч.-практ. конф. Ч. III. СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2009. С. 38-40.

162. Опыт низкотемпературного вихревого сжигания различных видов топлива в котле БКЗ-210-13,8 Кировской ТЭЦ-4 / К.А. Григорьев, В.Е. Скудицкий, Ю.В. Зыкин, Ю.А. Чирков, Р.Г. Аношин, В.В. Османов // Электрические станции. 2010. №4. С. 9-13.