автореферат диссертации по энергетике, 05.14.14, диссертация на тему:Совершенствование технологии сжигания низкосортных твердых топлив во взвешенном слое

РГ6 од

- Я СЕН 1997

На правах рукописи

БЕЛЯЕВ АЛЬБЕРТ АЛЕКСАНДРОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ СЖИГАНИЯ НИЗКОСОРТНЫХ ТВЕРДЫХ ТОШМВ ВО ВЗВЕШЕННОМ СЛОЕ

Специальности: 05.14.14 - Тепловые электрические станции (тепловая часть;; 05.14.04 - Промышленная теплоэнергетика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Москва

1997 г.

Работа выполнена в Институте горючих ископаемых (ИГИ) г.

Москва Министерства топлива и энергетики Российской Федерации. Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор, академик Академии промышленной экологии РФ, Лауреат Государственной премии СССР, Кормилицын В.И.;

- доктор технических наук, профессор, член-корреспондент Академии технологических наук, заслуженный деятель науки и техники РФ Баскаков А.П.;

- доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники РФ Рундыгин Ю.А.

Ведущая организация - Всероссийский теплотехнический научно-исследовательский институт (ВТИ), г. Москва.

Защита состоится "<3 •• октября 1997 г. в аудитории Б-207 в 14 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Л.053.16.01 при Московском энергетическом институте (техническом университете)

Отзывы на автореферат направлять по адресу: 111250, Москва Е-250, Красноказарменная ул., д. 14, Ученый Совет МЭИ (ТУ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотека МЭИ (ТУ).

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного Сове к.т.н., доцент

Жидких

- 3 -

1. ОВДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш.

В энергобалансе Российской Федерации (РФ) доля угля в ближайшие годы сохранится, а в более отдаленной перспективе увеличится из-за дефицита наиболее качественных видов топлив. Существующие энергетические установки, работающие на угле, вносят существенный вклад в загрязнение окружающей среды оксидами азота, серы и твердыми частицами. Значительные резервы ресурсо- и энергосбережения, связанные с возможностью введения в энергобаланс РФ низкосортных, в первую очередь, высокозольных топлив - бурых углей, продуктов углеобогащения, сланцев, а также тенденция к ужесточению норм выбросов вредных веществ в атмосферу ставят задачу разработки новых экономичных и экологически безопасных технологий использования твердых топлив в энергетике.

Для реализации имеющихся резервов наиболее перспективны технологии низкотемпературного (850-900°С) сжигания угля во взвешенном (кипящем, псевдоожиженном, циркулирующем и т.п.) слое (ВС), что подтверждается результатами изучения этого научно-технического направления в РФ и во многих странах мира. Такие технологии позволяют сжигать широкий спектр углей (или их смесей) по зольности за счет устойчивости горения при малых концентрациях (до 10Х) горючих веществ в слое и снизить объемы экологически неблагоприятных выбросов в окружающую среду. Эти преимущества наиболее важны для условий России, однако реализовать их на практике не всегда удается. Известны, например, неудачные попытки адаптации систем сжигания угля в стационарном кипящем слое (НС) применительно к условиям предприятий Кузбасса. Главная причина неудач -процесс шлакования топок. Вероятность шлакования характерна и для систем сжигания угля в циркулирующем кипящем слое (ЦКС). Отот факт следует из ряда зарубежных публикаций.

Данная работа посвящена одному из альтернативных путей совершенствования технологии сжигания высокозольных топлив в ВС для получения энергии - форсированной технологии, низкотемпературный процесс горения при реализации которой обеспечивается струйным охлаждением слоя сверху водой, водо-топливными или водо-известняковыми смесями. Такое направление развития технологии является актуальным по следующим причинам: эффективное получение энергии может быть осуществлено при сжигании крупнодробленых (класса 0-25

мм) бурых и каменных углей, ряда угл^отходов и сланцев с использованием малогабаритного топочного устройства, приспособленного к облегченным условиям изготовления и эксплуатации, с попутным получением частиц серного колчедана; подача в ВС в одус од е ржащих смесей позволит исключить основной недостаток известных топок КС и 1ЩС - предотвратить шлакование топочной камеры за счет перераспределения энергии между ВС и надслоевым пространством; использование форсированной технологии сжигания позволит улучшить экологическую обстановку в стране с наименьшими затратами - снизить выброс г. атмосферу оксидов азота и серы, организовать грануляцию мелких частиц и снизить их унос в атмосферу.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с Федеральной целевой программой "Топливо и энергия" (подпрограмма " Уголь России", научно-технический проект Ф-2 "Новая технология и оборудование для производства тепловой энергии при сжигании углеотхо-дов и низкосортных твердых топлив с минимальными вредными выбросами для Кузбасса и Подмосковного бассейна"), а также отраслевыми плановыми НИР ИГИ за 1983 1993 г.г., в том числе: N 1206105000 "Разработать технологии по использованию низкосортных твердых топлив с учетом достижений зарубежных фирм и исходные данные для проектирования головных установок" (1993 год); N 1295046000 'Таз-работка и внедрение топочных устройств с низкотемпературным кипящим слоем на предприятиях Минвостокстроя" (1988 год); N 1 "Определить теплотехнические параметры процесса

ниико'п'мисратурнпго сжигания в кипящем слое дробленого твердого топлива и обводненных мелиоиим«льч»'нннх отходов обогащения угля" (1987 год); N 129301700-064 (1986 год); N 120У001003 (1984 год); N 1203101001 (1983 год); N 125009000 (1982 год) И другими.

Цель работы состояла п разработке научных основ и совдании новой Форсированной технологии и конструкций для низкотемпературного сжигания ИТ в НО применительно к пароним котлом котельных И электростанций на основе новых данных о влиянии вещественного состава высокозольных топлив (1.<Т) на процесс горения. Она включает следующие задачи:

1. Усовершенствование технологии сжигания ВТ за счет применения новых решений, и именно • ведения процесса с попутным Иов-лечением ииритных или породных В1Слючоний, входящих в состав топ-

лива, с использованием водо-топливо-известняковой смеси.

2. Установление оптимальных технологических параметров процесса сжигания ВТ с повиций физико-химических представлений о свойствах твердых топлив и модели автотермической газификации.

3. Проведение сравнительной эксергетической и технико-экономической оценки вариантов схем сжигания твердых топлив в ВС.

4. Теоретическое обоснование и разработка методов расчета основных параметров процесса горения ВТ - времени горения частицы и удельной тепловой мощности (теплонапряжения) в расчете на единицу площади поперечного сечения реакционной камеры.

5. Создание комплекса с гибкой, автоматизированной и технически надежной схемой топочного устройства на основе разработанных технических решений, направленных на повышение эффективности сжигания ВТ и снижение выбросов оксидов азота, серы (с попутным извлечением серного колчедана) и пыли в окружающую среду.

6. Получение комплекса данных для проектирования опытно-промышленных топочных устройств с ВС мощностью до 10 МВт и корректировка проектов применительно к условиям ЦОФ "Чумаковская" и завода ЖБИ-4, изготовление и опытная эксплуатация этих топок.

Научная новизна. Комплексно решена научная проблема рационального сжигания высокозольных топлив в энергетике, имеющая важное народнохозяйственное значение. Впервые разработаны научно-технические и технологические основы создания новых промышленных топок с ВС для производства тепловой энергии, включая: организацию топочного процесса с попутным получением пиритных или породных включений, входящих в состав сжигаемого ВТ; способы интенсификации процесса за счет регулирования экзотермических реакций между слоем и надслоевым пространством при организации эндотермических процессов в слое; методы организации низкотемпературного процесса с применением водо-топливо-известняковых смесей. Дано обоснование методов расчета параметров процесса горения частиц топлива в ВС. При этом впервые разработаны и получены:

- трехмерная модель пористой структуры зольного каркаса горящей частицы топлива и аналитические выражения для расчета по ристости зольного каркаса и величины коэффициента диффузии окислителя через слой золы, на основе которых определена длительность згорания коксового остатка частицы топлива;

- выражение для удельной тепловой мощности (теплонапрядения) в расчете на единицу площади поперечного сечения реакционной камеры как функция от определяющих параметров (теплоты сгорания топлива, плотности, времени сгорания частицы, коэффициента избытка воздуха, порозности и размеров слоя);

- аналитическая формула для оценки оптимального среднего размера частиц топлива, сжигаемого в ВС;

- количественная оценка процесса гравитационной сепарации частиц разного размера и различной плотности в ВС;

- расчетная модель автотермической газификации для оценки эффективности охлаждения слоя при струйной подаче воды или воду-содержащих смесей в ВС.

На этой основе впервые получены результаты исследований форсированного сжигания (с тепловым напряжением до 8-10 МВт/м2) ряда крупнодробленых топлив в ВС с выявлением оптимальных условий, приводящих к повышению эффективности процесса, степени извлечения пиритных включений, степени использования известняка. Новый метод сжигания ВТ реализован в промышленной практике.

Таким образом, научная значимость результатов заключается в разработке основ создания новых топочных устройств.

Практическая значимость и реализация полученных результатов.

Практическая значимость заключается во всестороннем рассмотрении проблемы рационального, экологически приемлемого использования ВТ для получения энергии и определяется общим направлением работы и новыми результатами прикладного характера:

1. Конструктивным оформлением и практическим использованием форсированных топочных устройств с ВС при обеспечении снижения образования диоксида серы за счет попутного извлечения серного колчедана и;) камеры сгорания.

'¿. Разработкой аэродинамической системы для организации внутрислоевой циркуляции материала слоя, раздельной выгрузки из ВС тяжрлых и легких частиц и подогрева вторичного дутья.

3. Созданием высокоэффективной (практически безинерционной) системы автоматического регулирования (САР) для стабилизации температуры ВС и предотвращения шлакования слоя с помощью подачи воды или водусодержащих смесей в слой.

4. Разработкой и практическим использованием новой трехсоп-

- 7 -

ловой форсунки в системе розжига (растопки) ВС.

5. Разработкой инструментария для решения конкретных задач в виде моделей, уравнений, зависимостей, пригодных для применения в инженерной практике.

6. Методами оценки энергетической, эксергетической и экономической эффективности процесса сжигания низкосортных топлив в предложенных топочных устройствах.

7. Использованием комплекса результатов прикладного характера при проектировании, создании и эксплуатации топочных устройств с ВС в промышленной практике. Данные о гравитационном разделении полидисперсной смеси частиц (заключающиеся в ограничении глубины циркуляции частиц разных размеров или плотностей по высоте слоя) и эффективности струйного охлаждения слоя в процессе горения различных углей были впервые использованы для конструирования опытно-промышленных топок с раздельной выгрузкой частиц пыли, оволен-ных частиц и частиц повышенной плотности (породы, серного колчедана и т.п.) и подтверждены в стендовых условиях на топке мощностью 1,5 МВт - Яилевская опытно-промышленная обогатительная фабрика (ШОВ), в промышленных условиях на топке мощностью 6-10 МВт, производящей газ-теплоноситель . для сушки угля (ЦОФ "Чума-ковская"), и котельной установке мощностью 3-4 МВт (завод ЖБИ-4).

Результаты исследования могут быть использованы при прогнозировании развития энергетических комплексов (в части реконструкции топочных устройств), а широкая реализация рекомендуемых положений позволит повысить технический потенциал в области сжигания низкосортных углей и на этой основе добиться улучшения теплотехнических и экономических показателей работы энергетических установок и решить экологические проблемы.

На защиту выносятся следующие положения и результаты, впервые полученные в данной работе.

1. Научная концепция новой технологии сжигания крупнодробленых топлив в ВС, основой которой является создание крупномасштабной внутрислоевой циркуляции материала слоя, подавляющей последствия гравитационной сепарации частиц топлива и золы, и позволяющей организовать раздельную выгруэку частиц - тяжелых (серного колчедана и породы) снизу и легких (частиц золы) сверху через перелив, осуществить термостабилизацию ВС при охлаждении слоя стру-

ей воды (или водусодержащей смеси), перераспределить мощность тепловыделения между слоем и надслоевым пространством.

2. Новые узлы топочного устройства с ВС: центральный разгрузочный узел, выполняющий роль собственно разгрузочного узла тяжелых частиц (серного колчедана и породы), аэродинамического затвора, узла системы внутрислоевой циркуляции частиц и источника вторичного дутья; локализованные узлы перелива для выгрузки частиц золы; узел подачи в слой водусодержащих, в том числе водоизвест-няковых смесей; трехсопловую растопочную форсунку.

3. Экспериментальный комплекс на базе нового топочного устройства с ВС и узла подготовки и подачи в слой водусодержащих смесей, созданный для исследования процесса горения ВТ и развития методов получения газа-теплоносителя с заданными параметрами.

4. Научно-обоснованные представления о механизме горения частиц ВТ с сохранением зольного каркаса, на основе которой создана модель, позволяющая оценить время горения частиц и оптимизировать параметры топочного устройства - разработать методику расчета размеров ВС и получить данные для проектирования топок.

5. Разработанные методики расчета пористости вольной оболочки частицы и коэффициента диффузии окислителей через слой волы.

6. Результаты по форсированному бесшлаковому сжиганию крупнодробленых бурых (класса 0-25 мм) подмосковных и приморских углей и совместному сжиганию промпродуктов углей и флотоотходов.

Личный вклад автора._Результаты, изложенные в диссертации,

получены автором как лично, так и в сотрудничестве с группой, работающей под его научным руководством. Личный вклад автора заключался в постановке вадач, в определении путей их решения, в интерпретации полученных результатов, проведении и корректировке экспериментов, в разработке моделей и методик расчета, в обобщении полученных результатов, в разработке эскизных проектов для создания топки мощностью 1,5 МВт - Жилевская опытно-промышленная обогатительная фабрика (ОПОФ), в выдаче исходных данных для разработки технических проектов топки мощностью 6-10 МВт, производящей газ-теплоноситель для сушки угля (ЦОФ "Чумаковекая"), и котельной установки мощностью 3-4 МВт (завод ЖБИ-4), в создании этих установок.

Апробация работы. Содержание отдельных разделов диссертации и основные результаты были представлены и докладывались на: Пятом Нсесоппном симпозиуме по горению и ппрыну (г.Одесса, сентябрь 1977г.); Всесоюзном совещании по физико-химическим основам и экологическим проблемам использования отходов добычи и переработки твердых горючих ископаемых (г.Москва, сентябрь 1080г.); Семинаро объединенных Наций (Экономической комиссии для Европы) по интегрированному использованию низкокалорийных топлив (г.Москва, октябрь 1983г.); Международном семинаре по вопросам рационального использования бурых углей (г.Берлин. Коттбус, октябрь 1903г.); V Bct-no юэной конференции по горению органического топлива (г.Новоси бирск, сентябрь 1984г.); Y11 Всесоюзной конференции по радиационному теплообмену, теории и практике комплексной оптимизации радиационного теплообмена и горения при сжигании органических топлив в энергетике и промышленности, проблемам экологии, надежности и энергосбережения (г.Ташкент, октябрь 1991г.); Выставке-ярмарке "Теплотехника-92" и семинаре по достижениям и проблемам теплоэнергетики (г.Киев, июнь 1992г.); - Шестом совещании по химии и технологии твердого топлива "ХТТТ-б" (г.Москва, сентябрь 1992г.); Отраслевой научно-технической конференции по экологии и эффективному использованию топливно-энергетических ресурсов в топливно-энергетическом комплексе (г.Москва, ноябрь 1992г.); Научно-техническом семинаре по высокоэффективным процессам горения твердых топлив во вввешенном слое (г.Москва, сентябрь 1993г.); 57-й научно-технической конференции Саратовского Государственного технического университета (Декаде науки) (г.Саратов, апрель 1994г.); Международной научно-технической конференции "Проблемы развития сланцевой промышленности России" (Саратов-Балаково, октябрь 1994г.); Конференции "Практическое использование в хозяйственной деятельности Чувашской Республики горючих сланцев как местного, комплексного энергохимического сырья" (г. Чебоксары, апрель 1995 г.); International symposium on coal-fired power generation, the envlronwent and oublJc acceptance (draft document). Ministry of energy and natural resources and Turkish electricity generation - transmission corporation. (Ankara/Turkey: May 30 - June, 1995).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 брошюр (3 из них лично автором), 22 научные статьи и тезисы докладов (10 лично автором), а также 17 изобретений (5 из них без соавторов).

Структура и объем. ^яботы.__Диссертационная работа состоит иа

введения, шести глав и выводов. Робота наложена на 354 страницах машинописного токста, содержит рисунком, !•:< таблицы, список использованной литературы 292 наименования, приложений - 15.

Диссертация написана на русском языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, обозначены цель и основные задачи работы, указаны научная новизна, научная и практическая значимость полученных н работе результатов. исрочислспи основные положении и рсиультати, выносимые автором на защиту, представлены сведения об апробации материалов диссертации, описана структура и дано краткое содержание диссертации, а также уточнена терминология. Термин "взвешенный слой - ВС" введен в качестве общего обозначения слоя зернистого материала, находящегося в восходящем потоке газа, имеющем скорость равную или превышающую скорость взвешивания основной массы зерен.

Глава 1. Проблемы и возможности реоенмя экологических задач при сжигании низкосортных топлив.

В этой главе проведен анализ таких показателей качества ВТ как: теплота сгорания, содержание балласта (влага, зола), температура плавления золы, содержание серы (пиритная, органическая, общая), механическая и термическая прочность, гранулометрический состав, выход летучих веществ. Помимо наиболее массовых вредных веществ (летучей золы, оксидов серы и азота), образующихся при сжигании топлив, рассмотрены потенциально возможные - радионуклиды, микроэлементы и бенз(а)пирен. Рассмотрен малозатратный способ отвода избыточного тепла из камеры сгорания - струйная подача в нее воды или водусодержащих смесей - как метод, обеспечивающий решение ряда экологических задач - гранулирование наиболее мелких частиц и снижение выбросов пыли, а также оксидов азота и серы в атмосферу. Сформулированы требования к экологически приемлемой технологии сжигания ВТ: 1. Сжигание в ВС с двухступенчатой организацией процесса с выделением первой, низкотемпературной (800-900°С) ступени с коэффициентом избытка воздуха а < 1 для восстановления оксидов азота и связывания оксидов серы в сульфат и сульфид кальция и второй ступени с избытком кислорода и более высокой температурой для дожигания продуктов неполного сгорания и канцерогенов; 2. Ускорение процесса горения частиц для повышения КПД и уменьшения образования количества канцерогенных соединений;

3. Выбор размера частиц топлива, способа подачи его в ВС, конструкции газораспределительной решетки и режима псевдоожижения, позволяющих испольвовать гравитационную сепарацию частиц непосредственно в камере сгорания для выгрузки серусодержащих минералов с высокой плотностью с предотвращением окисления их в зоне горения и, следовательно, уменьшением количества оксидов серы в продуктах сгорания; 4. Введение в слой с водой присадок (известняка, глины), стимулирующих грануляцию мелких частиц топлива и золы для уменьшения количества уноса; 5. Применение комбинированных методов обеспыливания дымовых газов.

Глава 2. Современное состояние н технические возможности сжигания низкосортных топлив во взвешенном слое (ВС).

Во второй главе представлен краткий обзор состояния проблемы создания технологий и оборудования, связанных с получением энергии при сжигании твердых топлив в ВС при атмосферном давлении. Отмечена перспективность отечественных разработок (ВТИ и др.), направленных на создание топок ЦКС. Рассмотрены системы сжигания с КС и ЦКС (Ва^е11е, Ыге1, РугоПок, С1гсоГ 1и1с1), а также варианты наиболее ответственного узла - воздухораспределителя.

Показано, что наибольшие проблемы при реализации систем сжигания с КС и ЦКС вызывает переработка крупнодробленого угля - полидисперсного топлива, а также угля, содержащего пиритные включения, например, Ге5г, и частицы породы. Это связано с том, что при скоростях потока гаэа, достаточных для взвешивания основных фракций угля, не происходит взвешивания наиболее тяжелых частиц, которые выпадают ив слоя и могут скапливайся на полотне решетки (или под элементами трубной решетки), приводя к остановкам процесса, шлакованию и т.п. Тепловые напряжения созданных за рубежом топочных устройств с КС и ЦКС не превышают 2-5 МВт/м2, что вызывает трудности при их эксплуатации ив-ва больших площадей решеток. Для них не решена задача равномерного распределения дутья и топлива в нижней части камеры сгорания. О сложностях в работе топок с КС и ЦКС можно судить по ключевым словам, употребляемым в публикациях: очистители решетки, донная вола, шлакосборники, трубопроводы подачи песка и т.п., значения которых свидетельствуют о накапливании материала на решетке, о шлаковании слоя, о необходимости доставки к топкам инертного материала.

Эти факты объяснимы двумя причинами. Во-первых тем, что процессы псевдоожижения сопровождаются гравитационной сепарацией

частиц при термической переработке ВТ. В ряде работ ИГИ было установлено, что процесс оволения частиц ВТ (ка>25- ЭОХ) в ВС протекает с сохранением вольного каркаса (рис. 1,2), а кажущаяся

Рис. 2. частиц

Общий вид оголенных подмосковного угля при увеличении времени их пребывания (справа налево) во взвешенном слое.

Рис. 1. Схема горения частицы высокозольного топлива (лимитирующая стадия - диффузия окислителя черев слой золы) : 1 - начало процесса; 2-4 - промежуточные стадии; 5 - окончание процесса.

плотность частиц снижается за счет испарения влаги, выделения летучих и выгорания углерода. Для иллюстрации этих фактов рассмотрено изменение скоростей начала псевдоожижения - иКр и витания -у/в для частиц (по формулам, предложенным О.Ы.Тодесом и сотрудниками), составляющих ВС при горении ВТ, и проведена оценка кажув-щейся плотности рК1 частицы в различных состояниях в предположении, что объем частицы определяется ее зольным каркасом и, следовательно, не меняется по мере перехода частицы из рабочего состояния в состояние полностью озоленнного остатка. При этом кажущаяся плотность будет составлять: рк;

Ркс - Рк(1^г/100); (1)

Ркл - Рк[1 - >/„г/100 - (У^ЛОО) {100 - (И),г+ Аг)>/100]; (2) Рко - Рк (Аа/100)•(100 - ИЬг)/100, (3)

соответственно, в состояниях - рабочем, сухом, после удаления летучих и полностью оголенном.

Величины Аа и приводятся в данных технического

анализа, Аг пересчитывается из Аа: Аг - Аа[(100-У^г)/100]. Для анализа использовался бурый уголь Подмосковного бассейна, сжигаемый в топке ОПОФ. Были определены гоны циркуляции частиц равного размера и плотности (рис. 3). Очевидно, что для частицы выбранного размера <1 высота на которой ии-нв, это нижняя граница, ниже которой частица не может опуститься в ВС, а высота где

II,м

II,и

2 .

б

2 -

а

в

Г

I

1

О

.мм

Н,м 2

г

Рис. 3. Расположение зон циркуляции частиц разного размера по высоте ВС при сжигании подмосковного угля в исходном (а) и сухом (б) состояниях, и в виде коксового (в) и очагового (г) остатков.

'I -

О

3 8 25^с1(мм

это верхняя граница, выше которой частица не может подняться. Таким образом, зона от высоты до - это зона ВС, в которой циркулирует частица диаметра б. Такая методика расчета дает возможность проследить, как меняется положение этой "зоны циркуляции" для частиц разных размеров и по мере их перехода из исходного в полностью озоленное состояние. Результаты расчетов свидетельствуют о неизбежности гравитационной сепарации частиц, составляющих ВС, при сжигании ВТ. Основной вывод из проведенного рассмотрения должен заключаться в том, что в топке с беспровальной решеткой частицы крупностью 8 мм и выше не могут подняться до уровня перелива, установленного на высоте 1 метр и могут накапливаться в камере сгорания. То-есть, для организации длительной работы ВС необходимо увеличивать относительную скорость дутья. Однако такая мера неизбежно привела бы к увеличению массы уноса частиц из слоя и увеличению механического недожога. Это противоречие было преодолено организацией в центре решетки дополнительного потока дутья, поднимающего частицы золы до уровня перелива.

Вторая причина шлакования известных топок связана с тем, что при конструировании газораспределителей с трубными, колпачковыми или перфорированными решетками ранее не учитывался тот факт, что равномерность распределения газа по сечению камеры сгорания зависит от места подвода его к решетке. При нижнем боковом подводе газа, используемом обычно при больших площадях решетки, ее участ-

и

ки, находящиеся ближе к гизоподиоднщему иитруГжу воздуховоду, могут пропускать повышенное количество газа. По направлению потока газа средняя скорость газа уменьшается, так как часть газа вы-токаот чореп отпо{ютия решетки. При птпм расход гапа через остальную часть решетки может оказаться недостаточным и приводить к образованию застойных зон - локальному прекращению перемешивания материала слоя и спеканию слоя, то-есть необходимо изменение живого сечения решетки по площади. Однако одного этого мероприятия недостаточно для обеспечения надежной работы ВС. Для исключения шлакования топки необходимо одновременно применение мер, исключающих накопление частиц золы: крупных - в нижней части слоя, а средних - в надслоевом пространстве, что приводит, при достижении критической массы этих частиц, к возникновению поршневого режима псевдоожижения. Очевидно также, что топка должна быть оснащэна и узлом для выгрузки частиц породы и РеБг. Поэтому известные топки, как не удовлетворяющие условию устойчивости топочного процесса, требуют совершенствования.

Анализ указанных причин в совокупности побудил к разработке технического решения, позволяющего предотвратить накопление частиц в топочной камере. Это техническое решение, существо которого заключается в создании (центральным высокоскоростным потоком дутья) крупномасштабной внутрислоевой циркуляции материала слоя, подавляющей последствия гравитационной сепарации частиц топлива и золы, и позволяющей организовать раздельную выгрузку частиц - тяжелых (породы и ГеБг) снизу через увел провала и легких (частиц золы) сверху через перелив - переливную трубу. При этом узел провала ( разгрузочная труба), выполняет роль собственно разгрузочного узла тяжелых частиц, аэродинамического затвора, узла внутрислоевой циркуляции частиц и источника вторичного дутья. Увлы перелива служат для своевременной выгрузки из надслоевого пространства избытков частиц золы, которые не могут быть вынесены ив камеры сгорания потоком газов в тракт очистки, а также наиболее крупных частиц золы из ВС, поднимаемых центральным потоком дутья.

Глава 3. Обоснование основ расчета параметров процесса горения частиц высокозольного топлива и разработка технологии и оборудования для сжигания низкосортных топлив в ВС

Параметром процесса горения топлива в ВС, определяющим вели-

чины допустимых тепловых напряжений и размеры топки, КПД процесса, температуру частиц топлива (играющую важную роль в процессах формирования механического недожога - q4, шлакования и образования вредных веществ), является скорость или длительность озоления наиболее крупных частиц.

Развиваемый в работе подход к процессу горения ВТ связан с анализом длительности стадий сгорания отдельных частиц, на основе которого определяются оптимальные условия переработки топлива полидисперсного состава в расширяющемся ВС. Очевидно, что для уело вий горения ВТ в форсированном (высокоскоростном) ВС инертного материала нельзя исключать стадию испарения влаги из крупных частиц. Кроме того, в высокоскоростном ВС не наблюдается отдельных пламен при горении летучих веществ, транспортируемых смесью газов от частиц в верхние зоны камеры сгорания и сгорающих подобно сгоранию газа в слое инертного материала. Влияние на процесс при этом может иметь и состав летучих веществ. Длительность сгорания частиц ВТ - хс зависит от суммы длительностей следующих друг за другом стадий: ti-испарения влаги; Хг - прогрева частицы от завершения испарения влаги до начала удаления летучих веществ; т.ч -прогрева коксового остатка от завершения выделения основной массы летучих веществ до начала реагирования коксового остатка с окислителями; t - озоления коксового остатка. Наличие этих стадий подтверждается экспериментальными исследованиями ВТИ, МЭИ, ИГИ (в том числе дериватографическим и термогравиметрическим анализом) и ряда организаций стран СНГ. Относительная продолжительность каждой стадии определяется природой угля (степенью метаморфизма, пористостью, выходом летучих веществ и т.д.) и размером частиц.

Оценка времени испарения влаги проведена исходя из решения уравнения для баланса изменения массы частицы в этот период, а длительность последующего прогрева частиц - на основе решения уравнения теплообмена между частицами и средой. Эти решения использовались в качестве формул для определения длительности стадий сушки - x-i и прогрева частиц - Хг и Тз в ВС. Передача тепла излучением и за счет контактов частиц в расчетах не учитывалась, поскольку сумма времен ti, х% и Тз не превышает 10% от общего времени сгорания частиц. Лучистый теплообмен ослабляется в периоды выхода паров воды и летучих веществ при прогреве частиц.

На основании результатов оценки времени испарения влаги из частиц топлива построена зависимость т - f(d) - рис. 4, из кото-

рой следует, что фракция топлива с максимальным размером менее 4 мм, попадая в ВС топки, практически мгновенно лишается влаги.

Выгорание коксового остатка занимает наибольшую долю (г > 90Х) во всем времени горения частицы и наиболее трудно для расчета. Экспериментально было подтверждено, что во всех наблюдаемых случаях частица ВТ в начале процесса горит с образованием на ее поверхности зольной оболочки (рис. 2). Дальнейший процесс выгорания углерода определи ется возможностями диффузии окислителя через слой золы - температурой частицы. При высоких температурах слой золы частицы равномерно оплавляется, что приводит к закрытию в нем пор, скорость диффузии окислителя через него становится равной нулю, и дальнейшее горение частицы прекращается. При температурах, меньших на 100 - 200°С Г.д - температуры начала деформации золы, зольная оболочка сохраняет пористость, и время полного сгорания частицы будет зависеть (при достаточном времени пребывания ее в реакционной зоне) от скорости диффузии окислителей через слой золы. Таким образом, одно из необходимых условий полного сжигания топлива в ВС связано с поддержанием температуры горящих частиц, исключающей деформацию или плавление золы. Для определения хс используем известное уравнение скорости массо-передачи на поверхности текущего радиуса г применительно к модели сужающегося ядра, как наиболее точно отображающей действительность, в виде:

-сМо/а-г - -сШт/с1г - 4лгг0ЭфМСо/с1г), (4)

где Бэф - коэффициент диффузии окислителя через слой волы; сГС0/с1т - градиент концентрации окислителя ; Ио, №г - текущее число молей соответственно окислителя и твердой фазы (углерода). Для полного (100£-го) озоления частицы решение имеет вид

X - (ртм-с1г)/(240ЭФ-Сп), (б)

где ртм - молярная плотность углерода в непрореагировавшей части частицы ВТ; Сп - концентрация кислорода в потоке.

Практическая ценность последнего выражения будет повышена при получении аналитического соотношения для величины - 0аф. Вы-

Т,

0

б 4

2

/

И

1..1. I

10 Ю с1т,мм

Рис. 4. Зависимость времени испарения влаги из частицы подмосковного угля от диаметра во взвешенном слое при температуре 850°С.

ражение для 0ЭФ найдено с использованием метода обобщенной проводимости. При анализе процесса переноса через поры хаотической структуры зольной оболочки горящей частицы угля (в расположении пор нельзя обнаружить дальнего порядка) последняя заменена адекватной ей упорядоченной структурой (рис. 5) с порами постоянного поперечного сечения. При этой операции упорядоченная структура сохраняет основные черты хаотической - механическую устойчивость, изотропность, пористость. С выделением из нее элементарной ячейки (рис. 6), свойства которой характеризуют свойства всей модели, с использованием 1/8 ячейки (рис. 7) и схемы электрической аналогии (рис. 8) получено вырацкение для 0ЭФ. Пористость зольной оболочки частицы определена на основании данных по исходной зольности угля - Ас|, кажущейся плотности частицы - рк и плотности золы - ра, рассчитываемой по ее химическому составу.

В результате получено решение для времени сгорания коксового остатка частицы, которое в том случае, когда микропоры не принимают участия в диффузии, преобразуется к виду:

Х - (ртМ^2)/[6Сп-01(1-ркАс3/рз-100)], (6)

где Бх - коэффициент диффузии окислителя в порах. Результаты расчета т и тс представлены в табл. 1.

1 Таблица 1.

1 и. 1 мм 1 1 1 1 5 8 13 1 | 18 1 1 25 |

1 к, 1 сек - ЕС!. 1 1 14 сек| 16 | 360 369 908 1000 2400 2650 1 4600 I 5060 1 — 1 8900 | 9800 | .....J

По экспериментальным данным (при сжигании угля класса 0-13 мм, а затем класса 0-25 мм) оценивали время горония частиц угля класса 13-25 мм. Интервал времени после изменения класса топлива, по истечении которого в переливе были обнаружены полностью озо ленные частицы размерами более 13 мм, составило 3000 сек.

Полученные результаты позволили оценить приходящееся на единицу поперечного сечения топки - Г количество теплоты, выделяющейся при сжигании топлива - величину теплового напряжения

дг - Сиг{ V0) + [рт(1-е)У]/(Ктс)>/2, (?)

где е,У - порозность и объем слоя; а - коэффициент избытка воздуха; V0 - теоретическое количество воздуха, необходимое для сжигания 1 кг топлива.

Из анализа расчетной модели горения частиц сформулированы условия достижения максимальной полноты выгорания ВТ: организация режима горения при стабильной максимально возможной температуре, предотвращающей деформацию и снижение пористости эолового каркаса

I -

жгго

Пора

Рис. 5. Трехмерная структура зольной оболочки с порами постоянного поперечного сечения: 1 - поры; 2 - материал (зола).

Рис. 6. Элементарная ячейка вольной оболочки: 2х - ширина поры; 2у - длина ребра куба элементарной ячейки.

URilJraMwii Ц U Ц

[TlHpR5[lR6 П

Ji 1 ,1, lb

R7 R8 R9

Рис. 7. Восьмая часть элементарной ячейки (стрелкой пока вано направление движения окислителя).

Рис. 8. Схема соединений диффузионных сопротивлений.

частицы; обеспечение максимальной концентрации окислителя в потоке газа, омывающего частицу (это условие реализовано при сжигании частиц топлива в ВС оголенных частиц и интенсивной внутрислоевой циркуляцией горящих частиц дополнительным потоком воздуха); использование крупнодробленого ВТ в расширяющемся ВС; обеспечение времени пребывания наиболее крупных частиц в ВС по длительности, по крайней мере, равной времени полного выгорания из них горючих веществ; необходимость верхней выгрузки из камеры сгорания и ВС избытков оголенных частиц, поднимающихся вертикально вверх в слое и камере сгорания по мере уменьшения их плотности; недопустимость методов стабилизации температуры ВС, нарушающих изотермичность слоя (неизотермичность ВС приводит к охлаждению или погасанию горящих частиц топлива и как итог - к увеличению времени их сгорания или значительным потерям тепла с механическим недожогом).

Для обеспечения сформулированных условий определены возможные области тепловых режимов работы топки с ВС. Для этого использовано уравнение баланса тепла для проходящих через камеру сгорания газов с учетом протекающих эндотермических процессов в слое: (С0 - C)q - Ср(Т - Т0) + Qt + Оэ. (8)

где С0 и С - начальная и конечная концентрация кислорода в газах; Ср - весовая теплоемкость газов; Т0 - температура дутья; QT - теплоотвод из камеры сгорания (удельная теплоотдача); q -тепловой эффект на 1 кг кислорода; Оэ - удельное теплопоглощение, вызванное эндотермическими процессами.

Из анализа уравнения установлено, что топка с ВС имеет две предельные области тепловых режимов работы - режим автотермической газификации угля в слое (повышенная концентрация горючих веществ) и режим сжигания угля при col (низкое содержание горючих веществ). Промежуточные области тепловых режимов работы ВС при низких температурах возможны при принудительной организации эндотермических процессов (общие принципы организации которых изложены в ранних работах, опубликованных с участием автора) в слое. Из известных методов наибольшим эффектом будут обладать те из них, которые не только предотвратят шлакование слоя, но и приведут к перераспределению энергии между ВС и надслоевым пространством при минимальной величине q4. Для решения экологических задач наиболее рационален метод стабилизации температуры ВС с помощью ввода в верхнюю часть слоя с низким содержанием кислорода дополнительного окислителя с высокой величиной теплоемкости и плотностью, меньшей

плотности частиц материала слоя, - воды или водусодержащих смесей, состав твердой фазы которых может быть подобран для самоорганизующейся грануляции мелких частиц. При испольвовании для этих целей воды, загрязненной органическими примесями - частицами угля, маслами, мазутами, нефтью и т.п. - может быть получен существенный дополнительный эффект - обезвреживание загрязненных вод.

Сформулированные положения, направленные на достижение максимальной полноты выгорания частиц топлива, не противоречат требованиям по обеспечению охраны окружающей среды, и, в совокупности с ними, определяют принципы создания высокоэффективной технологии получения тепловой энергии при сжигании ВТ, конструкций и оборудования. Эти принципы и были использованы для создания топочных устройств различной мощности и назначения.

Методика проведения опытов и конструкция топочных устройств

В соответствии с разработанными принципами были созданы (с участием и под руководством автора) : исследовательские устройства для сжигания низкосортных топлив - лабораторная установка и стендовая установка мощностью до 1,5 МВт (рис. 9), а после про-

ведения экспериментальных исследований - опытно-промышленные устройства: автоматизированная топка мощностью до 10 МВт для получения газа-теплоносителя при сушке угля и топочное устройство для котлоагрегата ДКВР-4/13 (рис. 10) с применением стандартного тя-годутьевого оборудования и элементов САР.

Цель проведения исследований состояла в выявлении основных режимных факторов и приемлемых конструкций, необходимых для внедрения технологии в промышленную практику форсированного сжигания

-*1

А-А

Рис. 9. Схема опытного топочного устройства: 1 - бункер; 2 - забрасыватель; 3 - камера;

4 - растопочный люк;

5 - решетка; 6,7 - разгрузочная и переливная трубы; 8 - узел подачи воды; 9 - окно; 10 -сопла вторичного воздуха; 11 - патрубки подачи воздуха; 12 -термопары.

ВТ. Перед проведением опытов на установках использовалась комплексная информация о поведении представительных проб топлива весом 0,1-0,2 грамма в процессе термообработки в окислительной сре-¡3 Рис. 10. Структурная схема регу-

лирования промышленного топочного устройства с взвешенным слоем котла ДКВР:

1 - регулятор температуры взвешенного слоя; 2 - регулятор процесса растопки; 3 - регулятор разряжения; 4 - взвешенный слой; 5 - решетка; 6 - разгрузочная труба; 7 - узел перелива; 8 -вентилятор; 9 - дымосос; 10 -котел.

10

II

О.

ТНА

-м—

5 13

14

4

а

|И ---

©

[ТК'ЗА |

6

га

Рис. 11. Схема автоматического регулирования температуры:

I - потенциометр; 2 - регулятор температуры ; 3 - блок управления; 4 - исполнительный механизм;

5 - регулирующий орган; 6 - ротаметр; 7 - вторичный прибор; 8,9 -термопары; 10 - камера сгорания;

II - взвешенный слой; 12 - линия подачи воды аварийная; 13 - линия подачи суспензии; 14 - подача воздуха.

Рис. 12. Схема узла дробления угля: 1 - конвейер; 2 - дробилка щековая; 3,4 - сепараторы металлических предметов; 5 - грохот;

6 - пружины; 7 вибратор; 8 -бункер промежуточный; 9,10,11 -потоки топлива; 12 -топливо класса 0 - 25 мм к котлоагрегату.

О

де, полученная на венгерском дериватографе МОЫ-1. Эта информация дополнялась данными, полученными на лабораторной и стендовой установках, и использовалась для выбора режима растопки и оптимальных температур, гарантирующих предотвращение шлакования ВС.

Конструкция и схема стендовой установки (размещена на ОПОФ) были разработаны в соответствии с основным ее назначением - как исследовательской, как тренажера в аварийных ситуациях и как пилотной, предназначенной для получения комплекса данных, достаточных для создания промышленных топок с форсированным процессом сжигания топлив (включая углеотходы) различного ситового состава.

На стендовой и промышленных установках предусмотрено использование комплексного метода десульфуризации топлива и газа, включающего непрерывную выгрузку конкреций ГеБг (а также кусков породы и посторонних предметов) через увел провала, и струйную подачу в слой воды и/или обводненных флотоотходов с мелкодисперсным известняком для десульфуризации и стабилизации температуры слоя. При сжигании породы обогащения слой принудительно не охлаждался, а избыток воздуха экспериментально подбирался по условиям стабилизации температуры ВС в пределах 890-920°С. В расположенный в центре решетки узел провала подавался воздух со скоростью 10-20 м/с для того, чтобы организовать внутреннюю циркуляцию частиц в слое, исключить провал частиц топлива и золы. Воздух, поступающий в топку через узел провала, выполняет роль вторичного дутья, подогретого в ВС. Узел провала использовался также для слива всего материала слоя. Узел перелива предназначен для выгрузки избытков золы из слоя, а его расположением задается высота ВС.

Пуск топок из холодного состояния осуществляется разогревом золы (класса 1-10 мм) с помощью керосиновой форсунки, вводимой в ВС - верхний розжиг, или при нагреве дутьевого воздуха - нижний розжиг. Максимальная температура ВС определялась по сигналам датчиков, расположенных в нижней (кислородной) части слоя. Топочные устройства после процесса растопки работали в автоматическом режиме. Предусмотрено шесть основных параметров регулирования процесса: скорость дутья под решетку, высота слоя, температура ВС, скорость подачи топлива, скорость подачи обводненных флотоотходов с известняком, концентрация твердых веществ в них.

Опытно-промышленная установка для сушки угольного концентрата с топкой ВС мощностью 6-10 МВт была построена на ЦОФ "Чума-ковская" ПО "Донецкуглеобогащение". При создании топки, предназ-

наченной для получения газа-теплоносителя, использовались те же принципы конструирования. Топка соединена с осадительной камерой, которая примыкает к сушильному барабану. В барабан поступает влажный концентрат, а высушенный продукт выгружается. Продукты сгорания очищаются в циклонах и мокром скруббере и выбрасываются в атмосферу с помощью дымососа. К ВС подведен трубопровод для подачи в слой загрязненной воды с концентрацией угля около 100 г/дм3. Для этого использовался стандартный узел - автоматический дозатор реагента - АДР. В качестве топлива использовался промпро-дукт (ШП) угля марки "ОС": Ыг - 5,757.; Сг - 49.83Х; Аг - 35,10 + 45.4431; Нг - 2,28%; Бг - 2.15Х; Иг - 0,917.; 0Г - 3,987.; -

17,717.; СЬГ - 18,9 МДж/кг. Температура в верхней части надслоево-го пространства топки не превышала 980°С, а перед барабаном -740-750°С. Снижение температуры перед барабаном было организовано подсосом воздуха в осадительную камеру через люки. Расход сжигаемого топлива изменялся в широких пределах от 0,61 до 0,96 кг/с за счет изменения в нем доли мелочи. Типичные данные газового анализа: содержание Шг - 13,6 * 13,87.; ДОг + Ог) - 17,ОХ; коэффициент избытка воздуха 1,17-1,18 при кратковременном повышении до 1,45. Длительность безостановочной работы топочного устройства ограничивалась условиями работы обогатительных аппаратов и практически не превышала 48 часов.

Схема котлоагрегата ДКВР-4/13 с топочным устройством ВС.

Опыт сжигания ПМП был использован для совершенствования способа сжигания ВТ и конструкции топки ВС, допускающей упрощенные условия эксплуатации (без подогрева первичного воздуха, без ввода в слой теплообменников и без сушки топлива), для существующих котлоагрегатов малой и средней мощности. По исходным данным ИГИ, ДВ ПромСтройНИИПроект выпустил проект (шифр 04521819) топки, размещенной под котлом ДКВР-4/13, который, после корректировки, реализован на заводе ЖБИ-4 в г. Артем Приморского края.

Топка с ВС котлоагрегата (рис. 10) предназначена для низкотемпературного сжигания (при «- 1,2 - 1,3) местных крупнодробленых углей и отсевов, а также смесей топлив, например, угля Канс-ко-Ачинского бассейна (КАБ), поставляемого в котельную, и шлака, получаемого от слоевого сжигания. Расширяющийся к верху ВС организуется на пефорированной решетке с площадью 0,5 м2, с отверстиями диаметром 3 мм и живым сечением около 77.. Полотно решетки наклонено под небольшим (до 10°) углом к горизонту, благодаря че-

му тяжелые и крупные куски, пииплнкнцио на полотно решетки, сползают на воздушной подушке в ее нижнюю зону, где попадают в разгрузочную трубу (герметизируемую снизу гидрозатвором). В разгрузочную трубу подается восходящий поток воздуха (стабильный по расходу или пульсирующий), который обеспечивает интенсификацию внутрислоевой циркуляции частиц и выполняет, после нагрева в слое, роль вторичного дутья. Отбор избыточного тепла от верхней части слоя осуществляется боковыми экранами котла и струйным вводом в слой технической воды. Благодаря такой конструкции и системе охлаждения слоя удалось достичь теплонапряжения сечения топки на уровне решетки до 10 МВт/м2. Температура ВС стабилизируется автоматически (рис. И). Подготовка топлива к сжиганию предусматривает (после поставки рядового угля, отсевов класса 0-25 мм с угольных предприятий или шлака котельной, смешанного с углем) грохочение топлива, дробление надрешеточного продукта и транспортировку полученных продуктов в бункер котла (рис. 12).

При эксплуатации котлоагрегата были использованы четыре системы обеспечения безопасных условий работы: система запуска; система контроля за процессами в ВС топки; система контроля давлений и температуры газов по газовому тракту; система защиты при аварийных ситуациях, включащая оснащение котлоагрегата взрывными клапанами. Наиболее трудоемкой операцией в работе котлоагрегата явилась стадия пуска в работу - розжига топки ВС, что было связана с ненадежностью работы стандартных форсунок с искровым поджи-гом (низкой воспроизводимостью процесса поджига и перегревом воздуховода). Поэтому нагрев инертного материала ВС до температуры воспламенения топливных частиц (330-350°С для бурых углей) производился трехсопловой керосиновой форсункой мощностью 0,83 МВт с резистивным воспламенителем. Форсунка была изготовлена в мастерских завода ЖБИ-4 и устанавливалась в воздуховоде (рис. 13). Время розжига ВС, состоящего из смеси золы и бурого угля, составляло не более 30 мин (при температуре газа-теплоносителя под решеткой 500°С). В последнее время автором совместно с сотрудниками НПО ЦКТИ разработан перспективный способ розжига топки ВС (не требующий жидких топлив) воздухом, нагреваемым при многократной циркуляции по замкнутому контуру (с размещением в нем электрического подогревателя).

Температуры ВС и потока газов контролировались в определенных точках поперечных сечений топки и по газовому тракту котла

"Ж*

- 25 -

термопарами с записывающими приборами. Режимы давления в топке и котле фиксировались с помощью соответствующих датчиков и записывающих приборов. При нарушениях режимов давления (выбегах давления выше заданной границы) срабатывают системы защиты котла, отключающие подачу топлива и уменьшающие рас- Рис. 13. Элемент распределения ход воздуха с воздействием на отк- топлива трехсопловой форсунки: рытие направляющего аппарата дымо- 1 - подвод топлива; 2 - каналы coca. смешения топлива и воздуха.

Котлоагрегат с топкой ВС прошел испытания и позволил увеличить паропроизводительность котла с 3 до 6 т/ч. Замеры вредных выбросов показали, что они укладываются в существующие нормы.

Глава IV. Основные результаты исследований и оптимизация процесса сжигания твердых топлив с целы« энергосбережения

и снижения вредных выбросов. П четвертой главе приведены основные результаты исследований и промышленного сжигания низкосортных топлив в ВС. Методологической основой главы является оптимизация основных параметров процесса сжигания топлива - среднего размера частиц, коэффициента избытка воздуха и расхода воды в слой, выполненная с целью энергосбережения и снижения вредных выбросов.

Оптимальный размер частиц в полидисперсном составе топлива, сжигаемого в ВС, определен, исходя из выражений для теплового напряжения сечения топки в зависимости от критической скорости псевдоожижения и времени сгорания частицы так, чтобы слой был во взвешенном состоянии и частицы диаметром d успевали сгорать. Таким образом получено выражение для оптимального размера частиц

топлива, сжигаемого в топочном устройстве с ВС:

5/_

• d- /[(24D3®-Cn-ccV°-(l-e)-V/(pTM-F)]z-U-pr-pT)/4g (9)

Частицы такого размера позволяют реализовать скорость дутья, то-есть теплонапряжение, при приемлемых значениях 44. Входящий в него коэффициент лобового сопротивления <1. - 0,44 соответствует турбулентному режиму обтекания частицы (Re > 500). Полученное выражение (15) было использовано при проведении экспериментальных исследований и промышленных испытаний.

Численное значение оптимального диаметра частиц в полидисперсном составе подмосковного угля (ш.Бельковская), сжигаемого в ВС стендовой установки при температуре 900°С составило 3,1 мм.

Оптимизация коэффициента избытка воздуха и расхода воды в слой проведены, исходя из предложенной модели автотермической газификации высокоэольного топлива в ВС. Модель основана на предположении об установлении гомогенного равновесия С0+Н20 *-♦ СО2+Н2 в процессе встречной диффузии газов в зольном каркасе частиц топлива - на движущейся границе (реакционном фронте). Из системы уравнений баланса воды, углерода и кислорода выведено расчетное уравнение: A2(RH20/RC)•(I-K4) + Х[(2RO2/RC)(I-K4) - (I-2K4) +

■+ (RH20/RC)K4] - 2K4(1-R02/RC) - о (10)

Здесь RC, RO2 и RH20 расходы углерода, кислорода и воды; X

- конверсия воды, равная рН2/(рН2+рН20); К4 - рС02. рН2/(рС0рН20)

- константа равновесия; pi - парциальные давления.

Результаты проведенных расчетов (рис. 14) дают возможность оценить область параметров процесса, в которой температура ВС поддерживается п пределах, исключающих шлакование слоя.

Оценка имеющегося опыта сжигания ВТ во повешенном состоянии на основе предложенной модели показывает, что существенное повышение эффективности процесса сжигания может быть получено при использовании предтопка с ВС, работающего в газогенераторном режиме, с дожиганием полученных газов в надслоевом пространстве.

Результаты сжигания низкосортных топлив в ВС

На стендовой установке ОПОФ с топкой ВС изучалось сжигание углей Подмосковного, Канско-Ачинского, Экибастузекого, Донецкого бассейнов, бурых приморских углей, антрацитов, ПМП и пород обогащения, получаемых при обогащении углей марок "К" и "ОС". Изучалось и совместное сжигание крупнодробленых топлив и жидких флото-отходов с концентрацией твердых веществ до 450 г/л. Использовался дробленый известняк и водо-известняковая смесь для связывания оксидов серы. Основные практические результаты экспериментальной проверки совместного сжигания промпродуктов и водо-топливо-известняковых смесей следующие: за счет гранулирования мелкодисперсных частиц существенно уменьшился унос пыли в атмосферу. Максимальный размер гранул при подаче суспензии флотоотходов в ВС достигал 25 мм; степень использования оксида кальция составила более 497. при температуре слоя 940°С при сжигании ПМП класса О -13 мм с охлаждением ВС водо-известняковой смесью с концентрацией

0,4 0,6 дН° кДж/мольС 400 .

300 .

2С0 100

0

1-1-1-1 п

0,4 0,6 0,8

л I

300 н

200

юо -

о

,Т-273

;кДж/мольС

—I—I—I—I—I—1—г-

0,4' 0,6 0,0 1,0

[СО] сб%

30

20 10

О

—1-1-!-1-1-Г

0,4 0,6 0,8

СМ об/,

20 -I

0,4 0,6 0,6

дСи^к/и3

5 . 4

3 -

0 .

1

о

0,4 О,Г. 0,8

Рис. 14. Зависимости конверсии воды (а), суммарной энтальпии реакции газификации (б), энтальпии продуктов газификации (в), содержания СО (г) и Нг (д) в синтез-газе и теплоты его сгорания (е) от отношения РОг/КС при 850°С и значениях отношения КНоО/НС, равных 0,1 (1); 0,3 (2); 0,7 (3) и 1,Г> (4).

твердой фазы - 43 мае. X. Выявлены оптимальные, с позиции предотвращения шлакования слоя, условия сжигания подмосковных углей во взвешенном состоянии с попутным получением конкреций FeS2. пригодного для использования в промышленности.

Рассмотрены общие характеристики процесса горения ВТ. Общим для всех проведенных опытов по сжиганию ВТ явилось то, что при отсутствии потерь тепла с химической неполнотой горения (при а > 1,2), шлакования слоя не наблюдалось, если разница между температурой ВС, измеряемой термопарой и температурой начала деформации золы, составляла 120 - 300°С . Установлению этого факта предшествовали исследования, натравленные на получение зависимостей изменения температуры по высоте ВС при сжигании различных ВТ. Из рис. 15 видно, что в ВС существует зона протяженностью 50 - 100 мм от решетки с температурами, отличающимися от температур остального объема слоя. Чем ниже ос, тем выше температура слоя в этой зоне. При увеличении избытка воздуха (снижении расхода топлива при фиксированном расходе дутья) эта зона растягивается, поскольку выделившееся тепло в этой кислородной зоне успевает разноситься частицами по слою. Отмеченный факт свидетельствовал о необходимости размещения датчиков температуры САР в кислородной зоне.

Другим, экспериментально установленным фактом, явилось то, что удельный унос частиц из ВС (на 1 кг поданного угля) практически остается постоянным, хотя абсолютная его величина возрастает с увеличением расхода топлива (рис. 16). Этот факт свидетельствует также о том, что в процессе сжигания ВТ отсутствовало нестационарное накопление крупных частиц в ВС.

При сжигании подмосковных углей с использованием перфорированной решетки, выполненной с двухсторонним наклоном к разгрузочной трубе, количество серы, выгруженной с серным колчеданом, составило 54% от содержащейся в топливе. В этом случае а удалось снизить до 1,09 (продуктов неполного сгорания на выходе из топки обнаружено не было), а теплонапряжение решетки составило 8,25 МВт/м2. Выход оксидов азота не превысил 150 мг/м3.

Результаты испытаний топочного устройства, работающего с

Рис. 15. График изменения температуры по высоте ВС.

• •

котлом ДКВР-4/13 при сжигании отсева бурого угля класса 0-25 мм шахты "Амурская" следующего расчетного состава в %: \^г-16,1; Аг -29,4; 5ЬГ-0,43; Сг-39,5; Нг-3,16; N""-1,0; 0г-10,^]; (теплота сгорания Сиг-15,83 МДж/кг или 01Г-3650 ккал/кг и ситовый анализ -0-10 мм - 77,2%; 10-25 мм - 21,4%; 25 мм - 1,4X) дали следующие технические показатели работы (табл. 2). Теплонапряжение (энерговыделение) сечения топки на уровне решетки - 8-10 МВт/м2. Коэффициент полезного действия котлоагрегата (брутто) - п - 85,2% в том числе: потеря тепла с отходящими газами чг - 4,6%; потеря тепла на нагрев и испарение воды, подаваемой в слой чг' - 2,27.; потеря с химическим недожогом топлива цэ - 0%; потеря тепла с механическим недожогом топлива 44 - 4,4%; потеря тепла в окружающую среду 45 - 1,5%; потеря тепла с очаговыми остатками дб - 0,9%.

Таблица 2.

Наименование параметра 1 1 | Параметры в сменах |

1 1 1 1 2 1 3 I

Расход топлива, кг/с 1 | 0,39 0,39 0,39 |

Скорость дутья, м/с: 1

под решетку 1 2,3 2,7 2,7 |

в разгрузочную трубу 1 12,5 12,5 11,5 |

Давление воздуха под решеткой, кгс/м2 | 325 310 350 |

Разрежение, кгс/м2: 1

над поверхностью слоя 1 2,5 2,5 2,5 |

на выходе из котла | 20 25 |

Температура, °С:

середины ВС (в 0,5 м от решетки) | 920 850 910 |

верхняя граница ВС | 950 920 940 |

газов перед/после экономайзера 1238/158 220/120 220/118 |

воды перед/после экономайзера 174/105 54/95 84,5/1031

Зольность, %: 1

материала перолива/циклонной пыли 1 9В.6 98, П 98,6 |

материала под конвективными пучками 1 91,5 91,6 91,6 |

пыли, уловленной в циклонах 1 91,8 91,8 91.8 |

Давление пара, кгс/см2 1 6,75 9,0 7,0 |

Расход пара и;) котла, т/ч 1 6,5 „л_________ - 4,0 . .... 5,8 | 1

.НаОораторнио исследования покнм.чли попможность устойчивого сжигания в Р.П сланцев Поволжья с теплотой сгориния У,37 МДж/кг. Глава V. Оценка степени технического совершенства разработанного метода сжигания и экономическая эффективность технологии

В пятой главе приведена (с использованием эксергетического анализа) оценка степени технического совершенства раарабо танной технологии сжигания в сравнении со слоевым и пылеу-гольным методами, даны результаты расчета экономического эффекта, получаемого в результате перевода топки котлоагре-гата ДКВР-4/13 со слоевого на низкотемпературное сжигание местных бурых углей в ВС, а также представлены результаты оценки затрат при создании (в перспективе) ТЭЦ мощностью 1 МВт, работающей на сланце Поволжья, уловленный циклонами.

Эксергетический анализ процесса преобразования химической энергии угля в тепловую энергию продуктов его сгорания проведен с учетом потерь эксергии, сопровождающих процесс подготовки угля (в опубликованной литературе обычно не учитываемой) - рис. 17: его дробление, обогащение, сортировку. Рассмотрена технологическая цепочка, начиная с процесса подготовки угля и заканчивая процессом сжигания в топках различной конструкции. Анализировались три технологические схемы. 1. Стандартное обогащение угля, сжигание высококачественного топлива в пылеугольной топке со средней температурой факела 1Э00°С и сжигание промпродукта в слоевой топке. 2. Отличается от схемы 1 введением добавочной стадии - низкотемпературного сжигания отходов обогащения в топке с ВС с температурой топочных газов над слоем 1200°С. 3. Дробление и сортировка рядового угля и (минуя стадию обогащения) его сжигание в топке с ВС. Получено, что по технологической схеме 1 коэффициент передачи эксергии Т1е составляет ~ 57% для углей Кузнецкого и Донецкого бассейнов и ~ 677. для Подмосковного угля. Для схемы 2 суммарный т)0 составляет от 677. до 74%, а для схемы 3 - 70-727..

В результате сделано заключение, что: организация сжигания

2,0

I ,Ь 1,0

О ,0

и

2

3 -1 о 10 ^кг/с

Рис. 16. Зависимость уноса пыли от расхода топлива: 1 - полный унос; 2 - унос,

I

отходов углеобогащения в топках с ВС приводит к заметному повышению коэффициента передачи зксер-гии; сжигание рядового угля в топках с ВС слоем в экономическом смысле является конкурентоспособным по отношению к традиционным методам использования химической эксер-гии угля.

Результаты расчета экономического эффекта показали, что перевод котельных агрегатов типа ДКВР-4/1Я на сжигание бурых углей в ВС позволяет увеличить прибыль предприятий почти в 2 раза, а срок окупаемости кали- Рис. 17. Диаграммы потоков эксер-тальных вложений составит гии, соответствующих технологи-не более 2 лет. ческим схемам 1 3 (а - в).

Глава VI. Разработка рекомендаций для сжигания высокозальных топлив в паровых котлах котельных и электростанций.

В главе 6 приведены практические рекомендации по созданию топочных устройств для паровых котлов котельных и электростанций. Целесообразность применения разработанной технологии сжигания крупнодробленого топлива и конструкций топок для паровых котлов котельных и на электростанциях связана не только с необходимостью включать в баланс топливоиспользования угли ухудшенного качества, но и с рядом ожидаемых при этом преимуществ: универсальностью топок по топливу; уменьшением опасности шлакования слоя и загрязнения конвективных поверхностей нагрева котлов; уменьшением габаритов за счет высоких тепловых напряжений; повышением КПД котлов за счет снижения расхода электроэнергии на приготовление топлива; снижением вредных выбросов в атмосферу. Новая технология может внедряться на действующих установках при умеренных затратах, поскольку базируется на модернизации установленного оборудования.

- 32 -Новые топочные устройства рекомендовано размешать под котлами (о целесообразности этого свидетельствует опыт эксплуатации котла ДКВР-4-13) или в виде предтопков, пристраиваемых к существующим пылеугольным котлам, для перевода их на сжигание крупнодробленых топлив. Показано, что масштабный переход, осуществляемый при увеличении мощности установок, сопряжен с нетривиальными проблемами - организацией крупномасштабного перемешивания материала слоя и ликвидацией застойных зон на решетке увеличенной площади, которые решаются при конструировании узлов топок.

Даны практические рекомендации для реализации разработанной технологии при создании топочных устройств с ВС для паровых котлов мощностью до 165 МВт, включая рекомендации по конструированию основных узлов топок и оценки расходных параметров. Согласно рекомендациям целесообразно реализовать ступенчатое сжигание угля -крупных фракций (3-13 мм) в ВС, средних фракций (0,5-3 мм) в слое и надслоевом пространстве и мелких фракций (0-0,5 мм) в надслое-вом пространстве и в камерной части котла. Рекомендации основаны ни опыте перехода от пилотной установки к опытно промышленным установкам при повышении мощности в 5-10 раз, который привел к улучшению результатов сжигания высокозольных углей (при конструировании узла топливоподготовки целесообразно учитывать проект ВНИИАМ реконструкции сланцевого котла НКЗ-75-ЗЯф ТЭЦ Ахтме).

Таким обрапом, в диссертационной работе предложен новый метод форсированного низкотемпературного сжигания ВТ. Впервые установленное в работе влияние эндотермических воздействий на процесс горения твердых топлив представляет новое научное направление по разработке современного поколения форсированных процессов низкотемпературного совместного сжигания низкосортных крупнодробленых топлив и водо-топливо-известняковых смесей.

АО "Тулауголь", ряд производственных объединений Кузбасса и корпорация "Кузбассинвестуголь" подтвердили необходимость скорейшего массового (более 60 топок) внедрения разработки, созданной под руководством автора в ИГИ, на ряде своих предприятий.

- 33 -

Основные результаты и выводы работы.

1. На основе совокупности проведенных исследований разработана перспективная технология получения тепловой энергии при форсированном низкотемпературном сжигании высокозольных топлив (бурых углей, промпродуктов и углеотходов) во взвешенном состоянии -в ВС. Главная задача в разработке новой технологии заключалась в организации устойчивого бесшлакового процесса сжигания топлив. Она получила оригинальное решение на основании предложенной и экспериментально проверенной совокупности новых технологических приемов, а именно - ведение процесса с попутным извлечением породных и пиритных (серного колчедана ГеЗг, способствующего шлакованию слоя и выделению диоксида серы при температуре менее 600°С) включений, входящих в состав топлива; интенсификация процесса за счет регулирования экзотермических реакций между слоем и надслое-вым пространством при организации эндотермических процессов в слое; стабилизация температуры слоя и грануляция мелких частиц с помощью струйной подачи на его верхнюю границу воды или водусо-держащих смесей; внутрислоевая циркуляция оголяющихся и оголенных частиц локальным высокоскоростным потоком дутья; раздельная выгрузка избытков частиц пыли, оголенных частиц и частиц повышенной плотности (включая посторонние предметы). На этой основе были созданы топки с ВС, оснащенные узлами, предназначенными для реализации перечисленных приемов.

2. По результатам экспериментальных исследований установлено, что в процессе сгорания высокозольных частиц топлива в ВС наиболее длительная стадия горения - озоление коксового остатка -протекает с сохранением его первоначальной внешней формы и размеров. При этом обнаружена резкая граница, разделяющая внешнюю зольную оболочку и горючие вещества, находящиеся в сердцепине частиц. Эти факты позволили установить, что центральными вопросами проблемы эффективного сжигания крупнодробленого топлива в ВС являются: предотвращение деформации пористой структуры зольной оболочки, приводящей к прекращению доступа окислителей внутрь частицы; обеспечение времени пребывания крупных частиц в слое, достаточное для их полного озоления; исключение накопления крупных оголенных частиц в камере сгорания, вызванного гравитационной сепарацией (заключающейся в ограничении глубины циркуляции частиц разных размеров или плотностей по высоте слоя); снижение уноса. Для решения этих вопросов предложены: новый метод организации

низкотемпературного теплового режима с подачей в ВС водусодержа-щих смесей (включая водо-известняковые), способствующих грануляции мелких частиц, и новый аэродинамический узел внутрислоевой циркуляции частиц, с помощью которого избытки крупных частиц волы поднимаются и выгружаются через переливы.

3. Установлено, что наиболее приемлемым в аспекте эффективности и простоты по реализации является организация эндотермических процессов в верхней (бескислородной или малокислородной) воне ВС с помощью струйной подачи воды, водо- известняковых или во-до-топливно-известняковых смесей в слой. Реакции газификации между водяным паром и углеродом топлива протекают в этой зоне с поглощением тепла и способствуют не только организации бесшлакового процесса горения топлива, но и приводят к перераспределению энергии из ВС в надслоевое пространство за счет дожигания в его пределах образующихся оксида углерода и водорода, а также летучих веществ.

4. Разработаны методы расчета параметров процесса горения высокозольных топлив в ВС, в том числе впервые: предложена модель пористой структуры озоленной частицы и получено выражение (с использованием метода обобщенной проводимости) для коэффициента диффузии окислителя через слой золы, и на этой основе разработана методика расчета длительности сгорания частиц топлива; предложен метод оценки удельной тепловой мощности (теплонапряжения) гаво-распределителя как функции от теплоты сгорания топлива, плотности, времени сгорания частицы, коэффициента избытка воздуха, по-розности и размеров слоя, а также аналитическая формула для оценки оптимального среднего размера^частиц сжигаемого топлива; разработана расчетная модель автотермической газификации и установлены оптимальные расходные параметры процесса сжигания топлива.

Результаты расчетов и оценок использованы при разработке исходных данных для проектирования, создании и эксплуатации опытно-промышленных топочных устройств.

5. Созданы и испытаны топочные устройства, реализующие разработанную технологию сжигания топлив, которая позволяет при работе топок совместить процесс горения и пневматического обогащения топлива, осуществить раздельную выгрузку частиц серного кол Ч"дана и породы - снизу, и одоленных частиц • сверху черев переливы, а слой охлаждать струями воды или водусодержащих смесей.

- -

При сжигании подмосковных углей в топке мощностью до 1,5 МВт получена высокая полнота выгорания при температурах 850-950°С и коэффициенте избытка воздуха 1,2 с попутным получением серного колчедана (не менее 54% от исходного), пригодного для дальнейшего использования. Анализ продуктов сгорания топлил показал, что выброс оксидов азота из ВС не превышает 150 мг/м3, а степень использования СаО при подаче в ВС водо-известняковой смеси превышает 49%. Результаты испытаний топочного устройства, работающего с котлом ДКВР-4/13 при сжигании отсева бурого угля класса 0-25 мм шахты "Амурская" с теплотой сгорания Qtr-15,83 МДж/кг дели следующие показатели работы: теплонапряжение решетки - 8-10 МВт/м2. Коэффициент полезного действия котлоагрегата (брутто) - л -85,2%. Наилучшие условия адаптации топок с ВС к переменным нагрузкам (от 25 до 100%) получены при этом за счет изменения расхода топлива от минимальных значений - работа при повышенных избытках воздуха - <х до максимальных - работа при минимальных «. Полученные данные подтвердили правильность разработанных научных положений по технологии сжигания высокозольных топлив.

б. Определен экономический эффект, получаемый в результате перевода топки котлоагрегата ДКВР-4/13 на сжигание низкосортных углей и углеотходов в ВС, а также представлены результаты оценки затрат при создании (в перспективе) ТЭЦ мощностью 1 МВт, работающей на сланце Поволжья. Срок окупаемости капитальных вложений для первого варианта составит не более 2 лет, а максимальная прибыль ТЭЦ будет обеспечена при уровне рентабельности 35%.

Приведены практические рекомендации по созданию топочиых устройств для паровых котлов котельных и электростанций.

основное содержание диссертации опубликовано в работах:

I. Пат. 2037742 РФ, МКИ5 F 23 С 11/02. Способ низкотемпературного сжигания во взвешенном слое / А.Л.Беляев (РФ).- 5 е.: ил.

?.. Нелиев A.A. К расчету топочных устройств взвешенного слоя // Промышленная энергетика. 1\Л)Ь. N Л. С. 21 27.

3. Беляев A.A. Совершенствование топочных устройств взвешенного слоя и процесса горения угля п котлоагрегатах // Промышленная энергетика. - 1992. - N 3. - С. 49-51.

4. Беляев A.A. Развитие процессов горения и газификации низкосортных твердых топлив во взвешенном слое // Международный симпозиум по угольной энергетике, охране окружающей среды и общественному отношению к этой проблеме (Министерство энергетики и природных ресурсов и Турецкая корпорация по производству и передаче энергии): Доклады симпозиума 30 мая - 1 июня 1995 г. - Анкара (Турция), 1995. - С. 305-314. - на англ. яз.

5. Беляев A.A. Опыт сжигания высокозольных топлив и перспективы применения кипящего слоя в новых процессах переработки угля: Экспресс-информация. Выпуск 8; Под ред. В.М. Алешиной, К.Е. Поляк; ЦНИЭИуголь. - М., 1982. - 35 с. - 36 к., 1160 экз.

6. Беляев A.A. Сжигание низкокалорийных высокосернистых углей в кипящем слое: Центр, правл. науч.-техн. горн. о-ва. - М., 1984. - 64 с. - 600 экз.

7. Беляев A.A. Опыт сжигания отходов флотации углей в кипящем слое: Центр, правл. Всесоюз. науч.- техн. горн. о-ва. - М., 1989. - 54 с. - 500 экз.

8. Беляев A.A., Рогайлин М.И. Низкотемпературные методы сжигания угля в кипящем слое: Обзорная информация. Выпуск 4; Под ред. Л.В. Беловой, Т.Г. Шилиной; ЦНИЭИуголь. - М., 1986. - 44 с. - 57 к., 1080 экз.

9. Перспективы использования ресурсосберегающих технологий в угольной промышленности: Обзорная информация. Выпуск 6 / Беляев A.A., Крапчин И.П., Шпирт М.Я., Кирсанова О.П., Мамедов Т.М., Ра-довицкий И.В.; Под ред. В.М. Алешиной, Т.Г. Шилиной, Е.В. Менцен-зона; ЦНИЭИуголь.- М., 1987. - 50 с. - 66 к., 1120 экз.

10. Беляев A.A., Чистов С.Ф. Модель автотермической газификации высокозольного топлива при двухстадийном сжигании во взвешенном слое // Промышленная энергетика. - 1996. N 8. - С. 39-49.

II. Беляев A.A. Перспективы применения топок с кипящим слоем в отопительных котлоагрегатах малой мощности // Промышленная

- 37 -

энергетика. - 1982. - N 10. - С. 32-35.

12. Беляев A.A. Получение газа-теплоносителя заданных параметров при сжигании углей в кипящем слое // Переработка углей для получения синтетических топлив. Сборник научных трудов ИГИ; Ред-кол.: Т.С. Ланьковой (отв. ред.) и др.- М., 1986.- С. 135-142.

13. Беляев A.A. Сжигание твердого топлива в кипящем слое как метод экономии угля // Физико-химические основы и экологические проблемы использования отходов добычи и переработки твердых горючих ископаемых: Тез. докл. Всесоюз. совещ. 22-24 сентября 1980 г.

- М.. 1980. - Часть П. - С. 35-36.

14. Беляев A.A. Совершенствование процесса горения угля во взвешенном слое теплопрои.чводящих установок // Теория и практика комплексной оптимизации радиационного теплообмена и горения при сжигании органических топлив в энергетике и промышленности. Проблемы экологии, надежности и энергосбережения: Тез. докл. седьмой Всесоюз. конф. по радиационному теплообмену 21-23 октября 1991 г.

- Ташкент, 1991.- С. 241-242.

15. Беляев A.A., Гергакович В.Л., Нечаев R.H., Френкина М.И. Исследование процесса горения угля полидиспсрсного состава в неепдоолим-пиим пм/л- // Промышленная ¡чм-рп-тика. Hif',0. N К.'. С. 32-36.

16. Беляев A.A., Бортов Д.Я., Родионов A.A. Пути экономии топлива в коммунальных котельных /'/ Уголь. - 1У01.- N 1. с.19-;ч.

17. Беляев A.A., Финягин А.П. Проблема сжигании высокололь них топлив // Использование низкокалорийных твердых топлив для производства электроэнергии и тепловой энергии: Тез. докл. семинара ООН по интегрир. использ. низкокалор. топлив 24-28 октября 1983 г. - М.. 1983,- С. 1-2. - на англ. яз.

18. Беляев A.A., Рогайлин М.И., Рубан В.А. Экспериментальное изучение низкотемпературного процесса горения высокозольных и высокосернистых углей в кипящем слое // Горение органического топлива. Материалы Y Всесоюзной конференции сентябрь 1984 г. Часть II / Под ред. Я.Б. Зельдовича, С.С. Кутателадзе. Новосибирск. 1985. - С. 31-35.

19. Беляев A.A., Гребенщикова Г.В. Особенности горения высокозольных углей в кипящем слое и выбор конструкции топочного устройства // Промышленная энергетика,- 1987.- N 1.- С. 44-47.

20. A.c. 870853 СССР, МКИ3 F 23 С 11/02. Газорзспределитель-

- 38 -

ная решетка /А.А.Беляев (СССР).- 4 е.: ил.

21. A.c. 683800 СССР, МКИ2 В 01 J 8/44. Аппарат с кипящим слоем для термообработки мелкодисперсного материала / A.A. Беляев, Г.Н. Делягин, В.Г.Слуцкий (СССР).- 6 е.: ил.

22. A.c. 1529012 СССР. МКИ4 F 23 N 1/08. Способ автоматического регулирования топки с кипящим слоем / И.В.Прозументор,

A.А.Беляев, Л.Н.Ильченко (СССР). - 6с.: ил.

23. A.c. 892125 СССР, МКИ3 F 23 С 11/02. Способ розжига топки с кипящим слоем / В.Н.Шемякин, А.А.Беляев (СССР). - 5с.: ил.

24. A.c. 973147 СССР, МКИ3 В 01 J U/44. Аппарат с псевдоожи-женным слоем. /В.Н.Шемякин, А.А.Беляев, А. Л.Дорожков, В.М.Иванов, И.Н.Штейнер (СССР).- 7 е.: ил.

25. A.c. 1143929 СССР, МКИ4 F 23 С 11/02. Способ сжигания твердого топлива в псевдоожиженном слое / А.А.Беляев, В.Л.Гершко-вич (СССР).- 6 с.: ил.

26. A.c. 1191680 СССР, МКИ4 F 23 С 11/02. Способ сжигания твердого топлива в псевдоожиженном слое / А.А.Беляев, В.Л.Гершко-вич, М.И.Рогайлин, С.Я.Оаутоп, Л.К.Акульишн (СССР). - 3 е.: ил.

27. A.c. 121254U СССР, МКИ4 И DI I U/1M. Аппарат с кипящим е.Лмем ДЛИ термический МерерлГ'м ¡ТКИ ИЫСчК( i.K Uli.Ill ИМ УГЛЯ / A.A. Бв"

лнев, В.Л. Гершкович, С.Я. Раутов, Л.К. Акулыпин, М.И. Рогайлин (СССР). - 3 с.: ил.

2Н. A.c. 1451456 СССР, МКИ4 К У.', С 11/02. Способ сжигания топлива и кипящем слое / А. А. Б«'лнен, м. Л. Гершкович, А.С.Тоболин,

B.о.Скопец, Л.И. Ильченко. Fi.И. Варемко, В.М. Клинин, Э.Я. Краснов, Г.Л. Ииленко (СССР). - 5 е.: ил.

2U. A.c. 1У197Ш РФ, МКИ;' F 23 О 11/02. Аппарат с КИПЯЩИМ слоем / А.А.Беляев, В.И. Левинский, В.П.Макеев, М.В. Скобликова,

B.C. Скопец (СССР). - 4 е.: ил.

30. A.c. №5966 СССР, МКИ2 (! 01 N 25/20. Способ определения теплоемкости веществ / А.А.Беляев (СССР). - 6с.: ил.

31. Беляев A.A. Дифференциальный метод определения удельной теплоемкости и коэффициента теплопроводности твердых тел // Заводская лаборатория. - 1977.- N 4.- С. 46-50.

32. Беляев A.A., Глушнев C.B.. Игнатова H.H. Комплексный метод определения теплофизических характеристик твердых отходов горючих ископаемых // Химия твердого топлива,- 1982,- N 1.-

C.121-124.

33. Беляев A.A., Чистов С.Ф., Кашин В.И. О термоэлектричес-

ком эффекте при электродуговой плавке // Физика и химия обработки материалов. - 1975. - N 6. - С. 155.

34. Беляев A.A., Кашин В.И., Чистов С.Ф. Динамика перераспределения мощности дугового разряда при плавлении металлов // Физика и химия обработки материалов.- 1980. - N 1.- С. 80-86.

35. Губенко С.И., Беляев A.A., Аверин В.В., Анисович Г.А. Расчет условий плавления лигатур при микролегировании стали в процессе разливки // Тр. ин-та/ Москов. ин-т стали и сплавов. -1979.- N 120.- С. 69-71.

36. Беляев A.A., Делягин Г.Н., Слуцкий В.Г. К расчету температуры твердой фазы при сжигании углерода в режиме кипящего слоя // Инженерно-физический журнал. - 1978.- том 35.- N 1,- С. 121-124.

37. Беляев A.A., Филиппов Г.А. Межфазный тепло-и массообмен в процессе сушки угля // Промышленная энергетика.- 1995.- N 12.- С. 29- 32.

38. Беляев A.A., Малькова В.В. Лабораторное исследование процесса горения сланца Поволжья // Промышленная энергетика.-1996.- N 12.- С. 40-44.

Печ. /I. g £ Тираж ¡СО .Ь^м

Типография МЭМ. КрсН'ИОкя.мрмпннля, !.Ч.