62-61

Целью работы является численное изучение кинетики термохимических превращений угольного топлива в процессе плазменного розжига. Объектом исследования является бурый уголь одного из самых больших угольных месторождений Забайкальского края. Предметом исследования являются процессы, происходящие при сжигании исследуемого угля под действием источника электродуговой плазмы во времени. В работе представлены результаты численного изучения режимных параметров сжигания исследуемого угля с применением плазменного источника при разных значениях концентрации угля и мощности плазмотрона. Установлено, что динамика температурных, скоростных показателей термохимической подготовки топлива и выход продуктов реакций в канале плазменно-топливной системы в большей степени зависит от величины подачи твердого топлива. В результате исследования получено требуемое значение концентрации угля и мощности плазмотрона для достижения стабильного воспламенения и газификации угля. С увеличением мощности плазмотрона наблюдается сдвиг температурных и скоростных экстремумов аэросмеси в сторону источника плазмы без инициирования термохимических реакций. Полученные результаты показывают положительный эффект при применении плазменного розжига исследуемого в работе угля.

The purpose of the work is numerical studying the kinetics of thermochemical transformations of coal fuel in the process of plasma ignition. The object of the study is brown coal from one of the largest coal deposits in the Trans-Baikal Territory. The subject of the study is the processes occurring during the combustion of the coal under the influence of an electric arc plasma source over time. The paper presents the results of a numerical study of the operating parameters for the plasma combustion of the coal at different values of coal concentration and plasmatron power. It has been established that the dynamics of temperature and speed indicators of thermochemical preparation of fuel and the yield of reaction products in the channel of the plasma-fuel system largely depend on the amount of solid fuel supply. As a result of the study, the required values of coal concentration and plasmatron power were obtained to achieve stable ignition and gasification of coal. With increasing power of the plasma torch, a shift in the temperature and speed extrema of the air mixture towards the plasma source is observed without initiating thermochemical reactions. The results obtained show a positive effect when using plasma ignition of the coal studied in the work.

доктор технических наук, доцент кафедры энергетики ФГБОУ ВО «Забайкальский государственный университет»

кандидат технических наук, доцент кафедры энергетики ФГБОУ ВО «Забайкальский государственный университет»

кандидат физико-математических наук, доцент кафедры информатики, вычислительной техники и прикладной математики ФГБОУ ВО «Забайкальский государственный университет»

стажер-исследователь ФГБОУ ВО «Забайкальский государственный университет»

V.E. Messerle, A.B. Ustimenko, O.A. Lavrichshev (2019). Plasma-fuel systems for clean coal technologies. Proceedings of the ICE - Energy. No. 174 (2). Рp. 1-19.

А.Г. Батухтин, М.С. Басс, И.Ю. Батухтина. Применение методов математического моделирования в задачах теплоэнергетики. Чита: ЗабГУ. 2015.

Эколого-экономическая эффективность плазменных технологий переработки твердых топлив / Е.И. Карпенко, В.Е. Месерле, В.Н. Чурашев и др. Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН. 2000. 159 с.

Научно-технические основы и опыт эксплуатации плазменных систем воспламенения углей на ТЭС (безмазутная растопка котлов и стабилизация горения пылеугольного факела) / Е.И. Карпенко, М.Ф. Жуков, В.Е. Мессерле и др. Новосибирск: Наука. Сиб. Предприятие РАН. 1998. 137 с.

Карпенко Е.И., Карпенко Ю.Е., Мессерле В.Е., Устименко А.Б. Использование плазменно-топливных систем на пылеугольных ТЭС Евразии // Теплоэнергетика. №6. 2009. С. 10-14.

Мессерле В.Е., Карпенко Е.И., Устименко А.Б., Тютебаев С.С., Карпенко Ю.Е., Еремина Т.В. Моделирование и испытания плазменно-топливных систем на котле БКЗ-420 Алматинской ТЭЦ-2 // Вестник Восточно-Сибирского государственного университета технологий и управления. №2(37). 2012. С. 21.

Тимошевский А.Н., Засыпкин И.М., Ващенко С.П., Векессер Ю.Г., Комарицын В.К. Применение систем плазменного воспламенения угольной пыли в котлах Таштагольской производственно-отопительной котельной // Новости теплоснабжения. №1(17). 2002. С.14-21.

Традиционные и перспективные схемы объектов систем централизованного теплоснабжения / Батухтин А.Г., Суворов И.Ф, Середкин А.А., Карпенко Ю.Е., Басс М.С., Батухтин С.Г., Кобылкин М.В. М.: РАЕН. 2023. 231 с.

Басс М.С., Кобылкин М.В. Анализ возможностей применения плазменно-топливных систем для повышения экономичности ТЭЦ на примере источников теплоснабжения города Читы // Энергосбережение и водоподготовка. 2023. №6(146). С. 21-26.

Плазменно-энергетические технологии топливоиспользования / Е.И. Карпенко, В.Е. Мессерле. Новосибирск: Наука. Сиб. предприятие РАН. 1998. 385 с. (Концепция и расчетно-теоретические плазменно-энергетических технологий. Т. 1.).

Глухов А.П. Влияние коэффициента избытка воздуха на потери тепла с уходящими газами // Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит. 2013. №9(115). С. 12-15.

Qi Zhang, Henan Yi, Zaihai Yu, Jintong Gao, Xiaozhuang Wang, Heyong Lin, Bo Shen (2018). Energy-exergy analysis and energy efficiency improvement of coal-fired industrial boilers based on thermal test data. Applied Thermal Engineering. Volume 144. Pp. 614-627. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2018.08.069.

Oguzhan Erbas (2021). Investigation of factors affecting thermal performance in a coal - fired boiler and determination of thermal losses by energy balance method. Case Studies in Thermal Engineering. Volume 26. https://doi.org/10.1016/j.csite.2021.101047.

Tai Lv, Linghao Yu, Jinmin Song (2012). A Research of Simplified Method in Boiler Efficiency Test. Energy Procedia. Volume 17. Part B. Pp. 1007-1013. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2012.02.200.

Государственный доклад о состоянии и об охране окружающей среды российской федерации в 2021 году. [Электронный ресурс]. URL: https://www.mnr.gov.ru/docs/gosudarstvennye_doklady/gosudarstvennyy_doklad_o_sostoyanii_i_ob_okhrane_okruzhayushchey_sredy_rossiyskoy_federatsii_v_2021_/?ysclid=lj84byun94620981979 (дата обращения: 20.06.2024).