620.9:662.61.004.1

В статье обоснованы режимные условия приготовления и пылевидного сжигания нефтяного кокса в энергетических котлах, ранее работавших на газомазутном топливе. Рассмотрена модернизированная система пылеприготовления с паровой сушкой, шаровой барабанной мельницей, сепарацией, очисткой сушильного агента и пневмотранспортом готовой пыли. Цель работы состояла в выделении режимных факторов, определяющих устойчивость сушки, помола, транспортирования и безопасного хранения коксовой пыли. Использованы агрегированные данные опытного пуска, расчетно-режимная матрица и лабораторные сведения о влажности и дисперсности топлива. Получены диагностические линейные зависимости температуры сушильного агента за сепаратором от расхода и влажности сырого топлива. Предложен безразмерный коэффициент режимной устойчивости, связывающий вентиляцию мельницы, температуру за сепаратором и фактическую тонкость пыли. Показано, что риск тления определяется не отдельной температурой, а совокупностью факторов: сниженной вентиляцией, сверхтонким помолом, низкой остаточной влажностью, временем накопления сухой пыли и условиями теплоотвода.

The paper presents an operating approach for petroleum coke pulverizing and pulverized-fuel combustion in power boilers converted from gas-and-oil firing. The study focuses on the technological chain that includes preliminary drying, ball-mill grinding, separation, dust collection and pneumatic transport of the prepared fuel. The empirical basis consists of aggregated start-up observations, laboratory data and a calculated matrix of operating states. The results indicate that stable operation cannot be assessed by separator outlet temperature alone. Moisture stratification in raw coke, mill ventilation, dust fineness and the residence time of dry deposits must be considered simultaneously. Two diagnostic linear relationships are obtained for separator outlet temperature as a function of raw-fuel flow rate and moisture content. A dimensionless operating-stability coefficient is introduced to compare actual regimes with the recommended operating domain. The proposed approach can be used for updating start-up procedures and risk-oriented operating maps for petroleum-coke pulverizing systems.

аспирант кафедры «Энергообеспечение предприятий, строительство зданий и сооружений», ФГБОУ ВО «Казанский государственный энергетический университет»

доктор технических наук, профессор, заслуженный работник высшей школы Российской Федерации, заведующий кафедрой «Энергообеспечение предприятий, строительство зданий и сооружений», ФГБОУ ВО «Казанский государственный энергетический университет»

кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Энергообеспечение предприятий, строительство зданий и сооружений», ФГБОУ ВО «Казанский государственный энергетический университет»

Брагина О.Н., Булысова Л.А., Володин А.М., Епихин А.Н. Моделирование и усовершенствование конструкции скруббера охлаждения дымового газа от сжигания мазута и нефтяного кокса на ТЭС // Электрические станции. 2018. №7. С. 19-26.

Иваницкий М.С. Сжигание нефтяного кокса марки К2 на ТЭС (на примере котла ТП-80) // Энергосбережение и водоподготовка. 2018. №3. С. 13-18.

Иваницкий М.С. Сжигание твердого топлива в котлах малой тепловой мощности // Энергосбережение и водоподготовка. 2020. №5. С. 56-61.

Пак Д.Ф., Кучеров В.В., Шабанов И.И., Епихин А.Н., Тресков И.В., Кудрявцев С.А. Применение инновационных технологий в проекте реконструкции котлоагрегатов ТГМЕ-464 Нижнекамской ТЭЦ для пылевого сжигания нефтяного кокса // Электрические станции. 2018. №10. С. 23-29.

Швандин С.А., Халатов А.А. Тепломассообмен и горение дисперсных топлив. М.: Энергоатомиздат. 1990. 240 с.

Anthony E.J., Granatstein D.L. Sulfation phenomena in fluidized bed combustion systems. Progress in Energy and Combustion Science. 2001. No. 27. Pp. 215-236.

Basu P. Combustion and Gasification in Fluidized Beds. Boca Raton: CRC Press. 2006. 496 p.

Bora A., Mahapatra S. Experimental study on combustion characteristics of Bambusa tulda and petcoke at varying blending ratios. Energy. 2025. 320. 135383. DOI: 10.1016/j.energy.2025.135383.

Chen J., Lu X. Progress of petroleum coke combusting in circulating fluidized bed boilers - a review and future perspectives. Resources. Conservation and Recycling. 2007. No. 49(3). Pp. 203-216. DOI: 10.1016/j.resconrec.2006.03.012.

Jameel A.G.A. Comprehensive CFD Investigation of Oxyfuel Combustion in Petcoke-Fired Boilers for Carbon Capture. Proceedings of the 17th Greenhouse Gas Control Technologies Conference (GHGT-17). 2024. DOI: 10.2139/ssrn.5010481.

Li L., Sun G., Qi W., Wei J., Chen Q., Niu W., Hao D., Yuan Y., Sun Z., Duan L. Improvement of coal and petroleum coke combustion in a fluidized bed by using ilmenite ore as bed material. Journal of the Energy Institute. 2023. 111. 101400. DOI: 10.1016/j.joei.2023.101400.

Liu Y., Tan W., Liang S., Bi X. Effect of limestone on NO emission during the co-combustion of semi-coke and bituminous coal. Journal of Thermal Science. 2024. No. 33(6). Pp. 2413-2425. DOI: 10.1007/s11630-024-2045-6.

Miller B.G. Coal Energy Systems. 2nd ed. Amsterdam: Academic Press. 2017. 856 p.

Saifullin E.R., Sadikov K.G., Varfolomeev M.A., Emelianov D.A., Rodionov N.O. Petroleum coke combustion in fixed fluidized bed mode in the presence of metal catalysts. ACS Omega. 2020. No. 5(35). Pp. 22171-22178. DOI: 10.1021/acsomega.0c02250.

Speight J.G. The Chemistry and Technology of Petroleum. 5th ed. Boca Raton: CRC Press. 2014. 953 p.

Wang P., Liu H., Zhang S., Li X., Wang Q. Co-combustion behavior and kinetics of semi-coke and bituminous coal: influence of blending method and oxygen concentration. Fuel Processing Technology. 2023. 252. 107962. DOI: 10.1016/j.fuproc.2023.107962.