АР08857288 «Применение современных технологий энергосбережения в промышленных котлах и разработка механизмов экологически чистого сжигания пылеугольного топлива»
Актуальность темы
Цель гранта
Актуальность проекта заключается в получении модернизированных способов сжигания низкосортного казахстанского угля, позволяющих существенно улучшить эколого-экономические показатели действующих котлоагрегатов, на примере котла ПК-39 Аксуской ТЭС. Использование энергоэффективных технологий как средства оптимизации процессов сжигания твердого топлива позволят энергетикам Казахстана реализовать экономичное производство электрической и тепловой энергии, осуществить важные экологические задачи, и тем самым улучшить показатели энергетической и экологической обстановки в стране.
Целью проекта является разработка энергоэффективных технологий, позволяющих оптимизировать процессы сжигания высокозольного угля, определение механизмов снижения вредных пылегазовых выбросов (оксиды углерода СО и СО2, оксиды азота NOх, оксиды серы SO2, зола и др.) в атмосферу и их применение на действующем энергетическом котле казахстанской ТЭС (котел ПК-39 Аксуской ТЭС).
Состав исполнителей
Ожидаемые результаты
Проведение обзора и анализа современных тенденций в области модернизации котельных установок с использованием технологии электро-термохимической активации пылеугольного топлива, технологии «острого дутья» и механизма селективного некаталитического снижения оксидов азота с оценкой их применимости на котлах казахстанских ТЭС.
Октябрь 2020 г.-декабрь 2020 г.
Разработка режимных параметров топочной камеры котла ПК-39 Аксуской ТЭС по технологии электро-термохимической активации пылеугольного топлива и создание геометрической, физико-математической и химической моделей для проведения вычислительных экспериментов.
январь 2021 г.-март 2021 г.
апрель 2021 г.-июнь 2021 г.
Проведение графической обработки полученных результатов вычислительных экспериментов, их анализ и сравнение с имеющимися результатами натурных экспериментов, а также выработка рекомендаций для успешной реализации предложенной технологии.
июль 2021 г.-декабрь 2021 г.
Разработка оптимальных решений реализации технологии «острого дутья» при сжигании твердого топлива в топке котла ПК-39 Аксуской ТЭС, позволяющих оптимизировать процессы тепломассопереноса и минимизировать вредные пылегазовые выбросы.
январь 2022 г.-март 2022 г.
Проведение вычислительных экспериментов, графическая интерпретация результатов, их анализ и определение оптимальных параметров реализации технологии «острого дутья» на котле ПК-39 Аксуской ТЭС.
апрель 2022 г.-июнь 2022 г.
Разработка технологии минимизации выбросов вредных веществ в атмосферу с использованием современной технологии некаталитического снижения оксидов азота и DENOX-механизма.
июль 2022 г.-сентябрь 2022 г.
Проведение вычислительных экспериментов по определению оптимальных параметров технологии селективного некаталитического снижения оксидов азота с использованием цепного разветвленного DeNOx-механизма и выработка конкретных рекомендаций по организации процесса наиболее оптимального режима.
октябрь 2022 г.-декабрь 2022 г.
Достигнутые результаты
по годам
2020
В период октябрь-декабрь 2020 года Исполнителями проделана следующая работа:
Проведен обзор и анализ современных тенденций в области модернизации котельных установок с использованием технологии электро-термохимической активации пылеугольного топлива, технологии «острого дутья» и механизма селективного некаталитического снижения оксидов азота с оценкой их применимости на котлах казахстанских ТЭС.
2021
В 2021 г. Исполнителями разработаны режимные параметры топочной камеры котла ПК-39 Аксуской ТЭС по технологии электро-термохимической активации пылеугольного топлива и созданы геометрическая, физико-математическая и химическая модели для проведения вычислительных экспериментов.
Проведены вычислительные эксперименты по определению оптимальных параметров реализации технологии электро-термохимической активации пылеугольного топлива для топочной камеры котла ПК-39 Аксуской ТЭС и получены основные характеристики процесса (аэродинамика, теплообмен, концентрации вредных веществ).
Проведена графическая обработка полученных результатов вычислительных экспериментов, их анализ и сравнение с имеющимися результатами натурных экспериментов, а также выработаны рекомендации для успешной реализации предложенной технологии.
Публикации
- Askarova A., Bolegenova S., Maximov V., Bolegenova S., Askarov N., Nugymanova A. Computer technologies of 3d modeling by combustion processes to create effective methods of burning solid fuel and reduce harmful dust and gas emissions into the atmosphere // Energies. – Vol. 14, Issue 51, 2021. - No 1236. (https://www.mdpi.com/1996-1073/14/5/1236)
- Messerle V.E., 1. Askarova A., Bolegenova S., Maximov V., Bolegenova S., Nugymanova A. 3D simulation of heat and mass transfer for testing of “clean energy” production technologies // Thermophysics and Aeromechanics. – Vol. 28, Issue 2, 2021. – P. 271 – 280. (https://link.springer.com/article/10.1134%2FS0869864321020104),
- A.S. Askarova, P. Safarik, S.A. Bolegenova, V.Yu. Maximov, A.O. Nugymanova, S.A. Bolegenova Use of two-stage fuel combustion technology to minimize hazardous emissions at Kazakhstan TPP // News of National academy of sciences of the Republic of Kazakhstan. – Series physical and mathematical sciences. – Vol. 1, Issue 335, 2021. – P. 74 – 80. (https://journals.nauka-nanrk.kz/physics-mathematics/article/view/274)
Информация для потенциальных пользователей
Для теплоэнергетики и других смежных с ней отраслей промышленности задача снижения затрат на получение требуемой продукции является первостепенной. В связи с этим, становится актуальным вопрос выбора, эксплуатации, а в первую очередь, создания новых, высокоэффективных энерго- и ресурсосберегающих технологий энергетических процессов. Для этого необходима реализация целого комплекса мероприятий, важнейшим из которых является применение наиболее точных методик расчета теплоэнергетических процессов.
Результаты, полученные в проекте, могут быть использованы при проектировании новых и модернизации существующих топочных камер промышленных котлов, использующих любой вид топлива, поскольку такие исследования решают проблему интенсификации процесса сжигания энергетического топлива, увеличивая при этом эффективность его сгорания, а также снижая выбросы вредных веществ в окружающую среду.
Полученные результаты будут положены в основу разработки конкретных рекомендаций по организации процесса оптимального сжигания твердого топлива, в значительной степени снижающего вредные пылегазовые выбросы в атмосферу. Они будут способствовать эффективному развитию топливно-энергетических предприятий и снижению до минимума влияния вредного воздействия ТЭС на окружающую среду.
Russian
English
Kazakh