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

Салтанат Алихановна Болегенова

Researcher ID - N-9679-2014 Scopus ID - 57192917040

Алия Сандыбаевна Аскарова

Researcher ID – N-6081-2014 , Scopus ID – 6603209318

Валерий Юрьевич Максимов

Researcher ID – F-6214-2013 , Scopus ID – 57130389500

Сымбат Алихановна Болегенова

Researcher ID – A-9696-2015 , Scopus ID – 57195694754

Шынар Сабитовна Оспанова

Researcher ID – O-4796-2017 Scopus ID – 55988678700

Меруерт Тұрғанбекқызы Бекетаева

Researcher ID – N-4828-2014 Scopus ID – 55901743200

Айжан Олжабекқызы Нұғыманова

Researcher ID – N-4527-2014 Scopus ID – 57193723169

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.
Будет 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. Будет написан промежуточный отчет по проделанным в проекте работам.

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.
Будут разработаны режимные параметры топочной камеры котла ПК-39 Аксуской ТЭС по технологии электро-термохимической активации пылеугольного топлива и будут созданы геометрическая, физико-математическая и химическая модели для проведения вычислительных экспериментов.
Проведение вычислительных экспериментов по определению оптимальных параметров реализации технологии электро-термохимической активации пылеугольного топлива для топочной камеры котла ПК-39 Аксуской ТЭС.
апрель 2021 г.-июнь 2021 г.
Будут проведены вычислительные эксперименты по определению оптимальных параметров реализации технологии электро-термохимической активации пылеугольного топлива для топочной камеры котла ПК-39 Аксуской ТЭС и будут получены основные характеристики процесса (аэродинамика, теплообмен, концентрации вредных веществ).

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.
Будет проведена графическая обработка полученных результатов вычислительных экспериментов, их анализ и сравнение с имеющимися результатами натурных экспериментов, а также будут выработаны рекомендации для успешной реализации предложенной технологии. Будет опубликована 1 (одна) статья в рецензируемом научном издании по научному направлению проекта, входящего в 1 (первый), 2 (второй) либо 3 (третий) квартили в базе Web of Science и (или) имеющего процентиль по Cite Score в базе Scopus не менее 50 (пятидесяти). Будет написан промежуточный отчет по проделанным в проекте работам.

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.
Будут разработаны оптимальные решения реализации технологии «острого дутья» при сжигании твердого топлива в топке котла ПК-39 Аксуской ТЭС, позволяющие оптимизировать процессы тепломассопереноса и минимизировать вредные пылегазовые выбросы.

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.
Будут проведены вычислительные эксперименты, графическая интерпретация результатов, их анализ и будут определены оптимальные параметры реализации технологии «острого дутья» на котле ПК-39 Аксуской ТЭС.

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.
Будут разработаны технологии минимизации выбросов вредных веществ в атмосферу с использованием современной технологии некаталитического снижения оксидов азота и DENOX-механизма.

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.
Будут проведены вычислительные эксперименты по определению оптимальных параметров технологии селективного некаталитического снижения оксидов азота с использованием цепного разветвленного DeNOx-механизма и будут выработаны конкретные рекомендации по организации процесса наиболее оптимального режима. Будет опубликована 1 (одна) статья в рецензируемом научном издании по научному направлению проекта, входящего в 1 (первый), 2 (второй) либо 3 (третий) квартили в базе Web of Science и (или) имеющего процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 50 (пятидесяти). Будет опубликована 1 (одна) статья в рецензируемом зарубежном и (или) отечественном издании с ненулевым импакт-фактором (рекомендованном КОКСОН). Будет написан заключительный отчет по проделанным в проекте работам.

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

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.