Результаты опытно-эксплуатационного сжигания водоугольного топлива в водогрейном котле малой мощности

Abstract

Актуальность работы обусловлена значительными перспективами (экологическими, энергетическими, экономическими и другими) применения водоугольного топлива в качестве основного топлива для котельных агрегатов различной мощности. Цель работы: исследование тепловых и экологических характеристик работы котла при различных режимах, обеспечивающих как твердое, так и жидкое шлакоудаление. Изучение тепловых характеристик предполагает экспериментальное определение распределения температур в топке котла для дальнейшего построения математических моделей горения водоугольного топлива и поиска оптимальных режимных параметров. Методы включают экспериментальные исследования сжигания на опытно-промышленном образце водогрейного котла водоугольного топлива, приготовленного на основе флотационных продуктов (кек) после обогащения каменного угля марки «К». Исследования проводились при помощи различных (термопары, пирометр, газоанализатор) приборов с низкой погрешностью измерения. Результаты. Получены экспериментальные данные по распределению температур в топке котла для дальнейшего моделирования процесса горения водоугольного топлива; проведены измерения состава дымового газа для различных режимов работы; выполнен анализ работы котла и полученных данных относительно исходных характеристик используемого топлива. Выводы. Выполнены опытно-промышленные испытания перспективной конструкции водогрейного котла, обеспечивающего работу как в режиме твердого, так и жидкого шлакоудаления. Получены первичные данные для моделирования тепломассообменных процессов горения водоугольного топлива, приготовленного на основе отходов обогащения каменного угля. Полученные результаты по измерениям вредных выбросов дымового газа свидетельствуют о перспективах использования водоугольного топлива в качестве альтернативы для традиционных видов топлива, в частности угля и мазута.

The relevance of the work is proved by considerable prospects (environmental, energy, economic and other) of using coal-water fuel as the primary fuel for boilers of different capacities. The aim of the research is to study the thermal and environmental performance of boiler in different regimes, providing both dry and liquid slag removal. Investigation of thermal characteristics involves an experimental study of temperature distributions in the boiler furnace for further construction of mathematical models of coal-water fuel combustion and search for optimal regime parameters. The methods include experimental studies of combustion of coal-water fuel, prepared on the basis of flotation product (cake) after enrichment of coal of grade "K", using a pilot sample of the boiler unit. Experimental studies were carried out by various (thermocouples, pyrometer, gas analyzer) instruments with low measurement error. Results. Experimental data on temperature distributions in the boiler furnace were obtained for further modeling of coal-water fuel combustion; flue gas composition was measured for different operation regimes; boiler operation and data on the baseline characteristics of fuel were analyzed. Conclusions. The promising design of the boiler unit, which can work at dry and liquid slag removal, was studied. Primary the data were obtained for modeling heat and mass transfer processes at combustion of coal-water fuel, prepared on the basis of coal tailings. The results obtained on measuring the flue gas emissions indicate the prospects of using the coal-water fuel as an alternative to the traditional fuels, such as coal and oil.