Рассмотрены различные новые направления оптимального использования угля на современном рынке энергии. Наряду с вопросами рационального сжигания угля по традиционной схеме, описаны экономические схемы производства и использования пара в паровой системе ТЭС как отдельного предприятия с развитой инфраструктурой, а также различные варианты переработки угля от его сжигания в кипящем слое и газификации до производства химической продукции. Изложены теоретические основы экономического производства электроэнергии с применением предварительной газификации угля для последующего использования угольного газа на газопаровых установках (ГПУ) в составе ТЭС, с обеспечением безвредности для окружающей среды.

Рассмотрены технологии сжигания углей в циркулирующем кипящем слое (ЦКС); кипящем слое под давлением в комбинированных циклах; пузырьковом кипящем слое под давлением; кипящем слое под давлением; технологии "Лурги", "Профлоу", "Циркофлюид", "Мультисолид"; методы сжигания в ЦКС с жалюзийными пылеотделителями. Отмечены преимущества и недостатки технологий и перспективы их внедрения в энергетику Украины. Проанализированы возможности сжигания в ЦКС украинских высокозольных углей.

За результатами аналізу статистичних даних Міненерго та Міністерства вугільної промисловості й особливостей існуючої технології вуглезбагачення складено розподіл потоків енергетичного вугілля й антрациту. Показано, що за рахунок оптимізації завантаження збагачувальних фабрик можна забезпечити постачання на ТЕС виключно збагаченого вугілля, що не потребує під час спалювання газомазутного підсвітлення. Обгрунтовано, що у цьому випадку втрати у процесі збагачення не перевищать існуючих втрат палива з механічним недопалом; потреба в додатковому газомазутному паливі для ТЕС і загальний паливний дефіцит скоротяться, а умови експлуатації пиловугільних котлоагрегатів ТЕС значно покращаться.

Дано обоснование необходимости инновационного процесса в теплоэнергетике, исходя из потребности реформирования экономики Украины. Рассмотрены новые направления эффективного сжигания угля по традиционной схеме и различные технологии предварительной переработки угля, включая его газификацию и производство высших углеводородов. Изложены теоретические основы экономичного производства электроэнергии с использованием угольного газа в составе ТЭС как для "подсветки" при сжигании высокозольных углей, так и их полной газификации для последующего использования на парогазовых установках в теплоэнергетике с обеспечением экологической чистоты технологических процессов.

Проанализированы вопросы экологически чистых энерготехнологий сжигания и газификации твердого топлива в пузырьковом и циркулирующем кипящих слоях при атмосферном и высоком давлении, двухстадийных схем термической переработки с использованием пиролиза/газификации, а также процессов газификации в кипящем слое, потоке и расплаве. Рассмотрены современные пылеугольные технологии с использованием ступенчатого сжигания. Охарактеризованы проблемы сжигания высокозольных углей Украины в энергоустановках с различными модификациями топок кипящего слоя. Изложены физико-химические и технологические основы организации перечисленных технологий в Украине и за рубежом. Даны рекомендации по внедрению перспективных технологий в энергетику Украины.

Висвітлено механізм спалювання вугілля в атмосфері водяної пари. Проаналізовано обладнання для спалювання водовугільного палива. Визначено шляхи досягнення робочих режимів спалювання та підготовки палива до нього. Значну увагу приділено екологічному обгрунтуванню використання обладнання для спалювання водовугільного палива. Розкрито передумови розвитку технології водовугільного палива. Розглянуто сучасний стан теплоенергетики України. Викладено екологічний аспект підвищення споживання кам'яного вугілля. Описано технологію виготовлення водовугільного палива, наведено його теплотехнічні характеристики.

Освещен механизм сжигания угля в атмосфере водного пара. Проанализировано оборудование для сжигания водоугольного топлива. Определены пути достижения рабочих режимов сжигания и подготовки топлива к нему. Значительное внимание уделено экологическому обоснованию использования оборудования для сжигания водоугольного топлива. Раскрыты предпосылки развития технологии водоугольного топлива. Рассмотрено современное состояние теплоэнергетики Украины. Изложен экологический аспект повышения потребления каменного угля. Описана технология изготовления водоугольного топлива, приведены его теплотехнические характеристики.

Рассмотрены балансовые твердые топлива как ресурс для использования на ТЭС. Освещены экологические проблемы теплоэнергетики Украины на современном этапе, проблемы топливно-энергетического комплекса Республики Беларусь. Проанализированы особенности внедрения новой технологии сжигания твердого топлива при реконструкции 4 энергоблока Старобешевской ТЭС, совершенствования систем пылеподачи котлов ТЭС, сжигания углей Бородинского, Переяславского разрезов и водоугольной суспензии березовского угля в котле П-67, завершения пилотного проекта реконструкции пылеугольного энергоблока мощностью 3 000 МВТ на Змиевской ТЭС ОАО "ЦЕНТРЭНЕРГО".

Розглянуто можливість підвищення економічності процесу плазмової стабілізації горіння вугілля за рахунок попереднього спалювання деякої частини в додатковому ступені плазмово-пальникового пристрою. Наведено результати фізичного та математичного моделювання процесів, що відбуваються в каналі додаткового ступеня. Оцінено економічну ефективність розглянутої схеми плазмової стабілізації.

Встановлено, що запаси солоного вугілля Богданівского, Новомосковського і Петриківського родовищ складають приблизно 10 млрд т. Домінуючими засолюючими домішками у вугіллі є водорозчинні сполуки натрію. З урахуванням низької зольності, помірної вологості, високого виходу летких і теплоти згоряння, невеликої глибини залягання і того що українське солоне вугілля не потребує збагачення, його можна назвати найбільш перспективним кам'яним вугіллям для теплових електричних станцій.

Проаналізовано напрямки використання чистих вугільних технологій в енергетиці України. Показано, що методи газифікації вугілля є перспективними для одержання синтез-газу і рідкого палива, а також для попередньої термічної обробки вугілля перед спалюванням. Наведено результати експериментів з часткової газифікації українського енергетичного вугілля у продуктах згоряння природного газу та їх сумішах із повітрям. Показано, що часткова газифікація вугілля у фонтануючому, низькотемпературному киплячому і циркулюючому киплячому шарі до ступеня конверсії вуглецю 0,25 - 0,35 призводить до розробки пористої структури коксів і підвищення ефективності спалювання, наступного спалювання їх коксозольних залишків.

Представлен краткий обзор применения водоугольного топлива в теплоэнергетике и жилищно-коммунальном секторе. Рассмотрены основные свойства такого топлива, особенности его горения, производство и применение. Сформулированы предложения по использованию водоугольного топлива в Украине.

Показана возможность получения шламоугольных суспензий с содержанием твердой фазы 64-65 % масс. Установлена энергетическая, экономическая и экологическая целесообразность применения данных суспензий в качестве топлива.

Приведен анализ потребности в угле и перспектив развития угледобычи в мире и Украине.

Дисертацію присвячено вивченню основних закономірностей процесів спалювання та газифікації високозольного вугілля (ВВ) в киплячому шарі (КШ) при атмосферному і підвищеному тиску та розробці методів його використання в енергетиці. Створено ряд лабораторних, дослідних та пілотних установок, проведено цикл експериментальних досліджень. На основі їх результатів знайдено кінетичні, технологічні та екологічні характеристики горіння і газифікації ВВ в різних модифікаціях КШ, основні закономірності та особливості його конверсії. Здійснено адаптацію технологій циркулюючого киплячого шару (ЦКШ) до ВВ України, а також розроблено технологічні схеми процесів спалювання та газифікації твердого палива в КШ під тиском, інженерні методи розрахунку елементів апаратів, рекомендації з використання ВВ різного ступеня метаморфізму в котлоагрегатах і реакторах.

Досліджено основні закономірності газовиділення у процесі термоконтактного піролізу (ТКП) кам'яного та бурого вугілля у киплячому шарі (КШ) за умов, характерних для технологій їх термічної переробки. Модернізовано дві лабораторні та одну дослідно-промислову установки. Розроблено методики експериментального дослідження процесу газовиділення під час ТКП дискретних навісок вугілля у КШ та киплячому шарі під тиском (КШТ), а також проведено цикл експериментальних досліджень. Визначено основні закономірності газовиділення у процесі ТКП кам'яного та бурого вугілля у КШ. Наведено рекомендації для упровадження ТКП у процесі двоступеневої термічної переробки кам'яного та бурого вугілля під час спалювання у циркулюючому КШ за умов атмосферного тиску, а також внутрішньоциклового спалювання або газифікації вугілля у КШТ та циркулюючому киплячому шарі під тиском (ЦКШТ). Основні результати було використано для створення робочих проектів ЦКШ-котлоагрегатів та ЦКШТ-енергоустановок.

  Скачати повний текст

Досліджено вплив мінеральних компонентів на теплотехнічні характеристики вугілля та уточнено методи їх розрахунку за маркою, зольністю та вологою вугілля для забезпечення проектних вимог котлоагрегатів вугільних ТЕС. Обгрунтовано, що перехід на розрахунки за одержане вугілля за калорійністю гальмується недосконалістю існуючих методів її розрахунку, а причиною цього є неврахування розкладу мінеральної речовини вугілля в процесі його спалювання. Досліджено залежність теплоти згоряння, виходу летких речовин, вмісту сірки й елементного складу вугілля від зольності в широкому діапазоні її зміни, внеску органічної та мінеральної речовин до виходу летких речовин і вмісту сірки, складу продуктів термічного розкладу мінеральної речовини. Уточнено методи розрахунку калорійності, виходу летких речовин і вмісту сірки за зольністю. Розроблено положення нормативних документів з визначення класифікаційних показників, теплотехнічних характеристик вугілля та рекомендації з удосконалення обліку палива та планування техніко-економічних показників роботи ТЕС.

Індекс рубрикатора НБУВ: И310.1 + З352.2

Рубрики:

Підземна розробка родовищ вугілля і вуглистих корисних копалин

Кам'яне вугілля. Антрацит

Шифр НБУВ: Ж24320 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Исследованы реологические свойства высококонцентрированных суспензий на основе антрацита. Показаны преимущества использования таких реагентов-стабилизаторов гидросуспензий антрацита, как карбоксиметилцеллюлоза, полиметилцеллюлоза, полиэфиркарбоксилат, которые дают возможность достичь необходимой текучести, седиментационной и агрегативной устойчивости водоугольного топлива. Рассмотрено влияние кислотно-основных свойств дисперсионной среды на стабильность суспензий антрацита.

Розглянуто сучасний стан енергетичної галузі України. Проаналізовано основні проблеми, що полягають необхідності модернізації енергетики, нерівномірності добового графіку електроспоживання та низькій ефективності використання палива на теплових електростанціях. Запропоновано шляхи вирішення зазначених проблем, реалізація яких дозволить підвищити сталість роботи енергосистеми та рівень енергетичної безпеки країни.