Исследование характеристик горения в кипящем слое и снижение загрязнения атмосферы теплоэнергетическими установками тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

На правах рукописи

ЗАГОРОДСКИХ Игорь Александрович

УДК 502.55:621.22

ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ГОРЕНИЯ В КИПЯЩЕМ СЛОЕ И СНИЖЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ УСТАНОВКАМИ (на примере ТЭЦ-3 г. Барнаула)

01.04.14 - теплофизика и теоретическая теплотехника

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Барнаул 2006

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова (АлтГТУ)»

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Вагнер Виктор Анатольевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Сеначин Павел Кондратьевич

доктор технических наук, доцент Романов Андрей Николаевич

Ведущее предприятие: институт теплофизики СО РАН

(г. Новосибирск)

Зашита состоится «28» апреля 2006 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.004.03 в Алтайском государственном техническом университете им. И.И.Ползунова по адресу: 656038, г. Барнаул, пр. Ленина, 46. E-mail: dm_lada@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного технического университета им. И.И.Ползунова

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью Вашего учреждения, просим направлять по указанному адресу на имя ученого секретаря диссертационного совета

Автореферат разослан < марта 2006 г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета Д 212.004.03 кандидат технических наук, доцент

Свистула А.Е.

2оо€А

Актуальность и состояние проблемы. Техногенное воздействие энергетической отрасли на окружающую среду является одной из основных проблем сегодняшнего дня. Энергетика, являясь основой развития всех отраслей промышленности, сельского хозяйства, транспорта, имеет наиболее высокие темпы роста и масштабы производства.

Если в начале нашего столетия потребление энергии в мире удваивалось приблизительно за 50 лет, то в настоящее время - за 10-15 лет. В связи с ростом производства, участие энергетических предприятий в загрязнении окружающей среды является весьма значительным. Сжигание органического топлива связано с выбросом в окружающую среду, как основных продуктов сгорания (двуокись углерода и пары воды), так и других вредных выбросов: окислов азота, серы, частиц не-догоревшего топлива, некоторого количества окиси углерода, а также частиц золы, содержащей в своем составе ряд химических элементов и соединений тяжелых металлов.

В целом по стране эти выбросы в настоящее время исчисляются миллионами тонн золы, а также окислов азота и серы. Таким образом, успешное решение экологической проблемы при производстве энергии - одна из важнейших народнохозяйственных задач.

Решение проблемы снижения вредных выбросов с дымовыми газами осложняется необходимостью более широкого использования в энергетике низкосортного твердого топлива и, прежде всего, углей с высоким содержанием серы и золы, ресурсы которых значительно превосходят ресурсы нефти и газа, однако используются сравнительно мало.

Достаточно новым технологическим решением при производстве электроэнергии и тепла является сжигание твердого топлива в кипящем слое (КС) при температурах до 800 - 900 "С с размещением в топочной камере теплообменных поверхностей.

Достоинства технологии сжигания твердых топлив в установках с КС, по сравнению с традиционным пылеугольным методом, состоят в высоком уровне выгорания любых видов и марок углей; в высоком коэффициенте теплопередачи, что определяет небольшие тепловоспри-нимающие поверхности энергетических установок; в отсутствии шла-

кования, вследствие низкой температуры горения топлива; в небольших выбросах оксидов азота, вследствие низкотемпературного сжигания топлива; в возможности подачи в слой топлива сорбентов (известняка, доломита), для связывания содержащейся в топливе серы; в низкой чувствительности к зольности топлива. Последнее позволяет сжигать в кипящем слое разнообразные угли - от высококачественных до низкосортных, включая отходы углеобогащения и органикосодержа-щие отходы предприятий и сельского хозяйства.

Несмотря на то, что отечественная технология сжигания топлива в кипящем слое стала развиваться одновременно с аналогичными работами в США, Германии и другими странами, в России практически не освоено ни одного мощного энергетического котла подобного типа. В связи с этим, особое место в разработке и освоении экологически чистой технологии сжигания угля занимает первый, и единственный, отечественный котел этого класса БКЗ-420-140КС, установленный на ТЭЦ-3 г. Барнаула.

Исследованию механизмов и закономерностей эмиссии загрязняющих веществ (ЗВ) в последнее время было посвящено значительное количество работ. Следует, однако, отметить, что изучение данного вопроса, связанного с кипящим слоем, до настоящего времени носит, в основном, качественный характер и характеризует лишь процессы, характерные для котлов малой паропроизводительности.

Исследование экологически чистых технологий сжигания твердых топлив в кипящем слое мощных энергетических котлоагрегатов и их влияния на экологию города является основой данной диссертации.

Целью работы является исследование работы котельного оборудования со стационарным кипящим слоем — как технологии, пригодной для модернизации существующего производства, адаптированного к местным низкосортным топливам. Осуществление управления загрязнением атмосферы от теплоэнергетических установок при сжигании угля в топках с кипящим слоем.

Научная новизна работы. Предложен комплексный подход, позволяющий связать проблему модернизации существующего котельного оборудования, путем замены его на новое, с технологией сжигания

угля в кипящем слое, приспособленного к низкосортным недорогим топливам, с управлением уровнем загрязнения воздушного бассейна г. Барнаула. Данный подход позволяет не только качественно, но и количественно учитывать широкий круг технологических параметров сжигания угля в кипящем слое на примере ТЭЦ-3, а также характеристики топлива, метеоусловия, географические параметры и взаимодействие с другими источниками загрязнения, при прогнозировании экологической ситуации г. Барнаула.

Получены аналитические зависимости (математическая модель) загрязнения атмосферы теплоэнергетическими установками с кипящим слоем в функции режимных параметров процессов сгорания угля, и определены оптимальные режимы процессов, позволяющих управлять загрязнением атмосферы на примере ТЭЦ-3 г.Барнаула.

Практическая ценность результатов работы состоит в том, что они позволяют обоснованно подходить к выбору технологических режимов сжигания твердого топлива в котлах с кипящим слоем с целью управления уровнем загрязнения, а также решать задачи оптимизации технологических параметров сжигания топлива.

Ввиду сложности поставленных задач, круг решаемых вопросов ограничен. В работе рассматривается в качестве управляемого источника загрязнения только энергоустановки ТЭЦ-3 г. Барнаула и только наиболее опасные выбросы (5С2, М?*)-

Публикации. Основные положения и результаты диссертации опубликованы в девяти печатных работах.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на международной практической конференции "ИКИ-2001" (Барнаул, 2001), на конференциях и научно- методических семинарах кафедр "Безопасность жизнедеятельности», «Детали машин», «Котло- и реакторо-строение» АлтГТУ.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Работа содержит 160 страниц основного текста, 17 таблиц и 53 рисунков.

В соответствии с содержанием работы диссертант представляет к защите комплекс исследований по разработке технических средств

оценки и снижения уровня загрязнения воздушного бассейна, а именно:

1. Методологию оценки и выбора технических средств управления уровнем вредных выбросов мощных энергоустановок с кипящим слоем.

2. Математические модели эмиссии загрязняющих веществ при сжигании углей в стационарном кипящем слое (применительно для котла БКЗ-420-140КС).

3. Программный комплекс прогнозирования загрязнения районов г. Барнаула от управляемого источника выбросов ТЭЦ-3 с учетом основных загрязнителей города.

4. Сравнительные результаты исследований рассеивания основных загрязняющих веществ 302, ИОх + Б02) от источника исследования (ТЭЦ-3) с учетом, и без учета, вклада других источников загрязнения, при различных режимах сжигания угля в котлах с кипящим слоем.

Содержание работы Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулированы цель, научная новизна и практическая значимость работы, изложены основные положения, выносимые на защиту, приведена краткая характеристика работы.

В первой главе диссертационной работы рассмотрена экологическая обстановка исследуемой территории, сформировавшаяся в процессе естественного эволюционного развития и интенсивного негативного воздействия человека.

Особое внимание в работе уделяется изучению состояния воздушного бассейна в крае, и особенно в г. Барнауле. Приводится динамика выбросов ЗВ в атмосферу от стационарных источников г. Барнаула. Отмечается, что, не смотря на значительный спад производства по отдельным компонентам, выбросы ЗВ остаются на высоком уровне. Причем анализ уровней относительных вкладов в загрязненность территории г. Барнаула по основным веществам БО?, ИОх показывает, что доля вклада в загрязнение атмосферы предприятиями теплоэнергетики

превышает 80 %. В связи с этим именно они находятся в центре внимания данной работы.

Отмечается также, что уровень загрязнения атмосферы зависит не только от абсолютного количества выбрасываемых веществ, но и от состояния атмосферы, соответствующих метеоусловий, также, весьма существенно, определяющих концентрацию примесей в приземном слое воздуха. Поэтому создание модели загрязнения воздуха города невозможно без учета климатических, метеорологических и географических условий.

В данной главе дан анализ десятилетней статистики синоптических процессов г. Барнаула с целью выявления типичных метеостуа-ций, при которых наблюдается наиболее "неблагоприятные", с точки зрения загрязнения, атмосферные процессы. Отмечается преобладание зимних юго-западных ветров (до 49%). В данных условиях ось следа распространения выбросов рассматриваемого источника загрязнений проходит через всю северо-западную часть города.

Характеристика рассматриваемого источника загрязнений, и других основных источников выбросов г. Барнаула, а также анализ распределения метеопараметров с учетом типичных метеоусловий, приведенные в данной главе, являются базой данных для проведения расчета рассеивания ЗВ в приземном слое атмосферы города.

В соответствии с обозначенной проблемой изучены существующие направления снижения техногенного воздействия теплоэнергетических предприятий на окружающую среду. Отмечено, что существуют два основных подхода к решению проблемы загрязнения. Первое -разработка и внедрение безотходной технологии. При этом поступление загрязняющих веществ в окружающую среду исключается полностью. Второе - разработка и эксплуатация систем управления состоянием воздушной среды, цель функционирования которых связана с обеспечением заданного качества воздушного бассейна.

Предотвращение загрязнения атмосферы промышленными выбросами невозможно без значительных материальных затрат и существенного изменения технологии действующих и проектируемых промышленных установок. Следует также отметить, что искусственные

меры снижения эмиссии вредных выбросов, как правило, уменьшают эффективность котлоагрегатов.

Управление организованными выбросами представляет собой более доступное и экономичное решение проблемы санитарной охраны воздушной среды. Наличие системы прогноза концентраций ЗВ воздушной среде города и системы управления технологическими режимами источника выброса - задача более реальная.

Отмечается, что в настоящее время острота проблемы загрязнения воздушного бассейна несколько снижается за счет газификации отрасли. Однако такой подход не является долгосрочным решением экологических проблем нашего угольного региона. Уже к началу следующего десятилетия доля газа на ТЭЦ начнет быстро сокращаться с увеличением масштабов потребления твердого топлива и, прежде всего, углей с высоким содержанием серы и золы, ресурсы которых значительно превосходят иссекающие ресурсы нефти и газа. Таким образом, дальнейшее развитие в этой области должно быть направлено на развитие экологически чистых технологий сжигания угля.

Анализируя существующие технологии сжигания твердых топ-лив, сделан вывод о перспективности освоения технологии сжигания в стационарным и циркулирующем кипящем слое. В этой связи отмечается перспективность изучения и освоения первого мощного котла БКЗ-420-140КС, установленного на ТЭЦ-3 г. Барнаула.

Во второй главе дан анализ характеристик исследуемого источника загрязнений (ТЭЦ-3), представлены основные конструктивные преимущества перевода энергетических котлов с пылеугольным сжиганием БКЗ-420-140ПТ2 на аналогичные по мощности котлы с кипящим слоем БКЗ-420-140КС. Они заключаются в том, что котел с кипящим слоем по сравнению с серийными котлами имеет меньшие габариты по высоте (на 10 м); сокращенные на 25% металлоемкости поверхностей нагрева, находящиеся под давлением среды; пониженная температура в топочной камере по сравнению с пылеугольными котлами позволяет использовать более дешевые материалы котла; уменьшенные на 20-30% выбросы ИОх и высокое связывание серы, на уровне 80% за счет СаО, содержащегося в золе Канско-Ачинских углей.

Далее в главе приводятся экспериментальные исследования образования вредных веществ при горении угля в кипящем слое. Отработана методика газоанализа и термометрирования кипящего слоя и дымовых газов экспериментального котла. Даны описание конструкции и работы котла БКЗ-420-140КС, а также приведены экспериментальные данные по динамике его растопки и работы.

Экспериментальные исследования производились как на самом промышленно-экспериментальном котле БКЗ-420-140КС, во время пусконаладочных работ, так и на малогабаритной экспериментальной установке 113-2(150), с широко варьируемыми параметрами процесса. Отмечен практически линейный рост выбросов окислов азота с ростом температуры слоя в диапазоне температур 650.. .900 °С и их падение с увеличением размера частиц топлива по регрессирующей зависимости. При испытании котла отмечается также рост концентраций окислов азота до 320 мг/м3 при достижении паропроизводительности 180 т/ч.

Средняя концентрация окислов азота по котлу, по результатам экспериментов, составила 297 мг/м3 (на экспериментальной установке -282 мг/м3). Сравнительная экспериментальная характеристика концентраций ЫОх на опытном и серийном котле приведена на рис. 1. Средняя концентрация Б02 по котлу - 138 мг/м3.

Содержание №)х на серийном и опытном котле,

1-эа дымососом, 2-в горизонтальных газоходах, з-за топочными камеоами

Рис.1.

В ходе исследований получены температурные поля в кипящем слое котла, показавшие значительную неравномерность термических условий горения топлива по глубине и в горизонтальных плоскостях сечений. Причиной этому является неравномерное распределение подачи топлива, что требует доработку системы топливоподачи в процессе дальнейшего освоения котлоагрегата.

В третей главе описан механизм образования ЫОх и Б02 в топках котлов с кипящим слоем. Проведено моделирование процесса эмиссии данных веществ в котле БКЗ-420-140КС в зависимости от режимных параметров.

Отмечается, что наличие в дымовых газах вредных веществ, отрицательно воздействующих на человека и окружающую среду, требует организации такого технологического процесса, который дает возможность минимизировать их негативное воздействие. При этом необходимо учитывать и такой фактор, как поддержание эффективности сжигания на должном уровне. Для этого необходимо знать концентрацию загрязняющих веществ в дымовых газах ТЭЦ, закон их рассеивания в атмосфере с учетом географических (рельеф и расположение исследуемых объектов) и метеорологических параметров на данный момент времени, связь между эксплуатационными характеристиками и эмиссией загрязняющих веществ. Поэтому, как отклик на эти данные, должны изменяться технологические параметры рабочего процесса сжигания угля в энергетических котлах на ТЭЦ.

Основную опасность несут МОх и Для контроля их содержания в дымовых газах в реальном масштабе времени и, соответственно выборе варианта режимных параметров, необходима специальная аппаратура, установка которой в данных экономических условиях, пока не представляется возможной. В связи с этим встает вопрос о расчетном определении содержания ИОх и Б02 в функции режимных параметров сжигания и соответствующем управлении их эмиссией в зависимости от экологической ситуации, сложившейся на данный момент времени в атмосфере города.

В работе исследованы механизмы процессов образования загрязняющих веществ, применительно к условиям работы эксперименталь-

ного котла, с целью выявления комплекса факторов влияющих на их интенсивность.

Отмечено, что степень окисления азота топлива, в отличие от серы, почти полностью переходящей в S02, составляет 15-50 %. Поэтому выход NOx, в большей степени, зависит от параметров процесса (температуры слоя, избытка воздуха, размера частиц, высоты слоя, способа подачи топлива в слой и др.), и в меньшей - от содержания азота в топливе. Вследствие этого, дальнейшие исследования были направлены на изучение влияния вышеперечисленных параметров на выход NOx , применительно к условиям процессов в котле БКЗ-420-140 КС.

Оксиды серы (в основном сернистый ангидрид) являются одним из наиболее трудноуловимых загрязнителей воздушной атмосферы и для них известны известковые методы очистки дымовых газов. Однако в России пока отсутствует практический опыт использования подобного решения. Тем не менее, сам процесс сжигания в КС, открывает другие возможности. В процессе сжигания бурого угля, благодаря составу золы, поглощается большая часть содержащейся в топливе серы. Опыт эксплуатации электростанций, сжигающих угли, в золе которых содержится значительное количество окиси кальция, в том числе и угли Канско-Ачинского бассейна, свидетельствует о заметном снижении выбросов двуокиси серы.

Как отмечалось выше, на выбросы NOx и SÖ2 влияет множество различных факторов. Моделирование выбросов NOx и S02 с учетом всех этих параметров является довольно сложной и громоздкой задачей, которую необходимо решать совместно с моделированием самого процесса горения угольных частиц в псевдоожиженом слое. В настоящее время нет такой теоретической модели, которая бы, с приемлемой точностью, могла бы удовлетворить потребность практики. В то же время на настоящий момент накоплены значительные экспериментальные данные по сжиганию различных типов углей в топках с кипящим слоем. На основании этих данных методами статистического анализа можно получить регрессионные зависимости выбросов NOx и S02 в зависимости от изменения режимных параметров для конкретного угля. По этим зависимостям можно построить многомерную модель выхода

вредных выбросов. В ней также необходимо учесть различные ограничения, которые накладываются на процесс и на изменение режимных факторов.

В случае использования котла БКЗ-420-140КС используется низкосортные бурые угли марки Б2 класса Р Канско-Ачинского бассейна. Уголь подается в зависимости от фракционного состава на слой (крупная фракция d > 25 мм) и под слой (мелкая фракция d < 25 мм). Рабочая температура слоя не выше 800-900 °С. Высота слоя Н = 1.2 м.

За основу для нахождения регрессионных зависимостей были взяты экспериментальные исследования сжигания Ирша-бородинского угля в кипящем слое в НПО ЦКТИ им. Ползунова (г.С-Петербург). Полученные ниже выражения согласуются с данными по сжиганию данного типа угля, содержащиеся в ряде других работ, и с результатами испытания котла БКЗ-420-140КС.

В реальных условиях сжигания топлива в котле БКЗ-420-140КС можно изменять только ограниченное число рабочих параметров. Температура слоя может изменяться в зависимости от нагрузки и коэффициента избытка воздуха. Коэффициент избытка воздуха меняется как отклик на количество и состав поданного воздуха и топлива. Также может варьироваться фракционный состав поданного в котел топлива (процентное соотношение поданного топлива крупной и мелкой фракции). Соответственно исследования в диссертационной работе были в основном сосредоточены на отыскании взаимосвязи этих параметров с выбросами вредных веществ NOx и S02. Большее внимание было уделено выбросам окислов азота, так как возможности регулирования выбросов S02 в условиях котла БКЗ-420-140КС имеют довольно узкие границы, и в дальнейшем это учитывалось, как определенные граничные условия на изменение режимных параметров.

В результате статистической обработки экспериментальных данных были построены аппроксимирующие зависимости концентраций ЗВ с основными параметрами процесса: CNOx(Tc*p Сшх(ф Сыохстсл, а>

Зависимость CNOxrrci) при а = const во многих работах представляется в виде линейной. Стоит отметить, что такое представление явля-

ется не совсем корректным. Более правильным является представление данной зависимости, в соответствии с законами химической кинетики в экспоненциальной форме. Однако в рассматриваемых пределах изменения температур 700-900 °С (температур при которых происходит сжигание в кипящем слое) линейная и экспоненциальная зависимости дают очень близкие значения. Из-за этого в данной работе принято представление для Стх(Тсл) в линейной форме: СЫОх ~ Ъ ,ТСЛ+ Ь2-Результаты статистического анализа исходных данных и зависимости Сыох(Тсл) при ряде значений а представлены на рис. 2. Из анализа графиков видно, что концентрация окислов азота растет с ростом Тсл и скорость этого роста тем больше, чем выше коэффициент избытка воздуха.

Зависимость Сцох(а) в данном диапазоне температур удовлетворительно описывается полиномом второй степени вида:

Сыох - Я/«2 + о?« + Оз

Общая зависимость Тсл), с учетом анализа выражений для

Сыох(а) и Снохсгсл) была представлена в форме/ Сцох = с;о? + с2а + с3Тс, + с4аТся + с5. После статистической обработки было получено выражение:

Сн0х = -452,50* +842а + 0,9 аТ^ - 0,56- 506 при коэффициенте корреляции 11=0,98.

Графически данная зависимость представляется в виде трехмерной диаграммы (рис. 3).

Следует отметить, что данное уравнение получено в предположении того, что параметры а и Тся не зависят друг от друга. Но а и Тсл являются взаимосвязанными величинами.

Выражение, устанавливающее связь между этими величинами для Ирша-бородинского угля, используемого в данном котле, найдено в виде:

Т^а) =-146с?+169с&878.

Концентрация ЫОх при различных значениях коэффициента избытка воздуха в функции температуры слоя

600 500

со

2 400

2

о"

300

200

100

— —1 - --1,2 .....-1,4 — -1,6 1 _ . I ' .........

_______ -------- ------I 1 1 -1-

650 700 750

800 850 Т,с

900 950 1000

Рис.2

Рис. 3. Зависимость концентрации оксида азота в функции температуры слоя и коэффициента избытка воздуха.

На процесс регулирования накладывается еще дополнительный ряд условий. Для эффективного связывания серы в слое должна поддерживаться температура оптимальная для этого процесса 800 - 850 °С. Выход за пределы этого диапазона может существенным образом повысить уровень эмиссии диоксида серы, что потребует дополнительного ввода в слой известняка или других связующих. При этом повышение температуры выше 850 °С ведет к тому, что на поверхности известняка начинается процесс закрытия пор и дополнительное увеличение мольного соотношения Ca/S не приводит к повышению количества связанной серы.

Температура в слое, в дополнении к вышесказанному, лимитируется также следующими условиями: максимально допустимое ее значение определяется температурой плавления шлака (¡«900 °С), нижний предел, как правило, не ниже 750 °С, определяется условием падения КПД процесса горения с уменьшением температуры.

После статистической обработки экспериментальных данных по сжиганию Ирша-бородинского угля в псевдоожиженном слое (опыты проводились без дополнительной подачи в слой известняка, т.е. связывание серы происходило только за счет Ca, содержащегося в золе угля) получена зависимость концентрации S02 в дымовых газах от изменения режимных параметров а и Тсл:

CSo2 = 22810 - 12753а-34Тт + 4341а? +1,1 аТ^ + 0,019Tj

Следует отметить, что диапазон температур, при котором данное выражение дает достоверные результаты ограничен величинами: Тсл -700...900 °С. Однако для диапазона температур характерных для сжигания в котле БКЗ-420-140КС данный вид зависимости дает вполне удовлетворительные результаты. График этой зависимости представлен на рис. 4.

С использованием данных моделей был проведен расчет эмиссии NOx и SO2 при различных режимах работы котлоагрегата.

В четвертой главе проведена оценка вклада энергетических котлов ТЭЦ-3 в общее загрязнение г. Барнаула.

Экологическая эффективность разработки и внедрения технологии сжигания углей в топках с кипящим слоем может быть оценена путем сравнения воздействия на атмосферный воздух выбросов загрязняющих веществ действующего и реконструируемого производства.

Для оценки этого воздействия проведен расчет рассеивания выбросов ЗВ по действующей методике ОНД-86. Теоретической основой данной методики являлось решение дифференциального уравнения атмосферной диффузии примеси, в результате которого определяется поле приземных концентраций, создаваемое источниками выбросов. В данной работе использовался программный комплекс «ЭРА», разработанный Новосибирской фирмой «Логос-шпос» и прошедший необходимую сертификацию.

Рис. 4. Зависимость концентрации сернистого ангидрида в функции температуры слоя и коэффициента избытка воздуха

Исходные данные по выбросам ЗВ для существующих котлов ТЭЦ-3 и параметры источников загрязнения приняты по действующему документу-проекту нормативов предельно-допустимых выбросов

ЗВ. утвержденному Алтайским краевым комитетом по охране окружающей среды.

Значения выбросов оксидов азота и серы для котла с КС получены по результатам моделирования четырех типичных режимов процесса горения.

Расчет приземных концентраций проводился для всех направлений ветра (шаг перебора 10 градусов) и для господствующего юго-западного направления, как для одного реконструируемого источника ТЭЦ-3, так и для совокупности всех источников выбросов ТЭЦ-2 и ТЭЦ-3.

Расчеты рассеивания производились для диоксидов азота и серы, а также для их группы суммации.

Уровень воздействия определялся в точках постов наблюдений г. Барнаула (пост 1 - пос. Новосиликатный, пост 2 - ул. Попова - Павловский тракт, пост 3 - пл. Октября) и в узлах расчетного прямоугольника размером 25000x25000 м.

Степень загрязнения атмосферы определялась сравнением концентрации ЗВ с санитарно-гигиеническими нормативами для атмосферного воздуха населенных мест, т.е. с предельно-допустимыми концентрациями (ПДК).

Анализ приведенных результатов показывает, что вклад реконструируемого источника выброса ТЭЦ-3 в точках постов наблюдений по диоксиду азота снизится (в зависимости от режима горения) на 50-67 %, по диоксиду серы - на 80-33 %, а по группе суммации этих компонентов - в среднем на 60 %.

Изменение зоны влияния выбросов N0^ Б02, Ы0х+802 от энергетических котлов при существующем положении и после их замены на котлы с КС показаны на картах рассеивания в виде изокон-центрат, в долях ПДК, при переборе ветра и при господствующем юго-западном направлении. Отдельные примеры полученных карт представлены на рис.5-8. Случаи расчета производились с помощью программы "ПДВ-Атмосфера" фирмы "Логос".

Для оценки экологической эффективности, полученной при вводе в эксплуатацию котлов с КС, определено значение перспективного фонового загрязнения Сфп в соответствии с действующей методикой ОНД-86. По расчетам максимальная концентрация по диоксидам азота после ввода новых котлов на реконструируемом источнике Сп „и, = 0,025 мг/ м3 (Т = 850 °С, а = 1.3) и С„ = 0,018 мг/ м3 (Т = 800 °С, а = 1.1). Суммарная перспективная приземная концентрация по диоксидам азота составит соответственно

2С„ = 0,0728 мг/ м3 = 0,85 ПДК (Т = 850 °С, а= 1.3) ЕСП = 0,0653 мг/ м3= 0,77 ПДК (Т = 800 °С, а= 1.1)

Таким образом, уровень загрязнения по диоксиду азота, как наиболее загрязняющей примеси, при реконструкции котлоагрегатов ТЭЦ-3 с учетом фоновой концентрации будет ниже ПДК населенных мест, что определяет перспективность данного направления.

а)

б)

Рис.5 Концентрация ИОх при штилевых условиях а — при существующих котлах; б — при котлах с кипящим слоем (Т = 800 °С, а= 1.1)

t ?

t

а) б)

i

Рис.6 Концентрация ЫОх при господствующем ветре

а — при существующих котлах; б — при котлах с кипящим слоем (Т = 800 °С, а= 1.1)

а) б)

Рис.7. Концентрация S02 при штилевых условиях а — при существующих котлах; б — при котлах с кипящим слоем (Т = 850 °С, а - 1.3)

а) б)

Рис.8. Концентрация S02 при господствующем ветре

а - при существующих котлах; б - при котлах с кипящим слоем (Т = 850 °С, а = 1.3)

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Дан анализ экологической ситуации г. Барнаула. Определен вклад в уровень общего загрязнения воздушного бассейна выбросов теплоэнергетических установок (около 80%). Дана оценка перспективы регулирования загрязнения воздушного бассейна, за счет изменения режима их работы котлов ТЭЦ-3. Определены характеристики территории исследований и географо-метеорологические условия распространения загрязняющих веществ от теплоэнергетических установок.

2. Определены параметры объекта исследований, источника загрязнений. Показано, что наиболее приемлемым способом снижения и управления уровнем загрязнения в рассматриваемых условиях является технология сжигания угля в топках энергетических котлов с кипящим слоем. Проведены экспериментальные исследования работы котла БКЗ-420-140КС ТЭЦ-3 г. Барнаула со стационарным кипящим слоем. Проведены экспериментальные исследования эмиссии ЗВ и температурных полей кипящего слоя котла, показавшие неравномерность его температур до 200 °К.

3. На основании исследования механизма образования загрязняющих веществ и широкого круга экспериментальных данных формирования окислов серы и азота в стационарном кипящем слое разработаны регрессионные модели эмиссии загрязняющих веществ, применительно к котлу БКЗ-420-140КС.

4. На базе использования программного комплекса "Эра", фирмы "Логос-шпос" и разработанных моделей сформирован общий программный комплекс прогнозирования загрязнения районов г. Барнаула от управляемого источника выбросов ТЭЦ-3 с учетом основных загрязнителей города.

5. С использованием программного комплекса был проведен расчет рассеивания основных загрязняющих веществ (NO» S02, NOx + SO2) от источника исследования (ТЭЦ-3) с учетом и без учета вклада других источников, преобладающего ветра при различных режимах сжигания угля в котлах с кипящим слоем на ТЭЦ-3. Результаты расчетов показывают, что вклад реконструируемого источника выбросов ЗВ ТЭЦ-3 (в зависимости от режима горения) снизится на 50-67% по оксидам азота, на 33-80% по диоксиду серы, а по группе суммации данных компонентов в среднем на 60%.

6. На основании проведенных расчетов рассеивания загрязняющих веществ показана возможность управления уровнем загрязнения приземного слоя атмосферы г. Барнаула.

7. Показано, что при перевооружении ТЭЦ-3 на котлы с кипящим слоем основной вклад в загрязнение приземного слоя атмосферы города вносят энергетические котлы ТЭЦ-2. Для улучшения экологической ситуации города Барнаула необходимо проведение соответствующих мероприятий на ТЭЦ-2.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Вагнер В.А. Снижения техногенной нагрузки на окружающую среду предприятиями теплоэнергетики Барнаула/ В.А. Вагнер, В.В. Коновалов, И.А. Загородских //Вестник алтайской науки. 2000. -№1. - С.184-187.

2. Коновалов В.В. Оценка экономической и экологической эффективности сжигания углей с различными наполнителями "кипящего слоя/ В.В. Коновалов, В.А. Вагнер, И.А. Загородских //Совершенствование машин, дизелей и теплоэнергетических установок: Сборник научных трудов МГТУ-АлтГТУ. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2000. - С. 258-261.

Коновалов B.B. Состояние воздушного бассейна и динамика выбросов ЗВ в атмосферу на территории Алтайского края/ В.В. Коновалов, И.А. Загородских, В.А. Вагнер //Расчет, диагностика и повышение надежности элементов машин: Межвузовский сборник научных трудов. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2000. - Вып.2. - С.46-48. __

Коновалов В.В. Природно-географическая и экологическая характеристика воздушного бассейна Алтайского края/ В.В. Коновалов, И.А. Загородских, В.А. Вагнер //Совершенствование машин, дизелей и теплоэнергетических установок: Сборник научных трудов МГТУ-АлтГТУ. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2000. - С. 253-256. Коновалов В.В. Разработка экологически чистых технологий сжигания твердого топлив/ В.В. Коновалов, И.А. Загородских, В.А. Вагнер //Совершенствование машин, дизелей и теплоэнергетических установок: Сборник научных трудов МГТУ-АлтГТУ. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2000. - С. 256-258.

Мироненко В.Ф. Математическое моделирование экологической ситуации промышленных центров/ В.Ф. Мироненко, В.В. Коновалов, И.А. Загородских, В.А. Вагнер //Совершенствование машин, дизелей и теплоэнергетических установок: Сборник научных трудов МГТУ-АлтГТУ. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2000. - С. 249-253. Вагнер В.А. Управление экологической ситуацией части территории г. Барнаула, за счет автоматизации режима работы теплоэнергетических установок ТЭЦ-З/ В.А. Вагнер, И.А. Загородских //Материалы 2-й международной научно-технической конференции "ИКИ-2001". - Барнаул: Изд-во Азбука, 2001. - С. 175-176. Загородских И.А. Проблемы снижения техногенной нагрузки на окружающую среду от теплоэнергетических установок i. Барнаула/ И.А. Загородских, A.B. Моторин, В.А. Вагнер //Расчет, диагностика и повышение надежности элементов машин: Межвузовский сборник научных трудов. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2003. - Вып.З. - С.50-58.

Загородских И.А. Моделирование эмиссии загрязняющих веществ при сжигании углей в топках с кипящим слоем/ И.А. Загородских, A.B. Моторин, В.А. Вагнер //Расчет, диагностика и повышение надежности элементов машин: Межвузовский сборник научных трудов. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2005. - Вып.4. - С. 50-57.

I

Издано в авторской редакции. Подписано в печать 9.03.06. Формат 6084 1/16. печать - ризография. Усл. п. л. 1,39. Тираж 100 экз. Заказ 2006 - 2.

I Издательство Алтайского государственного технического

университета им. И.И. Ползунова, 656038, г. Барнаул, пр-т Ленина, 46.

Лицензия на издательскую деятельность ЛР № 020822 от 21.09.98 г.

( )

¿006 fr ЦТ 7ô4t

i

ВВЕДЕНИЕ. ф 1 ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ АТМОСФЕРЫ ГОРОДА

БАРНАУЛА, ВКЛАД ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК В УРОВЕНЬ ЕЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ И ПУТИ ЕГО СНИЖЕНИЯ.

1.1 Воздушная среда, характеристики территории, климат и метеоусло- 8 вия города Барнаула.

1.2 Обзор традиционных и новых способов сжигания угля в энергети- 19 ческих агрегатах и преимущества технологии кипящего слоя.

1.3 Выводы по первой главе.

• 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ СЖИГАНИЯ УГЛЕЙ В КИПЯЩЕМ СЛОЕ.

2.1 Котел БКЗ-420-140КС со стационарным кипящим слоем, конструкция и работа.

2.2 Экспериментальные исследования процессов горения в КС. Схемы измерений и методика газового анализа.

2.3 Обработка и анализ полученных результатов.

2.4 Исследование температурного поля кипящего слоя в секциях котла БКЗ-420-140КС.

2.5 Выводы по второй главе.

• 3 МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭМИССИИ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В КИПЯЩЕМ СЛОЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ.

3.1 Механизм низкотемпературного образования NOx в кипящем слое

3.2 Превращение серы твердого топлива при его сжигании в кипящем слое.

3.3 Моделирование эмиссии загрязняющих веществ.

3.4 Выводы по третьей главе.

4 МОДЕЛИРОВАНИЕ ВКЛАДА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОТЛОВ

• ТЭЦ-3 В ОБЩЕЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ ГОРОДА

БАРНАУЛА.

4.1 Метод расчета и исходные данные

4.2. Результаты расчета и анализ рассеивания загрязняющих веществ.

4.3. Оценка экологической эффективности реконструкции ТЭЦ

4.4 Выводы по четвертой главе.

Сложная экологическая ситуация, особенно в развитых странах мира, в конце XX и начале XXI столетия проявляется во всех областях жизнедеятельности и является индикатором приближающейся планетарной катастрофы. Постоянный рост численности населения и процессы индустриализации при одновременном увеличении промышленного производства обуславливают возрастание объемов промышленных отходов. Лишь одна треть продуктов промышленного производства представляет собой соответствующие изделие, а две трети приходится на твердые, жидкие, пастообразные и газовые отходы, представляющие собой опасность для окружающей среды. При этом во многих случаях речь идет об органических соединениях, которые не могут быть непосредственно разрушены или уничтожены, поэтому необходимо их химическое преобразование в другие вещества, лишь в незначительной степени загрязняющие воздушный бассейн, водоемы и почвы.

Пренебрежение вопросами охраны окружающей среды, откладывание на завтра решения важнейших проблем состояния биосферы с каждым днем все больше угнетаемой возрастающими антропогенными нагрузками, приводит к ухудшению экологической обстановки в некоторых регионах на грань экологической катастрофы.

Бассейн Оби, сосредоточивший такие крупные промышленные регионы как Кузбасс, Тюменский нефтегазоносный район с нефтепереработкой Омска и Прииртышья, Новосибирская, Томская области и Алтайский край, обладают высоким потенциалом загрязнения окружающей среды.

Ряд городов этого региона входит в число 103 городов с общим населением около 50 миллионов человек, где ПДК вредных веществ в воздухе превышается в 10 и более раз. Растут объемы токсичных промышленных отходов, большая часть которых вывозится на свалки твердых бытовых отходов. Состояние двух третей водных источников не отвечает нормативам, идет опасное загрязнение подземных вод, не обеспечивается качественная очистка вод: низка доля продукции, выпускаемой по малоотходным технологиям" [18].

Техногенное воздействие энергетической отрасли на окружающую среду является одной из основных проблем сегодняшнего дня. Энергетика, являясь основой развития всех отраслей промышленности, сельского хозяйства, транспорта и базой для повышения производительности труда и благосостояния, имеет наиболее высокие темпы роста и масштабы производства.

Если в начале нашего столетия потребление энергии в мире удваивалось приблизительно за 50 лет, в пятидесятые годы — за 30 лет, то в настоящее время — за 15—20 лет. При этом в наиболее развитых странах электроэнергетика удваивается примерно за 10 лет [1, 22, 54]. В связи с высокими масштабами производства участие энергетических предприятий в загрязнении окружающей среды является весьма значительным. Сжигание органического топлива на тепловых электростанциях связано с выбросом в окружающую среду наряду с основными продуктами сгорания (двуокисью углерода и парами воды) целого ряда вредных выбросов: окислов азота и серы, частиц недогоревшего топлива, некоторого количества окиси углерода, а также частиц золы, содержащей в своем составе ряд химических элементов и соединений тяжелых металлов.

В целом по стране эти выбросы в настоящее время исчисляются миллионами тонн золы, а также окислов азота и серы. В мировом масштабе ежегодные выбросы энергетических установок составляют до 1,5108 тонн SO2, 1,2'109 тонн

1 9

NOx и 2,5'10 тонн летучей золы [87]. Таким образом, успешное решение экологической проблемы при производстве энергии — одна из важнейших народнохозяйственных задач.

Решение проблемы снижения вредных выбросов с дымовыми газами осложняется необходимостью более широкого использования в энергетике низкосортного твердого топлива и прежде всего углей с высоким содержанием серы и золы, ресурсы которых значительно превосходят ресурсы нефти и газа, однако используются сравнительно мало [1, 34, 48].

Достаточно новым технологическим решением при производстве электроэнергии и тепла является сжигание твердого топлива в псевдоожиженном (кипящем) слое при температурах до 900—950°С с размещением в топочной камере теплообменных поверхностей. Полученный пар используется в обычном паротурбинном процессе.

Исследование механизмов и закономерностей эмиссии загрязняющих веществ в последнее время было посвящено значительное количество работ. Следует, однако, отметить, что изучение данного вопроса, связанного с кипящим слоем, до настоящего времени носит, в основном, качественный характер и характеризует лишь процессы, характерные для котлов малой паропроизводи-тельности. Такой подход, во-первых, не дает возможность прогнозировать эксплуатационные характеристики при различных режимах работы мощных котлов, во-вторых, отсутствие количественных связей между параметрами этих процессов препятствует полному учету факторов.

Исследование экологически чистых технологий сжигания твердых топлив в кипящем слое энергетических котлоагрегатов и их влияние на экологию является основой данной диссертации.

Целью работы является исследование работы котельного оборудования со стационарным кипящим слоем — как технологии, пригодной для модернизации существующего производства, адаптированного к местным низкосортным топливам. Осуществление управления загрязнением атмосферы от теплоэнергетических установок при сжигании угля в топках с кипящим слоем.

Научная новизна работы. Предложен комплексный подход, позволяющий связать проблему модернизации существующего котельного оборудования, путем замены его на новое, с технологией сжигания угля в кипящем слое, приспособленного к низкосортным недорогим топливам, с управлением уровнем загрязнения воздушного бассейна г. Барнаула. Данный подход позволяет не только качественно, но и количественно учитывать широкий круг технологических параметров сжигания угля в кипящем слое на примере ТЭЦ-3, а также характеристики топлива, метеоусловия, географические параметры и взаимодействие с другими источниками загрязнения, при прогнозировании экологической ситуации г. Барнаула.

Получены аналитические зависимости (математическая модель) загрязнения атмосферы теплоэнергетическими установками с кипящим слоем в функции режимных параметров процессов сгорания угля, и определены оптимальные режимы процессов, позволяющих управлять загрязнением атмосферы на примере ТЭЦ-3 г.Барнаула.

Практическая ценность результатов работы состоит в том, что они позволяют более обоснованно подходить к выбору технологических режимов сжигания твердого топлива в котлах с кипящим слоем с целью управления уровнем загрязнения атмосферы, а также решать задачи оптимизации технологических параметров сжигания топлива.

Положения, выносимые на защиту.

1. Методология оценки и выбора технических средств управления уровнем выбросов вредных веществ предприятий теплоэнергетики.

2. Математические модели эмиссии загрязняющих веществ при сжигании углей в стационарном кипящем слое (применительно для котла БКЗ-420-140КС).

3. Высокоинформативный программный комплекс прогнозирования загрязнения районов г. Барнаула от управляемого источника выбросов ТЭЦ-3 с учетом основных загрязнителей города.

4. Сравнительные результаты исследований рассеивания основных загрязняющих веществ (NOx, SO2, NOx +S02) от источника исследования (ТЭЦ-3) с учетом и без учета вклада других источников, при различных режимах сжигания угля в котлах с кипящим слоем и различных атмосферных условиях.

Ввиду сложности поставленных задач, круг решаемых вопросов ограничен. В работе рассматривается в качестве управляемого источника загрязнения только энергоустановки ТЭЦ-3 г. Барнаула и только наиболее опасные выбросы вредных веществ в атмосферу.

1 ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ АТМОСФЕРЫ ГОРОДА

БАРНАУЛА, ВКЛАД ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

В УРОВЕНЬ ЕЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ И ПУТИ ЕГО СНИЖЕНИЯ

Современное состояние природной среды и здоровья населения в Алтайском крае сложилось в процессе не только естественного эволюционного развития, но и негативного воздействия человека. Прежде всего, следует назвать широкомасштабное поднятие целинных и залежных земель 1954-1957 годы, длительное, начиная с 1949 г. и до 1963 г., многократные испытания ядерных устройств на Семипалатинском полигоне. Вследствие этого, воздействие других агентов техногенного порядка, в том числе воздействие теплоэнергетических установок, на территории края проходили на негативном фоне первых двух факторов. Это нашло свое отражение в состоянии здоровья населения края, которое характеризуется, по сравнению с другими территориями Западной Сибири, повышенной смертностью и заболеваемостью. Интенсивное развитие промышленного производства в городах края способствовало урбанизации территории, деградации природных экосистем, оскудению многообразия, ухудшению общего состояния природной среды. Неблагоприятный психологический климат в сочетании с многоаспектным изменением природной среды дает основание говорить о социально-экологическом кризисе системного порядка на части территории Алтайского края.

Основные результаты и выводы по работе

Дан анализ экологической ситуации г. Барнаула. Определен вклад в уровень общего загрязнения воздушного бассейна выбросов теплоэнергетических установок (около 80%). Дана оценка перспективы регулирования загрязнения воздушного бассейна, за счет изменения режима их работы котлов ТЭЦ-3. Определены характеристики территории исследований и географо-метеорологические условия распространения загрязняющих веществ от теплоэнергетических установок.

Определены параметры объекта исследований, источника загрязнений. Показано, что наиболее приемлемым способом снижения и управления уровнем загрязнения в рассматриваемых условиях является технология сжигания угля в топках энергетических котлов с кипящим слоем. Проведены экспериментальные исследования работы котла БКЗ-420-140КС ТЭЦ-3 г. Барнаула со стационарным кипящим слоем. Проведены экспериментальные исследования эмиссии ЗВ и температурных полей кипящего слоя котла, показавшие неравномерность его температур до 200 °К. На основании исследования механизма образования загрязняющих веществ и широкого круга экспериментальных данных формирования окислов серы и азота в стационарном кипящем слое разработаны регрессионные модели эмиссии загрязняющих веществ, применительно к котлу БКЗ-420-140КС.

На базе использования программного комплекса "Эра", фирмы "Логос-плюс" и разработанных моделей сформирован общий программный комплекс прогнозирования загрязнения районов г. Барнаула от управляемого источника выбросов ТЭЦ-3 с учетом основных загрязнителей города. С использованием программного комплекса был проведен расчет рассеивания основных загрязняющих веществ (.NOx, S02, NOx + S02) от источника исследования (ТЭЦ-3) с учетом и без учета вклада других источников, преобладающего ветра при различных режимах сжигания угля в котлах с кипящим слоем на ТЭЦ-3. Результаты расчетов показывают, что вклад реконструируемого источника выбросов ЗВ ТЭЦ-3 (в зависимости от режима горения) снизится на 50-67% по оксидам азота, на 33-80% по диоксиду серы, а по группе суммации данных компонентов в среднем на 60%.

6. На основании проведенных расчетов рассеивания загрязняющих веществ показана возможность управления уровнем загрязнения приземного слоя атмосферы г. Барнаула.

7. Показано, что при перевооружении ТЭЦ-3 на котлы с кипящим слоем основной вклад в загрязнение приземного слоя атмосферы города вносят энергетические котлы ТЭЦ-2. Для улучшения экологической ситуации города Барнаула необходимо проведение соответствующих мероприятий на ТЭЦ-2.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Александров А.П. // Вестник АН СССР, 1979. № 6. С. 9, 35.

2. Альтшулер B.C., Гаврилова А. А. Высокотемпературная очистка газов от сернистых соединений.- М.: Изд-во «Недра», 1969. 152 с.

3. Баскаков А.П., Мацнев В.В., Распопов И.В. Котлы и топки с кипящим слоем.- М.: Энергоатомиздат, 1996.-352 с.

4. Бородуля В.А., Виноградов Л.М. Сжигание угля в псевдоожиженном слое и снижение вредных выбросов в атмосферу // Сжигание твердого топлива с минимальными вредными выбросами.- Таллин: Изд-во АН ЭССР, 1978. С. 17-21.

5. Бородуля В.А., Виноградов Л.М. Сжигание твердого топлива в псевдоожиженном слое.- Минск: Наука и техника, 1980. 192 с.

6. Вагнер В.А., Коновалов В.В., Загородских И.А. Проблемы снижения техногенной нагрузки на окружающую среду от теплоэнергетических установок г. Барнаула. Материалы межвузовского сборника научных трудов. Изд-во АлтГ-ТУ Барнаул. 1999 г. с.38-43.

7. Вилесов П. Р., Костюковская А. А. Очистка выбросных газов.— Киев. 1971,186 с.

8. Влияние радиоактивного загрязнения и эколого-геохимического исследования городов и населённых пунктов Алтайского края . Информационный отчёт по геологическому заданию 56-26-3 . Новосибирск, 1994. -147с.

9. Волкова А.А., Шихов В.Н., Берг Б.В. // Теплоэнергетика. 1978. № 11. С. 15-16.

10. Втюрин Ю.Н. , Кузнецов П.Я. Исследование и перспективы развития новых систем подготовки и подачи топлива на ТЭС. Теплоэнергетика . 1995 .№ 7 с. 46-51

11. Втюрин Ю.Н. , Кузнецов П.Я. Технико-экономические проблемы использования углей Канско-Ачинского бассейна на ТЭС в Европейской части России. Теплоэнергетика . 1997 .№ 2 с

12. Глазкова А. П. Катализ горения взрывчатых веществ.—М., 1976, 250с.

13. Головина Е.С., Кочан В.М., Соловьева JI.C. Разложение окиси азота на углероде // Теплоэнергетика.- 1984.- №1. -С.39-42

14. Гордин R. А., Масленников В. М. К вопросу о предотвращении выбросов окислов азота при сжигании органический теплив // Физика горения и взрыва.-1986.-№ 1.—С. 58—65.

15. Гордин К.А., Масленников В.М. К вопросу о предотвращении выбросов окислов азота при сжигании органических топлив // Физика горения и взрыва. -1986. -№1. -С.58-65

16. Дьяков А.Ф., Береснев А.П., Ерёмин JI.M. О новейших технологиях сжигания твёрдого топлива на электростанциях . Энергетик . 1997. № 7. С. 8-11.

17. Ежегодник состояния загрязнения атмосферы за 2003 год ЗападноСибирского региона. Западно-Сибирский ЦМС. Новосибирск, 2004. 335 с.

18. Елчина В. И. Исследование внутрипористого реагирования и кинетических констант полукоксов ископаемых углей : Автореф. дис. . канд. техн. наук.— Новосибирск, 1963.— 42 с.

19. Енякин Ю. Я., Зегер К. Е., Зайцева Ц. П. Выход окислов серы и азота при сжигании мазута в кипящем слое // Теплоэнергетика.— 1985.— № 7.— С. 4548

20. Жизненные силы населения Сибири: национально -региональные аспекты социального развития. Барнаул ,1994 г.

21. Жимерин Д.Г. Энергетика: настоящее и будущее. М., 1978, 190 с.

22. Коновалов В.В. Наполнители кипящего слоя при сжигании углей Канско-Ачинского бассейна. Материалы межвузовского сборника научных трудов. Изд-во АлтГТУ Барнаул. 1999 г. с.52-55.

23. Коновалов В.В. Разработка экологически чистых технологий сжигания твёрдого топлива в топках котлов ТЭЦ-3 . Материалы межвузовского сборника научных трудов. Изд-во АлтГТУ Барнаул. 1999 г. с.55-57.

24. Коновалов В.В., Вагнер В.А., И.А. Загородских. Оценка экономической и экологической эффективности сжигания углей с различными наполнителями кипящего слоя. Материалы сборника научных трудов МГТУ-АлтГТУ. Изд-во АлтГТУ Барнаул. 2000 г. с. 258-261.

25. Коновалов В.В., Загородских И.А., Вагнер В.А. Состояние воздушного бассейна и динамика выбросов ЗВ в атмосферу на территории Алтайского края. Материалы межвузовского сборника научных трудов. Изд-во АлтГТУ Барнаул. 2000 г. с.46-48.

26. Коновалов В.В., И.А. Загородских, Вагнер В.А. Природно-географическая и экологическая характеристика воздушного бассейна Алтайского края. Материалы сборника научных трудов МГТУ-АлтГТУ. Изд-во АлтГТУ Барнаул. 2000 г. с. 253-256.

27. Коновалов В.В., И.А. Загородских, Вагнер В.А. Разработка экологически чистых технологий сжигания твердого топлива. Материалы сборника научных трудов МГТУ-АлтГТУ. Изд-во АлтГТУ Барнаул. 2000 г. с. 256-258.

28. Коновалов В.В., Распоров И.В., Втюрин Ю.Н. Освоение технологии сжигания угля в стационарном кипящем слое котла БКЗ 420-140 КС Барнаульской ТЭЦ-3. Энергосбережение и водоподготовка . 1999 № 2 с. 42-48.

29. Крупномасштабная программа внедрения котлоагрегатов с пузырьковым кипящим слоем . Мировая электроэнергетика. 1997. №2 . с.5.

30. Кубин Сжигание твердого топлива в кипящем слое: Пер. с чешек./ Под ред. В.Р.Котлера-М.: Энергоатомиздат, 1991. 144 с.

31. Курмангалиев М. Р., Сулейменов К. А. Сжигание энергетических углей, Казахстана.— Алма-Ата : Наука, 1983.— 208 с.

32. Лебедев В.В. Проблемы создания парогенераторов с топками кипящего слоя.-М., 1978, с. 3-4.

33. Мацнев В.В. , Горелик Б.И., Иванов В.В. // Промышленная энергетика 1989, №5.

34. Мироненко В.Ф., Коновалов В.В., Загородских И.А., Вагнер В.А. Математическое моделирование экологической ситуации промышленных центров. Материалы сборника научных трудов МГТУ-АлтГТУ. Изд-во АлтГТУ Барнаул. 2000 г. с. 249-253.

35. ОНД-86. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. -Л.: Гидрометиздат, 1987.- 93 с.

36. Основные технические решения, заложенные в проект экологически чистой котельной установки Минусинской ТЭЦ. \ М.С. Пронин, Б.В. Цедров, С.Г. Козлов, и др.\ Электрические станции . 1996. № 7 С.28-33.

37. Перспективы развития тепловых электростанций на твёрдом топливе \ Ю.К. Семёнов, А.Ф. Дьяков, В.И. Доброхотов и др. ХТеплоэнергетика . 1992 № 1 С. 2-7.

38. Печковский В. В., Кетов А. Н. и др. Изв. вузов. Химия и химическая технология, 1963, № 6, с. 991—996.

39. Программа социально-экономического оздоровления и охраны здоровья населения Алтайского края на 2000-2005 годы ("Алтай ЭКО"). Москва - Барнаул, 2000. - 84 с.

40. Рассудов Н. С., Шемякин В. Н. Энергомашиностроение, 1978, № 2, с. 1—

41. Рябов Г.А., Надыров И.И. Сжигание угля в кипящем слое Л Развитие технологий подготовки и сжигания топлива на электростанциях Л Сб. Научных статей .М.: ВТИ. 1996. с. 58-76.

42. Сжигание топлива в псевдоожиженном слое / Махорин К.Е., Хинкис П.А.; Отв. ред. Сигал И.Я. Киев: Наук, думка, 1989.-204с.

43. Сигал И. Я. Защита воздушного бассейна при сжигании топлива.— Л. : Недра, 1977,— 293 с.

44. Скалкин Ф.В., Канаев А.А., Конн И.З., Энергетика и окружающая среда . -JI.: Энергиздат . Ленинградское отделение ,1981. -280с

45. Смола В. И. Кельнев Н. В. Защита атмосферы от двуокиси серы,— М„ 1976,260 с.

46. Стырикович М.А. Вестник АН СССР, 1975, №2, с. 13-23.

47. Тейлор Т.Е. Результаты экспериментальных исследований сжигания угля на полупромышленной установке в псевдоожиженном слое диаметром 0.46 м // Новое в теории и практике псевдоожижения / Пер. с англ. под ред. С.С.Забродского. М.: Мир, 1980. -С.28-40

48. Теплотехнические испытания котельных установок/ В.И.Трембовля, Е.Д.Фингер, А.А.Авдеева.-2-е изд., перераб. и доп.- М.: Энергоатомиздат, 1991.416 с.

49. Титов С. Л., Рыжиков А. В., Бабий В. И. и др. Образование окислов азота при сжигании бурого ирша-бородинского и березовского углей в кипящем слое //Теплоэнергетика — 1984.—№ 1—С. 37—39.

50. Шевчук В. Н. Исследование стационарного процесса связывания окислов серы в топке кипящего слоя // Энергетика и электрификация.— 1982.— №4.— С. 10—13.

51. Шемякин В. Н. Исследование сжигания твердых топлив в заторможенном низкотемпературном кипящем слое. Автореф. канд. дис.— Л., 1978.

52. Энергетика и охрана окружающей среды. Под ред. Н.Г. Залогина, Л.И. Кроппа, Ю.М. Кострикина.-М., 1979, 352 с.

53. Avedesian M.M., Davidson J.F. Trans.Inst. Chem., Eng. 51,1973. p. 121-131

54. Basu P. Fuel. 56 10, 1977, p. 390—392.

55. Beer J. M. 16th Sympos. (Internat.) Combust. Pittsburgh, 1976, p. 439-460.

56. Brien W.B. , Hill M.K. TVA'S. 160 MW Shawnee Atmospheric Fluidized Bed Combustion (AFBC) Demonstration Unit 20 000 hr of Operation-Fluidized Bed Combustion Volume 2. ASME. 1993. c. 1035-1039.

57. Bvoker L V. "VGB Kraftwerktechn", 38, N 4. 1978, s. 305.

58. Chakraborty R. K., Howard I. R. J. Inst. Fuel., 51, N 409, 1978, p. 220—224.

59. Chaung T. Z., Lee Y. Y., Dutta A. et al. Fluidized combustion. Nitric oxide formation and reduction in toe bed and freeboard // Proc. 4th Eng. Found. Conf. on Pluidization (Kashikonma, May 29 — June 3, 1983).— Koshikojima. 1983.— Рас. 6.7.—P. 1—8.

60. Circulating Fluidized Bed Technology III / Ed. P. Basu, M. Hozio, M. Hasa-tani. Pergamon Press, 1990.

61. Circulation Fluidized Bed Technology II, eds P. Basu, J.F.Large Pergamon Press, 1988

62. Fenimore C.P. Combustion and Flame, 19,№ 2, 1972, p. 289-296

63. Fine D. H., Slater S. M., Sarofim A. F., Williams G. C. Fuel., 53, N 2, 1974, p. 120—125

64. Flagan R. C., Galani S., Appleton J. P. Combustion and Flame. 22, N63, 1974, p. 299-311.

65. Fluidized bed combustion and applied technology (the first international symposium). Ed.R. Schwieger. N.Y.: McGraw-Hill Publ. Co. 1984.

66. Furusawa Т., Houda Т., Takano J. Kunii D.J. Chem. Eng. oi Japhan,1978, 11, N 5, p.377—384.

67. Furusawa Т., Honda Т., Takano J. et at. Nitric oxide reduction in a experimental fhiidized bed coal combustor // Proc. 2nd Eng. found, conf. ON fluidization.— Cambridge : Univ. press, 1978.— p. 314.j

68. Furusawa Т., Houda Т., Kunii D. // Fluidization (Proc. 2 Engng. Found Conf.) Cambridge, 2-6 April // Новое в теории и практике псевдоожижения. М: Мир, 1980.

69. Furusawa Т., Houda Т., Takano J., Kunii D. Fluidization, Cambridge Univ. Press., 1978, p. 314—319.

70. Gibbs B.M., Hadley A.B. Fluidisation, Cambridge Univ., Press, 1978, p. 235240.

71. Gibbs B.M., Pereira B.M., Beer J.M. 16th Sympos. (internat) Combust. Pittsburgh, 1976,p.461-474.

72. Gibbs B.M., Pereira B.M., Beer J.M. Coal Combustion and NO formation in an experimental fluidized bed // Inst, of Fuel Symp. Ser.N 1. 1975. Pap. D.6. P. 1-13

73. Gibbs B.M., Hedley A.B. Fluidisation, Cambridge Univ., Press., 1973. p. 235240.

74. Hampartsoumian E., Gibbs B.M. NOx formation and reduction in fluidized — bed combuster // Journal of the Institute of Energy. 1984. V. 57. N 433. P.402-410.

75. Haynes B.S., Kirov N.J. Combustion and Flame, 23, 1974, p. 277-278

76. Institute of Fuel Symposium Series. N 1. Fluidized Combustion. Part 1.1975.,

77. Kunii D., Furusawa Т., Wu К. T. No, emission control by a staged fluidized bed combustor of coal // Fluidization / Ed. J. B. Grace, J. M. Matsen.— New York : Plenum Dress. 1980.—P. 175—183.

78. Martens f. J. A., Op den Brow H., van Happen C. W. J. The behaviour of the freeboard r egion о f a fluidized b ed с oal combustor // P roc. 7 th I nt. с onf. о n F ВС

79. Philadelphia, Oct. 25—27, 1982).— Washington (D. C.) DOE // METC. 1983.- Vol. 2,—P. 1054-1063.

80. Merriman E.L., Levi A. 15th Sympos. (internat) Combust. Pittsburgh, 1974,p. 1073-1083.

81. Pereira F. J., Beer J. M. A mathematical model of NO formation and destruction in fluidized combustion of coal // Proc. 2nd Eng. found Conf. on fluidization. -Cambridge : Cambr. Univ. press, 1978. P.401.

82. Pereira F. J., Beer J. M. Gibbs В., Hedley A. B. 15th Svmpos. (Internat.) Combust. Pittsburgh. 1974, p. 1149—1155.

83. Proceedings the 7th International Conference fluidized bed combustion. Philadelphia, 1982. 25-27 Oct.

84. Socke H.B. J. Inst. Fuel v. 47, N 392< 1974, p. 190-197.

85. T. Stingfellow. Statur and Jnitral Operation of Rivesville 30 MW Fluid Bed Boiler (Доклад на 4й Международной конференции по сжиганию угля в кипящем слое ). Вашингтон . 1977.

86. Turner D.W., Andrews R.E., Siegmund C.W. Combustion, 44 № 2, 1972, p. 21-30

87. Uysal B. Z., Mutel Т., Tunfman N. et al. Fluidized Ьад coal combustion. Emission and heat transfer // Fluidization-IV; Proc. Eng. Found. Conf. (Kashikojima, May 29 —June 3, 1984).—Kashikojima : S. п., 1984.—Pap. 6.4.-P. 1-8.

88. Yotes I. G., Walker P. R. Fluidization, Cambridge University Press., 1978, p. 241—245.

89. Zabrodsky S.S., Parnas A.L. Fluidized Combustion Conference. Paper B. 8. London. Sept., 19751. АКТ

90. О внедрении результатов НИР (ОКР)

91. Вид внедренных результатов технические предложения по оптимизации режимов горения твердых топлив в котлах с кипящим слоем. Область и форма внедрения - экспериментальный котел БКЗ-420-140КС, выбор технологических режимов сжигания топлива.

92. Председатель техническ Барнаульской ТЭЦ-3 Главный инженер1. Е.Ю. Гребенщиков

93. Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию

94. Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

95. Заведующий кафедрой КиРС, проф.1. И.Д.Фурсов