Плазменная термохимическая подготовка углей и разработка оборудования для ее реализации тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

На правах рукописи

Перегудов Валентин Сергеевич

ПЛАЗМЕННАЯ ТЕРМОХИМИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА УГЛЕЙ И РАЗРАБОТКА ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ЕЕ РЕАЛИЗАЦИИ

Специальность 01.04.14 - теплофизика и теоретическая теплотехника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Новосибирск, 2006

Работа выполнена в Институте теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН

Научный консультант Официальные оппоненты:

доктор технических наук,

профессор МеСсерле Владимир Ефремович

член-корреспондент РАН, доктор физико-математических наук, Предтеченский Михаил Рудольфович;

доктор технических наук,

профессор Алиферов Александр Иванович;

доктор физико-математических наук Лебедев Юрий Анатольевич

Ведущая организация: Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, г. Новосибирск

Защита состоится 27 октября 2006 г. в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 212.173.02 в Новосибирском государственном техническом университете по адресу: 630092, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского государственного технического университета

Автореферат разослан

-/9 «< »

сентября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

Шаров Ю.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Широко распространенные технологии факельного сжигания энергетических углей в котлах тепловых электростанций (ТЭС), базирующиеся на использовании второго вида топлива - мазута или природного газа - в процессах растопки котла, стабилизации горения (подсветке) пылеугольного факела и стабилизации выхода жидкого шлака, не отвечают возрастающим требованиям повышения экономических и экологических показателей: цены на мазут многократно выше цен на уголь. К тому же, совместное сжигание этих топлив ведет к повышению мехнедожега и вредных выбросов - оксидов азота, серы, пятиокиси ванадия. Поэтому существует проблема замещения мазута углем.

Постоянно снижающееся качество углей, поставляемых на ТЭС, повышает потребность в подсветочном топливе. Ситуация осложняется высокой степенью износа котельного оборудования на ТЭС нашей страны: растет количество остановов котла, и, соответственно, его растопок. Программой «Энергетическая стратегия России на период до 2020 г.» предусматривается более высокий темп роста потребления угля на ТЭС (в сравнении с другими видами органического топлива) и более глубокая переработка нефти. По прогнозам, цены на мазут будут расти опережающими темпами в сравнении с ценами на уголь. Таким образом, потребность в мазуте растет, а возможность ее удовлетворения снижается, и в перспективе проблема будет обостряться.

Весьма перспективным представляется решение указанной проблемы на основе плазменно-угольной термохимической подготовки (ТХП) углей. Суть ее заключается в следующем. Угольную аэросмесь при дефиците окислителя подают в камеру ТХП, где она, взаимодействуя с плазмой, воспламеняется; часть угля сгорает, нагревая остальную аэросмесь до температуры около 1200 К; при этом из угля выделяются горючие компоненты. Полученная топливная смесь устойчиво горит в топке при смешении с воздухом. Посредством плазменно-угольной ТХП могут быть реализованы процессы растопки котла и подсветки факела. В дополнение к энергетическим котлам существует ряд других устройств, где актуальна и перспективна замена мазута углем: в пыле-угольных котлах районных котел ьных, в печах обжига глинозема и т.п.

Плазменному воспламенению углей посвящено значительное количество публикаций: Blackburn P.R., 1982; Drouet M.G., 1986; ; Мессерле В.Е., 1986, 1990, 2004; Жуков М.Ф., 1988; Энгельшт B.C., 1989; Калиненко P.A., 1990; Foreman C.I., 1990; Карпенко Е.И., 1995; Тимошевский А.Н., 2000; Томилов В.Г., 2001; Урбах Э.К., 2002 и др. Электродуговая плазма и плазма СВЧ-разряда, воспламенение в топке или в горелке до выхода в топку используется в США, Канаде, Австралии, Казахстане и других странах. Особо высокая активность наблюдается в Китае, где ряд компаний (Янтайская, Чжунсин и др.) ведут такие работы, и плазмотронами оснащено более 10 котлов.

Актуальность проблемы подтверждается перечнем программ и планов, в соответствии с которыми выполнялась данная работа: темы НИР ИТ СО РАН: «Тепловые и электрофизические процессы в газоразрядной плазме», «Иссле-

дования динамики низкотемпературной плазмы», «Научно-технологические основы создания новых систем промышленной теплоэнергетики и энергосберегающих технологий»; Региональная научно - техническая программа «Сибирь»; Отраслевая научно-техническая программа Минэнерго СССР ОНТП 00.00.01, 1986-1990 г.г.; Задание РАО «ЕЭС России» 03.00 (шифр СИ 8205), тема - «Создание опытно-промышленной системы безмазутного розжига и подсветки пылеугольного факела с помощью электродуговых плазмотронов», 1992-1995 г.г.; Программа РАО «ЕЭС России» «Разработка новых технологий использования низкосортного твердого топлива в отрасли «Электроэнергетика»», 1993 г.; Приказ РАО «ЕЭС России» «О мерах по повышению надежности работы и технического уровня производства», 2002 г.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является исследование и создание процесса и оборудования термохимической подготовки угля путем сжигания части этого угля, воспламеняемого электродуговой плазмой, на основе экспериментального и теоретического изучения процессов переноса тепла и массы и термохимических превращений в потоке угольной аэросмеси. Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи: экспериментально исследовать процессы тепломассообмена и физико-химических превращений при взаимодействии потока угольной аэросмеси с плазмой; разработать методику термодинамических и теплотехнических исследований энергозатрат на воспламенение в зависимости от характеристик угля и технологических параметров ТХП; изучить характеристики процесса ТХП угля и конструктивные и технологические параметры камер ТХП; сформулировать требования к теплотехническому оборудованию плазменной ТХП угля и системе ее функционирования и исследовать характеристики этого оборудования; разработать теплофизические основы методологии растопки котла на базе плазменно-угольной ТХП угля.

Методика исследований базируется на комплексе экспериментальных теплофизических и теоретических теплотехнических и термодинамических методов. С целью повышения достоверности и полноты информации основные экспериментальные результаты по воспламенению углей получены на натурных объектах - опытно-промышленных стендах и энергетических котлах. Результаты расчетов получены на базе фундаментальных законов теплофизики, теплотехники, термодинамики, механики сплошных сред и кинетики, положенных в основу широко используемой программы термодинамических расчетов «Астра-4» и известной, хорошо зарекомендовавшей себя программы теплотехнических расчетов «Плазма-Уголь-3». В исследованиях характеристик плазмотронов применялись классические уравнения плазмо-динамики, полученные на основе фундаментальных уравнений динамики сплошной среды; экспериментальные исследования базировались на широко используемых в области плазмодинамики методах.

Достоверность расчетов подтверждается их непротиворечивостью, сходимостью уравнений материального и энергетического балансов, применением других способов решения, сопоставлением с экспериментальными результатами, а также сравнением с результатами других авторов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Комплекс экспериментальных и теоретических теплофизических, теплотехнических и термодинамических исследований, положенных в основу процесса плазменно-угольной ТХП углей, и ее системы.

2. Результаты экспериментальных исследований процессов тепломассообмена и физико-химических превращений при взаимодействии потока угольной аэросмеси с плазмой.

3. Методика теплотехнических и термодинамических исследований энергозатрат на воспламенение в зависимости от характеристик угля и технологических параметров ТХП.

4. Результаты теплофизических и теплотехнических исследований параметров процесса ТХП, конструктивных и технологических характеристик камер ТХП для реализации растопки котла и подсветки факела.

5. Сформулированные требования к теплотехническому оборудованию плазменной ТХП угля и системе ее функционирования: плазмотронам, их электропитанию, автоматическому управлению системой; результаты исследования характеристик этого оборудования.

6. Теплофизические основы методологии растопки котла, подсветки факела и стабилизации выхода жидкого шлака, базирующиеся на плазменно-угольной ТХП угля и результаты их реализации на ТЭС.

Научная значимость и новизна. Научная значимость диссертационной работы состоит в решении комплекса научных и прикладных задач по созданию процесса и оборудования плазменно-угольной термохимической подготовки углей и построению теплофизических основ методологии растопки котла на ее базе.

Впервые теплофизическими экспериментами на промышленных котлах показано воспламенение на основе плазменной ТХП широкого класса энергетических углей в котлах с промбункером и с прямым вдуванием пыли и установлена ее высокая энергетическая эффективность в сравнении с другими методами плазменного воспламенения; установлено снижение энергозатрат на плазмотрон с увеличением концентрации угля в аэросмеси, выхода летучих угля, а также снижение его механического недожога. Обосновано снижение вредных выбросов при подсветке с использованием плазменной ТХП.

Создана методика теплотехнических и термодинамических исследований энергозатрат на плазмотрон при плазменной ТХП углей: разработана методика определения энергозатрат в зависимости от теплотехнических характеристик угля; обобщением результатов экспериментальных и теоретических исследований впервые получено уравнение энергозатрат на воспламенение с учетом технологических параметров процесса; предложен метод расчета мощности плазмотрона для воспламенения потока угольной аэросмеси.

Разработана методология теплофизических и теплотехнических исследований процесса плазменной ТХП углей: экспериментальными и теоретическими исследованиями процессов тепломассообмена и физико-химических превращений при взаимодействии потока угольной аэросмеси с плазмой получен ряд новых конструктивных и технологических параметров камер ТХП.

и найдены механизмы, ответственные за возникновение шлакования их поверхностей; создана методика, позволяющая использовать плазменную ТХП угля в системе защиты факела в топке котла от погасания; разработан метод снижения энергозатрат на плазмотрон и предотвращения шлакования камеры ТХП путем изменения условий ввода в нее первичного воздуха.

Сформулированы и обобщены требования к теплотехническому оборудованию плазменной ТХП угля, системе его функционирования и получены характеристики этого оборудования: разработаны новые схемы плазмотронов с частично вынесенной в поток аэросмеси дугой, более эффективные в этих процессах; впервые показано снижение удельной эрозии электродов плазмотрона в результате ввода в зону привязки дуги угольной пыли, продуктов из камеры ТХП, применения с этой целью специальной настройки источника электропитания; экспериментальными и теоретическими исследованиями впервые получены динамические характеристики дуги в канале с осесиммет-ричной полостью и более общее уравнение для описания динамической характеристики дуги в цилиндрическом канале плазмотрона.

Созданы теплофизические основы методологии растопки котла, основанные на плазменно-угольной ТХП угля.

Практическая ценность и реализация результатов исследований.

1. Модернизирована и оптимизирована высокоэффективная технология -плазменно-угольная ТХП угля, не уступающая по уровню научно-технических решений аналогам, в том числе - зарубежным; плазменное оборудование и процесс плазменно-угольной растопки котла приняты комиссией РАО «ЕЭС России» и рекомендованы к использованию в отрасли.

2. Созданы методические подходы к проектированию и выбору оборудования систем плазменной ТХП энергетических углей различных марок для режимов растопки котлов и подсветки факела.

3. Выработаны рекомендации по исключению шлакования поверхностей плазменно-угольной горелки. Создана схема автоматического управления процессом плазменной ТХП угля. Результаты работы использованы при создании нормативной документации для реализации плазменно-угольной растопки котла и подсветки факела ОЦ ПЭТ РАО «ЕЭС России».

4. Разработаны плазмотроны новой схемы с более высоким КПД для воспламенения углей.

5. Разработаны методы повышения ресурса электродов плазмотрона путем ввода угольной пыли или продуктов ТХП в зону привязки дуги к электроду.

6. Разработана схема электропитания плазмотронов для плазменной ТХП угля без использования трансформатора с изолированной нейтралью.

7. На базе плазменно-угольной ТХП углей осуществлена безмазутная растопка котлов разного типа и паропроизводительности (75 - 670 т/ч), подсветка факела и стабилизация выхода жидкого шлака.

Практическая значимость работы подтверждается документами Минэнерго и РАО «ЕЭС России», перечисленными в разделе актуальность.

Апробация работы. Основные результаты исследований и положения диссертации докладывались на: VII - XI Всесоюзных конференциях по гене-

раторам низкотемпературной плазмы (г. Алма-Ата - 1977, г. Новосибирск -1980, г. Фрунзе - 1983, г. Каунас - 1986, г. Новосибирск - 1989), конференции «Электрофизика горения» (г. Караганда, 1987), Международном рабочем совещании «Высокотемпературные запыленные струи» (г. Новосибирск, 1988), Всесоюзной конференции «Теплообмен в парогенераторах» (г. Новосибирск, 1990), Международной конференции по физике и технике плазмы (г. Минск, 1994), II Международном симпозиуме по теоретической и прикладной плаз-мохимии (г. Иваново, 1995), Научной конференции «Энергетика, информатика и плазменные технологии» (г. Улан-Удэ, 1997), III Международной научно-технической конференции "Плазменно-энергетические технологии" (г. Улан-Удэ, 2000), 1 Международном симпозиуме «Горение и плазмохимия» (г. Ал-маты, 2001), Постоянно действующем международном семинаре «Энергоресурсосбережение в сибирском регионе» (г. Новосибирск, 1998 и 2000), II Международной научно-практической конференции «Энергосберегающие и природоохранные технологии» (г. Улан-Удэ, 2003), XXVII и XXVIII Сибирском теплофизическом семинаре (г. Новосибирск, 2004 и 2005), 1- й конференции по инновационной деятельности (г. Москва, 2005), семинаре «Получение и применение низкотемпературной плазмы» им. профессора Л.С. Полака № 358 (г. Москва, 2005).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 93 работы (в списке основных публикаций в автореферате - 43), в том числе: монографий - 6; в журналах и изданиях, входящих в Перечень ВАК, - 12; патентов - 14; в иностранных изданиях и трудах иностранных конференций - 4; в рецензируемых изданиях, не входящих в Перечень ВАК, - 6; в сборниках научных трудов - 15; доклады международных и Российских конференций и семинаров - 36.

Личный вклад автора. Общая постановка задачи принадлежит академику М.Ф. Жукову. В исследованиях плазменного воспламенения углей на опытно-промышленных стендах автор осуществлял: постановку задачи исследований; разработку плазменного оборудования и камер ТХП; планирование, руководство и личное участие в экспериментах; анализ полученных данных. В испытаниях безмазутной плазменно-угольной растопки котлов и подсветки факела автор осуществлял: разработку плазменного оборудования и камер ТХП; разработку программы испытаний; осуществлял руководство испытаниями в части, касающейся плазменно-угольных систем; обеспечивал выбор и задание режимов работы плазмотронов и горелок; проводил измерения в соответствии с программой. (В диссертацию вошли результаты лишь тех испытаний, в которых автор был руководителем со стороны организации-разработчика и (или) разработчиком системы плазменной растопки. Акты испытаний - в Приложении к диссертации.) Разработка плазмотронов для исследований и для промышленной эксплуатации на котлах, исследования динамических характеристик дуги в канале с осесимметричной полостью, а также основные термодинамические и теплотехнические исследования выполнены без соавторов. Многоплановый характер исследований обусловил участие в них соответствующих специалистов: в части работы котельного оборудования - Е.И. Карпенко, В.Г. Томилов, Л.И. Пугач, Н.Л. Новиков; выбор варианта оснащения

котла плазменным оборудованием автор осуществлял как лично, так и с соавторами Е.И. Карпенко, В.Е. Мессерле, С.Л. Буянтуевым. В части исследований ресурсных характеристик плазмотрона принимал участие Э.К. Урбах. В постановке задачи о динамической характеристике дуги в гладком канале . принимал участие Б.А. Урюков. В формулировании сущности изобретения и решении задач, связанных с получением патентов на изобретение, автору принадлежит определяющая роль.

Структура и объем работы. Диссертация-состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы и приложений. Она изложена на 356 страницах основного текста, содержит 106 рисунков и 13 таблиц; в списке литературы 242 наименования.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении кратко описаны основные этапы работ по плазменному воспламенению углей в нашей стране. Названы директивные материалы Минэнерго по данной проблеме, которые дают представление об актуальности темы. Кратко сформулированы актуальность, научная новизна и практическая ценность, основные результаты, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена анализу актуальности проблемы снижения потребления мазута на угольных ТЭС. Показано, что потребность в мазуте растет, а возможность ее удовлетворения снижается. Все это подтверждает прогнозы о дальнейшем росте превышения цен на мазут по отношению к углю, что характеризует растущую актуальность цроблемы.

Исследования автора по плазменному воспламенению газообразных и жидких топлив, а также анализ известных иных способов их активации позволил сделать вывод о перспективности использования для воспламенения углей низкотемпературной плазмы, которая обладает уникальными, важными в процессах воспламенения свойствами. Эффективность плазмы в сравнении с мазутом подтверждена Карпенко Е.И.(1995 г.).

Известные способы направлены на. частичное снижение расхода мазута на подсветку, как правило, не затрагивают растопку котла и потому не решают проблему полностью. К их числу относится термохимическая подготовка углей, основанная на сжигании мазута (мазутная ТХП): угольную аэросмесь нагревают в камере ТХП до температуры 1000 - 1200 К путем сжигания мазута. Из угля выделяются летучие, и полученную смесь направляют в топку, где она горит без применения мазута.

Из экспериментальных работ по плазменному воспламенению углей известны, к началу наших исследований, лишь работы ряда зарубежных авторов. В них используется схема ввода плазмы в угольную аэросмесь у ее выхода из горелки в топку, т.е. без предварительной ТХП - прямое воспламенение. Показано, что затраты на эксплуатацию плазменной системы составляют 28% от стоимости эксплуатации мазутной системы (Е>гоие1 М.О., 1986 г.). Экспериментальных результатов по плазмнно-угольной ТХП к началу наших работ в литературе не обнаружено."

Из известных теоретических исследований наиболее близкими по теме

8

были термодинамические и кинетические расчеты В.Е. Мессерле (1986, 1998 г.г.). В них получены зависимости состава продуктов ТХП, газификации и комплексной переработки углей от температуры процесса, концентрации угля в аэросмеси и его марки. Разработаны методики определения энергозатрат в зависимости от характеристик угля и его концентрации в аэросмеси, но в приложении к процессу ТХП они дают не всегда правильный результат, и требуются их дополнительные исследования.

Выполненный анализ расчетно-теоретических работ в области плазменного воспламенения углей показал, что к началу наших теоретических исследований большая часть теплотехнических расчетов базировалась на одномерных моделях, и наиболее общей и адаптированной к изучению плазменной ТХП является программа «Плазма-Уголь-3». Результаты решений задач, полученных теплотехническими и термодинамическими исследованиями в данной работе, в основном ранее не были известны.

Сформулированы цели и задачи исследований данной работы.

Во второй главе описана методика исследований, в которой обоснована необходимость сочетания экспериментальных и расчетных результатов. Такие задачи, как полнота воспламенения угля плазмой, шлакование поверхностей горелки окончательно могут быть решены только экспериментально. Поскольку от этих результатов зависит целесообразность и направление последующих исследований, на первом этапе были выполнены экспериментальные исследования определяющих характеристик плазменного воспламенения углей на лабораторных и опытно-промышленных стендах. С другой стороны, такие параметры, как, например, состав и температура частиц угля на выходе камеры ТХП, введенного в разные ее ступени, можно определить только путем расчетов. Методы их выполнения описаны в главе 3.

Дано описание экспериментальных исследований. Первые эксперименты проведены на лабораторном стенде КазНИИЭ (совместно с КазНИИЭ), где использовалась схема прямого воспламенения. Расход угля через горелку составлял 300 - 400 кг/ч; достигнуто воспламенение канско-ачинского и борлин-ского-1 углей, но были проблемы с воспламенением низкореакционных углей.

Затем был создан стенд на базе котла ТП-170 Новосибирской ТЭЦ-2, рис. 1. Он оснащен двумя плазмотронами суммарной мощностью — 200 кВт. Характеристики используемых углей следующие: теплота сгорания О/ = 19 — 25 МДж/кг (5380 - 5850 ккал/кг); зольность Ар = 14,5 - 20 %; влажность = 11 - 24 %; выход летучих V = У1аГ = 11 - 24 %; тонина помола И90 = 6,4 - 8,5 %. Была предусмотрена возможность перемещения плазмотронов вдоль оси камеры к устью горелки до выхода плазменной струи в топку. Исследовался перенос тепла в многокомпонентной смеси от плазменной струи к частицам угля, где критерием являлась мощность плазмотрона, требуемая для его воспламенения. Измерялись параметры режима работы плазмотрона, расход первичного воздуха, угольной пыли, распределение температуры по длине камеры, температура потока у выхода из нее в топку. Поворотными лопатками за-вихрителя изменялась крутка потока аэросмеси. Применением различных схем камер изменялись условия взаимодействия аэросмеси с высокотемпера-

турным потоком. В ряде экспериментов использовался двухструйный плазмотрон с дугой, частично находившейся в потоке аэросмеси.

Показано, что в варианте взаимодействия плазменной струи с аэросмесью у выхода из горелки в топку требовалось увеличение мощности, и при этом не обеспечивалось воспламенение всего потока.

Рис. 1. Схема опьггно-промышлеыного стенда на базе котла ТП-170.

1 - бункер готовой пыли; 2 и 3 -пылепитатели; 4 - поток первичного воздуха; 5 — поток аэросмеси в камеру ТХП; 6 — основной поток аэросмеси; 7 - поток вторичного воздуха; 8 — теплоизоляционное покрытие камеры ТХП; 9 — канал вторичного воздуха; 10 — топка котла; 11 - завихритель с поворотными лопатками; 12 - канал ввода аэросмеси в камеру ТХП; 13 — водо, -воздухоснабжение плазмотрона; 14 — электропитание плазмотрона; 15 — плазмотрон; 16 - камера ТХП.

При вводе плазменной струи у входа в камеру (рис. 1) при концентрации угля в аэросмеси ц < 0,28 кг угля на кг воздуха (кг/кг) осуществить воспламенение аэросмеси с применением камер разных схем не удалось даже при удельных энергозатратах, превышающих 80 кВт*ч/т угля.

В этой серии экспериментов было осуществлено плазменное воспламенение низкосортных углей в промышленном котле: с повышением концентрации угля |1 > 0,4 кг/кг, т.е. с переходом к режиму ТХП, достигнуто воспламенение и энергозатраты, как правило, были не выше 40 кВт*ч/т угля. Впервые экспериментами на котле было установлено, что наименьшие энергозатраты требуются в режиме плазменно-угольной термохимической подготовки угля, и реализована плазменная ТХП в котле с промбункером. В последующем в исследованиях использовалась плазменная ТХП. .Включение плазмотрона и воспламенение угля на выходе из горелки сопровождалось снижением начальной зоны активного горения топлива в топке и снижением впрыска собственного конденсата, на основании чего был сделан вывод о снижении механического недожога угля. (Эти результаты [23, 28 из списка основных публикаций; Акт испытаний от 10.06.1987 г. в Приложении 1 к диссертации] были получены практически одновременно с результатами, полученными В.Е. Мессерле с сотрудниками на укрупненном лабораторном стенде КазНИИЭ по снижению мехнедожега и эмиссии оксидов азота.) С увеличением расстояния от места ввода плазменной струи до топки наблюдалось повышение температуры топливной смеси у выхода в топку.

При воспламенении незакрученного потока аэросмеси максимальная температура на выходе в топку составляла 1200 - 1300 К, а в отдельных случаях она достигала 1500 К. В закрученном потоке она снижалась на —100 К, но возрастала ее равномерность по сечению факела. Для воспламенения закрученного потока аэросмеси требовалась несколько большая мощность плазмотрона. Как показали испытания, подача вторичного воздуха не способствовала повышению температуры факела.

Воспламенение аэросмеси плазменной струей наблюдалось при относительной мощности плазмотрона Т| = РшДОуг*<211р)*100 % = 0,2 - 0,7 %; Рпл и Оуг

- мощность плазмотрона и

ф <3, кВт*ч/ту.т.

50

20

10

Ц, кг/кг

расход угля. Экспериментами установлено, что в режиме растопки требуемая мощность плазмотрона выше на 30 % в сравнении с режимом подсветки.

Рис.2. Экспериментальные зависимости удельных энергозатрат от концентрации угля в аэросмеси. I - У1аГ= 12 %; 2 - Vм = 16 %; 3 - 4**'= 18 %; 4 - У" = 21 - 25 %;

0,40 0,80 1,20

Были получены зависимости удельных энергозатрат на воспламенение от концентрации угля в аэросмеси (рис.2), которые в последующем использовались для тестирования теплотехнических расчетов. Из них следует, что с увеличением концентрации (в рассматриваемых пределах) удельные энергозатраты

25 гп ^^г*ч/гу.т. Q снижаются.

Рис.3. Зависимость удельных энергозатрат при подсветке от выхда летучих угля. 1 - (1= 1,1 и 2 = 1,4 кг/кг.

На рис. 3 приведены зависимости (3Уд при подсветке от выхода летучих угля, подтверждающие, что энергозатраты снижаются с увеличением этого параметра.

Приведенная схема сжигания угля в два этапа: первый этап — воспламенение внутри камеры ТХП при значительном дефиците окислителя и второй этап - последующее горение в топке, эквивалентна используемой на практике двухступенчатой схеме сжигания, которая позволяет на 50

- 70% снизить эмиссию оксидов азота. В данном случае снижение количества воздуха в аэросмеси , сопровождается, к тому же, снижением энергозатрат на плазмотрон. Были испытаны камеры ТХП разных схем, которые впоследствии использовались на других котлах.

В аналогичных исследованиях была впервые изучена возможность воспламенения угля в котле с пылесистемой с прямым вдуванием пыли - на котле ТПЕ-215 Гусиноозерской (ГО) ГРЭС.

L _^ Рис. 4. Схема одноступенчатой ка-

меры ТХП с плазмотроном, примененная на котле ТПЕ-215. 1 - топка; 2 - камера ТХП; 3 - плазменная струя; 4 - плазмотрон; 5 - поток аэросмеси; б - пылепровод.

Выходная часть пылепро-вода заменена камерой ТХП с установленным на боковой ее стенке плазмотроном ЭДП-212-рис. 4.

В испытаниях на холодном котле при включенном плазмотроне пыле-угольная аэросмесь воспламенялась одновременно с подачей угольной пыли при удельных энергозатратах 30 - 35 кВт*ч/т угля. После прогрева камеры ТХП мощность плазмотрона могла быть снижена в два раза при практически неизменной температуре факела; возможно кратковременное (на 10-12 мин) отключение плазмотрона. Аналогичные испытания с двумя плазменно-угольными горелками позволили сделать вывод о том, что для растопки котла достаточно использовать четыре камеры ТХП с плазмотронами.

Для изучения особенностей воспламенения низкореакционных углей и отработки конструкции плазменно-угольной горелки был создан лабораторный стенд с горелкой промышленного масштаба. Горелка - вихревая двухступенчатая, рис. 5; производительность по углю - 4 т/ч.

Рис. 5. Схема двухступенчатой горелки. 1 - камера ТХП - первая ступень; 2 - плазмотрон; 3 — улитка камеры ТХП; 4 — поток аэросмеси в улитку камеры ТХП; 5 — вторая ступень камеры ТХП - камера смешения; б - улитка камеры смешения; 7 — поток аэросмеси в камеру смешения; 8 - шибер.

На горелку устанавливается два плазмотрона ЭДП-218 мощностью по 200 кВт. На первом этапе испытаний использовался уголь, теплотехнические характеристики которого следующие: Q„p = 19,7 МДж/кг; Ар = 28 %; V1^ 28 %. При расходе угля в горелку 2,2 -2,6 т/ч достигалось устойчивое воспламенение аэросмеси при удельных

энергозатратах 30 кВт*ч/т угля.

Температура потока топливной смеси на выходе обеих ступеней была 1400- 1450 К.

В дальнейшем использовался высокозольный антрацит, имеющий следующие теплотехнические характеристики: Q„p = 21,5 МДж/кг, Ар = 35 %; Vdl-7,7 %. Воспламенение аэросмеси наблюдалось при энергозатратах на плазмотроны 150 кВт*ч/т угля. Температура потока на выходе первой ступени достигала 1500 К, на выходе второй — 1400 К.

Рис. б. Зависимость (в безразмерном виде) удельных энергозатрат на воспламенение факела от скорости аэросмеси в камере ТХП. Масштабы: скорости - 15 м/с; удельных энергозатрат • 30 кВт*ч/т.

Получена зависимость удельных энергозатрат от ц, которая согласуется с рис. 2, а также от скорости V потока в зоне смешения с плазмой - рис. 6.

Таким образом, в этих экспериментах было показано, что широкий спектр энергетических углей - от высокореакционных с Vdaf= 40 % до антрацитов с Vd = 7,7 % и Ар= 35 % может быть использован для плазменно-угольной ТХП.

Использовались специально разработанные плазмотроны разных схем в соответствии с задачами исследований. Исследования на котлах показали, что мощность и габариты плазмотрона для воспламенения аэросмеси в режиме ТХП в горелке промышленного масштаба являются вполне приемлемыми для постоянной эксплуатации.

Эти результаты позволили сделать вывод о применимости плазменной ТХП в практике эксплуатации энергетических котлов, что послужило основанием для проведения дальнейших ее исследований.

В третьей главе приведены решения задач, необходимые для более глубокого понимания процесса ТХП, а также при разработке системы плазменно-угольной ТХП и ее эксплуатации в процессах растопки котла, подсветки факела и стабилизации выхода жидкого шлака.

Определяющим параметром технологии плазменной ТХП являются удельные энергозатраты на процесс. Была разработана методика их расчетов, согласно которой выполняют термодинамический расчет нагрева аэросмеси и находят температуру, при которой концентрация смеси горючих газов с воздухом превысит нижний предел воспламенения. В случае, если количество тепла Qi от сгорания газов больше тепла Qo, необходимого для нагрева аэросмеси до найденной температуры, можно считать, что зажигание аэросмеси реализовано, a Q0 и есть удельные затраты энергии на воспламенение - мини-

мальные, так как не учитывается рассеяние энергии.

Сг,%

Ср,хДж/кг*град

300

400

500

600

700

Рис.7. Изменение концентраций горючих компонентов в газовой фазе и теплоемкости рабочего тела на начальной стадии нагрева аэросмеси переясловско-го угля.

На рис. 7 приведены результаты расчета параметров, необходимых для определения удельных энергозатрат. Для этих условий температура воспламенения (рассчитанная с применением уравнения Ле-Шателье для определения нижнего предела воспламенения) Т„ = 600 К, а Q0 = 350 кДж на кг аэросмеси.

Мощность плазмотрона, необходимая для воспламенения аэросмеси, находится как произведение удельных энергозатрат на долю аэросмеси, взаимодействующую с плазмой. Рассмотрена схема ввода плазменной струи в аэросмесь по рис. 4 и определена мощность плазмотрона, которая составила 80 кВт, что близко к полученному на практике значению, равному 70 кВт.

Рассмотрим, как влияют на удельные энергозатраты параметры на входе камеры ТХП: скорость аэросмеси, концентрация угля и т.д. При выполнении теплотехнических расчетов в работе используется известная программа

«Плазма-уголь-З» (разработчики: Калиненко P.A., Левицкий A.A., Мессерле В.Е., Устимен-ко А.Б., Карпенко Е.И. и др).

1 -

0,8 -0,6

0,4

Рис. 8. Зависимости удельных энергозатрат на плазмотрон при плазменном воспламенении углей (масштаб ¡л = 0,5 кг/кг). 1 - расчет; 2 - эксперимент-

Результаты расчетов свидетельствуют, что энергозатраты снижаются: с увеличением концентрации угля в аэросмеси ц, уменьшением размера с15 частиц угля и скорости V аэросмеси, увеличением длины камеры ТХП Ь и температуры первичного воздуха Т£.

Расчетная зависимость энергозатрат на воспламенение от концентрации угля в аэросмеси находится в качественном согласии с результатом экспери-метнов - рис. 8, что является некоторым дополнительным подтверждением

0,6

1

1.4

1,8

достоверности математической модели.

Рис.9. Качество ТХП при различных значениях концентрации угля в аэросмеси.

С увеличением ¡л энергозатраты снижаются, но при этом снижается концентрация горючих и ее температура - рис. 9. Поэтому-при выборе режима ТХП по ¡л следует пользоваться рис. 8 и рис. 9.

Полученные зависимости от названных выше параметров с точностью в пределах 5 % были аппроксимированы аналитическими выражениями. В итоге можно записать уравнение удельных энергозатрат в виде:

(3 = С5оХ (0,79 + 0,2IV) х ц-'^х 4мх (1,4 -0,4Те) х . (1)

<2о находится по приведенной выше схеме.

При снижении устойчивости горения факела или выхода шлака на плаз-менно-угольной подсветочной горелке включают в работу плазмотрон. Предложена методика определения расхода угля, который должен пройти ТХП, необходимого для стабилизации горения факела в топке котла.

Расчет состоит из следующих этапов: 1 - кинетический расчет процесса неполного горения угля; полученная среда имитирует содержимое топки. 2 -расчет процесса ТХП угля при условии, что расход угля составляет 0,5 от его значения в первом этапе. 3 - смешение продуктов первого и второго этапов -рис. 10; это эквивалентно процессу плазменно-угольной подсветки. 4 - рассчитывается смешение продуктов неполного горения первого этапа с «холодной» аэросмесью - рис. 11 (принято: х = 1 при | Tg-Ts2 | < 25 К).

Рис.10. Изменение температуры газа и твердых частиц по длине пути смешения при вводе в топку продуктов ТХП (этап 3). Тз1 и Тб2- температура частиц угля, находившегося в топке и поступившего из камеры ТХП, соответственно; Tg- температура газа.

1500 т Тэ,Тё, К 1400 1300 1200

Тб2

Ч-Ь

Ч

0,02 0,04 0,06 0,08 0,1

Из сравнения рис. 10 и 11 следует, что термоподготовленная смесь сгорает быстрее: температура газа достигает 1350 К на участке в два раза меньшем и при этом она выше на большей части участка на 200 - 150 К, т.е. реализуется подсветка факела. Аналогичные расчеты при расходе «подсветочного»угля, составляющем 0,25 от расхода основного угля, показали, что прирост температуры газа в топке в результате подсветки уменьшился.

Приведенная методика позволяет определить увеличение температуры в топке в зоне горелок в зависимости от расхода «подсветочного» угля. По заданному из условий эксплуатации данного котла увеличению температуры,

необходимому для достижения устойчивого горения факела, путем такого расчета можно определить количество угля, которое требуется подвергнуть ТХП. Такая методика необходима как элемент системы автоматического управления процессом для включения плазменной подсветки.

Т„Т„,К

1200

900

600 --

300

0,02 0,04 0,06 0,08

Рис.11. Изменение температуры газа и твердых частиц по длине пути смешения при вводе в топку «холодной» аэросмеси (этап 4).

Рассмотрим двухступенчатую камеру ТХП, рис. 5 (в работе описаны й другие схемы), В двухступенчатой камере с плазмой взаимодействует часть аэросмеси, нагревается и далее смешивается во второй ступени с остальной «холодной» аэросмесью.

Из расчетов следует, что увеличение расхода «холодной» эросмеси во вторую ступень ведет к снижению температуры и концентрации горючих в газовой фазе на выходе в топку - рис. 12.

Рис.12. Зависимость основных параметров топливной смеси (температуры газа ТЕ, твердых частиц Та, которые поступили во вторую ступень, и концентрации горючих в газовой фазе С1) на выходе второй ступени от отношения расходов угля во вторую и в первую ступени; длина второй ступени равна 0,5 от длины всей горелки.

1,5

2,5 16

При двукратном расходе аэросмеси во вторую ступень по отношению к ее расходу в первую во второй ступени идет активная ТХП, и топливная смесь на ее выходе при смешении с воздухом горит. На рис. 13 приведено изменение температуры топливной смеси по длине второй ступени при расходе в нее угля Gyr2 в 2,5 раза выше расхода Gyrt в первую ступень. Видно, что воспламенение угля второй ступени (Ts2) начинается у выхода из камеры (при х ~ 1), т.е. ТХП идет более медленно. При расходе аэросмеси, равном трехкратному от расхода в первую ступень, она не воспламеняется. Отсюда следует, что воспламенение будет происходить при подаче во вторую ступень расхода аэросмеси до двукратного, по отношению к расходу через первую ступень. Этот выводы согласуется с результатами испытаний на промышленных котлах.

Рис.13. Изменение температуры топливной смеси по длине второй ступени камеры ТХП при расходе в нее угля

Oy,i ~ 2, 5*Gjt|.

Температура Tsi частиц угля первой ступени может превышать 2000 К при относительно невысокой температуре газа Tg и 700 К -рис. 13. Расчеты (раздел 3.2.3 диссертации) показывают, что максимальная температура растет с увеличением размера частиц. При таких значениях Tsi минеральная часть угля может находиться в расплавленном состоянии. Этим можно объяснить шлакование камеры ТХП, наблюдавшееся в экспериментах при температуре газа во второй ступени 1400 К, в то время как оно отсутствовало в первой ступени при его более высокой температуре.

При двукратном расходе "холодной" аэросмеси во вторую ступень (рис. 12) концентрация горючих и температура у ее выхода остается высокой. Расчеты показали, что ТХП будет проходить и в третьей ступени с подачей в нее такого же расхода аэросмеси, как и во вторую ступень, т.е. число ступеней ввода аэросмеси можно увеличить до трех.

Рис.14. Изменение температуры газа, твердых частиц и концентрации горючих по длине первой ступени камеры ТХП (ее дли: на составляет 0,5 от длины всей горелки).

Из рис. 14 видно, что на длине х ~ 0,25 температура газа Tg и концентрация горючих в газовой фазе Сг в первой ступени не достигли максимума, но можно ожидать, что подмешивание холодной аэросмеси в этой зоне 17 ......

не нарушит режим горения. Результаты расчета подтверждают это. Т.е. в случае, когда длина горелки ограничена, эффективнее уменьшить длину первой ступени, что согласуется с результатом экспериментов.

Расчеты показали, в одноступенчатой горелке требуется в 3 раза большая мощность плазмотрона в сравнении с двухступенчатой горелкой, когда в ней поток аэросмеси делится в первую и вторую ступени в отношении 1:2.

При растопке котла, имеющего систему пылеприготовления с прямым вдуванием пыли, возможна ситуация, когда растопка невыполнима из-за низкой концентрации пыли в аэросмеси. Рассмотрим способ снижения энергозатрат в таком случае. Сравним вариант воспламенения аэросмеси при р. = 0,5 кг/кг в одноступенчатой камере ТХП (рис. 4) с вариантом (рис. 15) при р. > 0,5 кг/кг в первой ступени и подачей изъятого первичного воздуха во вторую

ступень камеры ТХП (качество аэросмеси, ее расходы и длины Ь камер одинаковы).

Рис.15. Схема повышения концентрации пыли, поступающей в камеру ТХП.

1 - поток аэросмеси с ц = 0,5 кг/кг; 2 - пыле-концентратор; 3 - аэросмесь с повышенной концентрацией пыли; 4 -плазмотрон; 5 - первая ступень камеры ТХП; 6 -слабозапыленный воздух; 7 - вторая ступень камеры ТХП; 8 - топка.

Расчеты по схеме рис. 15 показали: а) при вводе в первую ступень 5 аэросмеси с концентрацией угля 2 или 3 кг/кг идет активная ТХП; б) реакции завершаются к выходу второй ступени 7 при ее длине, равной 0,5 от длины первой ступени 5 - как это видно на рис. 16; в) возможность увеличения числа ступеней ввода аэросмеси в камеру ТХП до двух при Ц. = 2 или 3 кг/кг в обе ступени; г) мощность плазмотрона в схеме рис. 4, требуемая для воспламенения аэросмеси при концентрации угля в ней 0,5 кг/кг, в 2,9 раза выше, чем при (х = 3 кг/кг в камере 5 по схеме рис. 15.1

Эта задача была решена для применения в ситуации, аналогичной возникшей на котле ТПЕ-215 Хабаровской ТЭЦ-3 с прямым вдуванием пыли, где растопка не была завершена из-за низкой концентрации пыли в аэросмеси: поэтому оказалась недостаточной мощность плазмотрона и происходило шлакование камер ТХП.

Рис. 16. Изменение состава газовой фазы по длине второй ступени. На ее входе введен воздух, изъятый перед первой ступенью. В первой ступени было ц = 3 кг/кг.

Вариант по схеме рис. 15 -наиболее эффективен в сравнении с другими (например, создание системы пылеприготов-ления с растопочным бункером . и 67 д зз ]Х или приобретение оборудования

на заводе-изготовителе котла).

Нередко возникает задача: можно ли плазменное оборудование, предназначенное для растопки котла одним углем, использовать в работе с другим углем? Например, холбольджинский уголь, поступление которого на ГО ГРЭС прекратилось из-за закрытия разреза, заменить переясловским или черемховским. В качестве примера приведен метод ее решения на основе термодинамических расчетов. Приведен также пример теплотехнического расчета иного применения плазменного воспламенения угля - в производстве сорбентов.

В четвертой главе дано описание элементов плазменно-угольной системы и результатов исследования их характеристик.

Основным элементом системы плазменного воспламенения является генератор плазмы — плазмотрон. При проведении исследований на разных этапах возникали задачи, для решения которых требовался плазмотрон нового типа. Поэтому был создан и использовался в исследованиях ряд плазмотронов: с воздушным охлаждением электродов - мощностью 30 кВт; ЭДП-194 - с возможностью ввода плазмы у выхода из горелки в топку и ЭДП-199 - с гладкой боковой поверхностью, что позволяло изменять глубину его погружения внутрь камеры ТХП, - оба мощностью по 100 кВт.

Перспективным представляется плазмотрон двухструйной схемы. Часть дуги в такой схеме находится в открытом пространстве. Первоначально был создан и испытан его лабораторный вариант мощностью 50 кВт, и на его основе разработан и применен в исследованиях на котле плазмотрон ЭДП-199 б. Он имеет два одинаковых электродных узла, анодный и катодный, каждый из которых содержит цилиндрический электрод, сопло и две вихревые камеры (аналогично показанному на рис. 18). Электроды — медные, цилиндрические. Это отличительная особенность данного двухструйного плазмотрона. Все те-плонагруженные элементы охлаждаются водой. Плазмообразующий газ -воздух. Как видно из рис. 17, напряжение на дуге под воздействием потока аэросмеси существенно возрастает. Достоинством данного плазмотрона является возможность легко изменять напряжение на дуге изменением расстояния между электродными узлами. Он позволяет; получить в различных вариантах вольтамперное отношение в пределах 2-3 В/А, что, как правило, выше

Рис.17. Вольтамперные характеристики двухструй-ного плазмотрона: 1 - плазмотрон вне пылепровода, расход воздуха в каждый электродный узел по 11*10"' кг/с; 2 - в пыпепроводе; скорость аэросмеси у<зи - 28 м/с. З-КЦЦ.

аналогичных показателей плазмотронов линейной схемы. Поскольку большая часть дуги находится в открытом пространстве, его тепловой КПД может превысить 0,9 (рис. 17).

Напряжение на дуге двухструйного плазмотрона может быть найдено из уравнения: Г

и, В

650

600

550

500

450

400

350

300

250

КПД 0,95

0,9

0,85

100

130 160 190 2201, А

и=103

\0,25

I

Здесь обозначено: и и / - напряжение и ток дуги; Си С* - расходы воздуха в закруточные камеры электродного узла; Р - давление газа в разрядной камере; 1а - угол между осями электродных узлов; Ъ - длина дуги внутри электродного узла; I - расстояние между центрами сопел электродных узлов; ¿2 - диаметр сопла.

Проведенные исследования с использованием описанных плазмотронов позволили сформулировать требования к промышленному варианту и разработать пригодный к эксплуатации на ТЭС образец. Это плазмотрон ЭДП-212 мощностью 100 кВт, линейной схемы, двухкамерный, с медными электродами: катод - цилиндрический, анод - цилиндро-конический, укороченный (его длина меньше, чем в плазмотроне с самоустанавливающейся длиной дуги) -рис. 18. Это - отличительная особенность плазмотрона ЭДП-212. Суммарный расход воздуха + Ог в обе закруточные камеры плазмотрона

Рис.18. Схема плазмотрона ЭДП-212.

1 — цилиндрический катод; 2 — осевое сканирование дуги; 3 — электрическая дуга; 4 - водяное охлаждение; 5 - электромагнит; 6 — анод; 7 — плазменная струя; 8 — закрученный поток Ог плазмообра-зующего воздуха; 9 — кольцо крутки воздуха 10 - стенка разрядной камеры; 11 - преимуществен-

ная зона привязки дуги к аноду.

и, в

350

5

КПД

0,85

Рис. 19. Вольтамперные характеристики плазмотрона ЭДП-212: 1, 2 - без магнитной крутки; 3, 4 - с магнитной круткой прианодного участка дуги; 1,3-01= 02= 6 г/с; 2, 4 - О1 = О2— 8 г/с.5 - тепловой кпд плазмотрона.

300

250

0,8

0,75

- до 18 г/с, давление на входе в плазмотрон - около 1,8-105 Па. Расход воды на охлаждение - 500 г/с, давление -

1.А

(3-4)-105 Па.

150 200 250 300

На рис. 19 приведены вольт-амперные характеристи-

ки плазмотрона, необходимые при разработке источника его электропитания, в решении задач устойчивости цепи с электрической дугой. В отсутствие магнитного поля они падающие. При включении магнитного поля появляется восходящая ветвь. При использовании укороченного анода часть дуги находится в потоке аэросмеси, тепловой поток в его стенку снижается, а КПД плазмотрона возрастает, приближаясь к 0,9. Открытая дуга способствует повышению надежности воспламенения аэросмеси.

Плазмотроны ЭДП-212 использовались на ряде ТЭС нашей страны, а также за рубежом. Они зарекомендовали себя вполне пригодными к эксплуатации на пылеугольных котлах и характеризуются высокой надежностью. К настоящему моменту на разные ТЭС поставлено более 100 штук ЭДП-212.

Для воспламенения низкореакционных углей был создан аналогичный двухкамерный плазмотрон ЭДП-218, мощность - 200 кВт. Его вольтамперные характеристики - слабопадающие. Он использовался при работе с антрацитами на ТЭС Китая. Создана его модификация - плазмотрон ЭДП-218 М2: он имеет цилиндрический анод со ступенчатым расширением канала и восходящую ветвь на вольтамперной характеристике.

Наряду с рассмотренными выше статическими вольтамперными характеристиками для описания душ в плазмотроне необходимы, как известно, ее динамические характеристики.

Получено уравнение динамической характеристики дуги в гладком цилиндрическом канале. Из общей системы уравнений, описывающих дугу без учета приэлектродных участков в цилиндрическом канале, пренебрегая радиальной составляющей скорости, вязким трением, излучением и магнитным сжатием дуги после преобразований можно получить систему уравнений для малых возмущений:

Ро

Эр.

ди _ др

81

-Ро

да Эи

дх-

Р = Р , сЬ„

Ро

I

Ро Ь„

_ е

пЬ„

Ко~К

НКо/кУ'

а из нее - уравнение динамическои характеристики в виде:

д?

1 д2

Хдх2

¿0*-

(4)

Известное уравнение динамической характеристики

I л иле 1 ;

является частным случаем вновь полученного уравнения.

Динамическое сопротивление душ при малых гармонических возмущениях, полученное из уравнения (4), имеет следующий вид:

аг2 ^ ха>г{1 + ]-сов\20 -г) (к2 1 + ]сз9х

Здесь го есть решение известного уравнения (5):

(6)

=

1 + ](Ов '

где р. = <Ж1/<И; К0~и/1. .:.: .

На рис. 20 приведены результаты расчета по формуле (6) амплитудоча-стотных характеристик динамического сопротивления дуги при малых возмущениях. Для сравнения приведена кривая 4, посчитанная по известному уравнению (5). Видно существенное отличие полученных характеристик от известной.

Рис. 20. Амплитудоча-стотные характеристики дуги в гладком канале. Входной торец закрыт, выходной - открыт.1- 12;ср|; 2 -|г| при х = 0,5; 3 - ]г| при х = 0,1; 4- Ш.

Рис.21. Схема разрядного канала с осесимметричной полостью.

1- межсекционная полость; 2 -секции, образующие разрядную камеру; 3 - электрическая дуга; 4 - подвижные измерительные зонды; -радиус и 2Ь ширина полости.

Часто в плазмотронах имеются осесимметричные полости, диаметр которых больше диаметра разрядной камеры. Экспериментально и расчетным путем изучены динамические характеристики дуги в канале с полостью.

Рис. 22. Амплитудочастотные характеристики динамического сопротивления дуги: кривые 1,2, 3 - расчетные; кривые 4,5,6 -экспериментальные. Ь = 0,2. Кривые: 1,4-1^=7.4; 2,5-Яп=5.3; 3, б -=3.7.

0

0,05

0,1

0,15

В экспериментах использовался плазмотрон с секционированной межэлеетродной вставкой - рис. 21. На дугу налагались гармонические возмущения с частотой Г = 2-12 кГц.

Измерения проводились подвижными зондами. При этом в зоне измерений находилась одна полость. На рис. 22 приведены измеренные амплитудочастотные характеристики - кривые 4, 5, 6. Резонансные частоты достаточно хорошо соответствуют частотам, получаемым из уравнения для акустического резонатора Гельмгольца.

Рассмотрим электрическую дугу постоянного тока в цилиндрическом канале без расхода газа, на которую налагаются малые возмущения. Канал имеет узкую кольцевую полость (поз. 1, рис. 21). Пренебрегая силой и работой сил трения и излучением, дугу можно описать системой уравнений, из которой в результате преобразований для описания малых гармонических возмущений можно получить две системы. Одна - система (7) - описывает дугу в гладком канале.

Граничные условия для этой системы следующие:

при г = 0: V, = А, = 0; при г = V, = 0, Ау = 1/2к.

Вторая система отражает влияние полости и имеет такой же вид, как система (7), за исключением: в правой части третьего уравнения следует доба-

вить слагаемое + Jk -; пятое уравнение имеет вид: ei —-

е>Р о 0"о

ничные условия для нее имеют вид:

при г = 0: V2=h¡= 0; при г = 1: h2 = 0, vj = с*sin кЦкж.

Гра-

2сг0£0е, - рй rov, + jap,

_лг-i_

jaPo

X r. 2 cfcra

---£0 -

Ж-1

dT0

■ja

-±-Pi 1-1— Po+-

KT» J К Po Г

vi>

h[ = crael + E( e\ = 0.

dcr0 _hi_

0 JT 1

(7)

Решение этих систем уравнений, дополняемых системой, описывающей стационарную дугу с соответствующими граничными условиями, позволяет определить реакцию дуги в канале с полостью на малые возмущения. На рис. 22 показаны амплитудочастотные характеристики динамического сопротивления дуги - кривые 1,2, 3. Можно говорить о достаточно хорошем совпадении результатов расчета и эксперимента.

На рис. 23 приведены амплитудочастотные характеристики параметров, которые труднее измерить: напряженности электрического поля |е|, давления \р\, скорости Ivl и температуры Irl.

Учет особенностей динамических характеристик при проектировании источника электропитания плазмотрона и системы автоматического управления

процессом позволяет повы-1е1Дт1 , IpI.IvI q 4 сить устойчивость его рабо-

' ты. С учетом этих результатов выбрана геометрия полостей закруточных камер серийного плазмотрона ЭДП-212.

Рис. 23. Амплитудочастотные зависимости. Ид = 0.8; L = 0.2; Tw= 0.03; Rn = 7.4; х = 0; г = 1.1 - leí; 2 - \р\\ 3- Ivl; 4- Irl.

20 п

В работе проведены исследования по повышению ресурса электродов плазмотрона. В плазмотронах промышленного назначения (ЭДП: - 199, - 1996, 212,-218) используются медные электроды. Плазмообразующий газ - воздух. Защитный газ не применяется, т.к. его специальная поставка усложняет условия эксплуатации плазмотронов.

На Гусиноозерской ГРЭС в течение более 11 лет находятся в постоянной эксплуатации в плазменных системах растопки котлов плазмотроны ЭДП-212 мощностью 100 кВт. Средний рабочий ток дуги составлет 200 — 250 А. Ресурс медного катода достигает 250 ч, а в отдельных случаях приближается к 300 ч.

Ресурс медного анода, благодаря большей массе IgG.KT/Kn его возможной выработ-

ки, в 2 раза превышает ресурс катода. Аналогич-■9 Л, ные результаты получены

при изучении ресурса электродов плазмотрона ЭДП-218 мощностью 200 кВт.

Рис 24. Зависимость удельной эрозии катода от расхода угольной пыли в ка-lg Ш,Г/С меру перед катодом.

-10

-3 -2

Важнейшим фактором, влияющим на удельную эрозию электрода, является присутствие кислорода в плазмообразующем газе. Были проведены исследования эрозии катода при вводе угля в дугу у его поверхности. Полярность электродов - обратная. Получена зависимость удельной эрозии О от расхода угольной пыли - рис. 24. При расходе угля около 10'5 кг/с удельная эрозия снижалась практически в 10 раз. При этом на катоде пленка окислов меди отсутствовала.

Проведены эксперименты, целью которых было определить удельную эрозию электродов серийного плазмотрона ЭДП - 212 при вводе пропана в приэлектродные зоны. Оказалось возможным ввести пропан вблизи зоны привязки дуги к аноду и при расходе 4* 10"5 кг/с его удельная эрозия снизилась в 10 раз. При исследовании катода место ввода пропана было удаленным от зоны привязки дуги. Результат - на рис. 25: при расходе 10"4 кг/с эрозия снизилась в 2.5 раза. Из кинетических расчетов известно, что при плазменно-угольной ТХП на выходе камеры ТХП в газовой фазе топливной смеси практически отсутствует кислород, но содержится до 40 % и более горючих компонентов - углеводородов. С учетом полученных выше результатов представляется весьма перспекгивным использовать в качестве защитной среды газовую фазу продуктов ТХП.

Рис. 25. Зависимость удельной эрозии катода от расхода пропана в верхнюю (по потоку) закруточную камеру.

Камера термохимической подготовки является одним из наиболее важных и теплонапряженных узлов системы плазменного воспламенения. С одной стороны, полезна ее роль как аккумулятора тепла и стабилизатора процесса воспламенения. Поэтому интенсивный теплоотвод от ее поверхности не целесообразен. С другой — она должна обладать достаточно высокой термостойкостью, чтобы сохранить работоспособность при температуре потока топливной смеси в ней 1500 К в течение длительного времени. Должны быть приняты меры, снижающие вероятность ее шлакования.

В работе с высокореакционными углями часто используют одноступенчатую камеру ТХП (рис. 4). Испытаны разные конструкции камеры и указаны их достоинства и слабые стороны.

Двухступенчатая камера ТХП несколько сложнее одноступенчатой, но она позволяет снизить энергозатраты на плазмотрон. На рис. 5 показан один из вариантов таких камер, прошедших испытания.

Предложена менее дорогостоящая схема электропитания плазмотронов для воспламенения углей, в которой используют трехфазный тиристорный регулятор, собранный по нулевой схеме. С целью исключить подмагничива-ние трансформатора, используют симметрично подключенный к нему второй такой же преобразователь с плазмотроном. Для обеспечения устойчивого горения дуги используется дежурная дуга малой мощности. Ее электропитание осуществляют по традиционной схеме'.' Регулятор нулевой схемы не требует трансформатора с изолированной нейтралью (стоимость которого около 0,5 стоимости источника электропитания в целом), он проще, надежнее и дешевле тиристорного преобразователя мостовой схемы, который традиционно используется для электропитания плазмотронов.

Проведено исследование момента запуска плазмотрона посредством осциллятора с традиционной схемой электропитания. Показано, что величина пускового тока; с увеличением которого снижается ресурс электродов, существенно зависит от настройки блока управления преобразователя на параметры реально созданной на котле цепи электропитания плазмотрона.

В пятой главе приведены примеры реализации технологии плазменной ТХП в процессах безмазутной плазменно-угольной растопки котлов,

подсветки в них факела и стабилизации выхода жидкого шлака; приведены результаты исследований по повышению безопасности, надежности и эффективности процесса плазменной ТХП.

На котле ТПЕ-215 ГО ГРЭС четыре горелки были оборудованы плазменными системами с плазмотронами ЭДП-212 и камерами ТХП (рис. 4), и в 1993 г. посредством плазменной ТХП была осуществлена впервые безмазутная растопка пылеутольного котла с пылесистемой с прямым вдуванием пыли. Не оснащенные плазмотронами четыре пылепровода растопочной пылесистемы в первый период растопки закрывались шиберами.

Безмазутная плазменно-угольная растопка котла производится в такой последовательности. После подготовки к растопке в соответствии с заводской Инструкцией по эксплуатации котла включают плазмотроны, мельницу используемой при растопке пылесистемы и питатель сырого угля. Мощность, подводимая к каждому из плазмотронов, - 70 кВт. Расход топлива в мельницу - 8 т/ч. Воспламенение пылевоздушной смеси на выходе из камер ТХП происходит по поступлении в них пыли, а через 5-7 минут в результате стабилизации подачи пыли устанавливается устойчивый режим горения.

Рис. 26.Изменение во времени температуры газов факела на выходе из камеры ТХП - Т и уноса горючих в золе - СГун от начала растопки котла.

На рис. 26 приведено изменение во времени температуры газов факела на выходе камеры ТХП и содержания горючих в уносах - по результатам анализов проб золы.

Из анализа динамики параметров котла при растопке следует, что отклонений их значений сверх величин, допускаемых Правилами технической эксплуатации, не наблюдалось. При достижении температуры газов в поворотной камере 350 °С открывают шиберы остальных четырех сопел работающей пылесистемы. В дальнейшем включают в работу пылесистему верхнего ряда сопел нижних горелок. Отключают плазмотроны при достижении паропроизво-дительности котла 480 т/ч - аналогично моменту отключения мазутных форсунок, который определяется режимной картой.

В 1994 г. процесс растопки котла и оборудование для его реализации приняты комиссией РАО «ЕЭС России» и рекомендованы к использованию в отрасли.

В диссертации приведено описание разработанных при непосредственном участии автора схем плазменно-угольной растопки котлов с разного типа горелками и системами пылеприготовления: котла с промбункером; с системой подачи пыли высокой концентрации и др.

Испытания в режиме подсветки факела выполнены на котле ТП-240 Че-'

27

репетской ГРЭС, где были созданы две автономные одноступенчатые камеры ТХП, размещенные на боковых стенках ниже плоскости основных горелок. На каждой из них установлено по два плазмотрона ЭДП-212. В период испытаний в котле сжигались экибастузский и кузнецкий тощий угли.

На начальной стадии испытаний в работе находилась одна мазутная форсунка. Подали пыль в камеру ТХП с расходом 2,5 т/ч, включили один ее плазмотрон на мощность 80 кВт и выключили мазутную форсунку - осуществлялась безмазутная подсветка. Горение факела было устойчивым. Однако при выключении плазмотрона факел тускнел - т.е. подсветка необходима. Затем обе системы плазменной подсветки с одним плазмотроном на каждой включили в работу, продолжавшуюся около 10 суток, в том числе, 152 ч - в непрерывном режиме. Случаев срабатывания системы мазутного подхвата факела не было. Отработана методика поддержания температуры топливной смеси у выхода из камеры ТХП в заданных пределах, использованная в последующем в системе автоматического управления процессом ТХП. Это обеспечивает устойчивую подсветку факела и исключает шлакование поверхностей камеры. Последнему также способствовали внесенные изменения в ее схему.

Анализы проб шлака и уносов, взятых при этих испытаниях, свидетельствуют, что при плазменной подсветке мехнедожог q4 снижается в сравнении с мазутной (для кузнецкого угля - на 46 %). Согласно оценкам, сэкономленная при этом энергия более чем в пять раз превышает затраты на плазмотрон. Испытания подтвердили работоспособность плазменного оборудования в режиме подсветки пылеугольного факела.

На ГО ГРЭС на котле БКЗ-640-140 проведены испытания плазменно-угольной стабилизации выхода жидкого шлака. Котел с жидким шлакоудале-нием. Взамен подовой мазутной форсунки левой полутопки была встроена камера ТХП. Она расположена на 1 м ниже растопочных форсунок.

В постоянной эксплуатации для стабилизации выхода жидкого шлака в растопочных форсунках сжигали мазут. При испытаниях, через 3 0 мин после отключения мазутных форсунок левой полутопки вязкость шлака возросла и его выход практически превратился. В правой полутопке, где в работе остались две мазутные форсунки, режим стекалия шлака не изменился. Включили плазмотрон на мощность 70 кВт и задали расход угля в камеру ТХП 3,7 т/ч. Через 15 мин восстановился нормальный режим выхода жидкого шлака. Многократные измерения температуры в топке в области основных горелок в разных режимах показали, что с включением плазменно-угольной стабилизации температура в зоне измерений возрастает на 50° С. Таким образом, плазменная ТХП эффективна и в этом процессе.

Рассмотрены механизмы, которые создают положительные экологические эффекты. В зоне смешения пылеугольной аэросмеси с плазменной струей при ТХП концентрация угля в аэросмеси существенно выше стехиометриче-ской: коэффициент избытка воздуха равен ав = 0,15 — 0,25. Известно, что до 80 % азота топлива выходит вместе с другими летучими и до 95 % всех окислов азота образуется из азота топлива, а их количество находится в квадратичной зависимости от среднеинтегральной концентрации кислоро-

да в зоне реакции. При его дефиците химически активный атомарный азот переходит в молекулярный. Это широко используется для подавления оксидов азота. Таким образом, при плазменной ТХП реализуются условия, обеспечивающие подавление окислов азота. Нередко содержание серы в мазуте, сжигаемом в энергетических котлах, значительно выше, чем в угле. Ванадий практически отсутствует в угле но содержится в мазуте. В топке из него образуется канцероген - пятиокись ванадия. При плазменной ТХП повышается полнота сгорания угля, в связи с чем снижается количество твердых выбросов. Рассмотрены причины шлакования поверхностей плазменно-угольной горелки и даны рекомендации по его предупреждению.

При работе системы плазменного воспламенения температура топливной смеси на выходе из камеры ТХП может изменяться по причине, например, изменения качества угля. При этом снижение температуры ведет к снижению надежности воспламенения топливной смеси, а превышение - к шлакованию стенок камеры. По ряду причин во время работы плазмотрона возможен обрыв дуги. Имеется ряд других управляемых параметров. Предложена и испытана схема автоматического управления при плазменной ТХП углей. Она включает: датчик сигнала контролируемого параметра; компьютер, который обрабатывает сигналы датчиков и вырабатывает соответствующий сигнал управления; исполнительный механизм, реагирующий на сигнал управления.

С участием АО «СибКОТЭС» проведены балансовые испытания плазменной безмазутной растопки котлов БКЗ-640 и ТПЕ-215 ГО ГРЭС, целью которых было определить возможность возникновения взрывоопасной ситуации при плазменно-угольной растопке. На основе результатов испытаний проведен расчет критерия взрываемости золового уноса - Кт. Исходный уголь относится к числу углей высокой взрывоопасности: его Кг = 3,23. После первого часа растопки для золового уноса Кт = 0,1 и далее снижается. Угли с Кт < 1, согласно действующим нормам, не взрывоопасны. Были проведены испытания полученных проб Всероссийским теплотехническим институтом (ВТИ) на их специальном стенде, также подтвердившие, что пробы уносов не взрывоо-апасны.

В шестой главе проводится сравнение технических показателей плазменной ТХП и мазутной технологией и рассмотрены социально-экономические аспекты использования плазменного воспламенения углей в производстве.

Из анализа следует: преимущество - за плазменной ТХП угля. Единственное достоинство мазутной технологии заключается в том, что персонал ТЭС имеет опыт работы с мазутом. По результатам этого параграфа констатируется: плазменная ТХП - единственная технология, позволяющая осуществлять растопку пылеугольных котлов и подсветку факела без использования второго вида топлива и открывающая принципиальную возможность полностью исключить мазутное хозяйство, а также пусковую котельную на пыле-угольной ТЭС. .

Плазменное оборудование на Гусиноозерской ГРЭС за 11 лет эксплуата-

ции «устарело морально», и станция сочла целесообразным выделить деньги на его обновление. Это объективное свидетельство эффективности плазменной технологии. Подтверждением этому также является Улан-Баторская ТЭЦ-4 (Монголия): там менее доступен мазут и плазменное оборудование эксплуатировалось не только в режиме растопки, но и подсветки.

Рассмотрены причины, способствующие и препятствующие успешному применению плазменно-угольной растопки котлов.

Выполнен расчет - технико-экономическое обоснование эффективности плазменной растопки котлов.и подсветки факела на примере Нерюнгринской ГРЭС. Из него следует, что экономия затрат от применения плазменно-угольной ТХП на трех котлах - 430 тыс. долл. США/год; экономическая эффективность капвложений равна 1,8; срок окупаемости капвложений - 0,56 года. Это весьма высокие и привлекательные для инвесторов показатели.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты по созданию научных основ технологии плазменно-угольной термохимической подготовки угля и использования ее в промышленности:

1. Впервые теплофизическими экспериментами на промышленных котлах показана возможность воспламенения на основе плазменно-угольной ТХП широкого класса энергетических углей в котлах с промбункером и с прямым вдуванием пыли; установлена ее высокая энергетическая эффективность в сравнении с другими методами плазменного воспламенения; установлено снижение энергозатрат на плазмотрон с увеличением концентрации угля в аэросмеси и снижение его механического недожога при подсветке посредством плазменной ТХП.

2. Проведено обобщение и созданы методологические основы термодинамических и теплотехнических исследований., энергозатрат на плазмотрон при плазменной ТХП углей: разработана методика определения удельных энергозатрат в зависимости от теплотехнических характеристик угля; разработана методика теплотехнических исследований энергозатрат на воспламенение в зависимости от технологических параметров в зоне взаимодействия потока аэросмеси с плазмой; на основе результатов экспериментальных и теоретических исследований впервые получено уравнение энергозатрат на воспламенение с учетом основных характеристик процесса; предложен метод расчета мощности плазмотрона для воспламенения потока угольной аэросмеси.

3. Разработана методология теплофизических и теплотехнических исследований процесса плазменной ТХП углей: экспериментальными и теоретическими исследованиями получен ряд новых, важных в практических приложениях, конструктивных и технологических параметров камер ТХП и выявлены механизмы, способствующие шлакованию их стенок; создана методика, позволяющая использовать плазменную ТХП угля в системе защиты факела в топке котла от погасания; разработан метод плазменной ТХП, позволяющий снизить энергозатраты на плазмотрон и вероятность шлакования камеры ТХП.

4. Сформулированы и обобщены требования к теплотехническому оборудованию плазменной ТХП угля, системе его функционирования и получены характеристики этого оборудования; разработан и использован в системе ТХП на котле плазмотрон двухструйной схемы с цилиндрическими электродами; созданы плазмотроны двухкамерной схемы с частично вынесенной в поток аэросмеси дугой и КПД, близким к 90 %; более 100 их экземпляров поставлено на разные ТЭС в нашей стране и за рубежом и находятся в эксплуатации более 11 лет.

5. Впервые показано снижение удельной эрозии электродов плазмотрона в результате ввода в зону привязки дуги угольной пыли и обосновано использование в этих целях продуктов из камеры ТХП; впервые получено уравнение динамической характеристики электрической дуги в цилиндрическом канале с учетом газодинамических параметров и экспериментальными и теоретическими исследованиями получены динамические характеристики дуги в канале с осесимметричной полостью.

6. Разработана и испытана на котле схема автоматического управления системой плазменно-угольной ТХП. Создан ряд плазменно-угольных горелок, исследован и используется при растопке котлов. Разработана менее дорогостоящая схема электропитания плазмотронов без применения трансформатора с изолированной нейтралью. Показана взрывобезопасность золовых уносов при плазменно-угольной растопке котлов. Выработаны рекомендации по исключению шлакования поверхностей плазменно-угольной горелки. При участии автора разработана нормативная документация для реализации плазменно-угольной растопки котла и подсветки факела.

7. Результаты работы использованы для создания и оптимизации, технологий растопки котла, подсветки факела и стабилизации выхода жидкого шлака, основанных на плазменно-угольной ТХП угля: впервые реализована растопка котлов с прямым вдуванием .пыли на основе плазменно-угольной ТХП. Плазменное оборудование и процесс растопки приняты комиссией РАО «ЕЭС России». Осуществлена безмазутная растопка разного типа котлов паропроизво-дительностью от 75 до 670 т/ч. Длительная плазменная подсветка факела подтвердила работоспособность плазменного оборудования в условиях промышленной эксплуатации. Впервые реализована плазменная стабилизация выхода жидкого шлака.

8. Экспериментальные и теоретические исследования физико-химических процессов при плазменной ТХП угля, исследования характеристик комплекса плазменного оборудования системы ТХП позволили создать научно-технические основы новой технологии - плазменно-угольной термохимической подготовки угля, которая по уровню научно-технических решений не уступает зарубежным аналогам. Совокупность полученных результатов является решением крупной научной-технической проблемы - замещение мазута углем с использованием низкотемпературной плазмы, имеющей важное народно-хозяйственное значение в теплоэнергетике и ряде других отраслей.

Основные результаты диссертационной работы достаточно полно изложены в следующих печатных работах автора.

1. Энергетика страны и регионов. Теория и методы управления / А.И. Гриценко, A.A. Макаров, B.C. Перегудов и др. - Новосибирск: Наука.-1988. - 152 с.

2. Новые материалы и технологии. Экстремальные технологические процессы / Жуков М.Ф., Неронов В.А., Перегудов B.C. и др. - Новосибирск: Наука. Сиб. отделение. - 1992. - 183 с.

3. Жуков М.Ф., Карпенко Е.И., Перегудов B.C. и др. Плазменная безмазутная растопка котлов и стабилизация горения пылеугольного факела. - Новосибирск: «Наука». - 1995. - 304 с.

4. Жуков М.Ф., Тимошевский А.Н., Перегудов B.C. и др. Плазмотроны. Исследования. Проблемы. — Новосибирск: «Наука». - 1995. - 203 с.

5. Карпенко Б.И., Жуков М.Ф., Перегудов B.C. и др. Научно-технические основы и опыт эксплуатации систем плазменного воспламенения углей. - Новосибирск: Наука. Сиб. отделение. - 1998. - 150 с.

6. Генерация низкотемпературной плазмы и плазменные технологии: Проблемы и перспективы /Т.Ю. Даутов, А.Н. Тимошевский, B.C. Перегудов и др. (Низкотемпературная плазма. Т. 20). - Новосибирск: Наука, 2004. - 464 с.

7. Перегудов B.C., Урюков Б.А. Сопротивление дугового разряда по отношению к линейным возмущениям. - Изв. СО АН СССР, сер. техн. наук. - 1977. -Вып. 3. - № 13. - С. 90 - 96.

8. Перегудов B.C., Урюков Б.А. Область устойчивой работы плазмотрона большой длины. - Изв. СО АН СССР. - Сер. техн. наук. - 1980. - Вып. 1. - № 3. -С. 71-73.

9. Перегудов B.C. Влияние межсекционных полостей на динамические характеристики дуги. - Изв. СО АН СССР. - Сер. техн. наук. - 1980. - Вып. 3. - № 13.-С. 92 - 97.

10. Девятое Б.Н., Перегудов B.C. Общий метод аналитического представления решений многомерных линейных задач динамики плазмы. - Изв. СО АН СССР, сер. техн. наук. - 1980. - Вып. 8. - № 2. - С. 74 - 80.

11. Утович В.А., Новиков H.JI., Перегудов B.C. и др. Исследования плазменного розжига и стабилизации горения пылеугольного факела. //Теплоэнергетика. - 1990. - № 4. - С. 17-23.

12. Жуков М.Ф., Мессерле В.Е., Перегудов В.С;, Энгельшт B.C. Розжиг и стабилизация горения пылеугольных топлвв. //Изв. АН, Энергетика. — 1993. -С. 128-139. .

13. Жуков М.Ф., Перегудов B.C. О плазменной растопке котлов, работающих на пылеугольном топливе //Теплоэнергетика. - 1996. - № 12. - С. 61 - 64.

14. Карпенко Е.И., Буянтуев С.Л., Михайлов С.Ф., Пере1удов B.C. Работа пылеугольного котла в режиме безмазутной растопки. // Электрические станции. - 1994.-№ 12,-С. 28-30.

15. Карпенко Е.И., Мессерле В.Е., Перегудов B.C. Плазменная термохимпод-готовка углей для снижения потребления мазута на угольных ТЭС. // Теплоэнергетика. - 2002. - № 1. - С. 24 - 28.

16. Карпенко Е.И., Мессерле В.Е., Перегудов B.C. Основные этапы совершенствования способов сжигания твердых топлив и их наиболее перспективные современные направления. //Теплоэнергетика. - 2003. - № 12. — С. 42 - 45.

17. Перегудов B.C. Расчет плазменной стабилизации горения пылеугольного факела //Теплофизика и аэромеханика. - 2003. - Т.10. - №1. - С. 123 - 133.

18. Перегудов B.C. Кинетический расчет плазменного воспламенения угля при различных начальных условиях //Теплофизика и аэромеханика. - 2002. -Т. 9, №1.-С. 29-36.

19. Engelst V.S., Messerle V.E., Peregudov V.S. and others. Thermal plasma technology of rational coal combustion with simultaneous improvement of ecological characteristics (Плазменная технология рационального сжигания угля с улучшением экологических показателей) //Proceeding of Japanese symposium on plazma chemistry. - V.5. - 1992. - P. 283 - 290.

20. Zhukov M.F., Peregudov V.S., Pozdnyakov B.A., Urbakh E.K. Plasma treatment of coal powders in the process of inferior coal burning. (Плазменная подготовка угольной пыли в процессе сжигания низкореакционного угля) //High temperature dust-linden jets in plasma technology. Utreht, the Netherlands; Tokyo, Japan; VSP. - 1990. - P. 531-541.

21. Messerle V. E., Peregudov V. S. Ignition and stabilization of combustion of pulverized coal fuels by thermal plasma.. (Плазменное воспламенение и стабилизация горения пылеугольных'топлив) //'Investigations and design of thermal plasma technology. — Cambridge Interscience Publiching, 1995. - Vol. 2. -P. 323-343.

22. Перегудов B.C. Расчет двухступенчатой камеры термохимической подготовки и мощности плазмотрона для плазменно-угольной растопки котла. //Горениеиплазмохимия. - 2004. - № 1 - Т. 2 -С. 41- 50.

23. Бушуев В.В., Жуков М.Ф., Перегудов В.С. и др. Плазменный розжиг и стабилизация горения пылеугольных топлив // В сб.: Теплообмен в парогенераторах. Всес. конферен. (28 - 30 июня 1988 г.) — Новосибирск. - 1988. - С. 72 -83.

24. Мессерле В.Е., Перегудов B.C., Полячек М.М., Кашмин Г.И. Плазменная подсветка факела с использованием автономных подсветочных горелок. //В сб.: Плазменно-энергетические процессы и технологии. Материалы III Международной научно-технической конфернции. - Улан-Удэ. - 2000. - С. 126 -

129. ' . " ' ' '

25. Перегудов B.C., Буянтуев C.JL, Карпенко Е.И. и др. Плазменно-угольная растопка котла БКЗ-75. В сб.: Новые технологии и техника в теплоэнергетике. Доклады международного семинара. — Новосибирск-Гусиноозерск. - 1995. -С. 21-28.

26. Перегудов B.C., Урбах Э.К., Карпенко Е.И., Буянтуев C.JI. Особенности технологии и характеристики плазмотронов для, воспламенения углей. // Тез. Докл. 2-го Международной? симпозиума по теоретической и прикладной плазмохимии. — Иваново: ИГХТА, 1995. - с. 417 - 421.

27. Карпенко Е.И., Мессерле В.Е., Перегудов В.С. и др. Экспериментальная оценка взрывобезопасности плазменной безмазутной растопки пылеугольных

котлов Гусиноозерской ГРЭС. //В.сб.: Плазменно-энергетические процессы и технологии. Материалы III Международной научно-технической конференции.-Улан-Удэ. - 2000. - С. 85 - 91.

28. Перегудов B.C., Поздняков Б.А., Волобуев А.Н. и др. Термообработка, угольной пыли плазменной струей в условиях промышленного котла // В сб.: Высокотемпературные запыленные струи в процессе обработки порошковых материалов. - Новосибирск. — 1988. — С. 167 — 173.

29. Перегудов B.C. Плазменное воспламенение низкореакционных углей. //В сб.: Исследование и применение низкотемпературной плазмы. Издание Научного совета РАН по проблеме "Физика низкотемпературной плазмы". - М.-2005 г. С. 55 -56.

30. Пат.2129342 РФ , МПК С1 6 Н 05 В 7/18. Плазменный реактор постоянного тока /В.Г.Лукьященко, Е.И.Карпенко, В.С.Перегудов и др. (РФ) №97100294/25; Заявл.08.01.97.-ОпублвБ.И.№11 20.04.99.

31. Пат.2129343 РФ МПК С1 6 Н 05 В 7/18 Плазменный реактор и способ управления электродуговым разрядом плазменного реактора /В.Г.Лукьященко, Е.И.Карпенко, В.С.Перегудов и др. (РФ) №97101163/25; Заявл.08.01.97. - Опубл в Б.И.№11 20.04.99.

32. Патент РФ № 2071010, МКИ 6 F 23 С 5/24 Способ удаления жидкого шлака из топки котла. // М.Ф.Жуков, Е.Й.Карпенко, В.С.Перегудов и др. Заявка № 95100202; заявл. 20.0101995 г. Опубл. в Б.И. 27.12.96, бюл. № 36.

33. Пат. №12023 KZ, МКИ F23C5/24, F23 С11/00. Способ розжига и/или стабилизации горения пылеугольного факела в котлоагрегатах / Карпенко Е.И. Мессерле В.Е., Перегудов B.C. № 2000/1157.1; Заявл.27.10.2000; Опубл. в Б.И. 16.09.2002, №9.

34. Пат. 2230991 РФ, МКР 7 F23Q5/00. Способ розжига и/или стабилизации горения пылеугольного факела в котлоагрегатах /Карпенко Е.И., Мессерле В. Е., Перегудов B.C. (РФ). №2000130146/06; Заяв. 2000.12.04; Опуб. в БИ 2004.10.20, №29/2004.

35. Патент № 2273797. Способ безмазутной растопки котла. / Перегудов B.C., Мессерле В.Е. (РФ). № 2004125786. Заявл. 24.08.2004 г. Опубл. в Б.И. 10.04.2006 г., № 10/2006.

36. Пат. № 1732119 РФ, МКИ 5 F 23 Q 5/00 Устройство для воспламенения пылеугольного топлива /Булгаков В.В., Волобуев Ä.H., Перегудов B.C. и др. (РФ). № 4465528. Заяв. 1988.07.25. Опубл. в Б.И. 1992.05.07, №13/1997.

37. Пат. № 2047048 РФ, МКИ 6 F23D1/00. Устройство для воспламенения пылеугольного топлива /Перегудов B.C., Ибраев Ш.Ш., Карпенко Е.И. (РФ). № 93020035/06. Заяв. 1993.04.16. Опубл. в Б.И. 1995.10.27.

38. Пат. №2128408 РФ, МКИ 6 Н05В7/18, Н05Н1/32. Установка для безмазутной растопки пылеугольного котла и подсветки факела. /Карпенко Е.И., Буянтуев С.Л., Перегудов B.C., Мессерле В.Е. (РФ). № 97114255/25. Заяв. 1997.08.15. Опуб. в Б.И. 1999.03.27.

39. Пат. 2210032 РФ, МКИ 7 F23Q5/00. Способ плазменного воспламенения пылеугольного топлива (варианты) и плазменная пылеугольная горелка (варианты) / Карпенко Е.И., Мессерле В. Е., Перегудов B.C. (РФ). №

2001106177/06; Заяв. 2001.03.07; Олуб. в БИ2004.06.10 , №16/2004.

40. А.с.№ 1264822 (СССР). Способ сжигания топлива и устройство для его осуществления /В.Г.Попенко, В.С.Перегудов. 15.06. 86.

41. A.c. №1099825 (СССР). Плазменнвя горелка / Г.Ф. Романовский, B.C. Перегудов, И.Б. Матвеев, С.А. Матвеева. 12.03.83.

42. Пат. № 12641 KZ, МКИ F 23В 7/00, F23D 1. Способ плазменного воспламенения пылеугольного топлива и плазменная пылеугольная горелка /Карпенко Е.И. Мессерле В.Е., Перегудов B.C. №2000/1393.1; Заявл. 28.12.2000; Опубл. в Б.И. 15.01.2003, №1.

43. Патент №2210700. Способ плазменного воспламенения пылеугольного топлива /Карпенко Е.И. Мессерле В.Е., Перегудов B.C., Пшеничников Ю.М. По заяв. №2001119485/06; Заяв. 13.07.2002; Опубл. в Б.И.20.08.2003 г., № 23.

Отпечатано в типографии Новосибирского государственного технического университета 630092, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20,

тел./факс (383) 346-08-57 формат 60x84/16, объем 2,25 п.л., тираж 120 экз., заказ № 1046, подписано в печать 14.09.06 г.

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ПРОБЛЕМА СНИЖЕНИЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ МАЗУТА НА ПЫЛЕУГОЛЬНЫХ ТЭС И СПОСОБЫ ЕЕ РЕШЕНИЯ

1.1. Актуальность проблемы снижения потребления мазута (природного газа) на пылеугольных ТЭС.

1.2. Способы повышения стабильности горения угля.

1.3. Способы активации топлив и универсальные качества плазмы.

1.4. Эффективность плазмы в процессах воспламенения на примерах воспламенения жидких и газообразных топлив.

1.5. Известный опыт в применении плазмы для воспламенения угля в пылеугольных котлах ТЭС.

1.6. Термохимическая подготовка углей к сжиганию.

1.7. Начало и последующие стадии исследований плазменного воспламенения углей в нашей стране.

1.8. Расчетные методы исследований процессов, протекающих при плазменной термохимподготовке углей.

1.9. Выводы и постановка задачи исследований.

Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛАЗМЕННОГО ВОСПЛАМЕНЕНИЯ УГОЛЬНОЙ ПЫЛИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОТЛОВ

2.1. Методика исследований

2.2. Суть плазменной термохимической подготовки углей к сжиганию и ее особенности.

2.3. Результаты стендовьк испытаний плазменного воспламенения углей.

2.4. Исследование плазменного воспламенения тощих углей на промышленном котле, оснащенном системой пылеприготовления с промбункером.

2.5. Изучение возможности плазменного воспламенения угля в котле с прямым вдуванием пыли в горелки.

Глава 3. РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПЛАЗМЕННОЙ ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ УГЛЯ

3.1. Термодинамические расчеты характеристик процесса термохимической подготовки углей.

3.1.1. Расчет термохимической подготовки переясловского и черемховского углей.

3.1.2. Расчет удельных энергозатрат и мощности плазмотрона на воспламенение при ТХП углей.

3.2. Теплотехнические расчеты плазменной термохимической подготовки углей.

3.2.1. Математическая модель теплотехнических расчетов термохимической переработки углей.

3.2.2. Методика теплотехнических расчетов режимных параметров процесса плазменной ТХП угля и геометрических параметров плазменно -угольных горелок.

3.2.3. Расчет плазменного воспламенения угля при различных начальных условиях.

3.2.4. К вопросу о влиянии концентрации угля в аэросмеси на энергозатраты.

3.2.5. Расчет плазменной стабилизации горения пылеугольного факела.

3.2.6. Расчет двухступенчатой плазменно-угольной горелки.

3.2.7. Расчет зависимости энергозатрат на плазменное воспламенение от перераспределения расхода воздуха в ступени двухступенчатой горелки

3.2.8. Плазмення ТХП в иных процессах использования углей.

Глава 4. ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБОРУДОВАНИЯ СИСТЕМ ПЛАЗМЕННОГО ВОСПЛАМЕНЕНИЯ УГЛЯ 170 4.1. Исследования характеристик плазмотронов. 170 4.1.1. Плазмотроны для воспламенения углей и их статические вольтамперные характеристики.

4.1.2. Динамические характеристики электрической дуги в плазмотроне.

4.1.2.1. Динамические характеристики дуги в гладком канапе.

4.1.2.2. Динамические характеристики дуги в канале с кольцевой полостью: эксперимент и расчет. 199 4.1.3. Ресурсные характеристики плазмотронов для воспламенения углей.

4.1.3.1. Результаты по ресурсу плазмотронов при их эксплуатации наТЭС.

4.1.3.2. Пути повышения ресурса электродов плазмотрона.

4.2. Камеры термохимической подготовки топлива.

4.3. Электропитание плазмотрона.

Глава 5. ПЛАЗМЕННАЯ БЕЗМАЗУТНАЯ РАСТОПКА КОТЛОВ, ПОДСВЕТКА ПЫЛЕУГОЛЬНОГО ФАКЕЛА И СТАБИЛИЗАЦИЯ ВЫХОДА ЖИДКОГО ШЛАКА; ВОПРОСЫ БЕЗОПАСНОЙ И ЭФФЕКТИВНОЙ ЭСПЛУАТАЦИИ СПВ

5.1. Результаты испытаний плазменной безмазутной растопки котлов и подсветки факела.

5.1.1. Растопка котла с промбункером.

5.1.2. Плазменная безмазутная растопка котлоагрегатов Гусиноозерской ГРЭС с прямым вдуванием пыли.

5.1.3. Растопка котла блока 200 МВт одной горелкой. 257 5.1.4 Плазменно-угольная растопка котла, имеющего систему подачи пыли высокой концентрации.

5.1.5. СПВ с автономными камерами ТХП.

5.1.6. Краткий обзор применения систем плазменного воспламенения на других котлах.

5.2. Плазменно-угольная стабилизация выхода жидкого шлака.

5.3. Влияние плазменной термохимической подготовки на экологические показатели работы котла.

5.4. Шлакование при плазменном воспламенении углей и пути его предотвращения.

5.5. Автоматизация управления параметрами процессов, основанных на плазменной ТХП.

5.6. Вопросы безопасности при плазменно-угольной растопке котлов.

5.6.1. Общие технические требования безопасной эксплуатации систем плазменного воспламенения углей на ТЭС.

5.6.2. Испытания плазменно-угольной растопки котлов с целью определения степени взрывоопасности процесса.

5.7. Плазменное воспламенение мазутного факела.

Глава 6. ВОПРОСЫ ВНЕДРЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ ПЛАЗМЕННО-УГОЛЬНОЙ РАСТОПКИ КОТЛА

6.1. Сравнительный анализ характеристик плазменно-угольной и мазутной термохимической подготовки угля.

6.2. Анализ факторов, сдерживающих распространение плазменно-угольных технологий.

6.3. Оценка экономической эффективности применения плазменно-угольной технологии ТХП. 322 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 328 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 331 ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Документы о внедрении результатов диссертационной работы 357 ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Программа испытаний безмазутной растопки котла.

Перечень условных обозначений и сокращений I, и - осредненные по времени значения тока и напряжения дуги, А, В; Т - температура, К; р - статическое давление, Па; в - расход газа, кг/с; Ь - энтальпия, Дж/кг;

С)нр - теплота сгорания низшая на рабочую массу, МДж/кг (ккал/кг); Ар - зольность на рабочую массу, %;

- влажность на рабочую массу, %; У^, Уг - выход летучих на горючую массу, %; Ядо - тонина помола - остаток на сите с ячейкой 90 мкм, %; р. - концентрация угля в аэросмеси, кг угля на кг воздуха (кг/кг) Рпл - мощность плазмотрона, кВт;

С) - удельные энергозатраты на воспламенение, кВт*ч/кг (кВт*ч/т); вуг- расход угля, кг/с, (т/ч); V - скорость, м/с; р - плотность, кг/м3; Сокращения:

ТЭС - тепловая электрическая станция; ТХП - термохимическая подготовка; СПВ - система плазменного воспламенения.

Роль теплоэнергетики в жизнедеятельности страны общеизвестна: это одна из основных отраслей народного хозяйства, без продукции которой немыслимы функционирование промышленных предприятий и современный уровень бытовых условий населения. Одной из важнейших задач отрасли является повышение эффективности топливоиспользования, решению которой уделяется большое внимание как в нашей стране, так и в мире в целом.

Для решения проблемы высокоэффективного использования низкосортных твердых топлив при минимальном отрицательном воздействии на окружающую среду в начале 80-х годов по решению Госкомитета по науке и технике СССР в ИТФ СО АН СССР и КазНИИэнергетики начали проводиться научно-исследовательские работы по разработке и созданию принципиально новой, плазменной, технологии сжигания пылевидного топлива с использованием электродуговых плазмотронов. Первые совместные (ИТФ и КазНИИЭ) испытания были проведены на лабораторном стенде КазНИИЭ в 1984 г. Несколько позже такого направления работы начали выполняться в Институте физики Киргизской АН ССР. К этому моменту появились первые публикации зарубежных исследователей по использованию электродуговой плазмы для воспламенения пылеугольного факела.

С 1986 года все исследования стали проводиться в соответствии с научно-техническими программами Госкомитета по науке и технике и Минэнерго СССР.

В 1986-1990 гг. была разработана отраслевая научно-техническая программа Минэнерго СССР ОНТП 00.00.01 "Повышение эффективности использования низкосортных топлив на тепловых электростанциях". (Ответственным исполнителем по этой программе от ИТФ СО АН являлся автор данной работы.) Кроме того, работы ИТФ СО АН и КазНИИэнергетики в этот же период координировались в рамках региональной научно-технической программы "Сибирь", один из разделов которой посвящен сокращению потребления мазута на пылеугольных ТЭС.

В 1986 г. на Новосибирской ТЭЦ-2 ИТФ СО АН совместно с НТЭЦ-2, Сибтехэнерго и СибНИИЭ был создан опытно-промышленный стенд, на котором впервые провели успешные исследования плазменного воспламенения аэросмеси низкосортных углей в промышленном котле. Эти работы позволили принципиально подтвердить возможность плазменного воспламенения пылеугольного факела и показали преимущество плазменной термохимической подготовки (ТХП) углей к сжиганию; использовалась двух- или трехступенчатая схема сжигания (в зависимости от качества углей) с линейными плазмотронами, разработанными в ИТФ СО АН.

В 1988 г. эта работа была отмечена Премией СО АН СССР.

В 1989 г. КазНИИ энергетики проведены промышленные испытания безмазутной растопки котла с промбункером ЦКТИ-75 (Усть-Каменогорская ТЭЦ) и подсветки пылеугольного факела на котле ТП-230 (Мироновская ГРЭС).

В конце 1991 г. к работам по плазменному воспламенению топлив присоединилась Гусиноозерская ГРЭС, где при участии ИТФ СО РАН и Каз-НИИэнергетики была образована совместная лаборатория плазменно-энергетических процессов (в состав которой входил автор), и в мае 1993 г. впервые осуществлена безмазутная плазменно-угольная растопка из холодного состояния котла ТПЕ-215 производительностью 670 т пара в час, имеющего систему пылепрготовления с прямым вдуванием пыли.

Ведомственной комиссией Департамента науки и техники РАО "ЕЭС России" в 1994 г. была принята в эксплуатацию опытно-промышленная система безмазутной растопки пылеугольных котлов и рекомендована для использования на других ТЭС, работающих на высокореакционных углях.

Для дальнейшего совершенствования плазменных технологий, лаборатория плазменно-энергетических процессов ГО ГРЭС Приказом РАО "ЕЭС

России" № 573 от 14.12.1995г. была преобразована в Отраслевой Центр плазменно-энергетических технологий (ОЦ ПЭТ) РАО "ЕЭС России" на правах обособленного подразделения АО "Гусиноозерская ГРЭС". Было налажено сотрудничество между ОЦ ПЭТ и ведущими научными и отраслевыми организациями и предприятиями, включая котельные заводы (Институт теплофизики СО РАН, КазНИИЭ, ВТИ, МГТУ им. Баумана, СибНИИЭ, Сибтехэнеро, Барнаульский, Таганрогский и Подольский котельные заводы, Саранский завод электрооборудования и др.).

Основные направления деятельности Центра координировались программой, утвержденной Правлением фонда НИОКР РАО "ЕЭС России" и корпорацией Единый электроэнергетический комплекс ("ЕЭЭК"). Результаты работ ОЦ ПЭТ регулярно обсуждались на НТС РАО "ЕЭС России". По распоряжению РАО "ЕЭС России" к деятельности Центра подключались специализированные организации (ВТИ им. Ф.Э. Дзержинского и др.).

В процессе промышленных испытаний плазменной технологии воспламенения пылеугольного факела в условиях ТЭС были опробованы все типы энергетических углей (бурые, каменные, антрациты) с теплотой сгорания 3000-6000 ккал/кг и выходом летучих 4-50 %.

Из сказанного выше следует, что проблеме снижения потребления мазута на пылеугольных ТЭС уделялось большое внимание на государственном уровне, и решение этой проблемы является важной народно-хозяйственной задачей.

Существует большое количество производственных процессов и устройств, например разного рода нагревательные и обжиговые печи, в которых горящий мазутный факел служит единственной цели - созданию определенного теплового режима в камере нагрева. Как показано в данной работе, плазменная термохимическая подготовка углей обеспечивает получение устойчиво горящего вытекающего из горелки пылеугольного факела, для воспламенения которого и поддержания горения не требуется второй вид топлива - мазут или природный газ. Нет принципиальной разницы, где размещается плазменно-угольная горелка, в которой получают этот факел - на пылеугольном котле или в нагревательной печи. Поэтому полученные в работе результаты могут найти приложение в таких производствах, как обжиг глинозема (например, на Ачинском глиноземном комбинате), нагреве рельсов на стрелочном заводе, получение углеродных сорбентов из угля и т.д. В данной работе плазменная термохимическая подготовка рассматривается в качестве примера применительно к пылеугольным котлам, и не ставится задача ее использования в других устройствах и процессах. Однако, учитывая многократное превышение стоимости мазута в сравнении с углем, плазменная термохимическая подготовка несомненно может найти иные приложения.

Все это подтверждает актуальность темы.

Научная актуальность подтверждается названными ниже задачами исследований данной диссертации, выполненных в рамках НИР ИТ СО РАН и директивных материалов Минтопэнерго и РАО «ЕЭС России»:

1. изучение методов плазменного воспламенения углей;

2. экспериментальные и теоретические исследования плазменной термохимической подготовки углей;

3. разработка методик расчета основных характеристик плазменного воспламенения угля;

4. разработка специального плазменного оборудования для воспламенения углей и исследование его характеристик;

5. исследования характеристик плазмотронов в целях повышения надежности их функционирования и ресурса работы электродов;

6. разработка и исследования процессов плазменно-угольной растопки котла и стабилизации горения факела;

Работа выполнялась в соответствии с программами и заданиями: темы НИР ИТ СО РАН: «Тепловые и электрофизические процессы в газоразрядной плазме» (Гос. per. № 81030080), «Исследования динамики низкотемпературной плазмы» (Гос. per. 01.9.50 001682), «Научно-технологические основы создания новых систем промышленной теплоэнергетики и энергосберегающих технологий» (Гос. рег.01.9.50 001683); Региональная научно техническая программа «Сибирь», раздел «Новые материалы и технологии»; Отраслевая научно-техническая программа Минэнерго СССР ОНТП 00.00.01, 1986-1990 г.г.; Задание РАО «ЕЭС России» 03.00 (шифр СИ 8205), тема - Создание опытно-промышленной системы безмазутного розжига и подсветки пылеугольного факела с помощью электродуговых плазмотронов, 1992-1995 г.г.; Программа РАО «ЕЭС России» «Разработка новых технологий использования низкосортного твердого топлива в отрасли «Электроэнергетика»», 1993 г.; Протокол Научно-технического совета РАО «ЕЭС России» от 19.05.97 г. по теме: «Система безопасной растопки и подсветки пылеугольных котлов с использованием плазмотронов»; Приказ РАО «ЕЭС России» «О мерах по повышению надежности работы и технического уровня производства», 2002 г.

Целью диссертационной работы является исследование и создание процесса и оборудования термохимической подготовки угля путем сжигания части этого угля, воспламеняемого электродуговой плазмой, на основе экспериментального и теоретического изучения процессов переноса тепла и массы и термохимических превращений в потоке угольной аэросмеси. Научная значимость и новизна. Научная значимость диссертационной работы состоит в том, что решен комплекс научных и прикладных задач по созданию процесса и оборудования плазменно-угольной термохимической подготовки углей и построению теплофизических основ методологии растопки котла на ее базе.

Впервые теплофизическими экспериментами на промышленных котлах показано воспламенение на основе плазменной ТХП широкого класса энергетических углей в котлах с промбункером и с прямым вдуванием пыли и установлена ее высокая энергетическая эффективность в сравнении с другими методами плазменного воспламенения; установлено снижение энергозатрат на плазмотрон с увеличением концентрации угля в аэросмеси, выхода летучих угля, а также снижение его механического недожога. Обосновано снижение вредных выбросов при подсветке с использованием плазменной ТХП.

Создана методика теплотехнических и термодинамических исследований энергозатрат на плазмотрон при плазменной ТХП углей: разработана методика определения энергозатрат в зависимости от теплотехнических характеристик угля; обобщением результатов экспериментальных и теоретических исследований впервые получено уравнение энергозатрат на воспламенение с учетом технологических параметров процесса; предложен метод расчета мощности плазмотрона для воспламенения потока угольной аэросмеси.

Разработана методология теплофизических и теплотехнических исследований процесса плазменной ТХП углей: экспериментальными и теоретическими исследованиями процессов тепломассообмена и физико-химических превращений при взаимодействии потока угольной аэросмеси с плазмой впервые получены конструктивные и технологические параметров камер ТХП и найдены механизмы, ответственные за возникновение шлакования их поверхностей; создана методика, позволяющая использовать плазменную ТХП угля в системе защиты факела в топке котла от погасания; разработан метод снижения энергозатрат на плазмотрон и предотвращения шлакования камеры ТХП путем изменения условий ввода в нее первичного воздуха.

Разработаны и сформулированы требованиях к теплотехническому оборудованию плазменной ТХП угля, системе ее функционирования и получены характеристики этого оборудования: разработаны новые схемы плазмотронов с частично вынесенной в поток аэросмеси дугой, более эффективные в этих процессах; впервые показано снижение удельной эрозии электродов плазмотрона в результате ввода в зону привязки дуги угольной пыли, продуктов из камеры ТХП, применения с этой целью специальной настройки источника электропитания; экспериментальными и теоретическими исследованиями впервые получены динамические характеристики дуги в канале с осесимметричной полостью и более общее уравнение для описания динамической характеристики дуги в цилиндрическом канале плазмотрона.

Созданы теплофизические основы методологии растопки котла, основанные на плазменно-угольной ТХП угля.

Практическая ценность и реализация результатов исследований.

1. Исследована и оптимизирована новая высокоэффективная технология -плазменно-угольная ТХП угля, не уступающая по уровню научно-технических решений аналогам, в том числе - зарубежным; плазменное оборудование и процесс плазменно-угольной растопки котла приняты комиссией РАО «ЕЭС России» и рекомендованы к использованию в отрасли.

2. Созданы методические подходы к проектированию и выбору основного и вспомогательного оборудования систем плазменной ТХП энергетических углей различных марок для режимов растопки котлов и подсветки факела.

3. Выработаны рекомендации по исключению шлакования поверхностей плазменно-угольной горелки. Создана схема автоматического управления процессом плазменной ТХП угля. Разработана нормативная документация для реализации плазменно-угольной растопки котла и подсветки факела, используемая в ОЦ ПЭТ РАО «ЕЭС России».

4. Разработаны плазмотроны новой схемы с более высоким КПД для воспламенения углей.

5. Разработаны методы повышения ресурса электродов плазмотрона путем ввода угольной пыли или продуктов ТХП в зону привязки дуги к электроду.

6. Разработана схема электропитания плазмотронов для плазменной ТХП угля без использования трансформатора с изолированной нейтралью.

7. На базе плазменно-угольной ТХП углей осуществлена безмазутная растопка котлов разного типа и паропроизводительности (75 - 670 т/ч), подсветка факела и стабилизация выхода жидкого шлака.

Практическая ценность работы подтверждается документами Министерства энергетики и РАО «ЕЭС России», перечисленными выше. Основные положения, выносимые на защиту:

1. Комплекс экспериментальных и теоретических теплофизических, теплотехнических и термодинамических исследований, положенных в основу процесса плазменно-угольной ТХП углей, и ее системы.

2. Результаты экспериментальных исследований процессов тепломассообмена и физико-химических превращений при взаимодействии потока угольной аэросмеси с плазмой.

3. Методика теплотехнических и термодинамических исследований энергозатрат на воспламенение в зависимости от характеристик угля и технологических параметров ТХП.

4. Результаты теплофизических и теплотехнических исследований параметров процесса ТХП, конструктивных и технологических характеристик камер ТХП для реализации растопки котла и подсветки факела.

5. Сформулированные требования к теплотехническому оборудованию плазменной ТХП угля и системе ее функционирования: плазмотронам, их электропитанию, автоматическому управлению; результаты исследования характеристик этого оборудования.

6. Теплофизические основы методологии растопки котла, подсветки факела и стабилизации выхода жидкого шлака, основанных на плазменно-угольной ТХП угля и результаты их реализации на ТЭС.

Методика исследований и достоверность результатов. Методика исследований базируется на комплексе экспериментальных теплофизических и теоретических теплотехнических и термодинамических методов. С целью повышения достоверности и полноты информации основные экспериментальные результаты по воспламенению углей получены на натурных объектах - опытно-промышленных стендах и энергетических котлах. Результаты расчетов получены на базе фундаментальных законов теплофизики, теплотехники, термодинамики, механики сплошных сред и кинетики, положенных в основу широко используемой программы термодинамических расчетов «Астра-4» и известной, хорошо зарекомендовавшей себя программы теплотехнических расчетов «Плазма-Уголь-3». В исследованиях характеристик плазмотронов применялись классические уравнения плазмодинамики, полученные на основе фундаментальных уравнений динамики сплошной среды; экспериментальные исследования базировались на широко используемых в области плазмодинамики методах.

Достоверность расчетов подтверждается их непротиворечивостью, сходимостью уравнений материального и энергетического балансов, применением других способов решения, сопоставлением с экспериментальными результатами, а также сравнением с результатами других авторов.

Структура и объем диссертационной работы.

По структуре диссертация состоит из Введения, шести глав, Заключения, Списка литературы и Приложений. Она изложена на 356 страницах основного текста, содержит 106 рисунков и 13 таблиц; в списке литературы 242 наименования.

7. Результаты работы использованы для создания и оптимизации технологий растопки котла, подсветки факела и стабилизации выхода жидкого шлака, основанных на плазменно-угольной ТХП угля: впервые реализована растопка котлов с прямым вдуванием пыли на основе плазменноугольной ТХП. Плазменное оборудование и процесс растопки приняты комиссией РАО «ЕЭС России». Осуществлена безмазутная растопка разного типа котлов паропроизводительностью от 75 до 670 т/ч. Длительная плазменная подсветка факела подтвердила работоспособность плазменного оборудования в условиях промышленной эксплуатации. Впервые реализована плазменная стабилизация выхода жидкого шлака. 8. Экспериментальные и теоретические исследования физико-химических процессов при плазменной ТХП угля, исследования характеристик комплекса плазменного оборудования системы ТХП позволили создать научно-технические основы новой технологии - плазменно-угольной термохимической подготовки угля, которая по уровню научно-технических решений не уступает зарубежным аналогам. Совокупность полученных результатов является решением крупной научной-технической проблемы - замещение мазута углем с использованием низкотемпературной плазмы, имеющей важное народно-хозяйственное значение в теплоэнергетике и ряде других отраслей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Яновский А.Б., Мастепанов A.M., Бушуев В.В. и др. Основные положения «Энергетической стратегии России на период до 2020 г.» // Теплоэнергетика. 2002. - № 1. - С. 2 - 8.

2. Комплексные вопросы рационального использования топлива в энергетике. Экономия жидкого топлива на пылеугольных ТЭС: Обзорная информация / А.Я. Антонов, В.А. Башилов, A.A. Дранченко и др. М.: Информ-энерго, 1984.-36 с.

3. Котлер В.Р. Оксиды азота в дымовых газах котлов. М.: Энергоатомиз-дат, 1987. - 144 с.

4. Пугач Л.И. Энергетика и экология: Учебник (Серия «Учебники НГТУ). -Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2003. 504 с.

5. Карпенко Е.И. Плазменно-энергетические технологии комплексного использования твердых топлив. Дисс. .докт. техн. наук в форме науч. докл. -Новосибирск, 1995. 83 с.

6. Эколого-экономическая эффективность плазменных технологий переработки твердых топлив / Е.И. Карпенко, В.Е. Мессерле, В.Н. Чурашов и др. -Новосибирск: Сибирская издательская фирма РАН, 2000. 159 с.

7. Стратегия развития угольной промышленности России в первые десятилетия XXI века / А.Э. Канторович, В.В. Кулешов, Г.И. Грицко и др. Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал «Гео», 2003. 55 с.

8. О проблемах защиты воздушного бассейна от выбросов тепловых элек-тростанций/ЛГеплоэнергетика. 1988. - № 3. - С. 2 - 3.

9. Котлер В.Р. Успехи и проблемы энергетиков США в области экологии //Электрические станции. 2002. - № 12. - С. 17 - 20.

10. Бычков A.M. Топливная политика в электроэнергетике России // Новые технологии сжигания твердого топлива: их текущее состояние и использование в будущем / Сб. докладов. -М.: ВТИ, 2001. С. 142 - 144.

11. Бурдуков А.П., Чернова Г.В., Чурашов В.Н. Проблемы замещения мазута в теплоэнергетике // Новые технологии сжигания твердого топлива: их текущее состояние и использование в будущем / Сборник докладов. М.: ВТИ, 2001.-С. 262-269.

12. Говелевич Е.Р., Алеминский P.E. Об использовании непроектных углей на тепловых электростанциях // Энергетик. 1997. - № 7. - С. 11-12.

13. Ольховский Г.Г., Тумановский А.Г. Применение новых технологий при техническом перевооружении ТЭС //Теплоэнергетика 2003.- № 9. С. 7 - 18.

14. Перспективы использования угля в электроэнергетике России. (Обзор докладов) // Электрические станции 2004. - № 12. - С. 2 - 18.

15. Вольфберг Д.Б. Современное состояние и перспективы развития энергетики мира // Теплоэнергетика. 1999. - № 8. - С. 5 - 13.

16. Автономов А.Б. Мировая энергетика: состояние, масштабы, перспективы, устойчивость развития, проблемы экологии, ценовая динамика топливно-энергетических ресурсов // Электрические станции. 2003.- № 5. - С. 55 - 64.

17. Leshock Christopher. Prospects of Coal-Fired Thermal Power Plants in USA.Power Engineering International. 2000. - V. 8. - № 4. - P. 18 - 22.

18. Алексеенко C.B. Проблемы энергосбережения // Строительство и городское хозяйство Сибири. 2005. - № 10. - С. 81 - 87.

19. Чурашов В.Н., Чернова Г.В. Проблемы оценки эффективности новых технологий переработки угля //Сб. докл. Международной конференции " Переработка углей Канско-Ачинского бассейна в жидкие продукты" Красноярск,-1996.-С. 85-95.

20. Зыков В.М. О необходимости корректировки энергостратегии России // Энергия. 2005. - № 3. - С. 2 - 9.

21. Воронин В.П., Романов A.A., Земцов A.C. Пути технического перевооружения электроэнергетики //Теплоэнергетика 2003.- № 9.- С. 2 - 6.

22. Вербовецкий Э.Х., Котлер В.Р. Замена мазута углем при растопке и подсветке факела в пылеугольных котлах // Энергохозяйство за рубежом. 1984. -№ 1.-С. 1-8.

23. Толчинский E.H., Лаврентьев Ю.А. Выбор тонкости помола пыли // Электрические станции. 2002. - № 12. - С. 17 - 20.

24. Бурдуков А.П. Проблемы развития угольной теплоэнергетики // Горение и плазмохимия. 2003. - Т. 1. - С. 371 - 380.

25. Карпенко Е.И., Мессерле В.Е., Перегудов B.C. Основные этапы совершенствования способов сжигания твердых топлив и их наиболее перспективные современные направления // Теплоэнергетика.- 2003.- № 12. С. 42 - 45.

26. Кубин М. Сжигание твердого топлива в кипящем слое.- М. 1991.- 143 с.

27. Баскаков А.П., Напцев В.В., Распопов И.В. Котлы и топки с кипящим слоем.-М.- 1995.-352 с.

28. Котлер В.Р. Специальные топки энергетических котлов. М.: Энерго-атомиздат, 1990. - 101 с.

29. Бычков A.M. Внедрение чистых угольных технологий в энергетику России // В сб.: Плазменно-энергетические процессы и технологии. Материалы III Междун. конференции. Улан-Удэ. - 2000. - С. 14 - 20.

30. Фаворский О.Н., Длугосельский В.И., Петрена Ю.К. Состояние и перепективы развития парогазовых установок в России // Теплоэнергетика. 2003. -№2.-С.9-15.

31. Дьяков А.Ф., Берсенев А.П., Еремин П.М. О новейших технологиях сжигания топлива на тепловых электростанциях // Энергетик. 1997. - № 7. - С. 8-11.

32. Перегудов B.C., Карпенко Е.И., Буянтуев C.JI. Плазменный розжиг мазутного факела // Энергетик. 1997. - № 2. С. 13 -14.

33. Гуссак Л.А. Радикальный метод форкамерно-факельной организации процесса сгорания // Вестник АН СССР. 1976. - № 8. - С.53 - 61.

34. Cullen R.G., Glucktein М.Е. Effect of atomic radiation on the combustion of hidrocarbon air mixtures // 5-th simp, on combustion. 1985. - P. 569 - 577.

35. Когарко C.M., Басевич В.Я. Промотирование горения распыленного жидкого топлива // Физика горения и взрыва. 1977. - Т. 13. - № 2. - С. 275 -278.

36. Сидоров A.A., Яворский И.А. О роли активных центров в промотирова-нии воспламенения и горения ископаемых углей // Горение твердого топлива. -Новосибирск: Наука. 1969. - С. 132 - 139.

37. Карпенко Е.И., Мессерле В.Е. Введение в плазменно-энергетические технологии топливоиспользования. Препринт. Улан-Удэ. - 1996. - 55 с.

38. Лебедев Ю.А., Карпенко Е.И., Мессерле В.Е. Введение в плазмохимию использования топлив. Улан-Удэ, Изд-во ВСГТУ. - 2000. - 221 с.

39. Росляков И.А., Яворский И.А. Особенности переработки твердого топлива в ударной волне импульсного электроразрядного плазмотрона // Горение органического топлива: Материалы 5- ой Всесоюз. Конф. Новосибирск, 1984.-Ч. 2.-С. 172-176.

40. Колобова Е.А. Газификация углей и шламов гидрогенизации в плазме водяного пара. // Химия твердого тела. 1983. - №2. - С.91 - 96.

41. Головина Е.С. Высокотемпературное горение и газификация углерода. -М.: Энергоатомиздат, 1983. 302 с.

42. Яворский И.А. Физико химические основы горения твердых ископаемых топлив и графитов. - Новосибирск: Наука. Сиб. отделение. - 1973.

43. Попенко В.Г., Перегудов B.C. Исследования микроплазмотрона //В сб.: VIII Всес. Конф по генераторам низкотемпературной плазмы. Ч. 3. Новосибирск. -1980.-С. 61-63.

44. Перегудов B.C., Попенко В.Г., Романовский Г.Ф., Матвеев И.Б. Некоторые исследования и усовершенствования опытного плазмотрона //Труды Николаевского кораблестр. института. Вып.181- Николаев. -1981. С. 43 - 45.

45. Попенко В.Г., Перегудов B.C. Эрозия электродов при малых токах дуги в воздушной среде // IX Всес. конф. по генераторам низкотемпературной плзмы. -Фрунзе. 1983.-С.138-.139.

46. A.c. № 991938 СССР. Микрогенератор плазмы / В.Г. Попенко, B.C. Перегудов. 8.12.80.

47. A.c. № 1032990 СССР. Способ стабилизации длины дуги в микрогенераторе плазмы / В.Г.Попенко, В.С.Перегудов. 5.03.83.

48. A.c. № 1264822 СССР. Способ сжигания топлива и устройство для его осуществления / В.Г. Попенко, B.C. Перегудов. 15.06. 86.

49. A.c. №1099825 СССР. Плазменная горелка / Г.Ф.Романовский, В.С.Перегудов, И.Б.Матвеев, С.А.Матвеева. 12.03.83.

50. Романовский Г.Ф., Матвеев И.Б., Перегудов B.C. и др. Некоторые исследования процессов горения натуральных топлив//В сб.: Горение органического топлива. У Всес. конф. 4.2. Новосибирск. - 1985- С. 167 -171.

51. Романовский Г.Ф., Матвеев И.Б., Перегудов B.C. и др. Влияние плазменного факела на горение жидких топлив в камере сгорания // Матер.IX Всес. конф. по генераторам низкотемпературной плазмы. Фрунзе, 1983. - С. 130-131.

52. Энергетика страны и регионов. Теория и методы управления /А.И.Гриценко, А.А.Макаров, В.С.Перегудов и др. Новосибирск: Наука.- 1988. - 152 с.

53. Плесовских А.А., Шариков Ю.А., Перегудов B.C. Методика и устройство для сравнительных исследований индикаторных диаграмм ДВС В сб.: Повышение уровня технической эксплуатации речного флота. Новосибирск: НИИВТ.- 1988.-С. 103 -105.

54. Лебедев О.Н., Перегудов B.C., Плесовских А.А., Шариков Ю.А. Плазменное воспламенение топлива в дизельном двигателе // В сб.: Матер. XI Всес. конф. по генераторам низкотемпературной плазмы. Новосибирск: -1989.- 4.2.-С. 332-333.

55. Лебедев О.Н., Перегудов B.C., Плесовских А.А. Плазменное воспламенение жидких топлив // В сб.: Плазменное воспламенение и сжигание топлив. -Николаев: НКИ. 1989. - С. 21 - 23.

56. Карпенко Е.И., Мессерле В.Е., Трусов Б.Г. Моделирование кинетики процесса горения пылеугольного потока методом неравновесной термодинамики //Теплофизика и аэромеханика. 1995. - Т.2. - № 3. - С. 245 - 250.

57. Kimura I. Promotion of combustion by electric discharges (The role of excited vibrationally species) // JSME Int. journal. 1988. - Series II. - Vol. 31. - № 3.-P. 376-386.

58. Blackburn P.R. Pulverized coal heated igniter sistem // Patent № 1585943 (B) F4T121 DX. -№ 1941678;- 1978,- 1981.

59. Blackburn P.R. Ignition of pulverized coal with arc-heated air // Energy. -1980. Vol. 4.-№3.-P. 98-99.

60. Котлер В.Р. Отказ от использования мазута и газа на пылеугольных котлах. // Экспресс-информация. Энергетика и электрификация. Серия: Теплоэнергетика за рубежом. -М.- 1984.-Вып. 1. -С. 16- 19.

61. Tuppeni W.H. Effect of changing coal supply an steam generator design // Pros. American Power Conferense. 1978. - V. 40. - P. 367 - 380.

62. Drouet M.G. La technologie des plazma. Potentiel d'application au Canada // Revue generate d'electricite. 1986. - №1. - P. 51 - 56.

63. Foreman C.L., Viorboom P.T. Fuel Oil Replecement By Coal Fired Ignition Sistem in Electric Utility Boilers // Coal Handl. And Util. Conf., Sydney, 19-21 June 1990 /Nat. Conf. Publ / Inst. Eng. Austral. 1990. - № 3. P. 242 - 246.

64. A.c. 66510, СССР МКИ F 23 09/02. 1946.

65. Бабий В.И., Куваев Ю.Ф. Горение угольной пыли и расчет пылеугольного факела. -М.: Энергоатомиздат, 1986. -208 с.

66. Ноздренко Г.В. Эффективность применения в энергетике КАТЕКа экологически перспективных энерготехнологических блоков электростанций с новыми технологиями использования угля. Новосибирск: НЭТИ, 1992. 261 с.

67. Чмель В.Н., Дунаевская Н.И., Огий В.Н Установка для сжигания и газификации низкосортных топлив // В сб. науч. Трудов ВЗПИ: Экономия жидкого топлива на тепловых электростанциях. М. - 1987. - С. 48 - 57.

68. Носач В.Г., Чмель В.Н., Прохоренко К.К. Интенсификация сжигания низкосортных углей в парогенераторе // В сб. науч. Трудов КазНИИЭ: Плазменная активация горения. Алма-Ата. -1989. - С. 21- 31.

69. Ибрагимов М.Х., Марченко Е.М., Тувальбаев Б.Г. Разработка новых решений по сжиганию низкореакционных и забалластированных углей // Энергетика и электрификация. 1987. - № 1. - С. 11 - 14.

70. Ибрагимов М.Х., Марченко Е.М., Тувальбаев Б.Г. Экспериментальное исследование модели устройства для термической подготовки топлива на пылеугольных ТЭС // Изв. ВУЗов: Энергетика, 1987. № 6. - С. 62 - 65.

71. Марченко Е.М., Наумов Ю.Г., Тимаков В.С., Трубицин Н.Б. Опытная проверка полупромышленной модели устройства термической подготовки топлива // Сб. научных трудов ВЗПИ. М. - 1987. - С. 20 - 27.

72. Волковинский В.А. Влияние термической обработки пыли на дисперсный состав пыли АШ // Изв. ВУЗов: Энергетика, 1988. №7. - С. 55 - 59.

73. Шульман В.Л. Предварительная термохимическая подготовка топлива как реальный способ технологического и экологического совершенствования пылеугольных котлов // Электрические станции. 2000. - № 6. - С. 16 - 19.

74. Ибрагимов М.Х., Марченко Е.М., Тувальбаев Б.Г. Экономия жидкого топлива на ТЭС // Сб. научных трудов ВЗПИ. М. - 1987. - С. 5 - 9.

75. Сеулин Н.А., Видин Ю.В. Пылеугольные растопочные горелки с электрозапальным устройством резисторного типа. //В сб.: «Теплообмен в парогенераторах». Новосибирск: ИТФ СО АН СССР. - 1988. - С. 187 - 190.

76. Фелькер А.А., Пронин М.С., Шлегель А.Э и др. О безмазутной растопке паровых котлов, сжигающих канско-ачинские угли // Теплоэнергетика. -1991.-№3.-С. 22-25.

77. Сеулин Н.А., Иванников В.М., Видин Ю.В. и др. Проблемы внедрения безмазутной растопки котлов, сжигающих канско-ачинские угли//Электрические станции. 2000.- №6.- С. 29-31

78. Пронин М.С., Фелькер А.А., Новиков А.И., Сидоров Н.В. О безмазутной растопке пылеугольных котельных агрегатов ТЭС // Электрические станции, 2000, №5, с. 25-30.

79. Капельсон J1.M. Пути сокращения расхода газа и мазута на пылеугольных электростанциях, рассчитанных на сжигание низкореакционных углей. // Теплоэнергетика. 2002. - № 1. - С. 56 - 60.

80. Салов Ю.В., Шелыгин Э.Б., Бахарев В.И. и др К вопросу повышения эффективности сжигания низкосортных углей // Изв. ВУЗов. Энергетика. -1990.-№2.-С. 70-75.

81. Дранченко А.А., Чернов C.JL, Казин И.В. Система стабилизации горения пылеугольного потока // Сб. научных трудов ВЗПИ. М. - 1987. - С. 37 - 41.

82. Рябинин В.П., Перегудов B.C. Выбор плазмотрона для воспламенения твердого топлива в энергетических установках // В сб.: Генераторы низкотемпературной плазмы. Тез. докл. X Всес. конфер. Каунас. - 1986. - Ч. 2. - С. 43-44.

83. Сакипов З.Б., Рябинин В.П., Сейтимов Т.М., Иманкулов Э.Р. Исследование плазменного воспламенения бурых углей на укрупненной установке // В сб.: Плазменная газификация и пиролиз низкосортных углей. М.: ЭНИН им. Г.М.Кржыжановского. 1987. - С. 90 -101.

84. Бушуев В.В., Жуков М.Ф., Перегудов B.C. и др. Плазменный розжиг и стабилизация горения пылеугольных топлив // В сб.: Теплообмен в парогенераторах. Всесоюз. конферен. (28 30 июня 1988 г.) - Новосибирск. - 1988. -С. 72-83.

85. Иманкулов Э.Р., Мессерле В.Е., Перегудов B.C. и др. Плазменный розжиг и стабилизация горения низкосортных углей различных месторождений // В сб.: Плазмохимия 89. - М.: ИНХС АН СССР. - 1989. - С. 152 - 162.

86. О проблемах защиты воздушного бассейна от выбросов тепловых электростанций // Электрические станции. 1989. - № 1. - С. 2 - 4.

87. Энгелынт B.C., Гурович В.Ц., Десятков Г.А. и др. Высоковольтный трехфазный плазменный запальник: физико-технические проблемы // В сб.: Плазменная активация горения углей. Алма-Ата. - 1989. - С. 62 - 81.

88. A.c. 1636647 СССР, МКИ F 23 Q 5/00. Запальник / Г.А. Десятков, Н.У. Мусин, А.Н. Сайченко, B.C. Энгелыпт. № 4655409/06; Заявл. 27.02.89. Опубл. в Б.И. 1991, № 11.

89. Ибраев Ш.Ш., Яцкевич C.B. Стабилизация горения низкореакционных углей типа АШ на ТЭС // Энергетика и электрификация. 1991. - № 1. - С. 4-7.

90. Сакипов З.Б., Мессерле В.Е., Ибраев Ш.Ш. Электротермохимическая подготовка углей к сжиганию. Алма-Ата: Наука. 1993. - 259 с.

91. Жуков М.Ф., Карпенко Е.И., Перегудов B.C. и др. Плазменная безмазутная растопка котлов и стабилизация горения пылеугольного факела. Новосибирск: Наука. - 1995. - 304 с.

92. Худяков Г.Н., Целищев П.А., Богачева Т.М., Абаев Г.Г. Использование плазменной газификации углей и сланцев в энергетике // В сб.: Экономия и эффективность использования топливно-энергетических ресурсов.М.:ЭНИН. 1982. - С. 84 - 93.

93. Войчак В.П., Устименко Б.П., Карпов Е.Г., Гончаров А.Г. Технико-экономические показатели процесса плазменной газификации экибастузских углей // В сб.: Плазменная активация горения углей. Алма-Ата: КазНИИЭ. -1989.-С. 134-144.

94. Казанцев В .И., Варив Д.М., Кашило П.Н. и др. Исследование СВЧ -плазменной технологии сжигания низкосортных углей // Теплоэнергетика. -2002.-№12.-С. 39-43.

95. Мессерле A.B. Математическое моделирование процессов термохимической подготовки пылеугольного топлива с использованием электродуговых плазмотронов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математичкских наук. М. - 2006.

96. Тимошевский А.Н., Засыпкин И.М., Ващенко С.П. и др. Применение систем плазменного воспламенения угольной пыли в теплофикационных котлах // Теплофизика и аэромеханика. 2000. - Т. 7. - №4. - С. 591- 599.

97. Урбах Э.К., Шиляев A.M., Урбах А.Э. и др. Воспламенение угля в теплофикационных котлах с помощью электродуговой плазмы // В сб.: XXVI Сибирский теплофизический семинар. 17-19 июня 2002 г. Новосибирск: ИТ СО РАН. - 2002. - С. 239 - 240.

98. Карпенко Е.И., Жуков М.Ф., Перегудов B.C. и др. Научно-технические основы и опыт эксплуатации систем плазменного воспламенения углей. Новосибирск: Наука. Сиб. отделение. - 1998. - 150 с.

99. Жуков М.Ф., Неронов В.А., Перегудов B.C. и др. Новые материалы и технологии. Экстремальные технологические процессы. Новосибирск: Наука. Сиб. отделение. - 1992. - 183 с.

100. Синерев Б.Г., Ватолин H.A., Трусов Б.Г., Моисеев Г.К. Применение ЭВМ для термодинамических расчетов металлургических процессов. М.: Наука.- 1982. -263 с.

101. Ефремов Ю.М., Суслов A.A. Термодинамический анализ газификации угля // Химия твердого тела. 1987. - № 3. - С. 130 - 136.

102. Разина Г.Н., Федосевич С.Д., Рождественский И.Б., Будко H.A. Термодинамический анализ процесса плазменного пиролиза углей // Химия твердого тела. 1987. - № 3. - С. 137 - 143.

103. Каганович Б.М., Филиппов С.П., Анциферов Е.Г. Эффективность энергетических технологий: термодинамика, экономика, прогнозы. Новосибирск: Наука. - 1989. - 256 с.

104. Карпенко Е.И., Мессерле В.Е. Плазменно-энергетические технологии топливоиспользования. Т. 1. Концепция и расчетно-теоретические исследования плазменно-энергетических технологий. Новосибирск: Наука. Сиб. предприятие РАН. - 1998. - 385 с.

105. Мессерле В.Е., Сакипов З.Б., Синерев Г.Б.,Трусов Б.Г. Термодинамический анализ плазмохимической переработки углей // Химия высоких энергий. 1985.-№1.-С. 160- 162.

106. Мессерле В.Е., Сакипов З.Б., Трусов Б.Г. Удельные энергозатраты при высокотемпературной газификации низкосортных углей // Изв. СО АН СССР. Серия техн.наук. 1985. - № 3. вып. 5. - С. 95 - 98.

107. Мессерле В.Е., Сакипов З.Б., Трусов Б.Г. Определение стандартной теплоты образования, равновесного состава продуктов и удельных энергозатрат при термической переработке топлив // Химия твердого топлива. 1989. - № 6.-С. 72-76.

108. Карпенко Е.И., Буянтуев C.JL, Ибраев Ш.Ш., Мессерле В.Е. Плазмохи-мические процессы и аппараты в решении природоохранных задач. Улан -Удэ: БНЦ СО РАН, 1992. - 112 с.

109. Карпенко Е.И., Мессерле В.Е. Введение в плазменно-энергетическиетехнологии использования твердых топлив. Новосибирск: Наука. Сиб. предприятие РАН. - 1997. - 119 с.

110. Мессерле В.Е., Сакипов З.Б. Термодинамический анализ высокотемпературной переработки низкосортных углей // Вопросы эффективного сжигания энергетических углей. М.: ЭНИН, 1984. - С. 93 - 107.

111. Smith P.J., Smoot L.D. One dimensional model for pulverized coal combustion and gasification // Combustion science and technolodgy. - 1980. -Vol. 23.-P. 17-31.

112. Gavalas G.R., Cheong P.H.-K, Gain R. Model of coal pirolysic. 1. Qualitative development. 2. Qualitative formulation and results. //Ind. eng. chem. fundamental. -1981. -P. 113-132.

113. Geoyal A., Gidaspow D. Modeling of entrained of flow coal hidropirolisic reactors. 1. Matematical formulation and experimemtal verification.2. Reactor design // Ind. eng. chem. process des. dev. 1982. - Vol. 21. - P. 611 - 632.

114. Lesinski J., Baronnet J.M., Meillot E. and other. Modelling of plazma entreined bed coal gasification // Intern, simp, on plazma chemistry. -Eindhoven. - 1985. - P. 261 - 266.

115. Степанов С.Г., Исламов C.P. Математическое моделирование газификации угля в прямоточном пылеугольном реакторе // Химия твердого топлива. 1989. - № 3. - С. 87-92.

116. Федосеев С.Б. Физико химическая модель процесса газификации угля // Химия твердого топлива. - 1987. - № 5. - С. 91 - 105.

117. Калиненко Р.А., Левицкий А.А., Мирохин Ю.А., Полак Л.С. Математическая модель процессов пиролиза и газификации угля // Кинетика и катализ. 1987. - Т. 28. - № 3. - С. 723 - 729.

118. Калиненко Р.А., Левицкий А.А., Мирохин Ю.А., Полак Л.С. Кинетическая модель пиролиза и газификации углей // В сб.: Плазменная газификация и пиролиз низкосортных углей. М.: ЭНИН. - 1987. - С. 39 - 59.

119. Левицкий А.А. Математическое моделирование плазмохимических процессов // В сб.: Плазмохимия 89. -М.: ИНХС АН СССР. - 1989. - Ч. II.-С. 180-226.

120. Булатова Е.В., Гурович В.Ц., Десятков Г.А., Энгельшт B.C. Моделирование воспламенения пылеугольного потока высоковольтной дугой // Тез. докл. на Международном симпозиуме по теоретич. и приклад, плазмохимии -Рига.-1991.-С. 98-100.

121. Калиненко P.A., Левицкий A.A., Мессерле В.Е. и др. Электротермохимическая переработка углей. Математическая модель и эксперимент // Химия высоких энергий. 1990. - Т.24. - №2. - С. 176 - 182.

122. Калиненко P.A., Левицкий A.A., Мессерле В.Е. и др. Электротермохимическая поготовка низкореакционных углей. Математическая модель и эксперимент // Химия высоких энергий. 1990. - Т.24. - №3. - С. 272-277.

123. Калиненко P.A., Кузнецов А.П., Левицкий A.A., Мессерле В.Е. и др. Математическое моделирование процесса сжигания твердых топлив с учетом образования азотсодержащих соединений // Плазмохимия 90. -М.:ИНХС АН СССР. - 1990. - С. 17-27.

124. Мессерле В.Е. Электротермохимическая подготовка к сжиганию и переработке низкосортных твердых топлив. /Дисс. на соиск. учен. степ. докт. техн. наук. Алма-Ата. - 1990. - 466 с.

125. Сакипова Ш.Е. Исследование физических процессов термохимической подготовки аэросмеси к сжиганию /Дисс. на соиск. учен. степ. канд. физ.-мат. наук. Алма-Ата. - 1998. - 136 с.

126. Карпенко Е.И., Мессерле В.Е., Перегудов B.C. Плазменная термохимподготовка углей для снижения потребления мазута на угольных ТЭС // Теплоэнергетика.' 2002. - №1. - С. 24 - 28.

127. Кашмин Г.И., Перегудов B.C. Экспериментальное исследование температурного поля открытого факела плазмотрона для воспламенения углей // В сб.: Плазменно-энергетические процессы и технологии. Улан-Удэ. -2000.-С. 118-125.

128. Перегудов B.C. Плазменное воспламенение низкореакционных углей. //В сб.: Исследование и применение низкотемпературной плазмы. Издание Научного совета РАН по проблеме "Физика низкотемпературной плазмы". -М.-2005г.-С. 55-56.

129. Жуков М.Ф., Перегудов B.C. О плазменной растопке котлов, работающих на пылеугольном топливе // Теплоэнергетика. 1996. - № 12. - С. 61-64.

130. Жуков М.Ф., Аньшаков А.С., Перегудов B.C. и др. Электродуговые плазмотроны и перспективность применения низкотемпературной плазмы в энергетике // В сб.: Высокотемпературные течения и теплообмен. Новосибирск. - 1990. - С. 3 - 46.

131. Михайлов Б.А., Перегудов B.C., Урбах Э.К. Электродуговая плазма в процессах воспламенения и газификации углей // В сб.: Теплообмен в парогенераторах. Новосибирск - 1990.-С. 13- 15.

132. Жуков М.Ф., Мессерле B.E., Перегудов B.C., Энгельшт B.C. Розжиг и стабилизация горения пылеугольных топлив // Изв. АН, Энергетика. 1993. -С. 128- 139.

133. Мессерле В.Е., Аскарова А.С., Устименко А.Б. и др. Оптимизация процесса сжигания энергетических углей с использованием плазменных технологий // Теплоэнергетика. 2004. - № 6. - С. 60 - 65.

134. Утович В.А., Новиков H.JL, Перегудов B.C. и др. Исследования плазменного розжига и стабилизации горения пылеугольного факела // Теплоэнергетика. 1990. - № 4. - С. 17-23.

135. Перегудов B.C.; Карпенко Е.И., Буянтуев СЛ., Михайлов С.Ф. Применение плазмы в процессах воспламенения топлив в котлах ТЭС // Материалы Международной конференции "Физика и техника плазмы". -Минск. 1994. - Т. 2. - С. 325 - 328.

136. Карпенко Е.И., Перегудов B.C., Буянтуев C.JL, Михайлов С.Ф. Плазменно-угольная растопка котла // В сб.: Новые технологии и научные разработки в энергетике. Тезисы докладов. Вып. 1. Новосибирск. - 1994. -С. 15-16.

137. Карпенко Е.И., Перегудов B.C., Буянтуев C.J1. и др. Об испытаниях системы плазменного воспламенения углей на котле ТПЕ-215 // Энергетик. -1994.-№12. -С. 24-25.

138. Генерация низкотемпературной плазмы и плазменные технологии: Проблемы и перспективы / Г.Ю.Даутов, А.Н.Тимошевский, В.С.Перегудов и др. (Низкотемпературная плазма. Т. 20).- Новосибирск: Наука, 2004. 464 с.

139. Карпенко Е.И., Буянтуев C.JL, Мессерле В.Е. и др. Удельные энергозатраты при плазменной растопке котлов и газификации углей // Теплоэнергетика: Сб. научн. трудов / Под ред. академика РАН В.Е. Накорякова. Новосибирск: НГТУ, 1999. - С. 54 - 61.

140. Перегудов B.C. Расчет удельных энергозатрат и мощности плазмотрона при воспламенении углей // Материалы II международной научно-практической конференции «Энергосберегающие и природоохранные технологии». Улан-Удэ, 2003. - С. 73 - 79.

141. Энергетические топлива СССР. (Ископаемые угли, горючие сланцы, торф, мазут и горючий газ). Справочник /Матвеева И.И., Новицкий Н.В., Вдовченко B.C. и др. М.: Энергия, 1978. 128 с.

142. Краткий справочник физико-химических величин. Изд. 8-е. Под ред. A.A. Ревделя, A.M. Померанцевой. JI. Химия, 1983.- 232 с.

143. Эджертон А. Пределы воспламенения // В сб.: Вопросы горения и детонационных волн / Под ред. A.C. Предводителева. М.,1958. С. 11 - 17.

144. Толчинский E.H., Киселев В.А., Колбасников В.А. и др. О температуре пылевоздушной смеси за пылеприготовительной установкой // Электрические станции. 2000. - № 3. - С. 18 - 23.

145. Хзмалян Д.М., Каган Я.А. Теория горения и топочные устройства. М.: 1976.-487 с.

146. Толчинский Е.В., Колбасников В.А. Инженерный метод оценки взрывоопасных свойств пыли энергетических топлив // Электрические станции. -1999.-№3.-С. 2-9.

147. Ахмедов Р.Б., Цирульников JI.M. Технология сжигания горючих газов и жидких топлив. -JI. :Недра, 1984. 238 с.

148. Перегудов B.C. Расчет плазменной стабилизации горения пылеугольно-го факела // Теплофизика и аэромеханика. 2003. - Т.10. - №1. С. 123 - 133.

149. Перегудов B.C. Плазменное воспламенение пылеугольного топлива// В сб.: Исследование и применение низкотемпературной плазмы. Издание Научного совета РАН по проблеме "Физика низкотемпературной плазмы". -М.- 2003. С. 66 - 68.

150. Перегудов B.C. Расчет основных параметров плазменного воспламенения угля // XXVIII Сибирский теплофизический семинар, Институт теплофизики СО РАН. Новосибирск. - 2005.

151. Перегудов B.C. Определение энергозатрат при плазменном воспламенении углей // XXVII Сибирский теплофизический семинар, Институт теплофизики СО РАН. Москва-Новосибирск, 1 - 5 окт. 2004 г., статья № 109.

152. Перегудов B.C. Кинетический расчет плазменного воспламенения угля при различных начальных условиях // Теплофизика и аэромеханика. 2002. -Т.9. -№1. - С. 29-36.

153. Карпенко Е.И.,Буянтуев С.Л., Михайлов С.Ф., Перегудов B.C. Плаз-менно-угольная стабилизация выхода жидкого шлака в энергетических котлах // В сб.: Новые технолргии и техника в теплоэнергетике. Новосибирск -Гусиноозерск. - 1995. - С. 24 - 28.

154. Перегудов B.C. Расчет двухступенчатой камеры термохимической подготовки и мощности плазмотрона для плазменно-угольной растопки котла // Горение и плазмохимия. 2004. - № 4. - Т. 2 - С. 41 - 50.

155. Печенегов Ю.Я. Тёплообмен и теплоносители в процессах термической обработки измельченного твердого топлива / Под ред. В.Г. Каширова. Саратов: Изд-во Саратовского университета, 1983. 115 с.

156. Е.И. Карпенко, В.Г. Лукьященко, В.Е. Мессерле и др. Новые технологии топливоиспользования и переработки минерального сырья // Горение и плазмохимия. 2004. - Т.2. - № 2. - С. 117 -144.

157. Пат. 2129342 РФ , МПК С1 6 Н 05 В 7/18. Плазменный реактор постоянного тока / В.Г. Лукьященко, Е.И. Карпенко, B.C. Перегудов и др. (РФ) № 97100294/25; Заявл. 08.01.97. Опубл в Б.И. №11 20.04.99.

158. Пат.2129343 РФ МГЖ Cl 6 H 05 В 7/18 Плазменный реактор и способ управления электродуговым разрядом плазменного реактора / В.Г. Лукья-щенко, Е.И. Карпенко, B.C. Перегудов и др. (РФ) № 97101163/25; Заявл. 08.01.97. Опубл в Б.И. №11 20.04.99.

159. Исследования в области промышленного применения сорбентов / Под ред. К.В.Чмутова. М.: 1961.- 232 с.

160. Михеев Н.И., Олимпиев В.В., Молочников В.М. и др. Сокращение потерь мазута от испарения в общих резервуарах мазутного хозяйства ТЭС и котельных // XXVII Сибирский теплофизический семинар. Москва Новосибирск, 1 - 5 октября 2004 г., с 251 - 253.

161. Карпенко Е.И., Буянтуев С.Л., Цыдыпов Д.Б. Плазменная технология получения полукокса-сорбента // Энергетика, информатика и плазменные технологии: Сб. науч.трудов. -Улан-Удэ. 1997. - С. 159 - 164.

162. Жуков М.Ф., Перегудов B.C., Карпенко Е.И. и др. Плазменно-энергетические технологии топливоиспользования: проблемы и решения. //В сб.: Новые технологии и научные разработки в энергетике. Тезисы докладов. Вып. 1. Новосибирск. - 1994. - С. 13-15.

163. Жуков М.Ф., Орлов П.П., Перегудов B.C., Тарасенко А.П. Генераторы плазмы и возможности плазменных технологий // В сб. : Фундаментальные и поисковые исследования в интересах Министерства обороны СССР. -1988, вып. 45.-С. 16-20.

164. Жуков М.Ф., Мессерле В.Е., Перегудов B.C., Энгельшт B.C. Розжиг и стабилизация горения пылеугольных топлив низкотемпературной плазмой // Энергетик. 1993. - С. 14 - 16.

165. Аньшаков A.C., Урбах Э.К., Перегудов B.C. и др. Двухструйный плазмотрон с цилиндрическими электродами // В сб.: Генераторы низкотемпературной плазмы. XI Всес. конф. Новосибирск, 1989. - Т.1. - С. 145 - 146.

166. Аныпаков A.C., Быков А.Н., Перегудов B.C. и др. Двухструйный плазмотрон технологического назначения // В сб.: Автоматизированные электротехнологические установки. Новосибирск:НГТУ, 1992. - С. 111 -127.

167. Жуков М.Ф., Коротеев A.C., Урюков Б.А. Прикладная динамика термической плазмы. Новосибирск. - 1975. - 300 с.

168. Перегудов B.C., Урюков Б.А. Сопротивление дугового разряда по отношению к линейным возмущениям // Изв. СО АН СССР, сер. техн. наук. -1977. Вып. 3. - № 13. - С. 90 - 96.

169. Перегудов B.C., Урюков Б.А. Область устойчивой работы плазмотрона большой длины // Изв. СО АН СССР. Сер. техн. наук. - 1980. - Вып. 1. - № 3.-С. 71-73.

170. Перегудов B.C. Влияние межсекционных полостей на динамические характеристики дуги //Изв. СО АН СССР. Сер. техн. наук. - 1980. - Вып. 3. - №13.-С. 92-97.

171. Девятов Б.Н., Перегудов B.C. Общий метод аналитического представления решений многомерных линейных задач динамики плазмы // Изв. СО АН СССР, сер. техн. наук. 1980. - Вып. 8. - № 2. - С. 74 - 80.

172. Перегудов B.C. Динамические характеристики электрической дуги. Дисс. на соис. учен. степ, канд.техн.наук. Новосибирск. - 1983. - 179 с.

173. Пат. 2230991 РФ, МКР 7 F23Q5/00. Способ розжига и/или стабилизации горения пылеугольного факела в котлоагрегатах /Карпенко Е.И., Мессерле В. Е., Перегудов B.C. (РФ). №2000130146/06; Заяв. 2000.12.04; Опуб. в БИ 2004.10.20, №29/2004

174. Пат. №12023 KZ, МКИ F23C5/24, F23 С11/00. Способ розжига и/или стабилизации горения пылеугольного факела в котлоагрегатах. / Карпенко Е.И. Мессерле В.Е., Перегудов B.C. № 2000/1157.1; Заявл.27.10.2000; Опубл. в Б .И. 16.09.2002, № 9.

175. Бобнев A.A. Динамическая характеристика электрической дуги, горящей вцилиндрическом канале // Изв. СО АН СССР, сер. техн. наук, 1978. Вып. 2. - № 8.-С. 18-30.

176. Ржевкин С.Н. Курс лекций по теории звука. Издат. МГУ, I960. - 335 с.

177. Сергиенко A.C., Шашков А.Г. Динамические вольтамперные характеристики плазмотронов постоянного тока при больших и малых амплитудах и скоростях изменения тока. ИФЖ, 1970. - Т. 19. - № 4. - С. 669 - 677.

178. Автоколебания в потоках, обтекающих полости // Труды Американского общества инженеров-механиков. Теоретические основы инженерных расчетов. 1978. - Т. 100. - № 2. - С. 119 - 135.

179. Морз Ф. Колебания и звук. М. - JI. - 1949. - 496 с.

180. Овсянников A.A. Исследование физико-химических процессов в турбулентных потоках низкотемпературной плазмы. Дисс. на соискан. учен. степ, докт. техн. наук. М. - 1981. - 386 с.

181. Жуков М.Ф., Тимошевский А.Н., Перегудов B.C. и др. Плазмотроны. Исследования. Проблемы. Новосибирск: Издательство СО РАН. - 1995. - 203 с.

182. Патент № 2273797. Способ безмазутной растопки котла. / Перегудов B.C., Мессерле В.Е. (РФ). № 2004125786. Заявл. 24.08.2004 г. Опубл. в Б.И. 10.04.2006 г., № 10/2006.

183. Пат. № 1732119 РФ, МКИ 5 F 23 Q 5/00. Устройство для воспламенения пылеугольного топлива /Булгаков В.В., Волобуев А.Н., Перегудов B.C. и др.РФ). № 4465528. Заяв. 1988.07.25. Опубл. в Б.И. 1992.05.07, №13/1997.

184. Пат. № 2047048 РФ, МКИ 6 F23D1/00. Устройство для воспламенения пылеугольного топлива /Перегудов B.C., Ибраев Ш.Ш., Карпенко Е.И. (РФ). № 93020035/06. Заяв. 1993.04.16. Опубл. в Б.И. 1995.10.27.

185. Пат. №2128408 РФ, МКИ 6 Н05В7/18, Н05Н1/32. Установка для безмазутной растопки пылеугольного котла и подсветки факела /Карпенко Е.И., Буянтуев С.Л., Перегудов B.C., Мессерле В.Е. (РФ). № 97114255/25. Заяв. 1997.08.15. Опуб. в Б.И. 1999.03.27.

186. Пат. № 12641 KZ, МКИ F 23В 7/00, F23D 1. Способ плазменного воспламенения пылеугольного топлива и плазменная пылеугольная горелка / Карпенко Е.И., Мессерле В.Е., Перегудов B.C. №2000/1393.1; Заявл. 28.12.2000; Опубл. в Б.И. 15.01.2003, №1.

187. Патент №2210700. Способ плазменного воспламенения пылеугольного топлива / Карпенко Е.И., Мессерле В.Е., Перегудов B.C., Пшеничников Ю.М. По заяв. №2001119485/06; Заяв. 13.07.2002; Опубл. в Б.И.20.08.2003 г., № 23.

188. Розанов Ю.К. Основы силовой электроники. М.:Энергоатомиздат. -1992.-296 с.

189. Перегудов B.C., Буянтуев С.Л., Карпенко Е.И. и др. Плазменно-угольная растопка котла БКЗ-75 // В сб.: Новые технологии и техника в теплоэнергетике. Доклады международного семинара. НовосибирскГусиноозерск. 1995. - С. 21-28.

190. Карпенко Е.И., Буянтуев СЛ., Михайлов С.Ф., Перегудов B.C. Работа пылеугольного котла в режиме безмазутной растопки // Электрические станции. 1994. - № 12. - С. 28 - 30.

191. Патент РФ № 2071010, МКИ 6 F 23 С 5/24. Способ удаления жидкого шлака из топки котла / М.Ф. Жуков, Е.И. Карпенко, B.C. Перегудов и др. Заявка № 95100202; заявл. 20.0101995 г. Опубл. вБ.И. 27.12.96, бюл. № 36.

192. Бабий В.И., Вербовецкий Э.Х., Артемьев Ю.П. Горелка с предварительной термоподготовкой угольной пыли // Теплоэнергетика.2000.-№10.-С. 33 -38.

193. Росляков В.П., Егорова JI.E., Чжун Бэйцзин. Принципы стадийного горения твердых топлив // Теплоэнергетика. 1994. - №12. - С. 51 - 55.

194. Правила взрывобезопасности топливоподачи и установок для пылепри-готовления и сжигания пылевидного топлива. РД 153 34.1 - 03.352 - 99. -М.: 2000.

195. Дудоров Ю.Д. О новом методе оценки взрывобезопасных свойств пыли энергетических топлив и о температуре пылегазовоздушной смеси за мельницей // Электрические станции.- 2000. № 3. - С. 24 - 28.

196. Перегудов B.C., Пугач Л.И., Мунгалов Г.М. Плазменный розжиг и стабилизация горения топлив // В сб.: Электрофизика горения. -Караганда, 1987.-С. 24

197. Перегудов B.C., Карпенко Е.И., Буянтуев С.Л. Плазменный розжиг и стабилизация горения мазутного факела //В сб.: Новые технологии и научные разработки в энергетике. Тезисы докладов. Вып. 1. Новосибирск.1994.-С. 11-13.

198. Юхимчук С.А., Беляева Е.В., Резник А.Н. Результаты испытаний экспериментальной установки плазменного поджига и стабилизации горения жидкого топлива // Плазмохимия. Киев, 1991. - С. 125 - 130.

199. Электродуговые генераторы термической плазмы / М.Ф. Жуков, И.М. Засыпкин, А.Н. Тимошевский и др. Новосибирск: Наука. Сиб. предпр. РАН, 1999.-712 с.

200. Карпенко Е.И., Мессерле В.Е., Перегудов B.C. и др. Плазмохимические технологии перспективный путь решения проблемы розжига и подсветки пылеугольного факела// Энергетик. - 2002. - № 3. - С. 11 -14.

201. Чурашов В.Н., Журавель Н.М., Перегудов B.C., Чернова Г.В. Эколого-экономическая эффективность замены мазутного розжига угля на ТЭС на плазменный // В сб.: Новые технологии и техника в теплоэнергетике, 4.1. -Новосибирск-Гусиноозерск, 1995. С. 33 - 40.

202. Чернова Г.В., Мессерле В.Е., Зубарев Н.М., Перегудов B.C. Оценка эффективности плазменного розжига и подсветки топлива на угольных тепловых электростанциях // В сб.: Экономические аспекты развития энергетики Сибири. Новосибирск, 1997. - С. 131 - 144.

203. Гольдштейн А.Д., Кругликов П.Л., Смолкин Ю.В. Промышленная энергетика, проблемы и основные направления энергосбережения // Теплоэнергетика. 2003. - № 2. - С. 51 - 55.

204. Утович В.А., Перегудов B.C., Новиков Н.Л. и др. К вопросу о перспективности применения плазменной технологии для сжигания углей // В сб.: Плазменная активация горения углей. Алма-Ата, 1989. - С. 95 - 106.