Экологический анализ локальных систем теплоснабжения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.01, кандидат технических наук Павлов, Петр Петрович

• Павлов, Петр Петрович
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Павлов, Петр Петрович

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

В.1. Современное состояние экологических исследований теплоисточников

небольшой мощности на твердом топливе

В. 2. Постановка задач исследований

1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ОБРАЗОВАНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ ПРИ СЛОЕВОМ ГОРЕНИИ

1.1. Методические вопросы экспериментальных исследований слоевых

теплоисточников

ХЛЛ.Объекты экспериментальных исследований

1.1.2. Особенности сжигания топлива и проведения экспериментальных исследований в мелких слоевых теплоисточниках

1.1.3. Использованные приборы и оборудование

1.2. Методика расчета удельных энергетических и экологических характеристик мелких слоевых теплоисточников

1.2.1. Расчет удельных экологических характеристик

1.2.2. Расчет тепловых потерь и КПД

1.3. Экспериментальные исследования выбросов вредных веществ теплоисточниками с периодическим сжиганием

1.3.1. Моноксид углерода

1.3.2. Оксиды азота

1.3.3. Диоксид серы

1.3.4. Твердые частицы

1.3.5. Сажа и полициклические ароматические углеводороды

1.4. Экспериментальные исследования газообразования в слое

2. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОБ РАЗОВАНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ ПРИ СЛОЕВОМ ГОРЕНИИ

2.1. Методика термодинамического моделирования процессов слоевого горения

2.2. Моделирование процессов газообразования в слое

2.2.1. Стадия выхода и горения летучих

2.2.2. Азотсодержащие продукты пиролиза

2.2.3. Серосодержащие продукты пиролиза

2.2.4. Стадия горения коксового остатка

2.3. Моделирование процессов в объеме топки

2.4. Обобщение результатов термодинамического моделирования

3. ОЦЕНКА РОЛИ МЕЛКИХ ТЕПЛОИСТОЧНИКОВ В ЗАГРЯЗНЕНИИ АТМОСФЕРЫ

3.1. Анализ структуры теплоисточников г. Иркутска

3.2. Определение объемов вредных выбросов мелкими теплоисточниками '

3.3. Оценка влияния теплоисточников малой мощности на качество воздуха

3.3.1. Моноксид углерода (СО)

3.3.2. Диоксид серы (502)

3.3.3. Диоксид азота (N0?)

3.3.4. Твердые частицы

3.3.5. Сопоставление расчетных данных и экспериментальных замеров концентраций вредных веществ в атмосфере города

3.4. Результаты непрерывного автоматического мониторинга моноксида углерода в атмосфере города Иркутска

3.4.1, Анализ динамики концентраций СО в атмосфере города

3.4.2. Влияние метеорологических факторов на содержание СО в атмосфере города

4. АНАЛИЗ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ МОДЕРНИЗАЦИИ МЕЛКИХ ТЕПЛОИСТОЧНИКОВ И РЕСТРУКТУРИЗАЦИИ ТОПЛИВОСНАБЖЕНИЯ

4.1. Анализ технических причин низкой экологической эффективности мелких теплоисточников

4.2. Оценка эффективности модернизации мелких теплоисточников

4.2.1. Мероприятия по модернизации

4.2.2. Оценка изменения выбросов вредных веществ и качества атмосферного воздуха

4.3. Оценка эффективности реструктуризации топливоснабжения мелких теплоисточников

4.3.1. Оценка изменения выбросов вредных веществ

4.3.2. Оценка изменения качества атмосферного воздуха

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Литература. Приложения

118

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Экологический анализ локальных систем теплоснабжения»

ВВЕДЕНИЕ.

В.1 Современное состояние экологических исследований теплоисточников небольшой мощности на твердом топливе.

В настоящее время человеческая цивилизация столкнулась с рядом глобальных экологических проблем, которые угрожают самому ее существованию. Одной из этих проблем является загрязнение городов, в которых в большинстве стран мира, в том числе и в нашей стране, проживает основная часть населения [1]. Жители городов в течение длительного времени подвергаются воздействию широкой гаммы вредных веществ, среди которых есть не только токсичные, но канцерогенные и мутагенные.

Энергетика является одним из основных виновников в сложившейся экологической ситуации [2,22]. Вследствие того, что большая часть энергетических установок находится в городах, особого внимания заслуживает проблема загрязнения воздушного бассейна городов выбросами энергетики. При сжигании органических топлив на электростанциях, в промышленных и коммунальных котельных, различного рода печах в атмосферу городов выбрасывается большое количество пыли, соединений серы и азота, моноксида углерода, тяжелых металлов, полициклических ароматических углеводородов и других вредных веществ.

Особенно сильно загрязнены города, в топливно-энергетическом балансе которых большую долю занимает уголь [3]. К этой группе можно отнести многие российские города, в том числе города Восточной Сибири и Дальнего Востока, где основным сжигаемым топливом является бурый и каменный уголь. Город Иркутск, взятый автором в качестве объекта для экологических исследований, является типичным представителем этой группы городов.

В городах имеются различные виды стационарных энергетических источников, которые составляют основу систем теплоснабжения и степень воздействия которых на атмосферу неодинакова. Последняя определяется типом и мощностью теплоисточника, характеристиками топлива и условиями его сжигания, наличием или отсутствием установок очистки дымовых газов, высотой выброса и другими факторами. Наиболее изученными с точки зрения вредного воздействия на окружающую среду являются крупные теплоисточники - пылеугольные и мазутные котлы [2,4,5,6,7,8]. В данных публикациях достаточно глубоко с научной точки

зрения исследованы процессы образования вредных веществ при пылеугольном горении, очистки уходящих газов, а также распространение выбросов в атмосфере. Вместе с тем, до сих пор отсутствуют глубокие теоретические исследования процессов образования вредных веществ при слоевом горении твердых топлив и не до конца выяснена роль теплоисточников небольшой мощности в общем загрязнении городов. Особенно это касается мелких слоевых котлов и печей индивидуального отопления, составляющих основу локальных систем теплоснабжения (децентрализованных и небольших централизованных).

Чтобы разобраться с этой проблемой обратимся к некоторым фрагментам истории развития слоевых теплоисточников и локальных систем теплоснабжения.

Следует отметить, что основополагающие работы, посвященные мелким теплоисточникам и процессам слоевого горения твердых топлив, относятся еще к 2030-м годам нашего столетия и принадлежат известным русским ученым-теплотехникам Л.К.Рамзину [9,10,11], А. С. Предводите леву [12], Г.Ф.Кнорре [13] и др. Однако целью этих работ являлось исследование тепловых потерь и повышение энергетической эффективности (КПД) работы мелких теплоисточников. При этом не уделялось практически никакого внимания экологическому воздействию этих теплоисточников на природу. Так, например, в данных публикациях моноксид углерода (СО) выступал, не как вредный загрязнитель, а всего лишь как показатель химической неполноты горения. Несмотря на дальнейшее развитие теории горения твердых топлив [14,15], такое положение сохранялось довольно долго.

В последующие годы научные исследования и опытно-конструкторские работы были сосредоточены в области пылеугольного сжигания и казалось, что пылеугольные котлы полностью вытеснят из энергетики мелкие слоевые котлы с их низкой энергетической и экологической эффективностью. Но этого не произошло. Причина заключается в наличии технических и экономических ограничений на применение пылеугольных котлов для целей теплоснабжения мелких потребителей. Новые перспективные способы сжигания угля (например, в кипящем слое) по объективным причинам (технически сложные и дорогие) не нашли широкого применения в мелких теплоисточниках.

Ретроспективный обзор литературы показал недостаток внимания со стороны отечественной науки к проблемам мелких теплоисточников, в которых до сих пор используются старые экологически опасные технологии сжигания.

В настоящее время в связи с ухудшением экологической обстановки в городах, ужесточением экологических ограничений на выбросы и развитием децентрализованных систем теплоснабжения, снова возрос интерес к малым теплоисточникам [16,17,18]. Появление новых более совершенных приборов для измерения и контроля вредных веществ, например, портативных газоанализаторов, позволило проводить качественные всесторонние исследования содержания вредных веществ в выбросах мелких теплоисточников. Так в [19], с помощью портативного многокомпонентного газоанализатора исследовано влияние различных факторов (нагрузки, конструкции горелок, добавления влаги в зону горения и т.д.) на содержание в уходящих газах вредных веществ. Однако в этой работе рассматривались только отопительные котлы на жидком и газообразном топливе, которые характеризуются стационарным процессом горения. Сжигание же твердого топлива в слоевых котлах (особенно с периодической загрузкой топлива) сопровождается сильной неравномерностью всех характеристик горения в течении периода (цикла) горения. Что определяет особенности проведения измерений и расчета характеристик процесса периодического горения.

Все возрастающий интерес к мелким теплоисточникам объясняется еще и тем, что последние являются основными поставщиками в атмосферу городов продуктов неполного горения, к числу которых относятся и наиболее опасные загрязнители -канцерогенные вещества [20, 21]. В [21] проанализированы вопросы образования бенз[а]пирена и указывается на значительные выбросы его мазутными котлами малой производительности. Однако, как и в предыдущих публикациях, здесь не рассмотрены слоевые котлы на твердом топливе и домовые печи. Как было сказано выше, их экологические исследования начались лишь в последние годы и носят фрагментарный характер, т.е. не содержат комплексного анализа вредного воздействия таких источников на атмосферу городов. Последний включает:

• всесторонние исследования процессов образования вредных веществ при горении топлив;

• получение надежных данных по удельным выбросам вредных веществ в атмосферу рассматриваемыми источниками;

• определение их вклада в суммарные валовые выбросы загрязнителей в атмосферу города и влияния на уровень концентраций вредных веществ в воздушном бассейне;

• выработку рекомендаций (мероприятий) по их экологическому совершенствованию.

Всесторонние исследования процессов горения топлив позволяют раскрыть закономерности образования многих вредных веществ и наметить технические мероприятия по их подавлению. К сожалению, теоретические представления о горении твердых топлив и, тем более, образования при этом вредных веществ, не развиты в полной мере и до настоящего времени. Причиной служит трудность экспериментального исследования и теоретического описания этого явления, включающего в себя сложную совокупность физических и химических стадий.

Приоритетные работы в формулировке математических моделей и физических механизмов горения принадлежат Н.Н.Семенову и Я.Б.Зельдовичу [22,23,24]. Однако в этих работах изучались преимущественно процессы горения газов и гораздо меньше внимания уделялось исследованию процессов образования вредных веществ при горении твердых топлив. Для описания последних используются методы химической кинетики [25,26,27], тепло- и массопередачи [28,29], термодинамики [30,31] и других научных дисциплин. В указанных публикациях достаточно хорошо описаны методы применения рассматриваемых научных дисциплин в процессах пылеугольного горения твердого топлива, имеющих стационарные условия. Процесс слоевого горения (особенно периодического) твердого топлива в отличие от пылеугольного характеризуется большой нестационарностью условий и характеристик горения, что вызывает значительные трудности при его теоретическом исследовании. Поэтому для теоретических исследований процессов образования вредных веществ при слоевом периодическом горении твердых топлив требуется разработка нового методического подхода.

В основе такого подхода может находиться термодинамическая модель экстремальных промежуточных состояний (МЭПС) [38, 54, 55]. МЭПС разработана в лаборатории термодинамики Института систем энергетики (бывшего Сибирского энергетического) под руководством Б.М.Кагановича, С.П.Филиппова и Е.Г.Анциферова. Она имеет огромные потенциальные возможности для моделирования рассматриваемых процессов и позволяет решать некоторые классы задач, связанные с* изучением ' процессов образования вредных веществ в энергоустановках [56,57,58,59,60].

По мнению автора эффективность применения МЭПС существенно возрастает, если использовать в качестве ограничений дополнительную информацию,

полученную путем натурных экспериментов и расчетов с помощью кинетической модели. Поэтому в настоящей работе при исследовании процессов образования вредных веществ при слоевом горении угля автором сделана попытка совместного применения методов термодинамики (МЭПС), кинетики и экспериментальных данных.

Базовой информацией при экологическом анализе воздействия источника на атмосферу городов являются удельные выбросы им вредных веществ. Обзор литературы показал недостаточность данных по удельным выбросам мелких теплоисточников для корректной количественной оценки роли малой энергетики в загрязнении атмосферы городов. Известные методики расчета этих показателей [32,33] подготовлены на основе опыта эксплуатации котлов, применяемых в Европейской части бывшего СССР для сжигания донецких, кузнецких и подмосковных углей. Обоснованность использования данной методики для углей Восточной Сибири и местных теплоисточников не доказана и в литературе не обсуждалась. Соответствующие стандартные нормативные методики для мелких слоевых котлов и особенно для домовых печей вообще отсутствуют. Все это заставило автора провести экспериментальные исследования мелких слоевых теплоисточников и получить надежные данные по удельным выбросам вредных веществ слоевыми котлами и домовыми печами, сжигающими угли местных месторождений.

Негативное воздействие теплоисточников на атмосферу города определяется не только мощностью выбросов загрязнителей, но и создаваемым источниками уровнем концентраций вредных веществ в воздушном бассейне. В некоторых работах [18,19] указывается на значительное влияние мелких теплоисточников на качество воздуха. Вместе с тем в этих публикациях нет четких данных по относительному вкладу мелких источников (особенно слоевых отопительных котлов и домовых печей) в суммарный уровень концентраций вредных веществ в атмосфере города. Он определяется на основе сопоставления средних за зиму концентраций загрязнителей в атмосфере города, создаваемыми рассматриваемыми источниками и полученными на модели рассеивания вредных выбросов. Известная отечественная модель рассеивания ОНД-86 [62] не позволяет получать среднезимние концентрации вредных веществ, поэтому при оценке вклада отдельных групп теплоисточников в общую среднюю за зиму концентрацию какого-либо вещества, автором использовалась крупномасштабная модель рассеивания выбросов КСБТЗ. Эта модель проверена в

ряде стран и как показывают результаты ряда работ [51,52], достаточно достоверна и надежна.

В завершении нужно отметить, что недостаточность экологических исследований теплоисточников небольшой мощности усугубляется тем, что последние практически не контролируются государственными природоохранными органами [34], а также организациями котлонадзора [35]. Ввиду этого наблюдаются некачественная эксплуатация источников, моральное и физическое старение оборудования, сжигание низкокачественных топлив и т.д. Это подтверждают результаты их обследования [36,37], показывающие высокие концентрации вредных веществ в уходящих газах и низкий КПД мелких слоевых теплоисточников.

В.2 Постановка задач исследований.

Из проведенного автором анализа тематической литературы следует, что, во-первых, отсутствуют глубокие теоретические исследования процессов образования многих вредных веществ при слоевом горении, без чего затруднительно дать корректные рекомендации по экологическому совершенствованию мелких теплоисточников; во-вторых, нет надежных данных по удельным выбросам вредных веществ в атмосферу этими источниками; в-третьих, отсутствуют обоснованные оценки потенциальных возможностей экологического совершенствования процессов слоевого горения путем модернизации топок и реструктуризации топливоснабжения; в-четвертых, не до конца остается выясненным вклад мелких слоевых котлов и домовых печей в суммарные валовые выбросы загрязнителей в атмосферу города и их влияние на уровень концентраций вредных веществ в воздушном бассейне. Кроме того, на данный момент нет удовлетворительных рекомендаций и подходов к решению проблемы экологически чистого использования мелких слоевых теплоисточников, особенно печей индивидуального отопления. Это указывает на актуальность выбранной автором темы исследований.

На огромных территориях России (прежде всего Восточной Сибири и Дальнего Востока) нет и в обозримом будущем не будет достаточно протяженной сети газовых коммуникаций. Но в- этих районах много угля и дров. Причем дрова являются возобновляемым видом топлива. Поэтому в ближайшие десятилетия в названных регионах основным топливом, сжигаемым в мелких теплоисточниках, останутся уголь и дрова.

Учитывая рассмотренную актуальность проблемы, автором поставлены следующие основные цели диссертационной работы:

1. Оценка экологической и энергетической эффективности действующих мелких слоевых теплоисточников.

2. Определение путей снижения их вредного воздействия на окружающую среду и выработка соответствующих мероприятий.

3. Оценка эффективности термодинамического моделирования при экологическом анализе периодических процессов горения.

Для достижения выбранных целей в диссертации решаются следующие задачи:

• разработка методики расчета удельных экологических характеристик слоевых теплоисточников с периодическим сжиганием;

• проведение экспериментальных исследований выбросов вредных веществ действующими слоевыми теплоисточниками;

• экспериментальное исследование процессов газообразования при слоевом горении угля;

• развитие методов термодинамического анализа с применением моделей экстремальных промежуточных состояний для исследования процессов слоевого горения;

• термодинамический анализ процессов образования вредных веществ при слоевом горении с использованием модели МЭПС и экспериментальных данных;

• оценка роли мелких теплоисточников в загрязнении атмосферы города;

• разработка и анализ экологической эффективности мероприятий по модернизации мелких теплоисточников и реструктуризации их топливоснабжения.

Методический подход заключается в совместном использовании экспериментальных исследований мелких теплоисточников, термодинамического анализа (с помощью МЭПС) процесса слоевого горения угля, моделей рассеивания вредных выбросов и системных исследований роли рассматриваемых источников в загрязнении атмосферы городов.

Научная новизна: •

1. Впервые выполнен комплексный экологический анализ мелких котельных и домовых печей, использующих угли Восточной Сибири и дрова, включающий экспериментальные и теоретические исследования.

2. На основе формул для расчета мгновенных характеристик составлена новая методика расчета средних удельных выбросов слоевых отопительных котлов и домовых печей с периодическим сжиганием топлива.

3. Впервые проведено сопоставительное сжигание разных углей Восточной Сибири в слоевых топках мелких отопительных котлов и домовых печей с целью определения их энергетических и экологических характеристик.

4. Проведены экспериментальные исследования процесса газообразования в слое при горении угля в отопительном котле тепловой мощностью 1 МВт. Новизна проведенных исследований заключается в одновременном измерении всех основных характеристик процесса горения, включая экологические показатели, как непосредственно в зоне горения, так и на выходе из котла.

5. Для моделирования процессов слоевого горения применена модель экстремальных промежуточных состояний, что потребовало разработки новых методов термодинамического анализа с помощью МЭПС, предусматривающих использование результатов экспериментальных замеров. Это позволило получить новую информацию об условиях образования ряда вредных веществ на различных стадиях процесса горения.

6. Предложена методика и получены результаты системных исследований роли мелких теплоисточников в загрязнении атмосферы города (на примере г. Иркутска). Особенностью этих исследований является сочетание моделирования выбросов вредных веществ и их рассеивание в атмосфере города с результатами непрерывного контроля их концентраций в городском воздухе.

7. Определена экологическая эффективность модернизации мелких теплоисточников и реструктуризации их топливоснабжения.

На защиту выносятся:

1. Методика и результаты расчета удельных энергетических и экологических характеристик теплоисточников с периодической загрузкой топлива на основе экспериментальных данных.

2. Методика и результаты термодинамического моделирования процессов образования вредных веществ при слоевом горении угля.

3. Результаты системных исследований роли мелких теплоисточников в загрязнении атмосферы городов.

4. Комплекс мероприятий по повышению экологической эффективности мелких теплоисточников на основе их модернизации и реструктуризации топливоснабжения.

Практическая значимость

1. Получены надежные оценки удельных выбросов N0*, Б02, пыли, сажи и полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) для малых отопительных котлов и домовых печей, которые могут быть использованы для определения валовых выбросов и оценки роли мелких теплоисточников в загрязнении окружающей среды города.

2. Термодинамический анализ влияния ключевых факторов слоевого горения (избытка окислителя, температуры горения и др.) на образование вредных веществ на различных стадиях периодического горения позволяет: 1) наметить мероприятия по модернизации и реструктуризации топливоснабжения мелких теплоисточников; 2) подготовить рекомендации для текущего управления процессом горения; 3) сформулировать предложения для проектирования новых котлов.

3. В значительной мере положения выполненого анализа могут найти применение и при исследовании других нестационарных технологических или природных процессов.

4. Выявленные автором (на основе длительных и регулярных измерений) закономерности изменения концентраций моноксида углерода в атмосфере Иркутска могут быть использованы для выявления роли мелких теплоисточников в загрязнении окружающей среды города и при медико-экологическом исследовании влияния воздушных загрязнителей на состояние здоровья его жителей.

5. Результаты по оценке экологической эффективности мероприятий по модернизации мелких теплоисточников и реструктуризации топливоснабжения могут найти применение при выборе стратегии экологически чистого использования топлива в других городах Сибири и Дальнего Востока с большой долей малых котлов и домовых печей.

Использование результатов

Теоретические ' и методические результаты диссертации нашли непосредственное применение:

• в фундаментальных исследованиях ИСЭМ СО РАН (1996-2000 гг.) по теме "Исследование взаимодействия энергетических объектов с окружающей средой",

входящей в состав приоритетных направлений исследований РАН "Фундаментальные проблемы создания безопасной и экологически чистой энергетики, включая атомную энергетику" (п. 2.1.2.);

• в работе по гранту РФФИ 1998-2000 гг. "Термодинамическое моделирование процессов воздействия энергетики на природу";

• в работах, выполненных в рамках проектов ТАСИС "Стратегия экологически чистого энергоснабжения Байкальского региона" и "Реструктуризация АО "Востсибуголь".

Апробация работы

Материалы, составляющие диссертацию, опубликованы в 11 печатных работах.

Кроме того, они обсуждались:

• на международном семинаре "Новые технологии и техника в теплоэнергетике" (Гусиноозерск, июнь-июль 1995 г.);

• на всероссийском симпозиуме "Энергетика России в переходный период: проблемы и научные основы развития и управления" (Иркутск, 1995 г.);

• на научно-технической конференции "Использование методов математического моделирования в котельной технике" в СибВТИ (Красноярск, 1996 г.);

• на совместных открытых семинарах Института систем энергетики СО РАН и фирмы WS Atkins International в рамках проекта ТАСИС "Экологически чистое энергоснабжение Байкальского региона" (Иркутск, апрель 1996 г., март 1997 г.);

• на II Сибирском Конгрессе по Прикладной и Вычислительной Математике ИНПРИМ-98 (Новосибирск, июнь 1998 г.);

• на международной конференции "Байкал, как участок мирового природного наследия" (Улан-Удэ, сентябрь 1998 г.)

• на Российско-Американском симпозиуме "Химия и окружающая среда" (Санкт-Петербург, 1998);

• на всероссийском семинаре "Моделирование неравновесных систем - 98" (Красноярск, 1998 г.)

• на Ученом совете и секции Научно-технического прогресса в энергетике Ученого совета ИСЭМ СО РАН;

• на конференциях научной молодежи ИСЭМ СО РАН (Иркутск, апрель 1996 г., апрель 1997 г., май 1998 г.).

Эффективность практических результатов подтверждается актами о внедрении.

Структура работы.

В первой главе диссертации излагаются методические вопросы и результаты экспериментальных исследований' процессов образования вредных веществ при слоевом горении твердых топлив. Рассмотрены особенности режимов работы действующих слоевых котлов с различными способами загрузки топлива. При этом основное внимание было уделено слоевым теплоисточникам с периодическим сжиганием, для которых были экспериментально определены удельные экологические характеристики большого числа загрязнителей (БОг, N0*, СО, пыль, сажа и полициклические ароматические углеводороды). Основная масса загрязнителей при слоевом горении образуется непосредственно в зоне горения, поэтому в конце первой главы обсуждаются результаты экспериментального исследования газообразования в слое.

Во второй главе приведены методика и результаты термодинамических исследований процессов образования вредных веществ при слоевом горении. Они проводились с использованием модели экстремальных промежуточных состояний и результатов натурных экспериментов. При этом моделирование процесса слоевого горения угля было разбито на два этапа: 1) моделирование процессов в слое (стадия выхода и горения летучих и стадия горения кокса) и 2) моделирование энергохимических процессов в топочном пространстве.

Третья глава диссертации посвящена оценки роли мелких теплоисточников в загрязнении городов. В качестве примера автором рассматривались теплоисточники города Иркутска. Анализировалась структура малой энергетики города, на основе которой, а также благодаря результатам первых двух глав диссертации, автором оценены объемы валовых выбросов мелких теплоисточников и определена их доля в суммарном загрязнении. На основе результатов рассеивания вредных выбросов и непрерывного автоматического мониторинга моноксида углерода в атмосфере города, определена степень влияния рассматриваемых источников на качество воздуха по основным загрязнителям.

В заключительной четвертой главе диссертации автором проводится анализ экологической эффективности мероприятий по модернизации мелких теплоисточников и реструктуризации топливоснабжения. Рассматриваются мероприятия, а также экологический и экономический эффекты от их внедрения, определяемые на основе изменения объемов выбросов вредных веществ, качества атмосферного воздуха и уменьшения годового расхода потребляемого топлива.

1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ОБРАЗОВАНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ ПРИ СЛОЕВОМ ГОРЕНИИ.

1.1. Методические вопросы экспериментальных исследований слоевых теплоисточников.

1.1.1. Объекты экспериментальных исследований.

В ходе экспериментальных работ по обследованию котельных г. Иркутска [24, 37] с целью определения энергетической и экологической эффективности мелких теплоисточников и выявления особенностей слоевого сжигания топлива, выяснилось, что все слоевые теплоисточники города в зависимости от способа загрузки топлива можно разделить на четыре группы:

• котлы с периодической ручной подачей угля,

• котлы с периодической механической подачей угля,

• котлы с непрерывной механической подачей угля,

• домовые печи.

В каждой из перечисленных групп автором, совместно с сотрудниками Института систем энергетики Ю.В.Наумовым и А.А.Ивановым были выбраны типичные представители и выполнены экспериментальные исследования их характеристик горения.

В качестве основных объектов для экспериментального исследования процессов слоевого горения топлив автором были выбраны мелкие слоевые отопительные котлы и домовые печи. Среди действующих слоевых теплоисточников они наиболее распространены и имеют наихудшие экологические характеристики.

Общий вид рассматриваемого отопительного котла показан на рис. 1.1. Он состоит из топки и расположенных в ней поверхностей нагрева, представляющих собой либо чугунные секции (Энергия, Универсал, КЧМ и т.д.), либо стальные трубы (HP, НРС, котел "Диодакова" и т.д.). Топки у всех котлов данной группы практически одинаковы, что определяет их очень схожие характеристики горения. Экспериментальные исследования последних проводились на котле НРС, который является типичным представителем рассматриваемой группы котлов в Байкальском

регионе и используется в локальных системах теплоснабжения. Площадь его поверхностей нагрева составляет около 5.8 м2. При работе на каменных углях котел имеет расчетную тепловую мощность около 800 кВт. Габариты котла (длина*ширина*высота): 3140*2385*2600 мм, колосниковая решетка имеет площадь

2 3

1,83 м ., объем топки - 2,35 м .

Рис. 1.1. Общий вид слоевого котла с ручной загрузкой топлива.

1 - колосниковая решетка, 2 -дверца топки, 3 - газоход, 4 -стенка из огнеупорного кирпича, 5 - дымовой боров, 6 -обмуровка.

Вторым объектом экспериментальных исследований была кирпичная печь индивидуального отопления традиционной для Сибири конструкции (рис. 1.2.)

По сравнению с отопительным котлом в конструкции домовой печи чаще всего отсутствуют металлические поверхности нагрева. Их роль выполняет кладка из кирпича. Размеры домовой печи, где выполнялись эксперименты составляют 1000*500*2100 мм, толщина стенок 120 мм, сечение газоходов 120*250 мм, высота трубы 6 м. Расчетная тепловая мощность печи составляет для дров около 2800 Вт, для угля - около 3000 Вт при двукратной за сутки топке. Пиковая мощность печи приблизительно равна 34-36 кВт.

Рис. 1.2. Общий вид домовой печи. 1 - колосниковая решетка, 2 - дверца топки, 3 дымоход, 4 - огнеупорный кирпич, 5 поддувало, 6 - дверца для чистки дымохода, 7 заслонки.

Для получения полной картины способов слоевого сжигания твердых топлив, дополнительно обследовались механизированные котлы с периодической (типа "Братск") и непрерывной (типа ДКВР-10) загрузкой угля.

"Братск" имеет механическую систему подачи угля "шурующая планка", мощность составляет около 1 МВт. Конструкция и размеры топки котла идентичны рассмотренной группе с ручной загрузкой топлива, что определяет схожий режим работы, с одним лишь отличием, в процессе горения нет накопления шлака, обеспечивающее одинаковость малых циклов горения. Изменение характеристик горения в течение одного цикла качественно и количественно аналогично котлу с ручным забросом.

На ДКВР-10 используются непрерывные пневмомеханические забрасыватели, обеспечивающие непрерывную подачу топлива и достаточно стабильный процесс горения. Наличие экономайзера, средств контроля и регулирования процесса горения обеспечивает более высокую энергетическую эффективность, чем у рассмотренных периодических теплоисточников. Но Наряду с этим, наблюдаются сопоставимые значения экологических характеристик.

На рис. 1.3. схематически показано горение угля в слое и изменение основных характеристик (избытка воздуха - ав и температуры газов) в объеме топки, характерное для всех рассматриваемых групп теплоисточников.

На входе колосниковой решетки мы имеем чистый воздух, т.е. избыток воздуха равен со. По мере прохождения сквозь слой воздух быстро обуглероживается и избыток воздуха в слое постепенно падает. Минимальное значение ав приобретает по завершению процесса горения. Одновременно с убыванием ав наблюдается возрастание температуры газов, которая после достижения максимального значения начинает снижаться за счет лучистого теплообмена.

Рис. 1.3. Схема слоевого

горения твердого топлива. 1 - колосниковая решетка, 2 - слой горящего топлива, 3 -поверхности нагрева.

воздух

При сжигании твердых топлив в рассматриваемых слоевых теплоисточниках процесс горения последовательно проходит через три стадии: прогрев топлива, выход и горение летучих веществ, горение коксового остатка.

Стадии термолиза углей изучались достаточно детально [39], однако эти исследования имели несколько иные цели и задачи, не затрагивающие экологических вопросов при слоевом горении твердых топлив.

1.1.2. Особенности сжигания топлива и проведения экспериментальных исследований в мелких слоевых теплоисточниках.

Главной целью исследований являлось определение количественных характеристик выбросов вредных веществ и КПД мелких слоевых теплоисточников, в качестве последних достаточно рассмотреть отопительные котлы и печи с ручной загрузкой топлива. Для достижения поставленной цели автором решались следующие задачи:

1. Определение параметров дымовых газов на выходе из котла: температуры; содержания кислорода (02); концентраций моноксида углерода (СО), оксидов азота (Ж)х), диоксида серы (Б02), твердых частиц; разрежения и скорости потока.

2. Определение параметров воздуха на входе в котел: температуры, давления, расхода.

3. Лабораторный анализ проб твердых частиц: количественное определение твердых частиц и асоциированных на них полициклических ароматических углеводородов (ПАУ); определение размеров твердых частиц и элементного состава их органической части. _ ,

4. Расчет на основе экспериментальных замеров удельных характеристик выбросов вредных веществ.

Особенностью процессов сжигания твердого топлива в слоевом котле является существенное изменение во времени перечисленных выше параметров, представленных на рис. 1.4. и характеризующих тепловые и газодинамические процессы в установке. После загрузки топлива процесс горения активизируется. В Повышается температура уходящих газов (Тух) и содержание углекислого газа (С02) и уменьшается содержание кислорода (02) (рис. 1.4. а,б). Максимум С02 и Т^ и

минимум 02 соответствует моменту интенсивного горения. По мере выгорания топлива С02, ТУх снижается, а 02 повышается.

а)

б)

н 100 +

$ 6 -6 ¥

Л о 4 --

2 --

о --

т 20

- 18 £

- 16 Г\ СЧ О

- 14

и 12

- 10

в)

г)

с а а

¿1 £

Рис. 1.4. Изменение характеристик котла с.ручным забросом топлива в течение малого цикла горения (------заброс топлива).

Также периодически изменяются выбросы моноксида углерода (СО), оксида серы (БОг) и оксида азота (N0) (рис. 1.4. в,г,д). Однако характер изменения их в течение цикла горения неодинаков.

Пик выхода СО (одного из компонентов летучих веществ) наблюдается (рис. 1.4. в) сразу после загрузки топлива. По мере активизации горения концентрация СО

уменьшается до наименьшей в момент интенсивного горения. Далее, не смотря на большой избыток кислорода, содержание СО (уже продукта неполного горения углерода) снова растет, что является следствием уменьшения температуры в слое горения.

Концентрации оксидов азота (ИОх) в уходящих газах (рис. 1.4. г) соответствуют интенсивности процесса горения, о чем можно судить по температуре уходящих газов (рис. 1.4. а), поскольку расход охлаждающего теплоносителя через котел постоянен. Рост концентраций ИОх отмечается с начала цикла и соответствует сумме топливных и быстрых оксидов азота. В момент интенсивного горения >Юх максимальны и состоят из трех составляющих: топливных, быстрых и термических. Возможность образования последних определяет температура горения. По мере выгорания топлива суммарные N0 уменьшаются за счет снижения доли термических и топливных оксидов азота. В конце цикла горения суммарные N0 состоят в основном только из быстрых оксидов. На это указывает низкая температура горения, а значит невозможность образования термических N0 и практически отсутствие выхода летучих, в состав которых входят азотсодержащие соединения угля -источники топливных N0.

Как видно из рис. 1.4. д, процесс окисления серы топлива до БОг практически не зависит от условий горения. Основная часть серы сгорает в течение первой половины цикла горения, полностью выгорая на стадии горения кокса.

В режиме работы слоевого котла с ручной загрузкой угля (типа НРС, Энергия, Универсал и т.п.) можно выделить два основных периода (цикла) горения топлива: малый, равный времени между двумя очередными загрузками топлива, и большой -между чистками колосниковой решетки от шлака. Представленные на рис. 1.4. графики изменения основных характеристик горения котла НРС в малом цикле, указывают на необходимость использования средних за период величин для корректной оценки энергетической и экологической эффективности источников с периодическим сжиганием топлива. Это в свою очередь требует достаточной частоты и синхронности измерений представленных на рис. 1.4. показателей в течение периода горения, в котором интервал между единичными замерами должен составлять не менее 5-10 % (2-3 минуты) времени цикла. Последние во всех

исследуемых теплогенераторах производятся согласно правилам теплотехнических испытаний котельных установок [54].

Эффективность работы рассматриваемого типа котла характеризуется средними за большой период горения показателями, полученными по результатам замеров нескольких малых циклов (в начале, середине и конце большого). Ввиду того, что в ходе работы котла увеличение высоты шлака на колосниковой решетке происходит равномерно, допустимо исследование только одного-двух малых циклов в середине большого. В этом случае эксперименты проводятся в следующем порядке. По прошествии нескольких часов работы после чистки решетки от шлака топка котла доводится до состояния горения практически чистого углерода, что контролируется как визуально, так и по снижению (практически до минимума) содержания моноокиси углерода и снижению до весьма малых значений содержания двуокиси серы. После этого производится заброс порции исследуемого угля и параллельно на выходе из топки (за последними поверхностями нагрева) с достаточным интервалом начинаются измерение расхода, состава и параметров газа и отбор проб твердых частиц. При прогорании порции (фиксируется по увеличению избытка воздуха и снижению температуры до определенных значений) забрасываются следующая порция того же угля при непрерывной регистрации параметров и отбора проб.

Основными особенностями домовых печей являются отсутствие поверхностей нагрева (водяных труб) и периодический режим топки (в среднем два раза в сутки). Следствием первого является высокая температура уходящих газов, а второго -большая нестационарность характеристик горения в течение топки.

На рис. 1.5. показано изменение характеристик горения типичной для нашего региона домовой печи. При растопке тепло топлива в основном идет на нагрев печи (время прогрева определяется массой печи). При этом температура горения небольшая и наблюдается высокий выход СО. После прогрева печи и установления в ней достаточно высокой температуры, концентрация СО в дымовых газах уменьшается, эпизодически возрастая только в момент последующих загрузок топлива, а также на стадии догорания. Очень высокие концентрации СО (до 25000 ррш) возможны при загрузке в топку печи избыточной порции дров.

Рис. 1.5. Изменение характеристик домовой печи в течение периода ее работы.

(------ заброс топлива).

Изменение концентраций N0 и 802 (при сжигании угля) в уходящих газах печи подобно рассмотренным выше зависимостям для котла с ручной периодической загрузкой угля.

В режиме работы домовых печей все стадии (растопка, несколько малых циклов и догорание топлива) сопоставимы по времени между собой (часть последней стадии иногда исключают, удаляя недогоревшее топливо), что требует их совместного рассмотрения.

При исследовании характеристик горения домовой печи топка производится наиболее распространенным в нашем регионе способом. Растопка производится дровами (чаще всего сосновыми). После их разгорания загружается исследуемое топливо (уголь или дрова). Измерения состава и параметров газа и отборы твердых частиц в уходящих газах производятся в дымовой трубе выше задвижки и

начинаются с момента растопки. Замеры производятся до полного прогорания последней порции топлива. При этом для корректного определения энергетических и экологических характеристик этого теплоисточника, их следует проводить в течение всего времени работы печи с достаточным (1-2-х минутным) интервалом.

Характерной особенностью слоевых котлов и печей с ручной загрузкой топлива является зависимость их характеристик работы от качества эксплуатации, которое определяется наличием приборов регулирования и контроля процесса горения (для котлов) и квалификацией обслуживающего персонала (для обоих теплоисточников). Отсутствие приборов и низкая квалификация приводят к некачественному ведению процесса горения топлива, следствием которого являются высокие выбросы СО , сернокислотная коррозия дымовых труб, большие тепловые потери с уходящими газами и очень низкий КПД.

1.1.3. Использованные приборы и оборудование.

Для измерения указанных выше параметров использовались следующие приборы:

- переносной газоанализатор КМ9006 <31ЛТОХ, позволяющий измерять температуру газов до 600 °С, содержание кислорода в диапазоне от 0 до 20 % (об.), содержание моноксида углерода, окислов серы и азота в диапазоне от 0 до нескольких тысяч частей на миллион (ррт),

- переносной многодиапазоновый микроманометр для измерения давления или разряжения в газоходах и воздуховодах (диапазон измерения от -2500 до +2500 Па),

- переносной цифровой анемометр для измерения скорости газов и воздуха,

- переносной цифровой радиометр для бесконтактного измерения температур в

топке,

- прибор "ВЫСОК" для приближенной (качественной) оценки запыленности газового потока.

Сбор образцов твердых частиц производился методом внешней фильтрации в условиях изокинетичности газового потока с помощью пробоотборного устройства, включающего следующие элементы:

- заборную трубку с набором меняющихся наконечников, имеющих различные размеры входного отверстия,

- фильтродержатель с фильтрами,

- блок измерения объема отбираемых дымовых выбросов;

- насос для отбора воздуха.

Отбор твердых частиц производился одновременно с анализом уходящих газов.

Количество частиц, собранных на фильтры, определяли весовым методом по разности веса фильтров до и после отбора проб.

Количественное определение ПАУ производилось с помощью микроколоночного жидкостного хроматографа "Милихром А-02".

Определение размеров частиц проведено на приборе SK-Laser Micron Sizer PRO-7000.

Элементный состав органической массы твердых частиц определяли на анализаторе ЕА 1108.

В сечениях, где производились замеры, предварительно снимались поля скоростей и температур; замеры параметров и отборы проб производились в центре сечения.

Замеры концентраций 02, СО, NOx и S02 в дымовых уходящих газах исследуемых теплоисточников производилось автором с помощью переносного газоанализатора QUINTOX. Сбор образцов твердых частиц осуществлен Л.И. Белых. Лабораторный анализ проб твердых частиц выполнен А.Г.Горшковым.

1.2. Методика расчета удельных энергетических и экологических характеристик мелких слоевых теплоисточников.

1.2.1. Расчет удельных экологических характеристик.

Одним из критериев сравнения экологической эффективности различных теплоисточников является отношение массы выброса вредного вещества к выделившейся тепловой энергии топлива (кг/ГДж), полученными за период горения. В отличии от критерия, выраженного в мг/нм , этот показатель позволяет более

корректно сравнивать теплоисточники с различными способами сжигания и видами используемых топлив.

Исходя из особенностей слоевого периодического сжигания, используемого в мелких слоевых теплоисточниках, удельный выброс _]-го вредного вещества в кг/ГДж, характеризующий экологическую эффективность теплоисточника, предлагается определять из соотношения:

М:

1?;="^, (1.1)

где <2 и М] соответственно тепло топлива (ГДж) и массовый выброс у-го вредного вещества (кг), выделившиеся за период горения. В качестве исходной информации в расчетах величин М-} и (2 используются результаты измерений компонентного состава и параметров уходящих газов.

Для теплоисточников с периодическим горением топлива мощность выброса

М] определяется как

п-1

(1-2)

1=1

где / - порядковый номер замера в течение периода горения; п - общее количество замеров; т,, - мгновенная мощность выброса ^го вещества в ьм замере, кг/с; А/, -

интервал времени между ;'-м и /+1 замерами, с.

Мгновенная мощность выброса вредного вещества (кг/с) равна

к ¡Л ■

т =у (1.3)

у ' 100 22.4

где К; - мгновенный объемный расход сухих дымовых газов при нормальных

о

условиях (н.у.), м /с; к^ - концентрация }-го газообразного загрязнителя при 1-м замере (определяется газоанализатором), об.%; ц - молярная масса ^го газообразного загрязнителя, г/моль.

Мгновенный объемный расход сухих дымовых газов равен

974

1 /

где V? - действительный расход дымовых газов, определяемый в ьм замере, м3/с, -температура дымовых уходящих газов (определяется термометром), К; Ъ\ -

мгновенный расход топлива, кг/с; Ун0- объем водяных паров, образующихся при сжигании 1 кг топлива (определяется по известным формулам [53]), м /кг (прин.у.).

Мгновенный расход топлива равен

1200 . Ъ;--*

тсо21 + тС01

(1.4)

с \ 44 2В

где С - содержание углерода в топливе на рабочую массу, %; и Щсгл ~ мгновенные массовые расходы С02 и СО, кг/с, рассчитываемые как:

^СОЦ-К* — * —, (1-5)

Заключение диссертации по теме «Энергетические системы и комплексы», Павлов, Петр Петрович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

1. Выполнен экологический анализ локальных систем теплоснабжения основанных на применении мелких котельных и домовых печей, использующих угли Восточной Сибири и дрова, включающий экспериментальные и теоретические исследования этих теплоисточников. Используемый при этом методический подход включал в себя:

• оценку существующих энергетических и экологических показателей мелких теплоисточников;

• определение вклада мелких теплоисточников в суммарное загрязнение атмосферного воздуха;

• выявление причин их низкой энергетической и экологической эффективности;

• разработку мероприятий по модернизации и реструктуризации топливоснабжения мелких теплоисточников;

• оценку экологического и экономического эффекта после реализации обеих групп мероприятий.

2. Разработана методика расчета средних удельных экологических характеристик слоевых теплоисточников с периодическим горением на основе экспериментального определения компонентного состава дымовых уходящих газов. Она предназначена для корректного определения удельных выбросов вредных веществ мелкими котельными и домовыми печами.

3. Проведены экспериментальные исследования выбросов вредных веществ действующими мелкими котельными и домовыми печами. При этом в них выполнено сопоставительное сжигание пяти углей Восточной Сибири (Азейский, Черемховский, Мугунский, Тугнуйский, Ирша-Бородинский) и на основе разработанной автором методики для этих углей определены удельные выбросы 1\гОх, БОг, СО, сажи, пыли и 11 -ти полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), в том числе и бензапирена.

4. Проведены экспериментальные исследования процесса газообразования при слоевом горении угля, с использованием смонтированной автором установки. По результатам замеров компонентного состава газов на выходе из слоя рассчитаны баланс углерода в слоевой топке и мгновенный избыток воздуха в слое по ходу топочного цикла. Эти результаты были использованы в дальнейшем в качестве исходной информации при моделировании слоевого горения с помощью термодинамической модели экстремальных промежуточных состояний (МЭПС).

5. На основе совместного использования МЭПС, экспериментальных замеров и кинетической модели выполнены теоретические исследования процесса слоевого горения, которые позволили получить новую дополнительную информацию об условиях образования ряда вредных веществ на различных стадиях цикла горения и определить оптимальные с экологической точки зрения условия горения. Выявлено, что наблюдаемые при слоевом сжигании топлив большие выбросы продуктов неполного горения являются результатом значительного недостатка в слое горения избытка окислителя и низкой температуры горения. Подтверждено, что полициклические ароматические углеводороды так же являются продуктами неполного горения.

6. Предложена методика и получены результаты комплексных исследований роли мелких теплоисточников в загрязнении атмосферы города (на примере г. Иркутска). Особенностью этих исследований является сочетание моделирования рассеивания выбросов вредных веществ в атмосфере города с результатами непрерывного контроля их концентраций в городском воздухе. Результаты исследований указывают на преобладающее влияние малых котельных и домовых печей на качество воздуха в городе Иркутске, особенно в части его загрязнения продуктами неполного горения.

7. Путем анализа результатов натурных измерений выявлены причины низкой энергетической и экологической эффективности отопительных котельных небольшой мощности, работающих на угле. Среди них наиболее важными являются следующие:

• некачественное ведение процесса сжигания топлива;

• длительная эксплуатация котлов на низкой нагрузке;

• сжигание углей с большим содержанием мелких фракций;

• недостатки конструкции и плохое техническое состояние топок и котлов в целом;

8. Подготовлены рекомендации по улучшению энергетических и экологических показателей угольных котельных небольшой мощности. Основными из них являются:

• установка минимально необходимые для оценки состояния котла и ведения режима горения контрольно-измерительные приборы;

• поддержание в работе минимально необходимое количество котлов с нагрузкой близкой к номинальной;

• реконструкция котлов с целью улучшения технического состояния и устранения конструктивных недостатков топок и котлов в целом;

• обеспечение снабжения котельных со слоевыми котлами наиболее "чистым" из имеющихся сортированным углем.

9. Оценен экологический и эффект от модернизации угольных котельных и реструктуризации их топливоснабжения. Так в результате выполнения в полном объеме мероприятий по модернизации мелких котельных на 20% уменьшится потребность котельных в топливе и значительно сократятся выбросы вредных веществ в атмосферу региона (по 80г - на 20%, по СО - на 60%, по летучей золе -на 35%, по бенз(а)пирену - на 70%). Выбросы КОх после модернизации котельных останутся на прежнем уровне. При реструктуризации топливоснабжения наибольшего суммарного положительного экологического эффекта можно ожидать от применения тугнуйского и бородинского углей. Расширение использования мугунского угля ведет к росту эмиссии БОг, а черемховского - к некоторому увеличению выбросов 802 и летучей золы. В отношении снижения выбросов СО, 1МОх и бенз(а)пирена реструктуризация топливоснабжения котельных практически ничего не дает. Для домовых более эффективным топливом, чем уголь, являются дрова. При переходе с угля на дрова увеличивается КПД печи, исключаются выбросы оксидов серы, уменьшаются выбросы 1\Юх, твердых частиц, сажи и ПАУ. При этом выбросы СО практически не меняются.

10.Дополнительно оценен экономический эффект от предлагаемых групп мероприятий по модернизации котельных, который определялся по экономии топлива на рассматриваемых теплоисточниках за счет повышения их КПД. При этом отмечен довольно короткий срок окупаемости предлагаемых мероприятий: малозатратных - 3-5 месяцев, высокозатратных до 1.5 года.

118

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Павлов, Петр Петрович, 1999 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Безуглая Э.Ю. Мониторинг состояния загрязнения атмосферы в городах. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 199 с.

2. Энергетика и охрана окружающей среды / Под ред. Н.Г.Залогина, Л.И.Кроппа и Ю.М.Кострикина. - М.: Энергия, 1979. - 352 е., ил.

3. Безуглая Э.Ю., Расторгуева Г.П., Смирнова И.В. Чем дышит промышленный город? Л.: Гидрометеоиздат. - 1991. - 225 с.

4. Сигал И.Я. Защита воздушного бассейна при сжигании топлива. - Л.: Недра.- 1988.

5. Внуков А.К. Теплохимические процессы в газовом тракте паровых котлов. - М.: Энергоиздат, 1981. - 296 е., ил.

6. Лавров Н.В., Розенфельд Э.И., Хаустович Г.П. Процессы горения топлива и защита окружающей среды. - М.: Металлургия, 1981. - 240 с.

7. Котлер В.Р. Оксидьг азота в дымовых газах котлов. М.: Энергоатомиздат, 1987. 144 с.

8. Волков Э.П. Контроль загазованности атмосферы выбросами ТЭС. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 256 е.: ил.

9. Рамзин Л.К. Значение топочного пространства и определение его размеров. / Известия теплотехн. ин-та. Выпуск №2, М.: ОНТИ, 1925. - С. 22-27.

Ю.Рамзин Л.К. Сжигание низкосортных топлив в СССР. / Известия теплотехн. ин-та. Выпуск №8(41), М.: ОНТИ, 1928. - С. 29-35.

11.Рамзин Л.К.Сравнительная экономичность сжигания типичных видов топлива. Известия теплотехн. ин-та. Выпуск №2(45), М.: ОНТИ, 1929. - С. 3-18.

12.Предводителев A.C. Процессы горения угля, сб. под ред. A.C. Предводителева, М.ЮНТИ. - 1938.

13.Кнорре Г.Ф. Метод изучения работы слоя при фазовых процессах сжигания топлива, Труды ЛОТИ, 3, 1932.

14.Кнорре Г.Ф. Топочные процессы. М.-Л.: ГЭИ, 1959.

15. Слоевые методы энергохимического использования топлива, под. ред. Померанцева В.В., Госэнергоиздат, 1962.

16.Борщов Д.Я., Воликов А.Н. Защита окружающей среды при эксплуатации котлов малой мощности. - М.: Стройиздат, 1987. - 156с.: ил. - (Охрана окружающей природной среды).

17.Братенков В.Н., Хаванов П.А., Вэскер Л.Я. Теплоснабжение малых населенных пунктов. М.: Стройиздат 1988.

18.Беляев С.П., Бесчастнов С.П. Особенности зольного загрязнения окружающей среды малых городов Сибири в холодное время года // Теплоэнергетика 1997, 12, 21-25.

19.Беликов С.Е., Котлер В.Р. Малые котлы и защита атмосферы. Снижение вредных выбросов при эксплуатации промышленных и отопительных котельных. - М.: Энергоатомиздат, 1996. - 128 с.

20.Ровинский Ф.Я., Теплицкая . Т.А., Алексеева Т.А. Фоновый мониторинг полициклических ароматических углеводородов. - Л.: Гидрометеоиздат, 1988. - 224 с.

21.Байбуз В.Ф., Гладышев Г.П., Зицерман В.Ю. и др. Образование бензпирена в котельных установках. Экологические проблемы малой энергетики. / Препринт ИВ ТАН № 3-408. - М: ИВТАН, 1997. - 62 с.

22.Экологическая обстановка в Иркутской области в 1994 году. Государственный доклад. 1995. 198 с.

23.Сборник правил и нормативно-технических документов по котлонадзору / Сост.

A.А.Тихомиров, А.Н.Суслов. - М.: Машиностроение, 1993. - 544 е.: ил.

24.Техническая оценка котлов малой и средней мощности. Отчет проекта ТАСИС №ESIB 9304. - Иркутск.: Институт систем энергетики, 1997. - 25 с.

25.Семенов H.H. Развитие теории цепных реакций и теплового воспламенения. - М.: Знание, 1969. - 94 с.

26.Семенов H.H. К теории процессов горения // Теория горения и взрыва. - М.: Наука, 1981.-С. 5-32.

27.Зельдович Я.Б., Баренблатт Г.И., Либрович В.Д., Махвиладзе Г.М. Математическая теория горения и взрыва. - М.: Наука, 1980.

28.Семенов H.H. Цепные реакции. Л.: Госхимиздат, 1934. 555 с.

29.Химия горения: Пер. с англ./Под ред. У.Гардинера, мл.-М.: Мир, 1988.-464 е., ил.

30.Барсамян Г.Б., Назарян А.О., Смирнов Б.М. Кинетика выделения и горения летучих веществ разных типов углей // Химия горения твердого топлива. 1992. N4. с. 102-107.

31. Моделирование горения твердого топлива/ Э.П.Волков, Л.И.Зайчик,

B.А.Першуков.-М.:Наука, 1994.-320 с.

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

33.Термодинамические исследования процессов переработки и сжигания углей: Сб. научн. тр./ ЭНИН им. Г.М.Кржижановского. - М., 1984. - 154 с.

34.Внуков А.К. Теплохимические процессы в газовом тракте паровых котлов. - М.: Энергоиздат, 1981. - 296 е., ил.

35.Сборник методик по определению концентраций загрязняющих веществ в промышленных выбросах. Л.: Гидрометеоиздат, 1987.

36.Методика определения валовых и удельных выбросов вредных веществ в атмосферу от котлов тепловых электростанций. РД. 34.02.305.90. - М., 1991. - 34с.

37. Стратегия экологически чистого энергоснабжения региона озера Байкал / Заключительный отчет проекта ТАСИС №ESIB 9304. - Иркутск.: Институт систем энергетики, 1997. - 198 с.

38.Каганович Б.М., Филиппов С.П. Равновесная термодинамика и математическое программирование. - Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН,

1995. - 236 с.

39.Липович В.Г., Калабин Г.А., Калечиц И.В. и др. Химия и переработка угля. - М.: Химия, 1988. - 336 с.

40.Zander М. (1980). The handbook of enviromental chemistry. Springer-Verlag Berlin, Hedelberg, New-York. - Vol.3, pt. A. - P. 109-113.

41.Кейко A.B., Павлов П.П. Моделирование процессов слоевого горения угля / Материалы XXVII Конференции научной молодежи Сиб. энергет. ин-та СО РАН 14-15 апреля 1997. - Сиб. энергет. ин-т СО РАН, Иркутск, 1997. - с.54-70 - Рус. Деп. ВИНИТИ 12.09.97. No.2830-B97.

42.Альтпгулер B.C., Клириков Г.В. Термодинамические характеристики газификации сернистых мазутов под давлением до 100 ат. - Газовая промышленность, 1963, № 4.

43.Мухина Т.Н., Барабанов Н.Л., Бабаш С.Е. и др. Пиролиз углеводородного сырья. -М.: Химия, 1987. - 239 с.

44.12. Отс A.A., Егоров Д.М., Саар К.Ю. Исследование образования окислов азота из азотсодержащих соединений топлива и факторов, влияющих на этот процесс// Теплоэнергетика. - 1982. М12. - С. 15-18.

45.Росляков П.В. Расчет образования топливных оксидов азота при сжигании азотсодержащих топлив // Теплоэнергетика. 1986. N 1. с.37-41.

46.Термодинамические исследования состояния соединений серы, ванадия и окислов азота в продуктах сгорания сернистого мазута./ Рождественский И.Б., Гутов В.Н., Мотин Г.И., Яхилевич Ф.М. - В кн.: Теплофизические свойства химически реагирующих гетерогенных смесей. - М.: ЭНИН, 1973.

47.Померанцев В.В., Ахметов K.M., Ахмедов А.Б. Основы практической теории горения / Под ред. В.В.Померанцева. - Л.: Энергоатомиздат, 1986. - 312 с.

48.Кейко A.B. Пакет программ для кинетического анализа термодинамических процессов. / Препринт №7 Сиб. энерггет. ин-та СО РАН. - Иркутск: СЭИ СО РАН,

1996. - 45 с.

49.Бочков М.В., Ловачев Л.А., Четверушкин Б.Н. Химическая кинетика образования NOx при горении метана в воздухе // Мат. моделирование. 1992. Т.4, N9. с.3-36.

50.Павлов П.П. Эмиссия полициклических ароматических углеводородов малыми отопительными котлами // Материалы XXVIII Конференции научной молодежи Института Систем Энергетики им. Л.А.Мелентьева СО РАН, Иркутск, 13-14 мая

1998. / Институт Систем Энергетики им. Л.А.Мелентьева СО РАН.- Иркутск, 1998. (в печати).

51.Markiewicz М.Т. The Gaussian air pollution dispersion model with the variability of input parameters taken into account. // Environ Prot. Eng. 1994 (Pub. 1995), 20(1-4), pp. 123-141.

52. Proceedings of the Workshop on Operational Short-range Atmospheric Dispersion Models for Environmental Impact Assessment in Europe, 1994 // Int. J. Environ. Pollut. 1995, 5(4-6), pp.331-784.

53.Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод). ГЭИ, М.-Л.: 1957, 232 с.

54.В.И.Трембовля, Е.Д.Фингер, А.А.Авдеева. Теплотехнические испытания котельных установок. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 416 е.: ил.

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

56.Б.М.Каганович, С.П.Филиппов, Е.Г.Анциферов. Моделирование термодинамических процессов. - Новосибирск: ВО Наука. Сибирская издательская фирма, 1993. - 101 с.

57.Каганович Б.М., Филиппов С.П., Павлов П.П. Термодинамический анализ процессов образования оксидов азота при сжигании угля // Новые технологии и техника в теплоэнергетике, Новосибирск-Гусиноозерск, ИТФ, 1995, С. 95-102.

58.Филиппов С.П., Каганович Б.М. Термодинамический анализ экологической безопасности процессов газификации угля // Исследование новых энергетических технологий, Иркутск, СЭИ СО РАН, 1995, С.26-31.

59.Филиппов С.П., Каганович Б.М., Павлов П.П. Экологический анализ процессов сжигания угля // Исследование новых энергетических технологий, Иркутск, СЭИ СО РАН, 1995, С.32-47.

60.Филиппов С.П., Каганович Б.М., Павлов П.П. Термодинамический анализ развития энергетических технологий // Системные исследования в энергетике в новых социально-экономических условиях, Новосибирск: Наука, 1995 С. 162-176.

61.Кейко A.B.,Филиппов С.П., Каганович Б.М. Химическая безопасность атмосферы и энергетика. - Иркутск: СЭИ СО РАН, 1995. - 35 с.

62.Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. Общесоюзный нормативный документ. ОНД-86. - Л.: Госкомгидромет, 1987. - 93 с.