Термическая подготовка и зажигание частиц водоугольного топлива применительно к топкам котельных агрегатов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.14, кандидат наук Сыродой, Семен Владимирович

• Сыродой, Семен Владимирович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Сыродой, Семен Владимирович

СОДЕРЖАНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ ЗАЖИГАНИЯ ЧАСТИЦ ВОДОУГОЛЬНОГО ТОПЛИВА В УСЛОВИЯХ, СООТВЕТСТВУЮЩИХ ТОПОЧНЫМ УСТРОЙСТВАМ КОТЕЛЬНЫХ

АГРЕГАТОВ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ

ГЛАВА 2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА ПРИ ЗАЖИГАНИИ ЧАСТИЦЫ ВОДОУГОЛЬНОГО ТОПЛИВА В УСЛОВИЯХ, СООТВЕТСТВУЩИХ ТОПОЧНЫМ УСТРОЙСТВАМ КОТЕЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ

2.1 Физическая постановка

2.2 Математическая постановка

2.3 Методы решения

2.4 Решение уравнения теплопроводности

2.5 Решение уравнения теплопроводности с учетом движения границы раздела системы «исходное ВУТ - сухой углеродистый агломерат» в условиях испарения воды

2.6 Решение уравнения химической кинетики

2.7 Решение уравнения фильтрации

2.8 Алгоритм решения задачи

2.9 Решение тестовых задач

2.9.1 Одномерный теплоперенос в сферической частице

2.9.2 Одномерный теплоперенос в сферической частице с химической реакцией (задача зажигания)

2.9.3 Одномерный теплоперенос в сферической частице с химической реакцией и термическим разложением материала

ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАЖИГАНИЯ ЧАСТИЦЫ ВОДОУГОЛЬНОГО ТОПЛИВА В УСЛОВИЯХ, СООТВЕТСТВУЮЩИХ ТОПОЧНЫМ УСТРОЙСТВАМ КОТЕЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ

3.1 Зажигание частицы водоугольного топлива в условиях, соответствующих топочному устройству котельных агрегатов ТЭС

3.2 Сравнение результатов применения двух возможных различных подходов к моделированию процессов тепломассопереноса при зажигании частиц водоугольного топлива

3.3 Влияние зависимости теплофизических свойств угля от температуры на условия и характеристики зажигания частицы водоугольного топлива

3.4 Зажигание частиц водоугольного топлива при различных концентрациях угольной компоненты

3.5 Зависимость времени задержки зажигания частиц ВУТ от интенсивности теплообмена

3.6 Анализ зависимости времени задержки зажигания от геометрической конфигурации частицы водоугольного топлива

3.7 Влияние гетерогенности структуры частиц ВУТ на характеристики и

условия воспламенения

3.8. Условия и характеристики воспламенения частиц водоугольных топлив,

выполненных из углей различных марок

3.9 Рекомендации по конструированию топочных устройств водоугольных

котельных агрегатов тепловых электрических станций

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Термическая подготовка и зажигание частиц водоугольного топлива применительно к топкам котельных агрегатов»

ВВЕДЕНИЕ

Энергетическая политика Российской Федерации (распоряжение правительства №1715-р от 13 ноября 2009 г) в будущем будет ориентирована на снижение доли газа в структуре внутреннего потребления топливно-энергетических ресурсов. Уголь в скором времени должен стать основным топливом тепловых электрических станций (ТЭС) [1].

Необходимо отметить, что для широкого использования угля следует решить экологические проблемы, связанные с выбросами в атмосферу оксидов азота, серы и также образованием шлака в процессе сжигания [2]. Слабая проработанность таких научно-технических проблем стимулирует развитие новых «чистых» [1,3] угольных технологий (энерго- и экологоэффективных). Одним из наиболее перспективных технологических решений по оптимизации процессов топливосжигания на ТЭС является водоугольное топливо (ВУТ). В седьмой главе уже упоминавшейся энергетической стратегии России «Инновационная и научно-техническая политика в энергетике» особое внимание уделяется развитию технологий и созданию комплекса оборудования по производству и сжиганию водоугольных суспензий [1].

Но водоугольные топлива пока не получили широкого признания в нашей стране. Внедрение ВУТ связано с проблемами технологии их приготовления и сжигания [3-5]. К настоящему времени мировым лидером в области разработки и внедрения водоугольных топлив в теплоэнергетике является Китай [3]. Значительный практический и научный вклад по внедрению таких технологий вносит Япония. Также определенных успехов в применении водоугольных технологий достигли Италия, Швеция, Канада, США и Украина [3]. В последние годы в этих странах проводились исследования, связанные с получением устойчивой структуры ВУТ и его эффективным сжиганием [3]. Например, разработан ряд технических решений, позволяющих транспортировать на большие расстояния и длительно сохранять водоугольные суспензии [3,4]. В период с 1989-93.г в России функционировал водоуглепровод Белово-

Новосибирск протяженностью 262 км. Водоугольное топливо поставлялось на Новосибирскую ТЭЦ-5, где для его сжигания было оборудовано четыре котла [5]. Кроме того, проведены реконструкции ряда котельных агрегатов под использование ВУТ вместо мазута [6,7]. Получены [6,7] положительные результаты эксплуатации.

В период с начала 60-х годов до конца 80-х технологии ВУТ создавались с целью дешевой и энергоэффективной утилизации водоугольных шламов, являющихся побочным продуктом при гидродобыче и гидротранспорте угля на углеобогатительных фабриках [8,9]. Однако уже в настоящее время возможно целенаправленное производство и сжигание водоугольных суспензий в котельных агрегатах больших и малых тепловых электрических станций. Это связано с рядом существенных преимуществ ВУТ (как экологически чистого топлива) по отношению к традиционным энергоносителям (газ, мазут, уголь) [3,4,6]:

- снижение токсичных выбросов на всех этапах производства, транспортировки, хранения и сжигания ВУТ;

- взрыво- и пожаробезопасность во всех технологических операциях (транспорт, разгрузка, хранение, топливоподготовка);

- отсутствие опасности загрязнения почвы и водоемов;

- отсутствие пыли и загрязнения при транспорте;

- снижение вредных выбросов в атмосферу при сжигании.

- ограничение площади топливных складов ТЭС;

- отсутствие сооружений и механизмов топливоподачи (топливные конвейеры, угольные бункера, оборудования аспирации угольной пыли и т.д.)

- возможность использования трубопроводного транспорта;

Широкое внедрение водоугольного топлива может служить основой

эффективной замены дорогостоящих дефицитных экологически чистых природных энергоносителей (природного газа) на многих ТЭС с минимальными капитальными затратами и с сохранением на требуемом уровне антропогенных

.и .

выбросов в атмосферу. Перспективы дальнейшего развития использования водоугольного топлива весьма обширны [10-14].

Так же можно отметить, что при сжигании ВУТ образуется мелкодисперсный золовой остаток, который можно использовать как наполнитель для строительных смесей и материалов [15-18].

Анализ результатов [2-6,13,14,19,46] показывает перспективность развития технологий по сжиганию и газификации водоугольного топлива, хотя в настоящие время не решен ряд проблем использования водоугольной суспензии на тепловых электрических станциях [20-42,46]. Основными являются следующие:

- снижение энергозатрат на всех этапах производства, транспортировки и хранения водоугольных топлив;

- стабилизация процессов горения ВУТ в топках энергетических котлов различного исполнения (камерные топки, топки с кипящим слоем, вихревые топки и др.);

- использование низко-реакционных и высокозольных углей при производстве водоугольных топлив;

- использование обводнённых отходов углеобогатительных фабрик;

- повышение стабильности ВУТ при трубопроводной транспортировке;

- производство дешевых и эффективных присадок и пластификаторов;

- глубокая деминерализация углей при приготовлении водоугольных топлив;

- повышение теплоты сгорания частицы водоугольного топлива;

- автоматизация комплекса процессов приготовления, транспортировке, хранения и сжигания ВУТ.

Проблемы разработки технологии приготовления водоугольного топлива и

применения его для сжигания в топках энергетических котлов также слабо

исследованы [43-52]. Метод [52] определения оптимальных параметров

приготовления ВУТ, основанный на энергетическом балансе всех этапов

производства (измельчение, гомогенизация структуры ВУТ), транспортировки по

-6-

трубопроводам, влагоудалении во время сжигания, разработан достаточно давно и не учитывает большую группу важных факторов.

Современное состояние проблемы научно-технического обоснования применения ВУТ в энергетике отражают работы [20,21,27,29-31,53-61], получившие дальнейшее развитие в трудах И.В. Давыдовой [62,63], А.Г. Онищенко [64,65], Исаева В.В [66-69], Т.Н. Бутылковой [70,71].

Из зарубежных исследователей наибольших успехов в разработке технологий гидротранспорта и сжигания водоугольных суспензий достигли коллективы под руководством О. Шварца и Г. Мертена [72], а также И. Тайдзона и С. Суэтиэро [73]. В ФРГ проводились исследования, посвященные непосредственному сжиганию водоугольного топлива в топочном устройстве котельного агрегата [73]. В США решались только задачи транспортировки ВУТ.

В общем случае ВУТ представляет собой сложную гетерогенную структуру, состоящую из мелко диспергированного угля и воды, с добавлением различных присадок и пластификаторов, сохраняющих твердые частицы во взвешенном состоянии [79]. Такая структура усложняет создание и развитие способов сжигания суспензионного топлива, которые должны обеспечивать удовлетворительные показатели по полноте сгорания и уровню выбросов окислов азота и серы.

На сегодняшний день разработаны несколько концепций сжигания водоугольного топлива в котлах различных мощностей. К ним относятся: классическое факельное сжигание в камерной топке, сжигание в кипящем слое, совместное сжигание с другими видами топлива (газ, уголь) [74-78].

Однако до настоящего времени практически отсутствуют научные основы проектирования топочных устройств котельных агрегатов ТЭС и камер сгорания ГТУ, работающих на водоугольном топливе. Эта проблема связана с особенностью моделирования процесса горения большой совокупности частиц [79,80] (необходимо знание закономерностей горения хотя бы одной частицы, которая впоследствии считается типичной).

Опубликовано небольшое число результатов исследований сжигания водоугольной суспензии [81-95]. В основном математические модели процесса зажигания сформулированы с рядом нижеперечисленных существенных допущений. В частности предполагается [81-85], что процесс зажигания можно представить в виде последовательных взаимосвязанных стадий. Такой подход позволяет рассматривать каждую стадию как отдельную задачу и находить относительно простые приближенные решения [81-85]. Подобный метод применен при численном исследовании [86,87].

Коллективами под руководством В.И. Мурко [46,88-92] и Овчинникова Ю.В [93;94] выполнено компьютерное моделирование процесса горения частиц водоугольного топлива в топочных камерах. В основу используемых расчетных комплексов заложены [89] математические модели, базирующиеся на той же гипотезе о дискретности основных процессов «термической подготовки» [89,91].

В тоже время достаточно очевидно, что представление о раздельности процессов, предшествующих зажиганию, применимо только для очень мелких частиц (с характерными размерами менее ЮОмкм). При зажигании крупных частиц большую роль может внести совместность всего комплекса физико-химических процессов предшествующих воспламенению (инертный прогрев, испарение, термическая деструкция, зажигание и горение летучих, зажигание и горение углерода кокса).

Вследствие отсутствия как экспериментальных, так и теоретических данных об основных закономерностях процессов тепло- и массопереноса при зажигании частиц водоугольного топлива сложно проектировать топочные устройства котельных агрегатов ТЭС, работающих на водоугольной суспензии.

Создание математических моделей и анализ основных процессов тепло- и массопереноса при зажигании частиц ВУТ представляют собой актуальные, не решенные до настоящего времени, задачи.

Цель исследования - разработка математической модели и анализ

основных закономерностей процессов тепломассопереноса при зажигании частиц

водоугольного топлива в условиях, соответствующих топочному пространству

-8-

котельного агрегата, при учете совместного протекания основных стадий процесса воспламенения: кондуктивно- конвективный теплоперенос, испарение влаги, термическое разложение органической компоненты топлива, выход и горение летучих, зажигание кокса.

Задачи исследования процессов тепло- и массопереноса при зажигании одиночных частиц водоугольного топлива состояли в установлении зависимостей основного параметра - времени задержки воспламенения частицы ВУТ от температуры внешней среды (продукты сгорания, экранные поверхности топочной камеры), размеров частицы; с учетом влияния экзотермических эффектов испарения влаги, термического разложения органической части топлива, химического взаимодействия углерода кокса и водяных паров, изменения теплофизических свойств углей с ростом температуры, формы частицы, излучения внешней среды, свойств угля.

Научная новизна работы:

Впервые сформулирована и решена задача тепломассопереноса при зажигании частицы водоугольного топлива в рамках математической модели, учитывающей сопряженность основных процессов «термической подготовки» [81-87]: инертный прогрев, испарение влаги, термическое разложение органической компоненты топлива, фильтрационный тепломассоперенос, химическое взаимодействие углерода кокса и водяного пара, выход летучих горючих компонентов и продуктов взаимодействия пара с углеродом, их воспламенение и горение. Решенная в диссертации задача не имеет аналогов по постановке, методу решения и полученным результатам.

Автором диссертации выполнено математическое моделирование процессов тепло- и массопереноса при воспламенении водоугольных частиц различного диаметра в широком диапазоне изменений условий теплообмена, (температура внешней среды и интенсивность теплообмена).

Практическая значимость результатов работы заключается в создании

математической модели и метода численного решения задачи зажигания частицы

водоугольного топлива. Полученные результаты исследований создают

-9-

объективные предпосылки для обоснования конструктивных характеристик и компоновок топочных устройств котельных агрегатов ТЭС, схем подготовки топлива с целью повышения эффективности его сжигания.

Достоверность результатов работы обеспечивается проверкой консервативности разностной схемы. Тестирование выбранных численных методов и разработанного алгоритма решения основной задачи выполнено на ряде менее сложных нестационарных, нелинейных задач теплопроводности, конвективного тепло- и массопереноса. Проведено сравнение полученных результатов с ранее опубликованными экспериментальными данными.

Автор защищает

Постановку задачи, результаты численных исследований закономерностей процессов тепломассопереноса при газофазном зажигании частиц водоугольного топлива в условиях, соответствующих топочному пространству котельных агрегатов, в рамках модели, учитывающей совместное протекание процессов испарения, фильтрации пара через пористую структуру, химического взаимодействия пара и углеродистого остатка, термической деструкции органической части, выхода летучих, их воспламенения.

Апробация работы. Основные материалы и результаты исследований докладывались и обсуждались на всероссийской молодежной конференции «Горение твердого топлива» (Томск, 2012.), на VIII всероссийской конференции с международным участием «Горение твердого топлива» (Новосибирск, 2012.), на XIX всероссийской конференции «Энергетика: эффективность, надежность, безопасность» (Томск, 2013), на XX международной конференции студентов и молодых ученых «Современные техника и технологии» (Томск, 2014), на I Международной конференции студентов и молодых ученых «Перспектива развития фундаментальных наук» (Томск, 2014).

Публикации. Основные результаты диссертации представлены в трудах вышеперечисленных конференций, а также в журналах: «Горение и плазмохимия», «Ползуновский вестник», «Энергетика и теплотехника», «European Physics Journal».

Содержание работы.

Первая глава отражает современное состояние теоретических и экспериментальных исследований процессов зажигания и горения частиц водоугольного топлива (ВУТ) в типичных условиях топочного пространства. Рассмотрены результаты немногочисленных работ по зажиганию частиц ВУТ в типичных условиях, соответствующих топочному пространству котельных агрегатов тепловых электрических станций. Проанализирована общая теория воспламенения конденсированных веществ, которая может быть использована в качестве основы при построении моделей зажигания частиц водоугольного топлива.

Во второй главе представлена постановка основной задачи зажигания. Приведено описание выбранных численных методов. Рассмотрено решение уравнений, используемых для моделирования исследуемого процесса. Оценка достоверности полученных, результатов проведена путем проверки консервативности разностной схемы. Подробно рассмотрен алгоритм решения задачи зажигания. Приведено численное решение тестовых задач для верификации используемого алгоритма и выбранных численных методов. Представлены результаты решения одномерных нестационарных, нелинейных задач теплопроводности с учетом химической реакции.

В третьей главе анализируются основные закономерности процессов тепло- и массопереноса при зажигании частиц водоугольного топлива в условиях, соответствующих топочному пространству. Приведены основные результаты численных исследований: зависимости времени задержки воспламенения типичных частиц водоугольного топлива от размеров и формы, температуры внешней среды, марки угля, теплофизических свойств угольной части топлива (с учетом зависимости последних от температуры); изучено влияние условий теплообмена, гетерогенности структуры частицы ВУТ, тепловых эффектов (испарения воды, фильтрационного тепло- и массопереноса, термического разложения органической части).

Проведен анализ двух различных моделей воспламенения частицы ВУТ. Проанализированы зависимости времен задержек зажигания от интенсивности теплообмена, концентрации угольной компоненты, типа угля, теплофизических свойств.

Рассмотрен механизм воспламенения частицы твердого топлива, учитывающий совместное протекание основных процессов термоподготовки (инертный прогрев, испарение влаги, фильтрацию водяного пара через пористую структуру и его термохимическое взаимодействие с углеродом кокса, термическое разложение с выделением летучих, окисление последних и продуктов взаимодействия углерода и водяных паров кислородом).

В заключении приведены основные результаты выполненных численных исследований.

I I I

|| - „ < *' * 41 ^ 1 | |И | > 1 I,1 . I' '

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ ЗАЖИГАНИЯ ЧАСТИЦ ВОДОУГОЛЬНОГО ТОПЛИВА В УСЛОВИЯХ, СООТВЕТСТВУЮЩИХ ТОПОЧНЫМ УСТРОЙСТВАМ КОТЕЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ

Повышение энергетической безопасности России в будущем будет зависеть от объемов использования угля в качестве основного топлива ТЭС [95-98]. Можно сказать, что навязанная бывшим РАО ЕЭС России «газовая пауза» стратегически завершена, и страна вынуждена переводить основные теплоэлектростанции на использование твердого топлива (уголь). Вследствие проведения ошибочной энергетической политики в период 8(К90-х годов подавляющая часть ТЭС работает на природном газе и мазуте. Так, в 1998 г. в топливном балансе ТЭС доля природного газа составляла 61,8%, мазута 8,6% а угля только 29,6%. В европейской части России доля газа доходила до 90-92% [99]. Благодаря такой стратегии в России с 2006 г. существует дефицит потребления энергии и возможностей ее производства [100]. Соответственно тормозится экономическое развитие страны. С целью преодоления такой, можно сказать, кризисной ситуации, в энергетическую стратегию развития России вносятся коррективы, связанные с пересмотром доли угля в общем энергетическом балансе [100]. Планируется [95] в десятки раз увеличить использование угольного топлива для тепло- и электрогенерации. Однако известно, что сжигание угля влечет за собой ряд серьезных (пока нерешенных) проблем, связанных в первую очередь с его высокой забалластированностью негорючим остатком (металлические включения, зола, влага) [97]. Также при высокотемпературном сжигании образуются токсичные продукты сгорания (>ЮХ и 80х), увеличивающие экологическую нагрузку на окружающую среду. Для перевода существующих котельных установок на сжигание угля необходимо в первую очередь повысить его потребительские свойства [99].

На сегодняшний день известны технологические решения, позволяющие повысить энергоэффективность сжигания угля: в среде низкотемпературной плазмы, с использованием высоко- и низкотемпературных закрученных потоков,

-13-

циркулирующего кипящего слоя, жидкошлакового расплава и др. [101-105]. Но одним из наиболее перспективных направлений является технология сжигания угля в виде водоугольного топлива (ВУТ) [93-99, 106]. Водоугольное топливо представляет собой высококонцентрированную суспензий, состоящую из угля (50-69% по массе), воды (30-49%) и присадок пластификаторов (до 1%) [106-107], сохраняющих гомогенную структуру топлива. Несмотря на многолетнюю историю этой технологии (более 50 лет), остается много проблем, препятствующих широкому распространению ВУТ в энергетике. Актуальными задачами являются: определение физических механизмов процессов воспламенения и горения частиц водоугольного топлива и их математическое моделирование. Решение этих задач может позволить создать теорию, обеспечивающую выбор эффективных технических решений по топочным устройствам котельных агрегатов, работающих на ВУТ [108,109].

Анализ современного состояния теории горения в целом и водоугольного топлива в частности, показывает, что процессам зажигания, как отдельной задачей, уделялось мало внимания. Стационарное горение рассмотрено более полно [110-113].

В теории горения сформировалось несколько направлений исследований. Среди них основными являются изучение процессов горения твердых конденсированных веществ [114-121], капель жидких топлив [122-130], частиц алюминия [131-133], турбулентных газовых потоков [134-137], слоевых топлив [138-140].

Отдельно процессы воспламенения глубоко исследуются редко. Особенно это касается зажигания частиц ВУТ. Широкое распространение получила общая теория зажигания конденсированных веществ [114], построенная на базе традиционной теории тепло- и массопереноса в химической кинетики. Исследованы [114] механизмы тепло- и массобмена в конденсированных системах, рассмотрены методы определения основных характеристик и условий воспламенения, выделены критерии зажигания, модели воспламенения

конкретизированы по месту локализации ведущей экзотермической реакции (твердофазные, газофазные, гетерогенные).

Простота математического описания процесса зажигания конденсированных веществ в рамках твердофазных моделей [116] привела к широкому распространению последних среди исследователей.

Большой интерес представляет возможность использования теории зажигания конденсированных веществ [114] для разработки математических моделей зажигания частиц водоугольного топлива в типичных условиях, соответствующих топочным камерам котельных агрегатов. Предложен [114] приближённо-аналитический метод определения характеристик воспламенения.

Задача зажигания смесевого топлива в рамках газофазной модели [114] включает систему дифференциальных уравнений в частных производных, описывающих процессы диффузии паров окислителя и горючего, а также теплопереноса в газовой и твердой фазах. Известно численное решение [114] в виде основных характеристик зажигания паров горючего в условиях кондуктивного подвода тепла. На базе упрощающих допущений получено [85] приближенное решение этой системы уравнений. Модели [114] создают предпосылки для дальнейших фундаментальных исследований и разработки новых, более полных математических моделей зажигания не только конденсированных веществ, но и жидких, газообразных, гелеобразных топлив. Например, математическую модель [114] можно использовать в качестве основы при исследовании физико-химических закономерностей воспламенения частиц водоугольной суспензии.

В общем случае при описании процессов зажигания конденсированных веществ выделяют стационарную и нестационарную теорию воспламенения [114]. Нестационарная теория была разработана Я.Б Зельдовичем [115], Мержановым А.Г. Аверсоном А.Э [116]. Стационарная теория наиболее полно представлена в трудах Я.Б. Зельдовича [117].

Ряд закономерностей зажигания конденсированных сред [118-121]

характерны и зажиганию водоугольных суспензий. В частности, при

-15-

нестационарном воспламенении угольных частиц [122-125] выделен ряд последовательных стадий: инертный прогрев до температуры начала испарения влаги, испарение влаги, выход летучих, зажигание твердого кокса. Такие же стадии можно выделить при рассмотрении процесса воспламенения частиц водоугольного топлива.

В общем случае воспламенение частиц ВУТ является многостадийным по характеру физико-химических процессов и сопоставимо с зажиганием жидких топлив (мазут, спирт, керосин и др.). Так по результатам экспериментальных [53,141,142] и теоретических [81-87] исследований выделены основные стадии термической подготовки, предшествующие зажиганию частиц ВУТ: прогрев до начала влагоудаления, влагоудаление, термическое разложение органической части ВУТ с выделением газообразных летучих веществ и образованием углеродистого твердого коксового остатка, взаимодействие последнего с водяными парами, окисление продуктов термического разложения во внешней среде. Разработан [81-84] подход к математическому моделированию термической подготовки и воспламенения частицы водоугольного топлива, основанный на разделение всего процесса зажигания на четыре последовательных стадии. Такая модель позволяет существенно упростить алгоритм решения общей задачи и свести процедуру моделирования к последовательному решению четырех взаимоувязанных задач теплопереноса с учетом в каждой одного доминирующего физического или химического процесса. Подход [81-84] предполагает для всех отдельно выделенных стадий получение приближенного решения, учитывающего предшествующие стадии [86;87].

В работе [86] приведены результаты теоретических исследований, посвященных зажиганию и горению частиц водоугольного топлива. Выделены четыре последовательных стадии:

1. Инертный прогрев (температура частицы повышается, масса неизменна).

2. Испарение влаги (в частице происходит влагоудаление, в результате масса частицы уменьшается).

3. Термическая деструкция органической части топлива (сопровождается выделением и сгоранием летучих, масса частицы продолжает уменьшаться, образуется коксовый остаток).

4. Горение твердого углеродистого агломерата.

Каждая из вышеперечисленных стадий наступает после завершения предыдущей. Так стадия испарения наступала при достижении температуры поверхности частицы ~110°С. По мере прогрева фронт испарения продвигался вглубь частицы. Результаты численного исследования представляли временные характеристики основных стадий воспламенения частицы ВУТ диаметром 1500 мкм в среде с температурой 900°С. Прогрев заканчивался за время около 1 секунды. Затем наступала стадия испарения, длящаяся около 3,5 секунд. После этого в течение ~8 с. происходило термическое разложение органической части топлива с выделением и сгоранием летучих. На заключительном этапе происходило зажигание коксового остатка. Время всего процесса составляло около 43с.

Теоретические и экспериментальные исследования по зажигания частиц водоугольных топлив, приготовленных из различных углей, проведены авторами [87]. Исследовались процессы пиролиза, зажигания и горения водоугольных топлив. Частицы подвешивались на кварцевых нитях. Тепло подводилось за счет излучения. Для воспламенения в кювету подавался воздух. Диаметр частиц варьировался от 200 до 700мкм. В результате исследований выделено шесть характерных времен процесса:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Сыродой, Семен Владимирович, 2014 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Энергетическая стратегия России на период до 2030 года// распоряжение Правительства Российской федерации №1715-р от 13.11.2009г.

2. Рогалев Н.Д., Прохоров В.Б., Курдюкова Г.Н., Хатунцева Н.В. Исследования загрязнения воздушного бассейна Москвы выбросами предприятий теплоэнергетики и автотранспорта.//Московский энергетический институт. 2003. - №12. С.2-7.

3. Ходаков Г.С. Водоугольная суспензия в энергетике.//Теплоэнергетика. 2007. №1. С.35-45.

4. Фельдман В.Г. Автоматизация приема, хранения и сжигания водоугольной суспензии на Новосибирской ТЭЦ-5 // Трубопроводный гидротранспорт твердых материалов (Гидротранспорт-86): тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф., Москва, 11-13 сент. 1986 г. - М.: ВНИИПИгидротрубопровод, 1986. -С.170-171.

5. Костовецкий С.П., Мурко В.И., Олофинский Е.П. Некоторые результаты исследований процессов приготовления, транспортирования и прямого сжигания водоугольной суспензии // Вопросы определения технологических параметров линейной части гидротранспортных систем. -1989.-С.4-10.

6. Саломатов В.В., Дорохова У.В., Сыродой C.B. Перевод котлов малой мощности на водоугольное топливо.//Ползуновский вестник. - 2013. - №43. - С.38-46.

7. Хидиятов A.M., Осинцев В.В., Гордеев C.B.// Результаты перевода пылеугольного котла паропроизводительностью 89 кг/с на сжигание водоугольной суспензии/ Теплоэнергетика. - 1987. - № 1. - С.5-11.

8. Мурко В.И., Дзюба Д.А., Коржов В.М. Результаты эксплуатации опытно-промышленной установки по приготовлению и сжиганию водоугольного топлива из угольных шламов в котельной шахты "Тырганская"//

Энергосбережение и энергоэффективность экономики Кузбасса. - 2005. -№ 1 /8.-С.91-94.

9. Делягин Г.Н., Иванов В.М., Канторович Б.В. Пути эффективного сжигания обводненных топлив в виде диспергированных топливных систем и перспективы создания топливно-энергетического комплекса (гидрошахта -гидротранспорт - ГРЭС)// Вопросы гидравлической добычи угля. - 1968. -Вып. XIII. - С.157-167.

Ю.Цепенок А.И., Овчинников Ю.В., Луценко C.B. Численные исследования сжигания композитного водоугольного топлива в котле типа ДКВР-20-13// Горение твердого топлива: VIII Всерос. конф. с междунар. участием, Новосибирск, 13-16 нояб. 2012, Ин-т теплофизики СО РАН.

11. Осинцев К.В. Исследование факельного сжигания водоугольных суспензий в топках энергетических котлов.// Теплоэнергетика. - 2012. - Т59- №6. -С.439-445.

12.Мальцев Л.И., Кравченко И.В., Лазарев С.И., Лапин Д.А. Сжигание каменного угля в виде водоугольной суспензии в котлах малой мощности.// Теплоэнергетика. - 2014. -№ 7. - С.25-30.

13.Володкевич К.П. Основные проблемы и направления в области внедрения водоугольного топлива в систему топливообеспечения объектов жилищно-коммунального хозяйства и промышленности.// Горный информационный бюллетень. - 2004. -№ 1. - С.233-236.

14.Шундулиди А.И., Мурко В.И., Хямяляйнен И.В. Об экономической целесообразности использования водоугольного топлива.// Горный информационный бюллетень. - 2003. -№ 6. - С. 161-163.

15.Крашенинников О.Н., Белогурова Т.П., Мальцев Л.И., Кравченко И.В. Возможность использования золоотходов от сжигания водоугольного топлива в бетоне.// Строительные материалы. - 2010. - №11. - С. 10-11.

16.Крашенинников О.Н., Морозов А.Г., Пак A.A., Миханошина И.А. Зольный

отход от сжигания водоугольного топлива как микронаполнитель бетонов.//

Баренцева региона в технологии строительных и технических материалов:

-112-

материалы III междунар. науч. конф., Сыктывкар, 25-27 сент. 2007. -Сыктывкар: Ин-т геологии Коми НЦ УрО РАН, 2007. - С. 108-109.

17.Белогурова Т.П., Крашенинников О.Н., Сергеева A.B. Эффективные тяжелые бетоны с добавкой золоотходов от сжигания водоугольного топлива // Вестник гражданских инженеров. - 2013. - № 5(40). - С.137-143.

18.Горлов Е.Г., Андриенко В.Г., Нефедов К.Б. Прямоточная газификация водоугольных суспензий с сухим шлакообразованием высокозольных углей.// ХТТ. - 2009. - № 2. - С.37-42

19.Делягин Г.Н. Перспективы и преимущества сжигания угля в виде водоугольных суспензий // Проблемы тепло- и массообмена в процессах горения, используемых в энергетике: матер, междунар. шк.-семинара. -Минск: ИТМО АН БССР, 1980. - С.З- 17.

20.Делягин, Т.Н. Угольные суспензии - новое экологически чистое топливо и технологическое сырье. Обзорная информация / Т.Н. Делягин, Е.А. Ельчанинов, В.М. Еремеев и др. // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов. -1991. —№9.-105с.

21.Делягин, Т.Н. Жидкое топливо на основе угольных суспензий: возможности и перспективы использования / Т.Н. Делягин, Я.М. Каган, A.C. Кондратьев // Российский химический журнал. - 1994. - №3. - С. 2227.

22.Широков, В.П. Высоко концентрированные угольные суспензии - новое топливо для электростанций / В.П. Широков, Г.Г. Бруер // Электрические станции. - 1992.-№11.-с. 33-39.

23.Опыт создания экологически чистых угольных технологий: сб. ст. / под ред. М.Г. Беренгартена, А.Т. Евстафьева. - М.: Кафедра ЮНЕСКО МГУИЭ.-1998.-170 с.

24.Демидов, Ю.В. Улучшенный состав твердого топлива для водоугольной суспензии на основе бурых углей Канско-Ачинского бассейна / Ю.В.Демидов, Г.Г. Бруер, С.М. Колесников и др. // Химия твердого топлива. - 1995.-№5.-с. 3-6.

25.Черкасов А.Т. Технология и оборудование потребителя водоугольной суспензии // Трубопроводный гидротранспорт твердых материалов (Гидротранспорт-86): тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф., Москва, 11-13 сент. 1986 г. - М.: ВНИИПИгидротрубопровод, 1986. - С.57-58.Технология приготовления и физико-химические свойства водоугольной суспензии: сб. ст. / под ред. Г.С. Ходакова. - М. - 1991. - 136 с.

26.Ходаков, Г.С. Суспензионное угольное топливо (современный этап исследований, технологий и промышленной реализаций) / Г.С. Ходаков // Известия Академии Наук. - Энергетика. — 2000. — №2. — с. 104-119.

27.0лофинский, Е.П. Вопросы использования водоугольного топлива на тепловых электростанциях / Е.П. Олофинский // Теплоэнергетика. - 1989. -№12.- с. 64-66.

28.Горлов, Е.Г. Усовершенствование технологии создания водоугольного топлива из бурых углей / Е.Г. Горлов, Г.С. Головин, О.В. Зотова // Химия твердого топлива. — 1994. - №6. - с. 117-125.

29.Делягин, Г.Н. Водные дисперсные системы на основе бурых углей как энергетическое и технологическое топливо / Г.Н. Делягин, А.П. Петраков, Г.С. Головин, Е.Г. Горлов // Российский химический журнал. - 1997. — №6.-с. 72-77.

30.Втюрин, Ю.Н. Технико-экономические проблемы использования углей Канско-Ачинского бассейна на ТЭС в европейской части России / Ю.Н. Втюрин, П.Я. Кузнецов // Теплоэнергетика. - 1997. - №2. - с. 23-28.

31 .Делягин, Г.Н. "ЭКОВУТ" - новое экологически чистое топливо XXI века / Г.Н. Делягин, С.Ф. Ерохин, А.П. Петраков // Сб. тр. межд. научн. конф. и школы семинара ЮНЕСКО "Химия на рубеже тысячелетий", Клязьма, 2000.- М.: Изд-во МГУ. - 2000.- 4.1.~ с. 101-105.

32.Делягин, Г.Н., Разработка метода оптимизации теплотехнических характеристик водоугольного топлива "ЭКОВУТ" на основе управления гранулометрическим составом твердой фазы / Г.Н. Делягин, С.Ф. Ерохин //

Сб. тр. межд. научн. конф. и школы семинара ЮНЕСКО "Химия на рубеже тысячелетий", Клязьма, 2000. - М.: Изд-во МГУ. - 2000,- 4.1.— с. 118-119.

33.Делягин, Г.Н. Совершенствование водоугольного топлива и перспектива его применения / Г.Н. Делягин, В.В. Корнилов, Ю.Д. Кузнецов, Ю.А. Чернегов // Приложение к научно-техническому журналу "Экономика топливно-энергетического комплекса России". - М.: ВНИИОЭНГ. - 1993. -31 с.

34.Бурдуков А.П. Исследование реодинамики и горения композиционных водоугольных суспензий //Теплоэнергетика. - 1997. — №6. — с. 58-62.

35.Головин Г.С. Спиртоводоугольная суспензия - новый вид транспортабельного экологически чистого топлива / Г.С. Головин, Е.Г. Горлов, A.A. Лапидус // Российский химический журнал. - 1994. - №5. - с. 66-69.

36.Мохов В.Ф. Угольно-углеводородные композиционные топлива из углей Кузбасса / В.Ф. Мохов, Е.Г. Горлов, Г.С. Головин // Сб. тр. межд. научн. конф. "Химия и природосберегающие технологии использования углей ", Звенигород, 1999. -М.: МГУ. - 1999.-е. 69-71.

37.Мурко В.И. Аспекты приготовления и результаты эффективного применения водоугольного топлива / В.И. Мурко, В.Н. Звягин, В.И. Федяев и др. // Сб. тр. межд. научн. конф. и школы семинара ЮНЕСКО "Химия на рубеже тысячелетий", Клязьма, 2000. - М.: Изд-во МГУ. - 2000.- 4.1. - с. 105-111.

38.Борзов, А.И. Получение стабильных водоугольных суспензий из углей Черемховского месторождения / А.И. Борзов, М.П. Баранова // Химия твердого топлива. - 1996. — №1. - с. 32-35.

39.Бурдуков, А.П. Реология, динамика горения и газификации водоугольной суспензии// Международный семинар "Новые технологии и техника в теплоэнергетике": сб. докл. — Новосибирск, 1995. - ч.2. — с. 33-48.

40.Трубецкой, К.Н. Развитие работ по использованию

высококонцентрированной водоугольной суспензии в энергетике России

-115-

/К.Н. Трубецкой, И.Х. Нехороший // Теплоэнергетика. - 1994. - №11. — с. 26-29.

41.Снижение образования окислов азота при сжигании водомазутной эмульсии / Попов А.И., Голубь Н.В., Ерофеева В.И., Харитонов А.К. // Химмотология

- теория и практика рационального использования горючих и смазочных материалов в технике: матер, семинара. - М.: МДНТП, 1981. - С.17-20. -

43.Демидов, Ю.В. Водоугольная суспензия - перспективный вид топлива / Ю.В. Демидов, Г.Г. Бруер, С.М. Колесникова, В.П. Петухов // Уголь. -2000.-№9.-с. 40-43.

44.Шалауров, В.А. О подготовке и транспортировании водоугольных суспензий / В.А. Шалауров, А.Н. Анушенков, A.M. Фрейдин // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 1997. — №5.

— с. 30-22.

45.Хидиятов, A.M. Основные результаты исследований водоугольного топлива и перспективы его использования.//Развитие технологий подготовки и сжигания топлива на электростанциях: сб. научн. ст. -М.: ВТИ. - 1996. — с. 123-141.В. Осинцев и др. // Развитие технологий подготовки и сжигания топлива на электростанциях: сб. научн. ст. -М.: ВТИ. - 1996. — с. 123-141.

46.Сенчурова Ю.А. Совершенствование технологии сжигания водоугольного топлива в вихревых топках. Кандидатская диссертация. - ФАО ГОУ ВПО «Кузбасский государственный технический университет». - 2008.

47.Нехороший, И.Х. Результаты перевода котла КВ-ТС-20 на сжигание водоугольного топлива / И.Х. Нехороший, С.П. Костовецкий, В.И. Мурко и др. - Теплоэнергетика. - 1997. —№2. - с. 13-15.

48.Ходаков, Г.С. Оптимальные технологии приготовления и транспорта водоугольного топлива / Г.С. Ходаков // Известия Академии Наук. -Энергетика. - 2000. - №4. - с. 142-152.

49.Саламатин, А.Г. О состоянии и перспективах использования водоугольного топлива в России / А.Г. Саламатин. — Уголь. - 2000. - №3. -с. 10-15.

\ 1 . < - '

' 50.Ашунков, А.И. Технология и устройства для приготовления

трубопроводного транспорта и аэрорирования водоугольной суспензии / А.И. Ашунков, В.А. Шалауров // Материалы семинара "Автоматизация технологических процессов на топливно-энергетических и трубопроводно-транспортных предприятиях России". — Конструкторско- технологический институт вычислительной техники СО РАН. — 1998.

51.Делягин, Г.Н. Сжигание водоугольных суспензий - метод использования обводненных твердых топлив: автореферат дис. докт. техн. наук: №05283 / Г.Н. Делягин; Ин-т гор. ископаемых. - Москва: 1971. - 48 с.

52.Делягин, Г.Н. Метод рационального использования высокообводненных углей путем их сжигания в виде водоугольных суспензий в топочных устройствах (Инф. письмо № 1) / Г.Н. Делягин. - М.: ИГИ. - 1962. - С.11.

53.Делягин, Г.Н. Вопросы теории горения водоугольной суспензии в потоке воздуха// Сжигание высокообводненного топлива в виде водоугольных суспензий. - М.: «Наука». - 1967. - С.45-55.

54.Делягин, Г.Н. Обводненное твердое топливно-энергетическое топливо / Г.Н. Делягин, Б.В. Канторович // Сжигание высокообводненного топлива в виде водоугольных суспензий. -М.: «Наука». — 1967. - С.5-13.

5 5. Делягин, Г.Н. Сжигание водоугольных суспензий на опытно-промышленной установке / Г.Н. Делягин, Б.В. Канторович, В.И. Караченцев и др. // Уголь. - 1964. - № 9. - С. 86-87.

56.Канторович, Б.В. Состояние и основные задачи горения твердого топлива / Б.В. Канторович // Теория и технология процессов переработки топлив. — М.: «Недра». - 1966.

57.Канторович, Б.В. Основы теории горения и газификации твердого топлива// Изательство СССР. 1958 - 601с.

58.Делягин, Г.Н. Пути эффективного сжигания обводненного топлива в виде диспергированных топливных систем и перспективы создания топливно-энергетического комплекса (гидрошахта-гидротранспорт ГРЭС) / Г.Н.

Делягин, В.М. Иванов, Б.В. Канторович и др. // Вопросы гидравлической добычи угля: тр. ВНИИгидроугля. - Новокузнецк. - №ХП1.- 1968.

59.Делягин, Г.Н. Труды ИГИ АН СССР / Т.Н. Делягин, В.М. Иванов, Б.В. Канторович. - 1962. - т. 19. - С. 59-65.

60.Делягин, Г.Н. Использование обводненных твердых топлив в виде ВУС / Г.Н. Делягин, Б.В. Канторович // Теория и технология процессов переработки топлив. —М.: «Недра». - 1966. - С. 124-151.

61. Давыдова, И.В. Экспериментальное исследование процесса горения водоугольной суспензии / И.В. Давыдова, Г.Н. Делягин, Б.В. Канторович и др. // Тепло- и массоперенос. - «Наука и техника». - Т. 4. - Минск. - 1966.

63.Давыдова, И.В. Реологические свойства высокообводненного топлива в виде водоугольных суспензий / И.В. Давыдова, В.А. Кликун, И.А. Коц. — «Наука». - 1967. - С. 78-83.

64.0нищенко, А.Г. Промышленное сжигание водоугольных суспензий / А.Г. Онищенко, Г.Н. Делягин // Обогащение и брикетирование углей. — М. -1968.- №2.

65.Онищенко, А.Г. Исследование горения и теплообмена при сжигании водоуго льных суспензий в топке парового котла для промэнергетики // автореф. дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. - М. - 1969. - С. 25.

66.Исаев, В.В. Влияние зольности на основные теплотехнические характеристики при сжигании отходов углеобогащения в виде водоугольной суспензии /В.В. Исаев // Горение дисперсных топливных систем. - М.: Наука. - 1969.

67.Исаев, В.В. Энергетическое использование отходов углеобогащения путем их сжигания в виде водоугольных суспензий на углеобогатительных фабриках / В.В. Исаев, Г.Н. Делягин, В.М. Иванов // Вопросы гидравлической добычи угля: тр. ВНИИгидроугля. - Новокузнецк. -№ХШ. -1968.-С. 148-156.

68.Исаев, В.В. Исследование процесса сжигания отходов углеобогащения в

виде водоугольных суспензий над слоем топлива / В.В. Исаев // Новые

-118-

у,

I I'

методы сжигания топлива и вопросы теории горения. - М.: «Наука». — 1969.-С.93.

69.Исаев, В.В. Разработка и исследование процесса термической переработки обводненных отходов обогащения: автореф. дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук / В.В. Исаев. - М.: 1996. - С. 32.

70.Бутылькова, Т.И. Сжигание обводненных каменных углей с малым содержанием летучих в виде водоугольных суспензий и опытной топке парового котла / Т.И. Бутылькова, Е.И. Вулканов, Г.Н. Делягин и др. // Сжигание высокообводненного топлива в виде водоугольных суспензий. -М.: «Наука». - 1967.- С.135-145.

71.Бутылькова, Т.Н. Зола и шлак при сжигании водоугольных суспензий и характеристика отложений на поверхностях нагрева / Т.Н. Бутылькова, Г.Н. Делягин // Химия. - №15. - 1986.

72.Шварц, О. Непосредственное сжигание водоугольных суспензий на электростанциях / О. Шварц, Г. Мертен // Глюкауф. — №5. - 1967. - С. 27

73.Тайдзо, И., Сжигание угольной пульпы в циклонной топке / И. Тайдзо, С. Сутиэро. - СЭНТАН: Коал Препарат. - 1965. - №3. - С. 15-21.

74.Берг Б.В., Богатова Т.Ф. Тепло- и массоперенос в топках с кипящим слоем при сжигании водоугольной смеси // Инж.-физ. журн. - 1996. - Т.69, № 6. -С.993-999. - Библиогр.: 7 назв.

75.Богатова Т.Ф. Сжигание обводненных отходов мокрого углеобогащения в низкотемпературном кипящем слое: автореф. дис.... канд. техн. наук / УПИ. - Свердловск, 1991. - 24 с.

76.Вессельман С.Г., Лугинин Н.Е., Дробышев Л.В. Циклонная топка для исследования процесса сжигания обводненной каменноугольной мелочи // Сжигание высокообводненного топлива в виде водоугольных суспензий. -М.: Наука, 1967. - С. 184-186.

77.Вихревая технология сжигания суспензионного водоугольного топлива.

Экологические аспекты / Журавлева Н.В., Мурко В.И., Федяев В.И. и др. //

Экология и пром-сть России. - 2009. - Янв. - С.6-9

-119-

78.Воскобойников П.С., Яковенко A.B. Сравнительный анализ факельного сжигания топлива в виде ВУТ с традиционным слоевым сжиганием // Современные тенденции и инновации в науке и производстве: 2 междунар. науч.-практ. конф., Междуреченск, 3-5 апр. 2013. - Междуреченск: фил. КузГТУ, 2013. - С.73-76.

79.Делягин Г.Н., Исаев В.В. Теоретический анализ процесса горения водоугольной суспензии при внешней тепловой стабилизации факела // Горение твердого топлива: матер. 4 Всесоюз. конф., Новосибирск, 19-21 марта 1974 г. В 3 ч. 4.1. - Новосибирск: Наука, 1974. - С.53-58.

80.Старченко A.B., Саломатов В.В., Гиль A.B., Синицын В.А., Мальцев Л.И., Сыродой C.B. Математическое моделирование сжигания водоугольного топлива в вихревом топочном устройстве// Горение и Плазмохимия, т10, №2,-2012. С95-105.

81.Саломатов В.В., Кравченко И.В. Теоретическое исследование горения капли водоугольного топлива // Горение и плазмохимия: - ч. 1, 2007, вып. 3, с. 178-188; -ч. II, 2007, вып. 3, с. 187-197; -ч. III, 2008, вып. 1, с. 56-59; -4.IV, 2008, вып. 4, с. 178-187.

82.Саломатов В.В., Кравченко И.В. Теоретическое исследование горения капли водоугольного топлива. 4.2. Стадия испарения // Горение и плазмохимия. -2007. - Т. 5, вып. 3-С. 189-197.

83.Саломатов В.В., Кравченко И.В. Теоретическое исследование горения капли водоугольного топлива. Ч.З. Стадия воспламенения //Горение и плазмохимия. - 2008. - Т.6, № 1. - С.56-59.

84.Саломатов В.В., Кравченко И.В. Теоретическое исследование горения капли водоугольного топлива. Часть IV. Стадия выгорания // Горение и плазмохимия. - 2008. - Т.6, № 3. - С.171-178.

85.Сыродой C.B., Саломатов В.В. Зажигание водоугольной частицы лучисто-конвективным теплом // Горение и плазмохимия. - 2011. - Т. 9, № 1. - С. 29-34.

86.Huang Z. et all. Theoretical analysis o№ CWM drop combustion history // Proc. 8-th Intern. Symp. Coal Slurry Fuels Preparation and Utilization. - USA, Orlando. Part 1. - 1986. - P. 343-358.

87.Matthews K.J., Jones A.R. The effect of coal composition o№ coal-water slurry combustion and ash deposition characteristics // Proc. 8-th Intern. Symp. Coal Slurry Fuels Preparation and Utilization. USA, Orlando. Part 1. 1986. - P. 388407.

88. Мурко В.И., Риестерер А., Цецорина C.A., Федяева В.И., Карпенок В.И. Результаты численного моделирования процесса сжигания водоугольного топлива.// Ползуновский вестник. - 2011., № 2. - С. 230-234.

89.Голубев В. А., Афанасьев К. С., Гиль А. В. , Пузырев М. Е., Мурко В. И. Применение математического моделирования при разработке вихревых топок "Торнадо" и переводе энергетических котлов на совместное сжигание низкосортных топлив // Теплофизика и энергетика: сборник тезисов докладов конференции с международным участием "VIII Всероссийский семинар вузов по теплофизике и энергетике", Екатеринбург, 12-14 Ноября 2013. - Екатеринбург: УрФУ, 2013 - С. 57

90.Мурко В.И., Сенчурова Ю.А., Федяев В.И., Карпенок В.И. Исследование технологий сжигания суспензионного угольного топлива в вихревой камере // Вестник Кузбасского государственного технического университета. -

2013., №2.-С. 103-105.

91.Модель сжигания суспензионного угольного топлива / Сенчурова Ю.А., Мурко В.И., Федяев В.И., Дзюба Д.А. // Горение твердого топлива: сб. докл. VII всерос. конф. с междунар. участием, Новосибирск, 10-13 нояб. 2009. В 3 ч. 4.2. - Новосибирск: Ин-т теплофизики СО РАН, 2009. - С. 144-149.

92.Мурко В.И., Федяев В.И., Сенчурова Ю.А. Результаты разработки новой модели сжигания суспензионного угольного топлива // Всерос. семинар кафедр вузов по теплофизике и теплоэнергетике, Красноярск, 13-15 мая 2009: тез.докл. - Новосибирск: ИТФ СО РАН, 2009. - С.77.

93.Цепенок А.И., Овчинников Ю.В., Луценко C.B., Квривишвили А.Р., Лаврененко A.A., Межов Е.А. Численные исследования сжигания композитного водоугольного топлива в котле типа ДКВР-20-13. "VIII Всероссийская конференция с международным участием «Горение твердого топлива»", Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, 13-16 Ноября 2012. - Новосибирск, 2012 - С. 102.1-102.9.

94.Овчинников Ю.В., Цепенок А.И., Шихотинов A.B., Татарникова Е.В./ Исследование воспламеняемости твердых топлив и ИКЖТ//Докл. АН ВШ РФ. - 2011. - № 1(16). - С.117-126.

95.Шейндлинн А.Е. Проблема новой энергетики. M.: Наука, 2006. 406 с.

96.Clean Coal. Technology Demonstration Programa. US Departament of Energy. Update, 1994. 169p.

97.Саломатов B.B. Природоохранные технологии на тепловых и атомных электростанциях. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. 853 с.

98.Hanjalic К., Lekic A., Krol R. Sustainable Energy Technologies: Options and Prospects. Springer, 2008. 336p.

99.Делягин Г.Н. Экологически чистое топливо ЭКОВУТ - путь резкого улучшения экологической ситуации в энергетике России.// Материалы международной научно - практической конференции «Экология энергетики 2000». - МЭИ 2000.Г - с.320 - 323.

100. Саломатов В.В. Состояние и перспективы угольной и ядерной энергетик России // Теплофизика и аэромеханика. - 2009. - Т. 16, вып. 4 - с. 531-544.

101. Карпенко Е.И., Карпенко Ю.Е., Мессерле В.Е., Устименко А.Б. Использование плазменно-топливных систем на пылеугольных ТЭС Евразии. // Теплоэнергетика. - 2009. вып. 6 - с. 10-14.

102. Рябов Г.А., Фоломеев О.М., Литун Д.С., Дмитрюкова И.Г. Перспективы использования технологии ЦКС при техническом перевооружении ТЭС России // Теплоэнергетика. - 2009. вып. 6 - с. 28-36.

103. Штым А.Н., Штым К.А., Воротников Е.Г., Распутин О.В. Исследование и

освоение вихревой технологии сжигания топлива // Вестник инженерной

- 122-

школы дальневосточного федерального университета. - 2010. вып. 2-4 - с. 43-59.

104. Саломатов В.В., Красинский Д.В., Аникин Ю.А., Ануфриев И.С., Шарыпов О.В., Энхжаргал X. Экспериментальное и численное исследование аэродинамических характеристик закрученных потоков в модели вихревой топки парогенератора// Инженерно-физический журнал. - 2012. Т.85, вып. 2 - с. 266-276.

105. Мадоян A.A. Опытно-промышленная установка мощностью 200 МВт для газификации и сжигания твердого топлива в шлаковом расплаве// сборник «Новые технологии сжигания твердого топлива: их текущее состояние и использование в будущем». М.: ОНТИ ВТИ, 2001. С. 175—180.

106. Джундубаев А.К., Козьмин Г.В., Буланаков Ю.К., Кузнецов Г.Ф. Опытно-промышленная установка для приготовления и сжигания водоугольных суспензий кавакского бурого угля // Трубопроводный гидротранспорт твердых материалов (Гидротранспорт-86): тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф., Москва, 11-13 сент. 1986 г. - М.: ВНШШИгидротрубопровод, 1986. -С.65-66.

107. Мурко В.И., Федяев В.И., Карпенок В.И. Результаты промышленного опробования технологического комплекса по приготовлению и сжиганию суспензионного угольного топлива// Сиб. уголь. - 2008. - № 1. - С.32-34.

108. Москаленко Н.И., Загидуллин P.A., Зарипов A.B., Локтев Н.Ф. Моделирование радиационного теплообмена с учетом неравновесности и селективности излучения в топках энергетических котлов тепловых электрических станций. // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. - 2012. - № 1-2. - С.23-33.

109. Гиль А. В. , Заворин А. С. , Старченко А. В. , Обухов С. В. Численное исследование влияния параметра крутки горелочных устройств на термогазодинамические процессы в топке котла БКЗ-420-140 // Известия Томского политехнического университета. - 2013 - Т. 323 - №. 4. - С. 26-32

110. Гремячкин В.М., Ефимов A.C. О кинетики гетерогенных реакций углерода с кислородом при горении пористых частиц углерода в кислороде.// Физико-химическая кинетика в газовой динамики. - 2010 - №. 1. - С.225-231.

111. Гремячкин В.М., Горение пористых частиц углерода в воздухе. //Физика горения и взрыва. - 2011 - т.47 - №. 5. - С.38-44.

112. Веселов С.Н., Заклязьминский JI.A., Маркачев Ю.Е. Численное моделирование горения частиц углерода в воздухе. //Физика горения и взрыва. - 1986 - №. 3. - С.38-44.

113. Кузьмин А. И., Харченко С. С. Математическое моделирование горения суспензионных горючих. //Физика горения и взрыва. - 1995 - т.31, №. 6. -С.41-48.

114. Вилюнов В.Н. Теория зажигания конденсированных веществ. -Новосибирск: Наука, 1984. - 190 с.

115. Таратушкин Г.В. Теплоперенос при зажигании конденсированных веществ и эрозии конструкционных материалов при инерционном осаждении твердых горючих частиц. Диссертация кандидата физ.- мат. наук. Томск. 2004- 184 с.

116. Vilyunov V.№., Zarcko V.E. «Ignition of Solid» Elsevier Science Publishers, Amsterdam, Oxford, new York, Tokyo, 1989. -442 p.

117. Новожилов Б.В. Нестационарное горение твердых ракетных топлив. - М.: Наука, 1973 .-176с.

118. Гусаченко JI.K., Зарко В.Е., Зарьянов В.Я. Бобрышев В.П. Моделирование процессов горения твердых топлив. - Новосибирск: Наука, 1985.-182с.

119. Бескед М.В. Современный прогресс в моделирование горения твердого топлива // Физика горения и взрыва. - 2006. - №6. - Т.42. - С.4-24.

120. Бескед М.В., Кулик Ф.Е. Сравнение результатов теоретического и экспериментального исследования неустойчивости процесса горения твердого топлива // Ракетная техника и космонавтика. - 1971. - №1. - Т.9.

i < > I .1 ' I I \

л;, , -

121.Пелых H.M Нестационарное горение зарядов твердых топлив и использование его в народном хозяйстве. Автореф. Дис. Д-ра физ. Мат. наук / ИПМ Уро РАН. Ижевск, 2002.

122. Вильяме Ф.А. Теория горения. - М.: Наука, 1971. - 615 с.

123. Кумагаи С. Горение. - М.: Химия, 1979. - 255 с.

124. Dagaut P., Cathonnet М. The ignitio№, oxidation, and combustio№ of kerosene: A review of experimental and kinetic modeling // Progress in energy and combustion science. - 2006. - № 32. - P. 48 - 92.

125. Скрипник A.A., Фролов C.M., Кавтарадзе P.3., Эфрос В.В. Моделирование воспламенения в струе жидкого топлива // Химическая физика. - 2004. -№1 -Т.23.-С. 54-61.

126. Басевич. В.Я, Фролов С.М. Глобальные кинетические механизмы, разработанные для моделирования многостадийного самовоспламенения углеводородов в реагирующих течениях // Химическая физика. 2006. №6. Т.25. - С. 54-62.

127. Lindstedt R.P., Skevis G. Detailed kinetic modeling of premixed benzene flames // Combustio№ and Flame. - 1994. - № 99. - P. 551-561.

128. Блинов В.И., Худяков Г.Н. Диффузионное горение жидкостей. - М.: Изд -во АН ССР, 1961.-201 с.

129. Варшавский Г.А. Горение капли жидкого топлива. В кн.: Теория горения порохов и взрывчатых веществ. - М.: Наука, 1982. - С. 87-107.

130. Lindstedt R.P., Vaos Е.М. Modeling of premixed turbulent flames with second moment methods // Combustion and Flame. - 1999. - №116. - P.461-485.

131.Похил П.Ф., Беляев А.Ф., Фролов Ю.В. Горение порошкообразных металлов в активных средах. - М.: Наук, 1972. - 294 с.

132. Drezin E.L. 0№ the mechanism of asymmetric aluminum particle combustion // Combastion and flame. - 1999. - VI15. - P. 809-850.

133.Бекстед M.B., Лианг У., Паддуппаккам К.В. Математическое моделирование горения одиночной алюминиевой частицы // Физика

горения и взрыва. - 2005. - № 6. -Т.41. - С. 15-33.

-125-

! ' i I

■ ' 1

134. Золотко A.H., Вовчук Я.И., Шевчук В.Г., Полетаев Н.И. Воспламенение и горение газовзвесей // Физика горения и взрыва. - 2005. -№6. - Т.41. - С.З-14.

135. Lindstedt R.P., Vaos Е.М. Transported PDF modeling of high-Reynolds-№umber premixed turbulent flame // Combustion and Flame. - 2006. - №145. -P.495-511.

136. Hlek Т., Lindstedt R.P. Computations of steady - state and transient turbulent flames using PDF methods// Combustion and Flame. - 1996. - №104. - P.481-504.

137. Lindstedt R.P., Ozarovsky H.C. Joint scalar transported PDF modeling of nonpiloted turbulent diffusio№ flames// Combustion and Flame. - 2005. - №143. - P.471-490.

138. Фитжеральд Р.П., Брюстер M.K. Горение слоевых топлив. Теоретические исследования.// Физика горения и взрыва. - 2006. № 1. - Т. 42. - С. 3-21.

139. Каменецкий Б.Я. Стадии горения полифракционного топлива в слое.// Теплоэнергетика. - 2009. № 6. -С. 22-25.

140. Пилютин А.Н., Щербаков В.А., Боровинская И.П., Мержанов А.Г. О закономерностях и механизме послойного фильтрационного горения металлов.//Физика горения и взрыва. - 1979. - Т15 - №4. - С.9-17.

141. Третьяков В.М. Исследования воспламенения аэровзвеси ископаемых углей // Изв. ВТИ. - 1951. - вып. 8. - С. 11-17.

142. Делягин Г.Н. Вопросы теории воспламенения и горения распыленной водоугольной суспензии // В кн.: Кинетика и аэродинамика процессов горения топлива. - М.: Наука, 1969. - С. 111-127.

143. Бабий В.И. Воспламенение и горение капель водоугольной суспензии // Мат. 9 Всерос. симп. по горению и взрыву. - Черноголовка. - 1989. - С. 5659.

144. Бурдуков А.П., Карпенко Е.И., Попов В.И., Разваляев В.Н., Федосенко В.Д. Экспериментальное исследование динамики горения капель водоугольных

суспензий.// Физика горения и взрыва. - 1996. - Т.32, № 4. - С.62-66.

-126-

i, i

> ' I J

! lt 1

145. Хидиятов A.M., Осинцев B.B., Джундубаев A.K. Моделирование теплообмена в условиях загрязнения топок пылеугольных котлов, переводимых на сжигание водоугольных суспензий // Влияние минеральной части энергетических топлив на условия работы парогенераторов: тез. докл. IV всесоюз. конф. T.IV. - Таллин: ТПИ, 1986. - С.63-68.

146. Саломатов В.В., Дорохова У.В., Сыродой C.B. Реконструкция котлов малой теплоэнергетики на сжигание водоугольного топлива.//Энергетика и теплотехника: сб. науч. трудов, (под ред. акад. Накорякова В.Е.). -Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2014. Вып. 18. - С. 18-33.

147. Энхжаргал X., Батмунх С., Заворин A.C., Саломатов В.В., Долгих А.Ю. Некоторые результаты исследования угля Шивэ-Овооского месторождения Монголии с целью его энергетического использования //Энергосистемы, электростанции и их агрегаты: Сб. науч. тр. (под ред. акад. Накорякова В.Е.). - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2009. Вып. 14. - С. 125-132.

148. Сенчурова Ю.А., Мурко В.И., Федяев В.И. Результаты исследований распыления водоугольного топлива пневмомеханическими форсунками.// Изв. Томского политехи, ун-та. - 2008. - Т.312, № 4. - С.37-40.

149. Патент РФ № 2009113840/06 Устройство для сжигания водоугольного топлива /C.B. Алексенко, И.В. Кравченко, А.И. Кравченко, Л.И. Мальцев, В.Е. Самборский, В.В. Саломатов. Заявлено Опубликовано 27.10.2009.

150. Антрациты Листвянского месторождения - коллект. монография / под ред. Юдницкого Г.Е. - М.: Недра, 1999. - 207 с.

151. Ильченко К.Д., Ревенко М.Б. Теплофизические свойства углей // Металлургическая теплотехника: сб. на-уч. трудов Национальной металлургической академии Украины. - Днеп-ропетровск: Новая идеология, 2009. - Вып. 1 (16). - С.110 - 117.

152. Агроскин A.A. Физические свойства углей. — М.: Металлургиздат, 1961.

— 311 с.

153. Батунер Л.М., Позин М.Е. Математические методы в химической технике.

- Л.: Химия, 1968. - 824 с.

154. R. E. Collinsj Flow of Fluids Through Porous Materials (№ew York: Reinhold, 1961).

155. M. Muskat, The Flow of Homogeneous Fluids Through Porous Media (new York: McGraw-Hill, 1937).

156. M. King Hubbert, «Darcy's Law and the Field Equations of the Flow of Underground Fluids, «Trans. AIME (1956), 207, 222—39.

157. Гремячкин B.M., Мазанченко Е.П. Газификация углерода в парах воды.// Химическая физика. 2009. Т.28. № 8. С. 36-43.

158. Франк-Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике (3-е издание). - М.: Наука, 1987.

159. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача.// изд. 3-е, перераб. и доп. - М.: «Энергия», 1975. - 488 с.

160. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкости, JL, 1975.

161. Бахвалов Н.С. Численные методы. М.: Наука, 1975.

162. Самарский А.А. Теория разностных схем. М.: Наука, 1983. - 616 с.

163. Тодес О.М. Кинетика образования новой фазы. Докторская диссертация. -М.: Коллоидно-электрохимический институт АН СССР. - 1944.

164. Лыков А.В. Теория сушки. - М.: Энергия, 1968. - 472 с.

165. Виленский Т.В. Расчет горения водоугольных смесей // Энергетика. - 1988. - № 7. - С. 90-93.

166. Strakhov V.L., Garashchenko A.N., Kuznetsov G.V., Rudzinskii V.P. Mathematical simulation of thermophysical and thermochemical processes during combustion of intumescent fire-protective coatings// Combustion, Explosion and Shock Waves. 2001. T. 37, № 2, C. 178-186.

167. Kuznetsov G.V., Mamontov G. Ya., Taratushkina G. V. Numerical simulation of ignition of a condensed substance by a particle heated to high temperatures// Combustion, Explosion and Shock Waves. 2004. T 40, № 1, C. 70-76.

168. Полетаев Н.И. Флорко А.В. Излучательные характеристики пылевого факела алюминия. Конденсированная фаза. // Физика горения и взрыва 2007. т. 43, №. 4 С. 49-58.

f

' I '

169. Гремячкин B.M. О кинетике гетерогенных реакций углерода с кислородом при горении пористых частиц углерода в кислороде// Физика горения и взрыва 2006. т. 42, № 3 С. 11-22.

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

171. Терехов В.И., Пахомов М.А. Моделирование турбулентного газодисперсного потока при внезапном расширении в трубе//Теплофизика и аэромеханика. 2008. том. 15. № 4. С. 629-641.

172. Рубцов H.A., Синицын В.А.. Нестационарный радиационно-конвективный теплообмен при обтекании полупрозрачной пластины высокотемпературным газодисперсным потоком.// Теплофизика и аэромеханика. 2009. том.50. № 3. С. 140-146.

173. Саломатов В.В. Аналитическое исследование горения угольной частице.// Ползуновский вестник. 2004. № 1. С. 36-45.

174. Двоишников В.А. Хохлов Д.А. Конструкция пылеугольной растопочной вихревой горелки и численное исследование ее работоспособности. //Теплоэнергетика. 2013. №6. С.12-18.

175. Энжаргал X., Саломатов В.В. Математическое моделирование термоподготовки и горения угольной частицы. Часть IV. Стадия зажигания.//Инженерно-физический журнал. 2011. Т84. №4. С.830-835.

176. Абрамова O.A., Иткулова Ю.А., Гумеров H.A. Моделирование трехмерного движения деформируемых капель в Стоксовом режиме методом конечных элементов// Вычеслительная механика сплошных сред. - 2013. - Т.6, №2. -с.214-223.

177. Сорока Е.И. Разработка комбинированного способа сушки, основанного на дезагрегации дисперсных материалов и механическом уносе влаги с целью экономии топлива: Дис. канд. техн. наук // Свердловск: ВНИИМТ, 1990. 132 с

178. Хитрин.Л.Н Физика горения и взрыва. М.: Изд-во МГУ, 1957.

179. Чудновский А.Ф. Теплофизические характеристики дисперсных материалов. - М.: Физматлит, 1962. - 456 с.

180. Дульнев Г.Н., Заричняк Ю.П. Теплопроводность смесей и композиционных материалов. - Д.: Энергия, 1974. - 264 с.