Статья опубликована в №42 (февраль) 2017
Разделы: Техника
Размещена 20.02.2017. Последняя правка: 17.02.2017.
Просмотров - 2531

Исследование качественных свойств угольной смеси

Умыржан Темірлан Нұрланұлы

Государственный университет имени Шакарима города Семей

студент

Сарпеков Азат Толкынович, магистрант Государственный университет имени Шакарима города Семей . Умыржан Темірлан Нұрланұлы, студент. Научный руководитель: Степанова Ольга Александровна, кандидат технических наук, доцент, Государственный университет имени Шакарима города Семей, Казахстан

УДК 62-6

Наиболее часто используемым топливом на ТЭС является уголь. А в Республике Казахстан угольная промышленность – одна из важнейших ресурсных отраслей. В Казахстане представлены все основные сегменты угольной промышленности, однако особенно развиты добыча и использование энергетического угля [2,4]. Поэтому в ближайшем будущем РК не откажется от угля, как источника для производства тепловой и механической энергии [8]. Исходя из этого отмечается, что в первую очередь надо соблюдать выполнение двух требований:

- сжигание должно быть полным (экономичным);

- сжигание не должно приводить к высоким выбросам вредных веществ (в первую очередь оксидов серы и азота).

Учеными, занимающимися проблемами энергетики, изучаются возможности совершенствования процессов сжигания угля. Разрабатываются новые технологии, обосновываются их преимущества и перспективность[6].

Одним из способов сжигания угля является сжигание в пылевидном состоянии. В совершенствовании данного направления проводится большое количество исследований. Рассматривается возможность совместного сжигания различных углей. При составлении смеси углей надо соблюдать ряд правил и требований для проведения экономически и экологически целесообразного процесса [3].

Изучаются возможности использования непроектных углей совместно с проектным топливом. Получены определенные положительные результаты [5, 1].

Изучение возможности сжигания угольных смесей актуально для Казахстана, так как было отмечено, что рынок углей широк. Цены на топливо различны и возможно правильная комбинация угольных смесей даст возможность получить экономически эффективные и технологичные угольные смеси.

Цель исследования: анализ влияния массового состава угольной смеси на технические характеристики.

Для осуществления поставленной цели решались следующие задачи:

- определение состава угольной смеси из углей Каражыринского и Майкубенского месторождений при различном соотношении массовых долей;

- определение низшей теплоты сгорания угольной смеси при различном соотношении массовых долей углей Каражыринского и Майкубенского месторождений.

Объект исследования:угольная смесь с различным массовым содержанием углей Каражыринского и Майкубенского.

Предмет исследования. Влияние массового состава угольной смеси на технические характеристики.

Горючий состав, влажность и зольность по рабочему составу, низшая теплота сгорания для Каражыринского и Майкубенского углей представлены на рисунках 1, 2, 3, 4.

 

 

Рисунок 1. Горючий состав Каражыринского и Майкубенского углей.

 

 

 

Рисунок 2. Влажность и зольность Каражыринского и Майкубенского углей по рабочему составу.

 

Рисунок 3. Низшая теплота сгорания Каражыринского и Майкубенского углей.

 

 

 Рисунок 4. Температура плавления золы по фазам для Каражыринского и Майкубенского углей.

 

Массовый процентный состав смеси двух углей (месторождений «Каражыра» и «Майкуба») определен по формуле[7]:

 где   - рабочий состав угля месторождения «Каражыра»,  %;

 - рабочий состав угля месторождения «Майкуба», %;

 - массовая доля угля месторождения «Каражыра».

Низшая теплота сгорания топливной смеси,     кДж/кг, получена по формуле [7]:
Результаты исследований были обработаны на ПЭВМ с помощью Excel. Проведенный сравнительный анализ (нахождение уравнений регрессии с помощью различных функций) показал, что исследуемые показатели описываются линейной функцией.

Были изучены составы смеси при различных соотношениях массовых долей Каражыринского и Майкубенского углейсоответственно, %: 90:10; 80:20; 70:30; 60:40; 50:50; 40:60; 30:70; 20:80; 10:90.

На рисунке 5 показаны составы угольной смеси.

С увеличением массовой доли компонента Майкубенского угля снижается содержание углерода, водорода, кислорода, азота и увеличивается содержание серы летучей, золы и влаги, что объясняется рабочим составом исходных углей. В результате математической обработки получены аналитические зависимости изменения состава угольной смеси в зависимости от массового состава (таблица 1).

 

Рисунок 5. Состав угольной смеси по рабочему составу.

 

 

Для определения низшей теплоты сгорания угольной смеси (рисунок 6) получена аналитическая зависимость  , кДж/кг:
 
 

 

Рисунок 6. Изменение низшей теплоты сгорания угольной смеси в зависимости от состава

С увеличением содержания в составе угольной смеси Майкубенского угля  снижается низшая теплота сгорания угольной смеси, так как его теплота сгорания ниже теплоты сгорания Угля Каражыринского.

В результате проведенных исследований получены аналитические зависимости для определения рабочего состава и низшей теплоты сгорания в зависимости от массового состава угольной смеси (Каражыринского и Майкубенского).

1. Бесценный и.в., Бондзик д.л., Щудло т. с., Дунаевская н. и. Исследование синергетических эффектов при факельном сжигании угольных смесей // сборник научных статей "современная наука". - 2011. - №3 (8). - С. 119-124.
2. Концепция развития топливно-энергетического комплекса Республики Казахстан до 2030 года.Утверждено постановлением Правительства Республики Казахстан от 28 июня 2014 года № 724.
3. Общие правила сжигания топлива (угля) в твердотопливных котлах // SETS URL: https://sets.com.ua/obshhie-pravila-szhiganiya-topliva-v-tverdotoplivnyx-kotlax/ (дата обращения: 26.12.2016).
4. Ревич Б.А. К оценке влияния деятельности ТЭК на качество окружающей среды и здоровье населения. «Проблемы прогнозирования», 2010, №4. - С. 87-99.
5. Сжигание непроектных марок угольного топлива на ТЭЦ // РосТепло.ru - Информационная система по теплоснабжению URL: http://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=2966 (дата обращения: 23.12.2016).
6. Совместное сжигание бурого и каменного угля с биомассой // ЛесПромИнформ (журнал) URL: http://lesprominform.ru/jarchive/journals/itemshow/79 (дата обращения: 23.12.2016).
7. Тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод). Под ред. Н. В. Кузнецова и др., М., «Энергия», 1973. - 296 с.
8. Угольная промышленность Казахстана и ее перспективы // ВРЕМЯ ВОСТОКА URL: http://easttime.ru/news/kazakhstan/ugolnaya-promyshlennost-kazakhstana-i-ee-prespektivy/12340 (дата обращения: 26.12.2016).

Рецензии:

26.02.2017, 14:03 Феоктистов Игорь Борисович
Рецензия: Представленные в статье материалы имеют практическую ценность для определения минимальной теплоемкости угольной смеси в зависимости от процентного соотношения его видов в составе смеси, что позволяет определить объемы потребления и прогнозировать необходимые запасы для отдельных потребителей, а также в целом для конкретных промышленных и хозяйственных структур. Статья рекомендуется к публикации.

26.02.2017, 14:06 Феоктистов Игорь Борисович
Рецензия: Статья рекомендуется к публикации. Феоктистов И. Б.



Комментарии пользователей:

30.03.2017, 18:30 Редакция журнала SCI-ARTICLE.RU Отзыв: К сожалению, формулы и рисунки в формате, в котором они сейчас представлены в статье, не переносятся и не отображаются в файле формата pdf. Вам необходимо В ТЕЧЕНИЕ СУТОК отредактировать статью, вставив рисунки методом, который является обязательным для нашего журнала, в противном случае статья не будет включена в pdf-номер журнала. Рисунки и изображения в текст статьи добавляются в виде ссылки на него с внешнего хостинга изображений (например, http://itmages.ru). В текстовом редакторе статьи для добавления изображения использовать кнопку "Добавить / Изменить изображение". (Т.е. сначала заходите на http://itmages.ru, загружаете первый рисунок. После загрузки Вы попадаете на страницу с изображением и ссылками на него. Вам необходимо скопировать ссылку из окна «Прямая ссылка». В личном кабинете на сайте журнала переходите в режим редактирования статьи, ставите курсор в то место, где должно быть первое изображение, нажимаете в панели редактора кнопку "Добавить / Изменить изображение" и вставляете в поле адрес ссылку, скопированную со страницы загруженного изображения на http://itmages.ru. И так далее с остальными изображениями.)

Оставить комментарий