Дослідження спільного спалювання твердого біопалива з пісним та газовим вугіллям
DOI:
https://doi.org/10.15587/2312-8372.2019.187165Ключові слова:
теплові електростанції, пиловугільне спалювання, енергетичне вугілля, тверда біомаса, спільне спалювання.Анотація
Об’єктом дослідження є процеси термічного перетворення енергетичного вугілля та біомаси, з метою створення високоефективних екологічно чистих технологій його спільного спалювання в паливні котлоагрегатів.
Однією з важливих проблем, яка гальмує впровадження спільного спалювання біомаси з вугіллям, є недостатня вивченість взаємодії двох дуже різних твердих палив. Недослідженими залишаються характеристики розмелювання, аеродинаміка частинок, кінетика всіх стадій горіння під час спільного спалювання двох твердих палив. Спільне спалювання біомаси з вугіллям дозволяє частково замістити дефіцитні марки енергетичного вугілля, а також зменшити викиди шкідливих газів та пилу.
Для вивчення особливостей спільного спалювання вугілля та біомаси використовувались експериментальні та розрахункові методи дослідження, в тому числі спалювання на потоковій установці, яка призначена для вивчення характеристик горіння пилоподібних палив.
Експерименти по спільному спалюванню пісного та газового вугілля із різними видами твердої біомаси показали покращення умов займання вугілля, із додаванням біомаси від 5 до 15 % за теплом. Показано вплив домішки біомаси до вугілля на розподіл температур по довжині факела. В роботі наведені залежності ступеня конверсії газового вугілля та його сумішей з подрібненими пелетами сосни, соломи пшениці та лушпинням соняшника, а також пояснена природа цієї залежності. За газовим аналізом продуктів згоряння показаний вплив домішування біомаси до газового вугілля на утворення оксидів азоту.
Отримані висновки та залежності обґрунтовують екологічну доцільність та ефективність спільного спалювання і дозволяють перейти до розробки пілотного проекту часткового заміщення вугілля на різні види твердого біопалива.
Посилання
- Nechaieva, T. P. (2017). Assessment of the critical scenarios of coal supply for the Ukrainian power industry. The Problems of General Energy, 1 (48), 24–32. doi: http://doi.org/10.15407/pge2017.01.024
- Cherniavskyi, M. V., Volchyn, I. A., Provalov, O. Yu., Miroshnychenko, Ye. S., Roskolupa, A. I., Moiseienko, O. V. (2018). Rozrobka tekhnolohichnykh rishen dlia perevedennia antratsytovykh ta hazomazutnykh kotliv TETs na spaliuvannia hazovoho vuhillia. Vuhilna teploenerhetyka: shliakhy rekonstruktsii ta rozvytku. Kyiv, 189–194.
- Cherniavskyi, M. V., Provalov, O. Yu. (2019). Naukovi osnovy ta tekhnichni rishennia dlia perevedennia Slovianskoi TES na hazove vuhillia. Vuhilna teploenerhetyka: shliakhy rekonstruktsii ta rozvytku. Kyiv, 106–110.
- Verma, M., Loha, C., Sinha, A. N., Chatterjee, P. K. (2017). Drying of biomass for utilising in co-firing with coal and its impact on environment – A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 71, 732–741. doi: http://doi.org/10.1016/j.rser.2016.12.101
- Statistics: CO2 Emissions from Fuel Combustion 2018 Highlights (2018). International Energy Agency. Available at: https://webstore.iea.org/co2-emissions-from-fuel-combustion-2018-highlights (Last accessed: 08.10.2019)
- List of co-firing projects. Available at: https://demoplants21.bioenergy2020.eu/projects/displaymap/EGpJO2 (Last accessed: 10.10.2019)
- Baxter, L. (2005). Biomass-coal co-combustion: opportunity for affordable renewable energy. Fuel, 84 (10), 1295–1302. doi: http://doi.org/10.1016/j.fuel.2004.09.023
- Demirbaş, A. (2003). Fuelwood Characteristics of Six Indigenous Wood Species from the Eastern Black Sea Region. Energy Sources, 25 (4), 309–316. doi: http://doi.org/10.1080/00908310390142343
- Colechin, M., Malmgren, A. (2005). Best Practice Brochure: Co-Firing of biomass (Main Report). Report No: Coal R 287 DTI/Pub URN 05/1160, 91.
- Tillman, D. . (2000). Biomass cofiring: the technology, the experience, the combustion consequences. Biomass and Bioenergy, 19 (6), 365–384. doi: http://doi.org/10.1016/s0961-9534(00)00049-0
- Macierska, A., Veringa, Н., Sanders, I., Peteves S. D. (2006). Co-firing of Biomass with coal: constrains and role of biomass pre-treatment. DG IRC EU Institute of Energy, (EUR 22461 EN) (LD-NA-22461-EN-C), 113.
- Kiel, J. H. A. (2008). Biomass co-firing in high percentages opportunities in conventional and advanced coal-fired plants. IEA TASK32, Workshop Geertruidenberg, ECN-L-08, 42. Available at: https://publicaties.ecn.nl/PdfFetch.aspx?nr=ECN-L--08-080
- Fossil Fuel Power Generation State-of-the art Report prepared by Power Clean R (2004). D&D Thematic Network 30th July 2004, Contract No. ENK5-CT-2002-20625, 84.
- Roni, M. S., Chowdhury, S., Mamun, S., Marufuzzaman, M., Lein, W., Johnson, S. (2017). Biomass co-firing technology with policies, challenges, and opportunities: A global review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 78, 1089–1101. doi: http://doi.org/10.1016/j.rser.2017.05.023
- Bescennii, I. V., Schudlo, T. S., Dunaevskaia, N. I., Topal, A. I. (2013). Issledovanie osobennostei goreniia smesei koksov uglei razlichnoi stepeni metamorfizma i koksov biomassy. Teploenergetika, 12, 4–8.doi: http://doi.org/10.1134/s0040363613120035
- Cherniavskii, N. V., Dunaevskaia, N. I. (1991). Dinamika konversii malometamorfizirovannykh uglei pri gazifikacii v potoke. Problemy gazifikacii uglei. Krasnoiarsk: KATEKNIIenergetiki, 76–83.
- Golyba, A. N., Zaruba, V. K., Kadochnikov V. N., Oks, T. A. (1995). Ob ustanovke vynosnykh kamer sgoraniia dlia nizkosortnogo uglia (kombastorov) firmy TRW (SSHA) pri rekonstrukcii bloka 200 MVt Zmievskoi GRES. Energetika i elektrifikaciia, 3, 15–17.
- Maistrenko, A. Iu., Cherniavskii, N. V., Iackevich, S. V. et. al. (1995). Ocenka uslovii stabilnogo goreniia vysokozolnogo ASH v fakelnykh kotloagregatakh s zhidkim shlakoudaleniem. Energetika i elektrifikaciia, 1, 14–17.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Ihor Beztsennyi, Dmytro Bondzyk, Nataliya Dunayevska, Mark Nekhamin
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
