probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2020-22-6-101-116probener-1617Research ArticleЭНЕРГЕТИКАPOWER ENGINEERINGКомплексное исследование интенсивности шлакования поверхностей нагрева котлоагрегата при сжигании непроектных топливIntegrated research of slaging intensityof the boilerunit heating surfaceswhen burning non-project fuelsБойкоЕ. А.BoikoE. A.

Бойко Евгений Анатольевич – д-р техн. наук, заведующий кафедрой «Тепловые электрические станции»

г. Красноярск

Evgenii A. Boiko

Krasnoyarsk

ЗагороднийИ. В.ZagorodniiI. V.

Загородний Игорь Владимирович – аспирант, ведущий инженер ОППР АО «Красноярская ТЭЦ-1»

г. Красноярск

Igor V. Zagorodnii

Krasnoyarsk

Сибирский федеральный университетРоссияSiberian Federal UniversityRussian Federation202025032021226101116Copyright © Бойко Е.А., Загородний И.В., 20212021Бойко Е.А., Загородний И.В.Boiko E.A., Zagorodnii I.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/1617

ЦЕЛЬ. Рассмотреть проблемы шлакования и загрязнения поверхностей нагрева котельного агрегата БКЗ-420-140 с твердым шлакоудалением Абаканской ТЭЦ при сжигании непроектных топлив. МЕТОД. При рассмотрении проблем шлакования использовались комплексные (экспериментально-расчетные) исследования факторов и условий шлакования поверхностей нагрева котельного агрегата при сжигании углей переменного качества в широком диапазоне изменения их технических характеристик и состава минеральной части. РЕЗУЛЬТАТЫ. Получены качественные и количественные параметры оценки шлакующих свойств непроектных углей и их поведения в реальных условиях работы радиационных, полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева с учетом их режимных и конструктивных особенностей. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. По результатам комплексных исследований получено,что к числу наиболее рациональных мероприятий по использованию непроектных углей на котле БКЗ-420-140 ТШУ Абаканской ТЭЦ относятся модернизация применяемых средств очистки (обдувочных аппаратов) и системы их активации, а также научно-обоснованный выбор оптимального соотношения смеси проектного и непроектного топлива по условию минимальной интенсивности процессов шлакования и загрязнения поверхностей нагрева. Анализ шлакующих и загрязняющих свойств непроектных углей позволяет выполнять прогноз изменения характеристик тепловой эффективности поверхностей нагрева и разработать ряд практических рекомендаций по оптимизации параметров работы средств очистки, установленных на котле.

THE PURPOSE. Comprehensive research of the slagging intensity is the heating surfaces of the BKZ-420-140 boiler unit with solid slag removal at the Abakan CHP when burning non-project fuels. The relevance of the work is due to the technical necessity and economic feasibility of conversion boiler units to combustion of non-design coals. METHODS. The problem has been analyzed by methodology for conducting complex tests, measurements and processing of experimental data, as well as the results of experimental and computational studies of a boiler unit when operating on coals of various qualities. RESULTS. Qualitative and quantitative parameters for assessing the properties of off-design coals and their behavior in real operating conditions of radiation, semi-radiation and convective conditions, taking into account their modes and design functions, have been obtained. CONCLUSION: A computational analysis of the operating modes of boiler units when burning non-design fuels showed that a promising technology for involving non-design coals in the fuel and energy balance of a thermal power plant is providing a scientifically based mixture of design and nondesign fuels.Analysis of the slagging and polluting properties of non-design coals makes it possible to predict changes in the characteristics of the thermal efficiency of heating surfaces and to develop many practical recommendations for optimizing the parameters of the cleaning equipment installed on the boiler.Also, mixtures of fuels were determined for which the wall temperatures of the metal of the outlet stack of the superheater increase, which significantly reduces the strength characteristics of the surface.The assessment and prediction of the reliability of the heating surface is carried out by calculating the temperature of the metal wall in the most heat-stressed place.

непроектные угликотельный агрегатповерхности нагревашлакованиеэкспертная оценкатепловой расчетnon-standard coalsboiler unitheating surfacesslaggingexpert reviewthermal calculationReferencesКожуховский И.С., Алешинский Р.Е., Говсиевич Е.Р. Проблемы и перспективы угольной генерации России. Уголь. 2016. № 2. с. 4-15.Kozhukhovskii IS, Aleshinskii RE, Govsievich E. R. Problemy i perspektivy ugol'noi generatsii Rossii. Ugol'. 2016;2:4-15.Говсиевич Е.Р., Алешинский Р.Е., Векслер Ф.М., и др. Технико-экономические особенности использования непроектных углей на тепловых электростанциях. Промышленная энергетика. 2008. С. 15-20.Govsievich ER, Aleshinskii RE, Veksler FM. Brzhezyanskaya N.V. Tekhnikoekonomicheskie osobennosti ispol'zovaniya neproektnykh uglei na teplovykh elektrostantsiyakh. Promyshlennaya energetika, 2008, s. 15-20.Коваль Т.В., Кудряшов А.Н. Оценка шлакующих и загрязняющих свойств углей, сжигаемых на тепловых электростанциях ПАО «Иркутскэнерго». Вестник иркутского государственного технического университета. 2020. Т. 24. №3. С. 639-648.Koval' TV, Kudryashov AN. Otsenka shlakuyushchikh i zagryaznyayushchikh svoistv uglei, szhigaemykh na teplovykh elektrostantsiyakh PAO «Irkutskenergo». Vestnik irkutskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2020;24(3):639-648.Кузьмин В.А., Заграй И.А., Десятков И.А. Определение плавкости золы торфа месторождений Кировской области. Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2018;20(11-12):27-33.Kuzmin VA, Zagrai IA, Desiatkov IA. Determination of peat ash fusibility of Kirov region deposits. Power engineering: research, equipment, technology. 2018;20(11-12):27-33.Алехнович А.Н. Контроль и прогнозирование шлакующих свойств углей и шлакования пылеугольных котлов. Библиотечка электротехника. 2018. № 4. с. 1-72Alekhnovich A.N. Kontrol' i prognozirovanie shlakuyushchikh svoistv uglei i shlakovaniya pyleugol'nykh kotlov. Bibliotechka elektrotekhnika. 2018;4:1-72.Трембовля В.И., Фингер Е.Ф., Авдеева А.А. Теплотехнические испытания котельных установок. М., Энергия, 1977.Trembovlya VI, Finger EF, Avdeeva AA. Teplotekhnicheskie i spytaniya kotel'nykh ustanovok. M., Energiya, 1977.Майданник М.Н., Тугов А.Н., Верещетин В.А. Оценка технического состояния котельных установок по показателям качества. Теплоэнергетик. 2020, № 4, с. 33-40.Maidannik MN, Tugov AN, Vereshchetin VA. Otsenka tekhnicheskogo sostoyaniya kotel'nykh ustanovok po pokazatelyam kachestva. Teploenergetik. 2020;4:33-40.Tugov A.N., Maydannik M.N. Heat-recovery steam generators at thermal power plants of Russia. Power Technology and Engineering. 2019. T.52, №5, p. 555-558.Tugov AN, Maydannik MN. Heat-recovery steam generators at thermal power plants of Russia. Power Technology and Engineering. 2019;52(5):555-558.Алехнович А.Н., Артемьева Н.В. Влияние зольности на шлакующие свойства углей и шлакование пылеугольных котлов. Электрические станции. 2017. № 3. с. 8-15.Alekhnovich AN, Artem'eva NV. Vliyanie zol'nosti na shlakuyushchie svoistva uglei i shlakovanie pyleugol'nykh kotlov. Elektricheskie stantsii. 2017;3:8-15.Алехнович А.Н. Экспертная оценка и прогнозирование шлакующих свойств углей. Электрические станции. 2015. №8. С. 7-17Alekhnovich AN. Ekspertnaya otsenka i prognozirovanie shlakuyushchikh svoistv uglei. Elektricheskie stantsii. 2015;8:7-17.Бойко Е.А., Жадовец Е.М., Янов С.Р. Анализ тепловой эффективности полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева пылеугольных паровых котлов. Электрические станции.2010. №10.с. 41-46Boiko EA, Zhadovets EM, Yanov SR. Analiz teplovoi effektivnosti poluradiatsionnykh i konvektivnykh poverkhnostei nagreva pyleugol'nykh parovykh kotlov. Elektricheskie stantsii.2010;10:41-46Тепловой расчет котлов (нормативный метод). Издание 3-е, перераб.и дополненное. СПб: НПО ЦКТИ. 1998. 256 с.Teplovoi raschet kotlov (normativnyi metod). Izdanie 3-e, pererab.i dopolnennoe. SPb: NPO TsKTI. 1998. 256 s.Тугов А.Н., Рябов Г.А., Штегман А.В., Рыжий И.А., Литун Д.С. Опыт ВТИ по использованию в энергетике проблемных топлив. Теплоэнергетика. 2016, № 7, с. 3-11.Tugov AN, Ryabov GA, Shtegman AV, et al. Opyt VTI po ispol'zovaniyu v energetike problemnykh topliv. Teploenergetika. 2016;7:3-11.Zhang Y., Li Q., Zhou H. Theory and Calculation of Heat Transfer in Furnaces. Elsevier. 2016. 350 p.Zhang Y, Li Q, Zhou H.Theory and Calculation of Heat Transfer in Furnaces. Elsevier. 2016. 350 p.Tong H., Zhang X., Tong Z., et al. Online Ash Fouling Prediction for Boiler Heating Surfaces based on Wavelet Analysis and Support Vector Regression. Energies. 2020. V.13(1).№ 59. p. 64-75.Tong H, Zhang X, Tong Z, et al. Online Ash Fouling Prediction for Boiler Heating Surfaces based on Wavelet Analysis and Support Vector Regression. Energies. 2020,13(1):59:64-75.ZhangS., ShenG., AnL., LiG. Ashfouling monitoring based on acoustic pyrometry in boiler furnaces. Appl. Therm. Eng. 2016. 84. p. 74–81Zhang S, Shen G, An L., et al. Ash fouling monitoring based on acoustic pyrometry in boiler furnaces. Appl. Therm. Eng. 2016;84:74-81Trojan M., Taler D. Thermal simulation of super heaters taking into account the processes occurring on the side of the steam and flue gas. Fuel. 2015. V.150. pp. 75–87Trojan M, Taler D. Thermal simulation of superheaters taking into account the processes occurring on the side of the steam and flue gas. Fuel. 2015;150:75–87Menn N., Chudnovskiy B. New technology for monitoring fouling deposition in coal fired boilers. VGB Powertech., 2016. №6. p. 65-70.Menn N, Chudnovskiy B. New technology for monitoring fouling deposition in coal fired boilers. VGB Powertech., 2016,6:65-70.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.