Вплив мінеральних компонентів на теплотехнічні характеристики енергетичного вугілля

Аннотация

Филиппенко Ю.Н. Влияние минеральных компонентов на теплотехнические характеристики энергетических углей. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.14.06 - техническая теплофизика и промышленная теплоэнергетика - Институт газа НАН Украины, Киев, 2010 г.

Диссертационная работа посвящена исследованию влияния минеральных компонентов на теплотехнические характеристики энергетических углей в широком диапазоне их зольности и уточнение методов расчета теплоты сгорания, выхода летучих веществ и содержания серы по известным марке, зольности и влаге для обеспечения проектных требований котлоагрегатов по калорийности топлива, повышения эффективности и улучшения экологических показателей угольных ТЭС.

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, определены научная новизна и практическая ценность полученных результатов, приведена информация об их практическом использовании, личном вкладе соискателя, апробации результатов, публикациях по теме диссертации.

В первом разделе проанализирована роль ТЭС в энергосистеме Украины и угля как основного местного органического энергоресурса. Раскрыто влияние теплотехнических характеристик угля на технико-экономические и экологические показатели ТЭС и обоснованы требования к его качеству для пылевидного сжигания. Обосновано, что переход на расчеты за поставленный уголь по его калорийности тормозится несовершенством существующих методов расчета калорийности угля и определения выхода летучих веществ, и что причины этого несовершенства связаны с неучетом разложения минерального вещества угля при его сжигании. Обоснована актуальность исследования влияния минеральных компонентов на теплотехнические характеристики энергетических углей и уточнения методов расчета калорийности, выхода летучих веществ и содержания серы по известным марке, зольности и влажности угля, на основании чего сформулированы задачи исследования.

Во втором разделе описаны методы исследования, использованные в работе, в том числе методы отбора и подготовки проб углей, ситового и фракционного анализа, получения представительных фракций углей различной зольности, анализа влаги, выхода летучих веществ, зольности, содержания углерода, водорода, азота и кислорода, общей серы, определения высшей и вычисления низшей теплоты сгорания. Применительно к каждому методу приведены допустимые пределы повторяемости и воспроизводимости результатов анализа, оценены погрешности среднего значения.

В третьем разделе изложены основные результаты экспериментальных исследований, обработки и обобщения их результатов, а именно - характеристики проб углей энергетических марок ДГ, Г, ГЖ, Т, А, отобранных на украинских угольных предприятиях, экспериментальное исследование зависимости теплоты сгорания, выхода летучих веществ, содержания серы и элементного состава углей от зольности в широком диапазоне ее изменения, нахождение аналитической зависимости низшей теплоты сгорания на рабочее состояние топлива от зольности углей, экспериментальное определение вклада органического и минерального вещества углей в наблюдаемые значения выхода летучих веществ и содержания серы в широком диапазоне зольности. Показано, что методы расчета с использованием полученных данных значительно точнее существующих. На основании экспериментальных данных оценен состав продуктов термического разложения минерального вещества угля.

В четвертом разделе даны рекомендации по уточнению нормативных документов по определению теплотехнических характеристик углей, а также отраслевых документов по расчету удельных расходов топлива и планированию технико-экономических показателей работы ТЭС. Представлены рекомендации по выбору оптимальной степени обогащения углей для пылевидного сжигания с учетом распределения серы в минеральной и органической части. В конце раздела даны сведения об использовании результатов исследований и разработок автора.

Ключевые слова: уголь, теплота сгорания, выход летучих веществ, содержание серы, зольность, минеральная масса.

Філіппенко Ю.М. Вплив мінеральних компонентів на теплотехнічні характеристики енергетичного вугілля. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.06. - технічна теплофізика та промислова теплоенергетика - Інститут газу НАН України, Київ, 2010 р.

Дисертаційна робота присвячена дослідженню впливу мінеральних компонентів на теплотехнічні характеристики вугілля та уточнення методів їх розрахунку по марці, зольності та волозі вугілля для забезпечення проектних вимог котлоагрегатів вугільних ТЕС. В ній обґрунтовано, що перехід на розрахунки за вугілля по калорійності гальмується недосконалістю існуючих методів її розрахунку, а причиною цього є неврахування розкладу мінеральної речовини вугілля при його спалюванні. За результатами експериментальних досліджень залежності теплоти згоряння, виходу летких речовин, вмісту сірки та елементного складу вугілля від зольності в широкому діапазоні її зміни, внеску органічної і мінеральної речовин до виходу летких речовин і вмісту сірки, складу продуктів термічного розкладу мінеральної речовини уточнено методи розрахунку калорійності, виходу летких речовин і вмісту сірки по зольності, розроблені положення нормативних документів з визначення класифікаційних показників, теплотехнічних характеристик вугілля та рекомендації з удосконалення обліку палива і планування техніко-економічних показників роботи ТЕС.

Ключові слова: вугілля, теплота згоряння, вихід летких речовин, вміст сірки, зольність, мінеральна маса.

Filippenko Yu.N. Mineral components' influence on thermo-technical characteristics of power coals. - Manuscript.

Thesis for candidate's degree; specialization 05.14.06 - Technical thermo-physics and industrial heat power. - Institute of gas of NAS of Ukraine, Kyiv, 2010.

The work is devoted to study of mineral components' influence on calorific value, volatile yield and sulfur content of power coals and to development of the methods of their more precise calculation within wide ash range with the aim to ensure design demands of coal power plants. The dependencies are experimentally found of these characteristics and of coal elemental composition on ash content. It is found that real thermal destruction of mineral matter when coal combustion includes not only carbonates' destruction but hydrate water and sulfur dioxide evolution which decrease measured ash content, increase volatile yield and sulfur emissions. Recommendations are given to account this in standards of coal analysis and quality, in coal enrichment degree, in coal price evaluations and when power plants operational and environmental characteristics planning.

Key words: coal, calorific value, volatile yield, sulfur content, ash, mineral mass.

Размещено на Allbest.ru