kaz44Вестник Университета Шакарима. Серия технические наукиBulletin of Shakarim University. Technical Sciences2788-79953006-0524«Шәкәрім университеті» КеАҚ10.53360/2788-7995-2024-2(14)-45kaz44-1197Research ArticleТЕХНИЧЕСКАЯ ФИЗИКА И ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКАИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СЖИГАНИЯ НЕПРОЕКТНОГО УГЛЯRESEARCH COMBUSTION EFFICIENCY OF UNPROJECTED COALhttps://orcid.org/0000-0001-5221-1772СтепановаО. А.StepanovaO. A.

Ольга Александровна Степанова – кандидат технических наук, доцент, зав. кафедрой «Техническая физика и теплоэнергетика»

 071412, Республика Казахстан, г. Семей, ул. Глинки, 20 А 

Olga Aleksandrovna Stepanova – Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Head of Department «Technical Physics and Heat Power Engineering» 

 071412, Republic of Kazakhstan, Semey, Glinka str., 20 A 

aug11@mail.ruКасенгалиевМ. К.KasengalievM. K.

Мерей Канатович Касенгалиев – магистрант кафедры «Техническая физика и теплоэнергетика»

071412, Республика Казахстан, г. Семей, ул. Глинки, 20 А 

Merey Kanatovich Kasengaliev – Master's student of the Department of «Technical Physics and Heat Power Engineering» 

 071412, Republic of Kazakhstan, Semey, Glinka str., 20 A 

mkasengaliyev@bk.ruhttps://orcid.org/0009-0008-9111-1975УмыржанТ. Н.UmyrzhanT. N.

Темірлан Нұрланұлы Умыржан – старший преподаватель кафедры «Техническая физика итеплоэнергетика»

 071412, Республика Казахстан, г. Семей, ул. Глинки, 20 А 

Temirlan Nurlanuly Umyrzhan – Senior Lecturer, Department of «Technical Physics and Heat Power Engineering» 

 071412, Republic of Kazakhstan, Semey, Glinka str., 20 A 

timirlan-95@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8802-1559ХажидиноваА. Р.KhazhidinovaA. R.

Акбота Рыспековна Хажидинова – PhD, и.о ассоциированного профессора кафедры «Техническая физика и теплоэнергетика»

 071412, Республика Казахстан, г. Семей, ул. Глинки, 20 А 

Akbota Ryspekovna Khazhidinova – PhD, Acting Associate Professor, Department of «Technical Physics and Heat Power Engineering» 

 071412, Republic of Kazakhstan, Semey, Glinka str., 20 A 

nadyrova.akbota@mail.ruНАО "Университет имени Шакарим города Семей"КазахстанShakarim University of SemeyKazakhstan20242906202412(14)364370Copyright © Степанова О.А., Касенгалиев М.К., Умыржан Т.Н., Хажидинова А.Р., 20242024Степанова О.А., Касенгалиев М.К., Умыржан Т.Н., Хажидинова А.Р.Stepanova O.A., Kasengaliev M.K., Umyrzhan T.N., Khazhidinova A.R.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tech.vestnik.shakarim.kz/jour/article/view/1197

Сжигание угля остается важным источником энергии, несмотря на его экологические недостатки. В данной работе исследуется эффективность сжигания непроектного угля марки Д из разреза Каражыра на ТЭЦ-1 города Семей. Целью исследования является оптимизация процессов сжигания для повышения эффективности работы котла Е-90-3,9/440. Метод исследования включает экспериментально-теоретический подход, с акцентом на составление теплового баланса и расчет коэффициента полезного действия (КПД) методом обратного баланса.Анализ полученных данных показывает, что при увеличении теплопроизводительности котла наблюдается параллельный рост расхода топлива и КПД, указывающий на улучшение эффективности работы котельного агрегата. Выявлено, что при достижении теплопроизводительности в 220 ГДж/ч происходит значительный скачок КПД, свидетельствующий о переходе котла в более оптимальный режим. Этот результат подтверждает не только значительный потенциал для повышения энергетической эффективности, но и стабильность топливных затрат при изменении нагрузок на котельный агрегат.Таким образом, оптимизация процессов сжигания непроектного угля марки Д является важным шагом для сокращения негативного воздействия на окружающую среду и повышения энергетической эффективности. Дальнейшие исследования в этой области могут привести к еще более значимым улучшениям в работе котельных агрегатов и сокращению выбросов вредных веществ.

Coal combustion remains an important source of energy despite its environmental disadvantages. This paper investigates the efficiency of combustion of non-project coal of D grade from Karazhyra mine at CHPP-1 of Semey city. The purpose of the study is to optimize the combustion processes to improve the efficiency of boiler E-90-3,9/440. The research method includes experimental-theoretical approach, with an emphasis on drawing up the heat balance and calculating the coefficient of performance (COP) by the inverse balance method.The analysis of the obtained data shows that with increasing the heat output of the boiler there is a parallel growth of fuel consumption and efficiency, indicating an improvement in the efficiency of the boiler unit. It is revealed that when reaching the heat output of 220 GJ/h there is a significant jump in efficiency, indicating the transition of the boiler to a more optimal mode. This result confirms not only the significant potential for improving energy efficiency, but also the stability of fuel costs at changing loads on the boiler unit.Thus, optimization of combustion processes of non-project D grade coal is an important step to reduce negative environmental impact and improve energy efficiency. Further research in this area may lead to even more significant improvements in the operation of boiler units and reduction of harmful emissions.

сжигание углянепроектный угольоптимизация процессовтепловой баланскоэффициент полезного действия (КПД)котел Е-90-39/440теплопроизводительностьcoal combustionnon-project coalprocess optimizationheat balancecoefficient of performance (COP)CHPP-1 Semeyboiler E-90-39/440heat capacityenvironmental safetyReferencesЧисленное исследование топочных процессов при сжигании непроектных углей в котле производительностью 220 т/ч / К.И. Мальцев и др. // Теплоэнергетика. – 2022. – № 12. – С. 73-83. DOI: https://doi.org/10.56304/S0040363622110042.Chislennoe issledovanie topochnykh protsessov pri szhiganii neproektnykh uglei v kotle proizvoditel'nost'yu 220 t/ch / K.I. Mal'tsev i dr. // Teploehnergetika. – 2022. – № 12. – S. 73-83. DOI: https://doi.org/10.56304/S0040363622110042. (In Russian).Проблемы перевода угольных ТЭЦ на непроектные топлива / А.И. Матюшенко и др. // Промышленная энергетика. – 2022. – № 4. – С. 36-43. DOI: https://doi.org/10.34831/EP.2022.10.67.005.Problemy perevoda ugol'nykh TEHTS na neproektnye topliva / A.I. Matyushenko i dr. // Promyshlennaya ehnergetika. – 2022. – № 4. – S. 36-43. DOI: https://doi.org/10.34831/EP.2022.10.67.005. (In Russian).К вопросу эффективного сжигания непроектного топлива угля разреза Каражыра / А.Р. Хажидинова и др. // Вестник НЯЦ РК. – 2023. № 2. – С. 58-65. DOI: https://doi.org/10.52676/1729-7885-2023-2-58-65.K voprosu ehffektivnogo szhiganiya neproektnogo topliva uglya razreza Karazhyra / A.R. Khazhidinova i dr. // Vestnik NYATS RK. – 2023. № 2. – S. 58-65. DOI: https://doi.org/10.52676/1729-7885-2023-2-58-65. (In Russian).Анализ эффективности работы котельных агрегатов при работе на непроектном топливе / А.Е. Мейірханова и др. // Энергетика и энергосбережение: теория и практика: Сборник материалов V Всероссийской научно-практической конференции, Кемерово, 16-17 декабря 2020 года. – Кемерово: Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева, 2020. – С. 124-1–124-4.Analiz ehffektivnosti raboty kotel'nykh agregatov pri rabote na neproektnom toplive / A.E. Meiіrkhanova i dr. // Ehnergetika i ehnergosberezhenie: teoriya i praktika: Sbornik materialov V Vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, Kemerovo, 16–17 dekabrya 2020 goda. – Kemerovo: Kuzbasskii gosudarstvennyi tekhnicheskii universitet imeni T.F. Gorbacheva, 2020. – S.124-1–124-4. (In Russian).Бектемисов А.А. Влияние теплопроизводительности котельного агрегата на коэффициент избытка воздуха в вихревой зоне топки / А.А. Бектемисов, А. Мануленко // Энергия-2021: Шестнадцатая всероссийская (восьмая международная) научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых. В 6 т., Иваново, 06–08 апреля 2021 года. Том 1. – Иваново: Ивановский государственный энергетич. унив-т им. В.И. Ленина, 2021. – С. 7.Bektemisov A.A. Vliyanie teploproizvoditel'nosti kotel'nogo agregata na koehffitsient izbytka vozdukha v vikhrevoi zone topki / A.A. Bektemisov, A. Manulenko // Ehnergiya-2021: Shestnadtsataya vserossiiskaya (vos'maya mezhdunarodnaya) nauchno-tekhnicheskaya konferentsiya studentov, aspirantov i molodykh uchenykh. V 6 t., Ivanovo, 06–08 aprelya 2021 goda. Tom 1. – Ivanovo: Ivanovskii gosudarstvennyi ehnergetich. univ-t im. V.I. Lenina, 2021. – S. 7. (In Russian).Процессы сжигания в камерной топке с тангенциально закрученным вихрем / А.В. Гиль и др. // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. –2024. – Т. 335, № 2. – С. 7-16. DOI: https://doi.org/10.18799/24131830/2024/2/4475.Protsessy szhiganiya v kamernoi topke s tangentsial'no zakruchennym vikhrem / A.V. Gil' i dr. // Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. Inzhiniring georesursov. –2024. –T. 335, № 2. – S. 7-16. DOI: https://doi.org/10.18799/24131830/2024/2/4475. (In Russian).Мочалов, Д.Ю. Перевод котла ТПЕ-215 Хабаровской ТЭЦ на непроектный уголь / Д.Ю. Мочалов // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Тезисы докладов Двадцать девятой Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов, Москва, 16-18 марта 2023 года. – Москва: ООО Центр полиграфических услуг «РАДУГА», 2023. – С. 985.Mochalov, D.YU. Perevod kotla TPE-215 Khabarovskoi TEHTS na neproektnyi ugol' / D.YU. Mochalov // Radioehlektronika, ehlektrotekhnika i ehnergetika: Tezisy dokladov Dvadtsat' devyatoi Mezhdunarodnoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii studentov i aspirantov, Moskva, 16-18 marta 2023 goda. – Moskva: OOO Tsentr poligraficheskikh uslug «RADUGA», 2023. – S. 985. (In Russian).Investigation into the Influence of Temperature on the Formation of Nitrogen Oxides during the Staged Combustion of Low-Reactive Coal with the Use of Direct-Flow Burners / V. Prokhorov et al // Therm. Eng. – 2023. – № 70. – Р. 711-718. DOI: https://doi.org/10.1134/S0040601523090057.Investigation into the Influence of Temperature on the Formation of Nitrogen Oxides during the Staged Combustion of Low-Reactive Coal with the Use of Direct-Flow Burners / V. Prokhorov et al // Therm. Eng. – 2023. – № 70. – R. 711-718. DOI: https://doi.org/10.1134/S0040601523090057. (In English).Influence of combustion system retrofit on NOx formation characteristics in 300 MWe tangentially fired furnace / L. Shi et al // Wang, Appl. Therm. Eng. – 2016. – № 98. – Р. 766-777.Influence of combustion system retrofit on NOx formation characteristics in 300 MWe tangentially fired furnace / L. Shi et al // Wang, Appl. Therm. Eng. – 2016. – № 98. – R. 766-777. 10. Influence of increased primary air ratio on boiler performance in a 660 MW brown coal boiler / Z. Li et al // Energy/ – 2018. – № 152. R. 804-817. (In English).Influence of increased primary air ratio on boiler performance in a 660 MW brown coal boiler / Z. Li et al // Energy/ – 2018. – № 152. Р. 804-817.Teplovoi poverochnyi raschet parovykh kotlov na PEHVM: metodicheskie ukazaniya / sostaviteli B.L. Shelygin [i dr.]. – Ivanovo: IGEHU, 2021. – 44 s. (In Russian).Тепловой поверочный расчет паровых котлов на ПЭВМ: методические указания / составители Б.Л. Шелыгин [и др.]. – Иваново: ИГЭУ, 2021. – 44 с.Тепловой поверочный расчет паровых котлов на ПЭВМ: методические указания / составители Б.Л. Шелыгин [и др.]. – Иваново: ИГЭУ, 2021. – 44 с.

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