РЕЦИРКУЛЯЦИЯ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ КАК СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ И СНИЖЕНИЯ ВЫБРОСОВ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОТЛАХ

В данной работе проведено исследование влияния рециркуляции дымовых газов на ключевые параметры процесса сгорания топлива, такие как тепловое выделение и адиабатическая температура горения. На основе математической обработки экспериментальных данных были получены уравнения, отражающие зависимость полезного тепловыделения и адиабатической температуры горения от коэффициента рециркуляции газов. Согласно результатам исследования, полезное тепловыделение в топочной камере увеличивается пропорционально росту коэффициента рециркуляции. Это указывает на то, что повышение уровня рециркуляции способствует увеличению тепловой эффективности сгорания, улучшая теплообменные процессы внутри топочной камеры.

Аналогичная тенденция наблюдается и для адиабатической температуры горения. Установлено, что адиабатическая температура горения также возрастает с увеличением коэффициента рециркуляции, что свидетельствует о значительном влиянии рециркуляции на повышение температурных показателей в процессе горения. Повышение температуры горения связано с улучшением сжигания топлива и более полным использованием его энергетического потенциала. Это, в свою очередь, может способствовать снижению выбросов вредных веществ, таких как оксиды азота и углерода, что является важным фактором для экологической безопасности.

Таким образом, результаты исследования демонстрируют, что рециркуляция дымовых газов оказывает существенное влияние на процессы теплообмена и температуру сгорания. Это делает рециркуляцию эффективным инструментом для повышения тепловой эффективности и снижения экологической нагрузки на окружающую среду. Применение данного метода в современных энергосистемах способствует не только улучшению производственных показателей, но и выполнению экологических требований. Результаты исследования подтверждают целесообразность внедрения рециркуляции дымовых газов для повышения общей эффективности и экологической безопасности энергетических установок.

1. К вопросу эффективности применения рециркуляции дымовых газов в энергетических котлах, работающих на твердом топливе / Т.Н. Умыржан и др. // Энергетика и энергосбережение: теория и практика: Сборник материалов VII международной научно-практической конференции, Кемерово, 07-09 декабря 2022 года. – Кемерово: Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева, 2023. – С. 171-1-171-5.

2. Бусыгин С.В. Моделирование процесса рециркуляции дымовых газов энергетического котла с применением комплекса программ для оценки эффективности мероприятий направленных на подавление выбросов NOx при сжигании природного газа на ТЭС / С.В. Бусыгин // Развитие методов прикладной математики для решения междисциплинарных проблем энергетики: Материалы I Всероссийской научно-технической конференции с международным участием, Ульяновск, 06–07 октября 2021 года. – Ульяновск: Ульяновский государственный технический университет, 2021. – С. 176-179.

3. Effects of flue gas recirculation on self-excited combustion instability and NOx emission of a premixed flame / D. Pan et al //Thermal Science and Engineering Progress. – 2022. – Т. 30. – С. 101252.

4. Junwei S. Influence of Different Flue Gas Recirculation Schemes on 1000 MW Ultra-supercritical Double Reheat Boiler / S. Junwei, D. Weibao, Y. Weiping // [J]. JOURNAL OF ENGINEERING FOR THERMAL ENERGY AND POWER. – 2019. – № 34(5). – Р. 49-56.

5. Умыржан, Н.Н. Рециркуляция дымовых газов как способ эффективного регулирования топочного процесса / Н.Н. Умыржан, А.И. Мануленко, Т.Н. Умыржан // Энергия-2022. Теплоэнергетика: Семнадцатая всероссийская (девятая международная) научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых. В 6 т., Иваново, 11-13 мая 2022 года. Том 1. – Иваново: Ивановский государственный энергетический университет им. В.И. Ленина, 2022. – С. 18.

6. Characteristics and flame appearance of oxy-fuel combustion using flue gas recirculation / M. Abdelaal et al // Fuel. – 2021. – Т. 297. – С. 120775.

7. Ahn J. Combustion characteristics of 0.5 MW class oxy-fuel FGR (flue gas recirculation) boiler for CO2 capture / J. Ahn, H.J. Kim // Energies. – 2021. – Т. 14, № 14. – С. 4333.

8. Рециркуляция дымовых газов как способ внедрения экологических технологий в энергетических котлах / Н. Умыржан и др. // Вестник КазАТК. – 2021. – Т. 119, № 4. – С. 113- 120.

9. Патент № 2761254 C1 Российская Федерация, МПК F23C 13/00. Устройство рециркуляции дымовых газов: № 2021107646: заявл. 22.03.2021: опубл. 06.12.2021 / С.В. Александров.

10. Zhu Y. Combustion characteristic study with a flue gas internal and external double recirculation burner / Y. Zhu, C. Wang, X. Chen // Chemical Engineering and Processing-Process Intensification. – 2021. – Т. 162. – С. 108345.