ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ НЕПРОЕКТНОГО УГЛЯ КАРАЖЫРА В ШАРОВЫХ БАРАБАННЫХ И МОЛОТКОВЫХ МЕЛЬНИЦАХ

В данной работе представлено сравнительное исследование эффективности измельчения непроектного угля Каражыра с использованием двух основных типов измельчительного оборудования: шаровых барабанных мельниц и молотковых мельниц. Исследования проводились с целью оценки пригодности местного топлива для сжигания в котельных агрегатах, изначально не предназначенных для данного типа угля. Для определения гранулометрического состава пылевидного топлива был проведен лабораторный ситовой анализ. Впервые получены и проанализированы коэффициенты полидисперсности для пыли угля Каражыра, измельченной в обоих типах мельниц. Измерения остатков на ситах показали, что в продукте молотковой мельницы на сите с размером ячейки 400 мкм осталось лишь 0,2% частиц, тогда как в продукте шаровой барабанной мельницы – 2,5%. Это свидетельствует о практически полном удалении грубых фракций при размоле в молотковой мельнице. Установлено, что при обоих способах измельчения около 88% частиц угольной пыли имеют размер менее 200 мкм. При этом остаток на сите 90 мкм составил 32% для шаровой барабанной мельницы и 53% для молотковой. Таким образом, продукт молотковой мельницы отличается повышенной долей частиц среднего размера (90-200 мкм) при отсутствии избыточного количества ультрамелких фракций. Отсутствие грубых и ультрамелких фракций при размоле в молотковой мельнице способствует формированию более высокого показателя полидисперсности угольной пыли, который составил 1,51, тогда как для шаровой барабанной мельницы он равен лишь 0,78. Полученные результаты свидетельствуют о том, что обе мельницы подходят для подготовки топлива, но молотковая мельница обеспечивает лучшее качество сгорания и тепловую эффективность. Поэтому рекомендуется как наиболее эффективное решение для подготовки непроектного угля в тепловых электростанциях. Проведённые исследования служат основой для дальнейшего изучения характеристик и поведения непроектного угля в различных режимах эксплуатации.

1. Research on the Modification of Coal Adaptability and Carbon Emissions Reduction Technology for Coal-Fired Boilers / D. Peng et al // Energies. – 2022. – Vol. 15, № 24. – Articlе 9533. https://doi.org/10.3390/en15249533.

2. Benalcazar P. An Integrated Approach to Long-Term Fuel Supply Planning in Combined Heat and Power Systems / P. Benalcazar, J. Kamiński, K. Stós // Energies. – 2022. – Vol. 15, № 22. – Article 8339. https://doi.org/10.3390/en15228339.

3. Numerical Study of Furnace Processes during Combustion of Off-Design Coals in a 220 t/h Boiler / K.I. Mal’tsev et al // Thermal Engineering. – 2022. – Vol. 69, № 11. – P. 971-980. https://doi.org/10.1134/S0040601522110040.

4. Kumar M. A Review on Alternate Fuels Used in Boilers / M. Kumar, D. Prakash, G. Krishnan // International Journal of Advanced Engineering and Management. – 2021. – Vol. 6, № 6. – P. 1-6. https://ijaem.net/issue_dcp/A%20Review%20on%20Alternate%20Fuels%20Used%20In%20Boilers.pdf.

5. Assessment of the Possibility of Transition Power Boilers to Alternative Solid Fuels by Modeling Combustion Processes / V. Prokhorov et al // Energetika. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations. – 2023. – Vol. 66, № 6. – P. 536-551. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2023-66-6-536-551.

6. Simulation of Power Generation System with Co-Combustion of Coal and Torrefied Biomass by Flue Gas / С. Song et al // Energies. – 2024. – Vol. 17, № 12. – Article 3047. https://doi.org/10.3390/en17123047.

7. Effects of coal particle size on the two-phase flow and slagging performance in a swirl burner / N. Fang et al // Energy. – 2022. – Vol. 238, Part B. – Article 121797. https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.121797.

8. Influence of Grinding Methodology and Particle Size on Coal and Wood Co-Combustion via Injection Flame Opening Angle / S. Yankovsky et al // Energies. – 2023. – № 16(11). – Р. 4469. https://doi.org/10.3390/en16114469.

9. Sakuragi K. Milling characteristics of coal and torrefied biomass blends in a roller mill / K. Sakuragi, M. Otaka // ACS Omega. – 2021. – Vol. 6, № 46. – P. 31106-31117. https://doi.org/10.1021/acsomega.1c04276.

10. Kozlov A.N. Environmental performance assessments of different methods of coal preparation for use in small-capacity boilers: experiment and theory / A.N. Kozlov, E.P. Maysyuk, I.Y. Ivanova // Int J Coal Sci Technol. – 2023. – №10. – Р. 63. https://doi.org/10.1007/s40789-023-00623-3.

11. Chin Jacky. Analysis of mixing coal and biomass fuels on industrial boiler performance / Chin Jacky // Jurnal Riset Teknologi Pencegahan Pencemaran Industri. – 2024. – Vol. 15, № 2. – Р. 59-66. https://doi.org/10.21771/jrtppi.2024.v15.no2.p59-66.

12. ON THE ISSUE OF EFFICIENT COMBUSTION OF NON-DESIGN COAL KARAZHYRA / A.R. Khazhidinova et al // NNC RK Bulletin. – 2023. – № 2. – Р. 58-65. (In Russ.). https://doi.org/10.52676/1729-7885-2023-2-58-65.

13. RESEARCH COMBUSTION EFFICIENCY OF UNPROJECTED COAL / O.A. Stepanova et al // Bulletin of Shakarim University. Technical Sciences. – 2024. – № 2(14). – Р. 364-370. (In Russ.). https://doi.org/10.53360/2788-7995-2024-2(14)-45.

14. Size distribution of fine particles from coal combustion / M.W. McElroy et al // Science. – 1982. – Vol. 215, № 4528. – P. 13-19. https://doi.org/10.1126/science.215.4528.13. – PMID: 17790449.10.1126/science.215.4528.13.

15. GOST ISO 13909-4-2018. Hard coal and coke. Mechanical sampling. Part 4. Coal – Preparation of test samples. Moscow: Standartinform, 2020. – 28 p.

16. Avgushevich I.V. Standard Methods for Testing Coals / I.V. Avgushevich, E.I. Sidoruk, T.M. Bronovets // Coal Classification. – Moscow: Reklama Master, 2018. – 576 p.: ill. – ISBN 978-5-902989-59-2.