ТҮТІН ГАЗДАРЫН ҚАЙТА АЙНАЛДЫРУ НЕГІЗІНДЕ КӨМІР ҚАЗАНЫНЫҢ ЖҰМЫСЫН ЭКОЛОГИЯЛЫҚ ЖӘНЕ ЭНЕРГЕТИКАЛЫҚ ОҢТАЙЛАНДЫРУ

Түтін газдарын қайта айналдыру (ТГҚА) жалын температурасы мен жұмыс қоспасының құрамын басқару арқылы азот оксидтерінің шығарындыларын бір мезгілде төмендетуге және көмір қазандықтарының энергетикалық тиімділігін арттыруға мүмкіндік беретін тиімді әдіс болып табылады. Бұл жұмыста Қазақстандағы ТЭЦ-1 станциясының E-90-3,9/440 қазанында Қаражыра кен орнының Д маркалы көмірін жағу кезінде ТГҚА қолданудың есептік-аналитикалық зерттеуі жүргізілді. Зерттеудің мақсаты – эксплуатациялық шектеулер шегінде КПД бруттоны барынша арттыра отырып, NOx мөлшерін төмендетуді қамтамасыз ететін ТГҚА-ның рационалды дәрежесін анықтау. Әдістеме қазанның жылулық балансының математикалық моделіне және ТГҚА қосылғанға дейін/кейінгі режимдік деректерді өңдеуге негізделген; қайта айналдыру үлесін өзгерту кезінде түтін газдарының құрамы мен жылутехникалық шығындардың өзгерістері бағаланды.
Зерттеу нәтижелері бойынша, қарастырылған ТГҚА дәрежелері диапазонында қайта айналдырудың артуы есептік КПД бруттоның өсуімен және NOx концентрациясының төмендеуімен қатар жүретіні анықталды: ТГҚА 1%-ға артқанда КПД 0,25%-ға өсіп, ал NOx 9 мг/м³ -ке азаяды. Рационалды көрсеткіштер ТГҚА ≈ 20% кезінде алынды, бұл есептік КПД брутто 95,5% мәніне және базалық режиммен салыстырғанда NOx-тің 30% төмендеуіне сәйкес келеді. Алынған нәтижелер ТГҚА-ны Қазақстанның көмірмен жұмыс істейтін ЖЭО/ЖЭС-терінің экологиялық және пайдалану тиімділігін арттыруға арналған технологиялық шешім ретінде қолданудың орындылығын растайды.

1. Effect of the coal-spreading air on airflow and low-NOx combustion within a 75 t/h coal-fired grate furnace / Z. Ge et al. // Applied Thermal Engineering. – 2024. – Т. 256. – Р. 124076.

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 / 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. – Р. 101252.

4. Junwei S. Influence of Different Flue Gas Recirculation Schemes on 1000 MW Ultra-supercritical Double Reheat Boiler [J] / S. Junwei, D. Weibao, Y. Weiping // 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. – Р. 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. – Р. 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. – Р. 108345.

11. Experimental study on NOX formation characteristics in flue gas recirculation combustion process of S-CO2 coal-fired boiler / Н. Li et al // Combustion Science and Technology. – 2024. – Т. 196, № 18. – Р. 5048-5063.

12. Khorampoor S. Efficient natural gas combustion and NOx reduction: A novel application of simultaneous over-fire air (OFA) and flue gas recirculation (FGR) in a 250 MW opposed firing steam power plant boiler / S. Khorampoor, S. Sanaye // Energy Reports. – 2024. – Т. 12. – Р. 2573-2587.

13. Numerical Studies of the Influence of Flue Gas Recirculation into Primary Air on NOx Formation, CO Emission, and Low-NOx Waterwall Corrosion in the OP 650 Boiler / В. Hernik et al // Energies. – 2024. – Т. 17, № 9. – Р. 2227.

14. Research on the effect of the flue gas recirculation on the combustion and operating economy of circulating fluidized bed boiler / G. Xie et al // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. – IOP Publishing. – 2023. – Т. 1171, № 1. – Р. 012005.

15. Numerical Study on Effect of Flue Gas Recirculation and Co-Firing with Biomass on Combustion Characteristics in Octagonal Tangentially Lignite-Fired Boiler / J. Du et al // Energies. – 2024. – Т. 17, № 2. – Р. 475.

16. СТ РК ГОСТ Р ИСО 10849–2010 (ГОСТ Р ИСО 10849-2006). Выбросы стационарных источников. Определение массовой концентрации оксидов азота. Характеристика автоматических методов измерений в условиях применения. - Астана: Комитет технического регулирования и метрологии Министерства индустрии и новых технологий Республики Казахстан, 2010. – Введен в действие с 01.01.2012. – Режим доступа: https://prg.kz/document/?doc_id=31924024 (дата обращения: 27.02.2026).