Technology of Anthracite and Solid Biofuels Co-Firing in Pulverized Coal Boilers of TPP and CHP

Abstract

Вступ. Світовий досвід дає багато прикладів високоефективного використання біомаси для вироблення тепла та електроенергії в вугільних котлоагрегатах. Проте для України, яка має значні поклади вугілля та потенціал твердої рослинної біомаси, така технологія досі не реалізована.Проблематика. Пошук нових непроєктних палив для теплової енергетики у зв'язку з дефіцитом вугілля антрацитової групи є актуальним завданням, зважаючи на зобов'язання України збільшити виробництво енергії із відновлюваних джерел та необхідністю виконувати жорсткі європейські норми за викидами.Мета. Розроблення оптимальних технологічних та режимних умов зі спільного спалювання вугілля антрацитової групи та твердої біомаси.Матеріали і методи. Об'єктами досліджень були пилоподібне вугілля українських покладів та тверда рослинна біомаса. Використано експериментальні методи досліджень на лабораторних та пілотних установках, а також CFD-моделювання. Результати. Досліджено режими горіння суміші вугілля та біомаси; розроблено оптимальну схему її використання на пиловугільних котлах ТПП-210А; виконано балансовий розрахунок пальника при спільному спалюванні антрациту та твердого біопалива; виконано проєктування пальникового пристрою для котлів ТПП-210А та підготовлено ескізний проєкт. Розроблений проєкт може бути використано на котлах ТПП-210А, а з невеликими змінами -на більшості котлів, які спалюють антрацит та пісне вугілля.Висновки. Застосування 8-12 % біомаси за теплом здатне суттєво інтенсифікувати процеси горіння вугілля антрацитової групи. Рекомендована схема подавання біомаси до паливні -з окремого бункеру пелет через подрібнювач до пальника, де вводиться до паливні трубопроводом з конусним розсікачем на виході. 3D-моделювання спільного горіння показало зростання температури потоку й ступеню вигорання палива. Виконано ескізний проєкт пальника котла ТПП-210А для спільного спалювання антрациту та 10 % частки біомаси. К л ю ч о в і с л о в а: теплові електростанції, біопаливо, вугілля, спільне спалювання.

CFD-modeling of critical deviations of combustion processes in pulverized coal boilers. Part 1. Construction of the TPP-210A boiler calculation model

“…CFD modelling of the processes in the TPP210A boiler was performed in [19,20] for the cocombustion of anthracite with fuel biomass, and in [21] for the cocombustion of an thracite with subbituminous coal. As in [11,12], in these stud ies, the ANSYS FLUENT standard package was adapted to separate the supply of two fundamentally different types of fuels to different burners or burner channels.…”