ОБОСНОВАНИЕ РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИЙ СЖИГАНИЯ ВОДОУГОЛЬНЫХ ТОПЛИВ С ДОБАВКАМИ БИОМАССЫ

Abstract

Одной из наиболее актуальных проблем современности является экологическая безопасность. Загрязнение атмосферы Земли в последние десятилетия обусловлено в значительной степени работой тепловых электрических станций, сжигающих уголь, на территориях наиболее развитых государств (США, Китай, Индия и др.). Использование нового класса топлива – био-водоугольного – может позволить существенно снизить выбросы антропогенных газов, образующихся при сжигании углей в топках паровых и водогрейных котлов, в атмосферу Земли, расширить сырьевую базу современных тепловых электрических станций и повысить в целом ресурсоэффективность угольной теплоэнергетики. Цель: исследование влияния концентрации древесной биомассы в жидких композиционных топливах на интегральные характеристики процесса зажигания капель био-водоугольных топлив в условиях высокотемпературного нагрева. Объект: водоугольная суспензия на основе угля марки Т, воды и еловой хвои. Экспериментальные исследования проведены при следующих массовых концентрациях угля и биомассы: 50/0 %, 45/5 %, 40/10 %, 35/15 %, соответственно (50 % – вода). Метод: экспериментальное определение с использованием высокоскоростной видеокамеры Photron FASTCAM СА4 временных характеристик процессов зажигания капель био-водоугольных суспензий в условиях, соответствующих по интенсивности нагрева камерам сгорания паровых и водогрейных котлов; регистрация температуры среды с использованием хромель-алюмелевых термопар. Результаты. Установлено влияние массовой концентрации лесного горючего материала на времена задержки зажигания (tign) водоугольных топлив. Показано, что при содержании в топливной композиции 15 % биомассы времена задержки зажигания уменьшаются более чем в три раза по сравнению с водоугольным топливом без добавления биомассы при относительно низких температурах топочной среды. Результаты выполненных экспериментальных исследований также являются базой для развития моделей горения жидких композиционных топлив.