ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Впервые определеныосновные закономерности изменения теплотехнических характеристик, химического и петрографического состава, реакционных свойств канско-ачинского угля (на примере наиболее мощного и перспективного угольного разреза Канско-Ачинского бассейна – Березовского) по высоте пласта и глубине залегания. Показано, что ниже слоя забалансового сажистого угля расположена зона высокоокисленного угля, который по теплотехническим характеристикам приближается к сажистому и совместно с товарным углем в настоящее время поступает на тепловые электрические станции.

2. Установлено, что энергетическое использование канско-ачинских углей без учетаих качественного состава и теплофизических свойств по высоте угольного пласта и глубине его залегания является одной из основных причин низкоэкономичной и ненадежной работы котельных агрегатов тепловых электростанций по условиям шлакования, загрязнения поверхностей нагрева и экологической безопасности.

3. Создана полупромышленная экспериментальная установка, включающая систему пылеприготовления с промежуточным бункером, оборудованная шаровой барабанной мельницей, узлом по термической подготовке углей и огневым стендом. Установка защищена патентами на изобретение и может служить прототипом экспериментальных установок по отработке режимов термической подготовки и сжигания углей новых месторождений.

4. Впервые установлено, что предварительная термическая подготовка канско-ачинских углей является эффективным средствомкомплексного решения вопросов их энергетического использования на ТЭС и позволяет: повысить эффективность энергетического использования канско-ачинских углей: снизить в 2–2,5 раза выбросы оксидов азота; значительно увеличить коэффициент использования установленной мощности энергетического оборудования ТЭС за счет уменьшения шлакования и загрязнения поверхностей нагрева котлов более чем в 2 раза; вовлечь в ТЭБ России забалансовые сажистые угли; организовать безмазутную растопку и подсветку факела топочных камер котельных агрегатов за счет замены дорогостоящего мазута угольной пылью.

5. Предложено использовать технологию термической подготовки непосредственно на тепловых электростанциях в качестве эффективной ступени процесса сжигания КАУ и как приоритетного направления в современных энергетических системах и комплексах.

6. Предложены технические решения по сжиганию КАУ с использованием термической подготовки в условиях тепловых электростанций, позволяющие значительно повысить эффективность энергетического использования канско-ачинских углей.К наиболее перспективным из них следует отнести: котельный агрегат с внутритопочной термической подготовкой углей Канско-Ачинского бассейна (патенты №2113655,2317485,2313034 и др.) и систему термоподготовки для организации муфельной (безмазутной) растопки и подсветки факела топочных камер котельных агрегатов (патенты №2292740, 2200905, 2294484 и др.).

7. Разработан номограммный метод определения конструктивных решений компоновки пароперегревательных поверхностей нагрева котлов, позволяющий на стадии выполнения конструкторской документации заложить основы по созданию котельных агрегатов тепловых электростанций повышенной эффективности.

8. Выполнено численное моделирование аэродинамики топочной камеры котла, оборудованной системой внутритопочной термической подготовки канско-ачинских углей с применением трехмерной математической модели. Показано, что предлагаемая технология сжигания дает возможность: организовать эффективную аэродинамику топочной камеры с равномерным заполнением её объёма и обеспечить глубокое выгорание потока угольной пыли.

9. Разработанная технология сжигания КАУ с использованием предварительной термической подготовки КАУ для организации муфельной растопки и подсветки факела топочных камер внедрена на котлах БКЗ-420-140-ПТ1 Красноярской ТЭЦ-2 и ПК-40 Томь-Усинской ГРЭС энергоблока 200 МВт. Проводятся работы по её тиражированию на котлах Красноярских ТЭЦ-2, ГРЭС-2 и Беловской ГРЭС ОАО «Кузбассэнерго».

10. Обоснована эффективность применения технологии сжигания с использованием термической подготовки канско-ачинских углей, предложена модифицированная энергетическая модель России, с помощью которой определены рациональные масштабы тиражирования технологии на тепловых электростанциях и выявлены приоритетные регионы РФ для её внедрения на перспективу до 2020 года.