Введение
Глава 1 Эффективное и экологически приемлемое использование твердых топлив
1.1 Современное состояние проблемы сжигания и переработки энергетических углей и методы повышения эффективности их использования
1.2 Теоретические и экспериментальные методы исследования плазменных процессов воспламенения, термохимической подготовки, сжигания и газификации углей
1.3 Основные принципы функционирования плазменно-топливных систем 93
1.4 Алло-автотермический характер преобразования двухфазных топливных потоков
1.5 Физико-химические характеристики исследованных твердых топлив 115
1.6 Выводы по разделу 119
Глава 2 Термодинамическое моделирование плазменной термохимической переработки топлив
2.1 Метод термодинамических расчетов и программа TERRA 122
2.2 Подготовка исходных данных для расчета плазменной термохимической подготовки топлив к сжиганию
2.3 Расширение базы данных программы TERRA термодинамическими свойствами веществ, характерных для минеральной части углей
2.4 Результаты термодинамических расчетов
2.4.1 Методика определения необходимого количества окислителя для газификации топлива
2.4.2 Метод расчета удельных энергозатрат на процесс газификации топлива 144
2.4.3 Плазменная газификация твердого топлива 146
2.4.4 Электротермохимическая подготовка топлива к сжиганию 156
2.4.5 Энергетическая эффективность процесса электротермохимической подготовки энергетических углей к сжиганию
2.5 Выводы по разделу 166
Глава 3 Кинетическое моделирование процессов движения, высокотемпературного нагрева и термохимических превращений пылеугольного топлива в потоке окислителя в цилиндрических каналах с плазменным источником
3.1 Описание математической модели кинетических исследований плазменной термохимической подготовки углей к сжиганию
3.2 Кинетическая схема процесса газификации угля 176
3.3 Кинетическая схема, учитывающая образование оксидов азота 181
3.4 Исходные данные и методика ступенчатого расчета плазменно- топливной системы для электротермохимической подготовки аэросмеси к сжиганию
3.5 Результаты кинетических расчетов 196
3.5.1 Плазменная паровая газификация твердого топлива с учетом моно- и полидисперсности частиц
3.5.2 Плазменная газификация твердого топлива в среде углекислого газа 203
3.5.3 Плазменная газификация твердого топлива в различных окислительных средах
3.5.4 Электротермохимическая подготовка топлива к сжиганию 213
3.5.5 Влияние избытка окислителя на параметры электротермохимической подготовки топлива к сжиганию, включая образование оксидов азота
3.6 Технологические рекомендации для проектирования и применения 224
плазменно-топливных систем
3.7 Выводы по разделу 226
Глава 4 Трехмерное моделирование горения твердого топлива в топке котла, оснащенного плазменно-топливными системами
4.1 Краткое описание трехмерной математической модели 228
4.2 Трехмерное моделирование двухфазного реагирующего потока 229
4.3 Моделирование дисперсной фазы 241
4.4 Моделирование теплового излучения 248
4.5 Модель горения газовой фазы 250
4.6 Процедура численного решения 258
4.7 Моделирование образования оксидов азота 263
4.8 Результаты численного моделирования процесса предварительной плазменной обработки пылеугольного топлива в плазменно-топливной системе и трехмерного моделирования горения активированного
топлива в топке промышленных котлов
4.8.1 Верификация трехмерной математической модели Cinar ICE на 269
примере расчета горения пылеугольного топлива в экспериментальной цилиндрической топке, оснащенной плазменно-топливной системой
4.8.2 Математическое моделирование горения пылеугольного факела в топке 279 котла БКЗ-75, оснащенного плазменно-топливными системами
4.8.3 Математическое моделирование горения пылеугольного факела в топке 294 котла БКЗ-420, оснащенного плазменно-топливными системами
4.9 Выводы по разделу 303
Глава 5 Стендовые и промышленные испытания плазменно-топливных систем 306
5.1 Испытания прямоточной плазменно-топливной системы 306
5.2 Моделирование прямоточной плазменно-топливной системы с 309 использованием компьютерной программы Плазма-Уголь
5.3 Трехмерное моделирование горения пылеугольного факела на котле 311 паропроизводительностью 640 т/ч, оборудованном плазменно-топливными системами
5.4 Промышленные испытания плазменно-топливных систем в режиме безмазутной растопки котла БКЗ-640-140 Гусиноозерской ГРЭС
5.5 Промышленные испытания плазменно-топливных систем в режиме безмазутной растопки котла БКЗ-160 Алматинской ТЭЦ -3
5.6 Экспериментальные исследования и промышленные испытания плазменно-топливных систем в режиме безмазутной стабилизации горения факела на котле ТП-Мироновской ГРЭС
5.7 Промышленные испытания плазменно-топливных систем в режиме безмазутной растопки котла БКЗ-420 Алматинской ТЭЦ-2 из холодного состояния
5.8 Стендовые испытания плазменно-топливной системы в режиме переработки то пли в
5.8.1 Описание экспериментальной установки и методики измерений основных показателей плазменной переработки топлив
5.8.2 Результаты численных и экспериментальных исследований
5.8.2.1 Плазменно-паровая газификация Канадского Нефтяного Кокса 361
5.8.2.2 Газификация высокозольного Экибастузского угля 367
5.8.2.3 Плазменная комплексная переработка угля 369
5.8.2.4 Плазмохимическая гидрогенизация низкосортного угля 370
5.8.2.5 Плазмохимический пиролиз углеводородного газа 371
5.9 Рекомендации по применению и проектированию плазменно- топливных систем
Выводы по разделу 381
6 Технико-экономическая оценка эффективности применения плазменно- топливных систем
1 Эффективность применения плазменно-топливных систем для безмазутной растопки котлов и стабилизации горения пылеугольного факела
2 Эффективность применения плазменно-топливных систем для производства синтез-газа с целью замещения металлургического кокса, производства водорода и метанола
3 Выводы по разделу 391
Выводы 393
Список использованных источников
