Safety in Technosphere Safety in Technosphere Безопасность в техносфере 1998-071X 20901 10.12737/article_5af02c6f319c41.30850749 Энерго- и ресурсосбережение Energy and resource saving Энерго- и ресурсосбережение Comprehensive use of wood and agricultural waste in the energy sector of Siberia Комплексное использование отходов деревообрабатывающей и сельскохозяйственной промышленности в энергетике Сибири Жуков Евгений Борисович Jukov Evgeniy Borisovich jukov23j@yandex.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Меняев Константин Викторович Menyaev Konstantin Viktorovich menyaev_kostya@mail.ru Таймасов Дмитрий Рашидович Taymasov Dmitriy Rashidovich Гаврин Николай Сергеевич Gavrin Nikolay Sergeevich nikolay_gavr@mail.ru

аспирант технических наук;

graduate student of technical sciences;

 Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова Polzunov Altai State Technical University Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова Россия FGBOU VO «Altai State Technical University them. I. I. Polzunova» Russian Federation 6 6 61 68 https://naukaru.ru/en/nauka/article/20901/view

В статье рассматриваются способы повышения технико-экономических и экологических показателей котлов малой и средней мощности, путем реализации вихревого способа сжигания альтернативных видов топлива (лузга, щепа, кородревесные отходы). Проведен анализ существующих технологий сжигания твердых видов топлива из растительной биомассы, а также выявлен ряд проблем при сжигании легких парусных частиц. Работа посвящена исследованию свойств альтернативных топлив, созданию и совершенствованию на основе результатов исследований топочных устройств для сжигания низкосортных топлив. Результатом этой работы является новая конструкция топочной камеры, предназначенная для эффективного сжигания альтернативных видов топлива, Новая конструкция топочной камеры получена с использование моделирования аэродинамических процессов в топке с применением программы «SigmaFlame».

The article considers the methods of increasing technoeconomic and ecological indices of boilers of little and average power by the means of vertical-way combustion of alternative fuels (eg. husks, chips, wood waste). We analyzed the technology of combustion of solid fuels from plant biomass and revealed several issues in the combustion of light sailing particles. The article is dedicated to the investigation of the properties of alternative fuels, to the generation and refinement of furnace arrangements for combustion of low-grade fuels. The results of our work represent a new construction design of the furnace chamber for effective combustion of alternative fuels. The new construction design of the furnace chamber is obtained via the aerodynamic modelling with the use of the «SigmaFlame» software.

 древесные отходы альтернативные топлива вихревое сжигание. wood waste alternative fuels vortex combustion.

1. Введение в проблемуОдной из тенденций в малой и средней энергетике является использование низкосортных углей или совместное сжигание низкосортных углей и твердых видов топлива из растительной биомассы (кородревесных отходов) [1].

Голубев В. А. Обоснование и совершенствование способов энергетического использования растительных отходов канд. тех. наук / Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова, Барнаул, 2014. Golubev V. A. Obosnovaniye i sovershenstvovaniye sposobov energeticheskogo ispol’zovaniya rastitel’nykh otkhodov [Substantiation and improvement of methods of energy use of plant wastes. those. sciences]. kand. tekh. nauk. Altayskiy gosudarstvennyy tekhnicheskiy universitet im. I. I. Polzunova, Barnaul, 2014. Исследование сжигания низкосортного угля / Е. Б. Жуков, И. Д. Фурсов, И. С. Якимова. Журнал «Современная наука: исследования, идеи, результаты, технологии. MODERNSCIENCE: researches, ideas, results, technologies» Днепропетровск: Издательство НПВК «ТРИАКОН» Украина 2014. С. 173-178. Zhukov E. B., Fursov I. D., Yakimova I. S., Issledovaniye szhiganiya nizkosortnogo uglya [investigation of low-coal burning] Journal of modernscience: researches, ideas, results, technologies (Dnepropetrovsk, Ukraine) 2014. P. 173-178. Бернадинер М.Н, Шурыгин А. П. Огневая переработка и обезвреживание промышленных отходов. - М.: Химия, 1990. - 304 с.: ил. Bernadiner M. N., Shurigin A. P. Ognevaya pererabotka i obezvrezhivaniye promyshlennykh otkhodov [Fire treatment and neutralization of industrial wastes] Moscow, 1990. 304 p. Технология сжигания древесных отходов в котлах малой и средней мощности / И. Д. Фурсов, Е. Б. Жуков, Н. С. Гаврин, К. В. Меняев. Сборник статей I Международной заочной научно-практической конференции «Проблемы техносферной безопасности -2015» (10 февраля 2015 г.); Алт. гос. техн. ун-т им. И. И. Ползунова. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2015. - C.206-209. Fursov I. D., Zhukov E. B., Gavrin N. S., Menyayev K. V. Technology of combustion of wood waste in boilers of small and medium capacity. Sbornik statey I Mezhdunarodnoy zaochnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii «Problemy tekhnosfernoy bezopasnosti -2015» [Collection of articles of the 1st International Correspondence Scientific and Practical Conference «Problems of Technospheric Security -2015»] Barnaul, 2015, pp. 206-209 (In Russian). Thomas Nussbaumer. Combustion and Co-combustion of Biomass: Fundamentals, Technologies, and Primary Measures for Emission Reduction. Verenum, Langmauerstrasse 109, CH-8006, Zurich, Switzerland, Energy Fuels, 2003, 17 (6), pp 1510-1521. DOI: 10.1021/ef030031q. Thomas Nussbaumer. Combustion and Co-combustion of Biomass: Fundamentals, Technologies, and Primary Measures for Emission Reduction. Verenum, Langmauerstrasse 109, CH-8006, Zurich, Switzerland, Energy Fuels, 2003, 17 (6), pp 1510-1521. DOI: 10.1021/ef030031q. D.R. McIlveen-Wright, Y. Huang, S. Rezvani, Y. Wang. A technical and environmental analysis of co-combustion of coal and biomass in fluidised bed technologies. NICERT, School of the Built Environment, University of Ulster at Jordanstown, Newtownabbey BT37 0QB, UK, Available at: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2007.02.011 (Accepted 7 February 2007). D.R.McIlveen-WrightY.HuangS.RezvaniY.Wang. A technical and environmental analysis of co-combustion of coal and biomass in fluidised bed technologies. NICERT, School of the Built Environment, University of Ulster at Jordanstown, Newtownabbey BT37 0QB, UK, Available at: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2007.02.011 (Accepted 7 February 2007). Co-Combustion Technology of Coal and Wood Waste / Zhukov E. B., Puzirev E. M., Menyaev K. V. The 8th International Symposium on Coal Combustion (8thISCC) Beijing, China, July 19-22, 2015 Co-Combustion Technology of Coal and Wood Waste/ Zhukov E.B., Puzirev E. M., Menyaev K. V. The 8th International Symposium on Coal Combustion (8thISCC) Beijing, China, July 19-22, 2015 Исследование сжигания сельскохозяйственных отходов. Журнал «Ползуновский вестник» / Е. В. Красуцкий, И. Д. Фурсов, Е. Б. Жуков, И. С. Якимова, Е. М. Пузырев. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2012. Krasutsky E. V., Fursov I. D., Zhukov E. B., Yakimova I. S., Puzirev E. M. Issledovaniye szhiganiya sel’skokhozyaystvennykh otkhodov [Agricultural Waste Incineration Study], Journal of «Polzunovskiy vestnik», Barnaul, 2012 (In Russian). Перспективы использования вихревых технологий для сжигания биотоплив / Афанасьев К. С., Серов Е. Н., Пузырев Е. М., Сеначин П. К. Приоритетные направления науки и техники, прорывные и критические технологии: «энергетические, экологические и технологические проблемы экономики» (ЭЭТПЭ-2007). Afanas’yev K.S., Serov Ye.N., Puzyrev Ye. M., Senachin P. K. Perspektivy ispol’zovaniya vikhrevykh tekhnologiy dlya szhiganiya biotopliv [Prospects of using vortex technologies for biofuel fueling]. Materialy vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii s mezhdunarodnym uchastiyem. Institut teplofiziki im. S. S. Kutateladze SO RAN, Institut khimii tverdogo tela i mekhanokhimii SO RAN, Institut khimicheskoy kinetiki i goreniya SO RAN, Institut vodnykh i ekologicheskikh problem SO RAN, Altayskiy gosudarstvennyy tekhnicheskiy universitet im. I. I. Polzunova. 2007 Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, Институт химической кинетики и горения СО РАН, Институт водных и экологических проблем СО РАН, Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова. 2007. Издательство: ОАО «Алтайский дом печати». Prioritetnyye napravleniya nauki i tekhniki, proryvnyye i kriticheskiye tekhnologii: «energeticheskiye, ekologicheskiye i tekhnologicheskiye problemy ekonomiki», Publishing house: JSC «Altai printing house». (In Russian). Пузырев Е. М., Жуков Е. Б., Паутова Е. Е., Меняев К. В. Технология совместного сжигания бурого угля и кородревесных отходов в энергетических котлах / ОАО «ВТИ», Москва, 28-29 июня 2016 г. Сб. докладов III международной научно-практической конференции «Использование твердых топлив для эффективного и экологически чистого производства электроэнергии и тепла», с. 114-121» Puzyrev E. M., Zhukov E. B., Pautova E. E., Menyayev K. V., Tekhnologiya sovmestnogo szhiganiya burogo uglya i korodrevesnykh otkhodov v energeticheskikh kotlakh [Technology of co-combustion of brown coal and bark and wood waste in power boilers]. OAO «VTI», Moskva, 28-29 iyunya 2016 g. Sbornik dokladov III mezhdunarodnoy nauchnoprakticheskoy konferentsii «Ispol’zovaniye tverdykh topliv dlya effektivnogo i ekologicheski chistogo proizvodstva elektroenergii i tepla [Use of solid fuels for efficient and environmentally friendly production of electricity and heat]», Moscow, pp. 114-121. (In Russian). Померанцев, В. В. Основы практической теории горения: учебное пособие для вузов 2-е изд., перераб. и доп. / В. В. Померанцев, К. М. Арефьев, Д. Б. Ахмедов [и др.]; под ред. В. В. Померанцева. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1986. - 312 с. Pomerantsev V.V Osnovy prakticheskoy teorii goreniya [Fundamentals of the practical theory of combustion]: uchebnoye posobiye dlya vuzov 2-ye izd., pererab. i dop./ V.V. Pomerantsev, K. M. Aref’yev, D. B. Akhmedov [i dr.]; pod red. V. V. Pomerantseva. - L.: Energoatomizdat. Leningr. otdelenie, pp. 1986. -312. Экологические аспекты сжигания сельскохозяйственных отходов в котлах малой и средней мощности / Жуков Е. Б., Меняев К. В., Красуцкий Е. В., Маришин Н. С. Проблемы техносферной безопасности 2015. I международная заочная научно-практическая конференция. 2015. Zhukov E. B., Menyayev K. V., Krasutskiy E. V., Marishin N. S., Ekologicheskiye aspekty szhiganiya sel’skokhozyaystvennykh otkhodovv kotlakh maloy i sredney moshchnosti [Ecological Aspects Of Combustion Of Agricultural Waste In Small And Medium Power Boilers]. Problemy tekhnosfernoy bezopasnosti 2015 I mezhdunarodnaya zaochnaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya 2015.