Разработка научно-технических решений по созданию малоэмиссионной горелки, обеспечивающей при сжигании угольной пыли двукратное снижение концентраций оксидов азота

- проведен анализ научно-технической литературы и нормативно-технической документации, связанной с проблемой снижения содержания оксидов азота в продуктах горения в пылеугольных горелочных агрегатах;
- разработана и протестирована комплексная математическая модель пылеугольного факела в малоэмиссионной горелке, позволяющая проводить расчет и оптимизацию конструкции горелки для минимизации выбросов оксидов азота;
- произведен выбор и обоснование концепции, лежащей в основе новой конструкции малоэмиссионной горелки: удаление азота топлива в молекулярном виде за счет комбинирования механизмов внутригорелочного подогрева угольной пыли и ступенчатости процесса сжигания топлива с применением метода механоактивированного измельчения углей;
- разработана методика проведения исследований, включающая использование экспериментальных лабораторных образцов, стендов разного масштаба: до 1 и до 5 МВт, оснащенных необходимыми измерительными системами (система PIV, термопары, газоанализатор и др.).

Решены следующие задачи: а) с использованием разработанной математической модели проведено моделирование процессов в малоэмиссионной горелке; б) разработан и изготовлен лабораторный образец малоэмиссионной пылеугольной горелки, выполнена эскизная техническая документация, сборочные чертежи; в) разработан лабораторный стенд (включая систему контроля состава продуктов горения) для экспериментальных исследований процессов горения в лабораторном образце горелки, выполнена эскизная техническая документация.

Создана стендовая установка, проведены испытания лабораторного образца горелки на экспериментальном стенде, изучено влияние конструктивных особенностей и параметров пылеугольного топлива на полноту сгорания и выбросы NOx. Разработаны научно-технических решений для низкоэмиссионного сжигания угля на основе результатов экспериментального и математического моделирования; проведены патентные исследования.

Разработан метод механоактивирующего измельчения углей, приближающего их по реакционным свойствам к газу и мазуту, что позволяет при создании промышленной малоэмиссионной горелки существенно упростить реализацию процесса внутригорелочной термоподготовки топлива и его ступенчатого сжигания.