Экспериментальное исследование условий и характеристик сжигания древесно-угольных композитов

Шрайманов, Абай Жанасович Научно-образовательный центр И.Н.Бутакова (НОЦ И.Н.Бутакова)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В настоящее время одной из перспектив ТЭС является использование угля и древесины в качестве композиционного топлива. Внедрение такого топлива обеспечивает сбережение энергетических и материальных ресурсов. Россия и многие другие государства ведут исследования по использованию в энергетике различных видов смесевых топлив: водоугольных органоводоугольных на основе отходов лесо- и агропромышленного производства и др. В ходе экспериментальных исследовании будут определены характеристики и условия друвесно-угольных смесей при различных температурах (600 800 и 1000 градусов) внешней cреды.

Введение……………………………………………………………………………………14
Глава 1. Современное состояние сжигания композитного топлива в тепловых
электростанциях …….…………………………………………………………………….18
1.1 Перспективы и недостатки использования композитного топлива на тепловых
электростанция ………………………………………………………………………………..22
1.2 Глобальное потребление топлива и загрязнительные выбросы……………………27
1.3 Выбросы при сгорании угля………………………………………………………….29
Глава 2. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ………………35
СМЕСЕВЫХ ТОПЛИВ НА ОСНОВЕ УГЛЕЙ И ДРЕВЕСИНЫ…………………..….35
2.1 Методика приготовления топлива для проведения экспериментального
исследования………………………………………………………………………………35
2.2. Экспериментальная установка и методика проведения исследования…………….38
3. Глава РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО
СЖИГАНИЮ КОМПОЗИТНОГО ТОПЛИВА…………………………………………42
3.1 Анализ и обсуждение результатов экспериментального исследования………….42
3.2 Обработка полученных данных……………………………………………………..44
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережения…….48
4.1. Предпроектный анализ…………………………………………………………….48
4.1.1. Потенциальные потребители результатов исследования…………………….…48
4.1.2. Анализ конкурентных решений…………………………………………………..48
4.1.3.SWOT-анализ…………………………………………………………………….….50
4.2. Инициация проекта……………………………………………………………..…52
4.2.1. Цели и результаты проекта………………………………………………………..52
4.2.2. Организационная структура проекта……………………………………………..53
4.2.3. Ограничения и допущения проекта …………………………………………..….53
4.3. Планирование управления научно-техническим проектом…………………….54
4.3.1. План проекта…………………………………………………………………..…..54
4.3.2. Бюджет научного исследования…………………………………………………57
4.4. Реестр рисков проекта……………………………………………………………64
4.3.2.Оценка сравнительной эффективности исследования………………………….65
ГЛАВА 5 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ……………………………………69
Введение…………………………………………………………………………………69
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности…………….69
5.1.1 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны………………69
5.2 Производственная безопасность……………………………………………………71
5.2.1 Анализ вредных и опасных факторов, которые может создать объект
исследования…………………………………………………………………………….73
5.3 Экологическая безопасность……………………………………………………….77
5.3.1 Анализ возможного влияния объекта исследования на окружающую среду…77
5.3.2 Анализ влияния процесса исследования на окружающую среду……………..77
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях…………………………………………78
5.4.1 Анализ вероятных ЧС, которые могут возникнуть при проведении
исследований……………………………………………………………………………78
5.4.2 Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка порядка
действия в случае возникновения ЧС………………………………………………….78
Заключение………………………………………………………………………………81
Список литературы………………………………………………………………………82
Приложение А……………………………………………………………………………90

В данной диссертационной работе представлены результаты
экспериментальных исследований, процессов воспламенения и сгорания
композитного топлива на основе отходов деревообработки и угля. Проведены ряд
исследований по сжиганию данного композитного топлива выполненных на основе
различных углей и биомассы. На примере развитой деревоперерабатывающей
промышленности, показано, как много отходов деревообработки (опилки) могут
быть эффективно использованы. Изучены основные временные характеристики
(время задержки воспламенения и продолжительность горения) сгорания топлива.
Древесина может быть повторно использована и конвертирована в энергию.
Древесные отходы могут быть эффективно использованы и при сжигании с углем
[1 – 2]. Производство тепловой мощности лесопромышленного комплекса с каждым
годом увеличиваются в Российской Федерации [3]. Производство целовой
древесины сопровождается параллельным увеличением количества древесных
отходов в виде опилок, коры, древесной щепы [3], консервация которых
представляет угрозу для окружающей среды. В свою очередь, использование
древесных отходов в малом производстве электроэнергии малоэффективны из-за
получаемой низкой теплотворной способности и применяется редко. Применение
данной композиции в виде брикетов приводит к снижению температуры сгорания,
уносу пепла, расходу традиционных видов топлива и повышению энергетической
эффективности оборудования. В следствии, транспортная составляющая
снижается, а использование местного топлива приведет к синергетическому
эффекту. При этом можно сказать, что использование экологически «чистого»
природного газа в качестве основного топлива тепловыми электрическими
станциями экономически невыгодно вследствие необходимости использовании его
в качестве сырья для химической промышленности. В этих условиях особую
актуальность приобретают новые топливные композиции на основе мелко
диспергированного угля и биомассы [4-5]. Как правило, в качестве последней
используют древесину или отходы сельского хозяйства (рисовая шелуха,
кукурузная солома, пшеничный стебель), и различные бытовые отходы [6-8]. На
настоящее время одним из наиболее перспективных, но в тоже время не изученных,
видов биомассы является отходы лесопиления. Стоит отметить, что применение в
качестве топлива может существенно расширить сырьевую базу тепловых
электростанций [9-10]. Применение отходов в топливных смесях может также
повысить степень маневренности котельных агрегатов в пиковых режимах работы.
Можно обосновано предположить что, древесные отходы в перспективе могут
стать относительно дешевым и существенно распространенным на планете
возобновляемым энергоносителем. Внедрение последних достижений [11-13]
генной инженерии в области энергетической ботаники позволит выращивать
энергетические леса. Последние также позволят существенно ускорить цикл
утилизации свободного диоксида углерода в атмосфере и снизить парниковый
эффект на планете [14-17].
Положительный экономический и экологический синергетический эффект от
совместного сжигания угля и древесины в одной топливной смеси создает предпосылки
для формирования образа «чистой» тепловой электрической станции будущего,
органически вписывающейся в формат экологических парков урбанистки нового
поколения [18-21]. Электростанции на основе традиционных топлив, в частности, угля,
имеет значительные показатели выбросов вредных веществ в атмосферу. В связи с
ежегодным ростом потребления угля(электроэнергии) и значительным ухудшением
экологических показателей, приоритетом на сегодняшний день является создания
композитного топлива для снижения выбросов в атмосферу на единицу массы
потребляемого угля. Описаны преимущества использования композита на основе угля
и биомассы(древесины) на электростанциях. До 40–45% всей вырабатываемой в мире
электроэнергии происходит за счёт использования традиционного топлива. В них
содержатся пять основных вредных веществ, выбрасываемых в окружающую среду
[19-21]: частицы золы, оксиды серы (SOx), оксиды азота (NOx), оксиды углерода (COx)
и водяной пар (H2O). В настоящее время большое внимание уделяется на разработку
технологии экологически чистого и высокоэффективного сжигания твердого
органического топлива, уголь, смесь угля и отходов растений, региональное
биотопливо и невостребованные сельскохозяйственные и городские отходы. Большое
разнообразие видов топлива и малоизученные процессы их термического распада
требуют ряда экспериментальных исследований предназначенные для поиска
подходящего концентрата топлива для удовлетворения требований к процессу горения.
Исследования на испытательных стендах обеспечивают объективную информация о
процессах воспламенения, и горения. Каждый из них оказывает негативное
воздействие на окружающую среду [22-25]. В частности, дымовые газы могут
содержать углероды, диоксид кремния, алюминий, оксиды железа, серу, некоторые
органические соединения, и другие химические вещества [22]. Выбросы окисляются
атмосферной влагой до производства слабых растворов серной и азотных кислот,
которые связаны с кислотными дождями. [23-24]. На данный момент, переход из
традиционного топлива, в композитное, может значительно повысить экономические и
экологические стороны внешнего мира. Задача этой работы – изучить и вывести
оптимальную концентрацию из компонентов древесина-уголь для максимальной
эффективности сгорания топлива.
Целью работы является экспериментальное установление основных
закономерностей зажигания смесей измельченных угля и древесины, в том числе
зависимостей времени задержки зажигания от температуры окружающей среды. В
теплоэнергетике возможно использование самых разных видов древесной биомассы,
как хвойных, так и лиственных пород. Наиболее перспективно использование отходов
лесопереработки, цена которых во многих случаях по существу сводится к стоимости
погрузки и транспортировки. Но перспективным для большой группы стран Азии
является сжигание древесины в первую очередь лиственных пород, выращиваемых
специально как энергоресурс. Можно отметить, что скорость роста последних в
несколько раз больше аналогичных характеристик хвойных деревьев, что даёт
основание для обоснованных выводов о целесообразности выращивания, например,
липы, эвкалиптов, тополя и других видов энергетической древесины на специальных
плантациях для последующего сжигания в топках котельных установок разного
назначения. В этой связи актуальной является задача сравнения характеристик
зажигания смесей древесины различных пород с углем и оценка эффективности
зажигания таких топлив на основе древесины.

Несмотря на достаточно высокие затраты для реализации данного
проекта, создание экспериментальной базы является целесообразной задачей.
Процессы зажигания композита в высокотемпературную газовую среду мало
изучены и, следовательно, будут являться довольно востребованными т.к. на
сегодняшний день этот композит актуален тем что это уменьшит вредные
выбросы, и хорошо повлияет на экологический показатель. Так же этот
композит выгоден с экономической части. Также будет изучены
характеристики зажигания, тем самым будет произведена оценка надежности
работ энергетических газовых турбин.
Заключение
1. Рассмотрена методика, позволяющая проводить экспериментальные
исследования по сжиганию смесевых топлив на основе угля и
древесины.
2. Рассмотрена возможность по применению смесевых топлив из угля и
мелкодисперсной древесины для сжигания в топках котельных
установок тепловых электрических станций.
3. Были обоснованы сильные и слабые стороны по использованию данного
топлива в промышленных предприятиях.
4. Результаты экспериментальных исследований подтверждают
возможность сжигания смесевых топлив на основе углей и древесины
при соотношениях компонент от 10 % / 90 % до 50 % / 50 %.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Глеб С. преподаватель, кандидат наук, доцент
    5 (158 отзывов)
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной с... Читать все
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной специальности 12.00.14 административное право, административный процесс.
    #Кандидатские #Магистерские
    216 Выполненных работ
    Виктор В. Смоленская государственная медицинская академия 1997, Леч...
    4.7 (46 отзывов)
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выв... Читать все
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выводы).Пишу статьи в РИНЦ, ВАК.Оформление патентов от идеи до регистрации.
    #Кандидатские #Магистерские
    100 Выполненных работ
    Егор В. кандидат наук, доцент
    5 (428 отзывов)
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Ск... Читать все
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Скорее всего Ваш заказ будет выполнен раньше срока.
    #Кандидатские #Магистерские
    694 Выполненных работы
    Екатерина П. студент
    5 (18 отзывов)
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно... Читать все
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно занимаюсь английским языком, уровень владения - Upper-Intermediate.
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Мария А. кандидат наук
    4.7 (18 отзывов)
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет... Читать все
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет, реклама, журналистика, педагогика, право)
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Анастасия Б.
    5 (145 отзывов)
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическо... Читать все
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическому и гуманитарному направлениях свыше 8 лет на различных площадках.
    #Кандидатские #Магистерские
    224 Выполненных работы
    Елена С. Таганрогский институт управления и экономики Таганрогский...
    4.4 (93 отзыва)
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на напис... Читать все
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на написании курсовых и дипломных работ, а также диссертационных исследований.
    #Кандидатские #Магистерские
    158 Выполненных работ
    Татьяна С. кандидат наук
    4.9 (298 отзывов)
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (пос... Читать все
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (поставки напрямую с издательств), доступ к библиотеке диссертаций РГБ
    #Кандидатские #Магистерские
    551 Выполненная работа

    Другие учебные работы по предмету

    Проектирование ТЭЦ мощностью 360 МВт в г. Томске
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка ПГУ-ТЭЦ на базе ГТУ SGT5-4000F
    📅 2021год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)