Отзыв оппонента (Повышение энерготехнологической эффективности коксохимического производства на основе использования природного газа в установках сухого тушения кокса)

отзыв официального ошюнента Елина Николая Николаевича на диссертацию Ьологовой Валентины Владимировны «Повышение энерготехнологической эффективности коксохимического производства на основе использования природного газа в установках сухого тушения кокса», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.! 4.04 — «Промышленная теплоэнергетика».

Актуальность. Повышение эффективности использования материальных и топливно-энергетических ресурсов является важнейшей задачей при любом производстве. При решении этой задачи часть прироста потребности в топливе, энергии, сырье и материалах может быть обеспечена за счет повышения доли используемых вторичных энергетических ресурсов и внедрения новых, более совершенных технологий.

Коксохимическое производство„являясь наиболее крупным потребителем тепловой энергии в отрасли черной металлургии, характеризуется большими потерями тепловой энергии при тушении кокса. В свете этого выполненная работа, цель которой— повышение энерготехнологической эффективности коксохимического производства за счет комплексного решения проблемы упрочнения кокса и максимально возможного использования тепловых вторичных энергетических ресурсов горячего кокса при его сухом тушении, является актуальной. Содержание работы.

Представленная на рассмотрение диссертационная работа изложена на 126 страницах и включает в себя введение, четыре главы, основные результаты и выводы по работе, библиографический список, включающий в себя 122 литературных источника, и приложение. Во введении обоснована актуальность выполненной работы, сформулированы цель и задачи, научная новизна и практическая значимость, достоверность и обоснованность результатов, представлено краткое описание содержания разделов диссертационной работы. В первой главе диссертации проведен анализ современного состояния коксохимического производства, в том числе и установок сухого тушения кокса ~УСТК); анализ величины вторичных энергетических ресурсов, образующихся на коксохимическом производстве„анализ прочностных характеристик кокса и требований к его качеству.

В результате выполненной оценки определен потенциал энергосбережения на коксохимическом производстве. Проведенный литературный обзор в полной мере отражает проблемы, характерные для современного состояния коксохимического производства и стадии тушения кокса. Вторая глава посвящена анализу и оценке возможностей повышения качества металлургического кокса на стадии подготовки угольной шихты и коксования и на стадии сухого тушения кокса. Описан процесс и результаты экспериментальных исследований по изменению прочности кокса за счет изменения его молекулярной структуры. Повышение прочности кокса подтверждено результатами замеров в лаборатории ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК» прочностных показателей металлургического кокса до и после обработки метаном, а также исследованием кокса методом ядерно-магнитного резонанса.

Изменение прочности кокса в диссертационной работе обосновано изменением его молекулярной структуры, что согласуется с фундаментальным представлением о структуре углеродистых материалов. Представлена суть предлагаемого нового способа сухого тушения кокса, позволяющего осуществить комплексное решение проблемы упрочнения кокса и максимально возможного использования ВЭР при сухом тушении кокса. В третьей главе обосновывается используемая в работе химическая кинетика разложения метана, проводятся численные исследования происходящих процессов и расчет расхода природного газа, подаваемого в установку сухого тушения кокса с целью повышения прочности кокса.

Проведенные расчеты и анализ показали, что процесс разложения природного газа в зоне высоких температур (характерных для форкамеры установки сухого тушения кокса) происходит в течение 1-2 сек. На основании этого сделан вывод, что при контакте природного газа с горячим коксом процесс упрочнения кокса будет проходить так же быстро. В работе были выполнены термодинамические расчеты равновесного состава реакции разложения метана в зависимости от температуры, результаты которых показывают, что метан начинает эффективно разлагаться при температурах выше 800 град.

С, а для температуры в 900-1000 град С 1характерных для форкамеры установки сухого тушения кокса) доля разложения метана составит 93-96'.4. В четвертой главе приведены и обоснованы технологические решения по модернизации системы сухого тушения кокса, разработана методика расчета процесса разложения природного газа при сухом тушении кокса, проведен расчет и анализ теплового и материального баланса установки для УСТК до и после модернизации.

В диссертации выполнен расчет выработки пара на различных металлургических комбинатах РФ при условии 100'.4-го сухого тушения кокса и осуществлен выбор паровых турбин, возможных к использованию на теплоутилизационных электростанциях металлургического комбината в зависимости от его мощности„что повышает ценность работы. Для усредненного металлургического комбината проведены расчеты и анализ топливно-энергетического баланса, которые показали возможность снижения энергоемкости стали на 3,4',4. и получение суммарного экономического эффекта около 2 млрд руб.

в год. Научиав новизна работы состоит в следующем: е впервые экспериментально доказана возможность упрочнения кокса при продувке его природным газом в форкамере установки сухого тушения кокса; ° разработан новый способ сухого тушения и упрочнения кокса; ° разработана методика расчета процесса разложения природного газа при сухом тушении кокса; ° впервые осуществлено системное решение задачи повышения энерготехнологической эффективности металлургических комбинатов за счет упрочнения кокса и увеличения доли используемых тепловых вторичных энергоресурсов горячего кокса.

Практическая значимость. Разработан новый способ сухого тушения кокса внедрение которого на российских металлургических комбинатах позволит сократить расход коксующихся углей и повысить долю используемых тепловых ВЭР горячего кокса. В результате расход топливно-энергетических ресурсов на металлургическом комбинате сократиться: Достоверность представленных результатов и выводов обоснована результатами проведенных энерготехнологических обследования металлургических комбинатов ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК» и ПАО «Северсталь», экспериментальными и численными исследованиями. Работа апробирована на международных и всероссийских конференциях, а основные результаты опубликованы в 2 статьях в журналах, рекомендованных ВАК РФ и в 3 статьях в журналах по перечню рецензируемых изданий ЯСОР138 и %еЬ ог Яс1епсе. Автореферат и публикации полностью отражают содержание диссертации.

По диссертационной работе имеются некоторые замечания: 1. Не достаточно обосновано принятое автором решение о доступности для метана всей поверхности пор кокса и не проведен анализ того, как повлияет уменьшение контактной поверхности кокса на результат, полученный в диссертационной работе. 2.

Не рассмотрено влияние технического решения о конденсации водяных паров из циркулирующих газов в энерготехнологической системе сухого тушения кокса с подачей природного газа на полученный в диссертации результат. 3. Не проводится оценка экономической эффективности инвестиционного проекта, включающего строительство теплоутилизационной станции при внедрении нового способа сухого тушения кокса. 4.

Не достаточно проработаны вопросы обеспечения безопасности работы энерготехнологической установки сухого тушения кокса при применении природного газа, т.к. при его термическом разложении образуется водород, а он легко образует взрывооггасные смеси с воздухом. Заключение по работе.

Указанные замечания не ставят под сомнение основные положения и результаты диссертационной работы и не снижают ее научной ценности. Тематика исследования, цель и задачи работы, научная новизна„методы и способы, используемые в работе, подтверждают ее соответствие паспорту научной специальности 05.14.04 — «Промышленная теплоэнергетика», как по формуле специальности, так и по области исследования: Теоретические и экспериментальные исследования процессов тепло- и массопереноса в тепловых системах и установках, использующих тепло. Совершенствование методов расчета тепловых сетей и установок с целью улучшения их технико-экономических характеристик, экономии энергетических ресурсов. На основании изложенного считаю, что диссертационная работа Бологовой В.В.

на тему «Повышение энерготехнологической эффективности коксохимического производства на основе использования природного газа в установках сухого тушения кокса» является завершенной научно- квалификационной работой, в которой достаточно полно освещены все научные положения, вынесенные автором на защиту и содержится решение научной задачи повышения эффективности использования материальных и топливно-энергетических ресурсов, имеющей значение для развития теории и практики энергосбережения в теплотехнологическом комплексе черной металлургии.

Основные положения диссертации изложены в 12 научных публикациях, полностью отражающих основное содержание работы. Из них 2 работы опубликованы в рецензируемых научных изданиях рекомендованных ВАК РФ. Автореферат полностью соответствует структуре и содержанию диссертации.

Таким образом, можно заключить, что работа соответствует критериям, установленным требованиями п.9 Положения о порядке присуждения ученых степеней, утвержденного постановлением Правительства Российской Федерации от 24 сентября 2013 года № 842 «О порядке присуждения ученых степеней», предъявляемым к диссертациям на соискание ученой степени кандидата наук, а ее автор, Бологова В.В., заслуживает присуждения ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.14.04 «Промышленная теплоэнергетика».

Официальный оппонент Елин Николай Николаевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Гидравлика, теплотехника и инженерные сети» ФГБОУ ВО «Ивановский государственный политехнический университет». 153037, г. Иваново, ул. 8 Марта, д. 20, ФГБОУ ВО «ИВГПУ» Тел.14932) 32-85-40. Е-пза11: Сайт: Ь 0' Елин Н.Н. 10.08.20~6 г. Петрухин А.Б Подпись: д,т',н, Зав;,кафедрой «Гидравлика, теплотехника и инженерные сети» Н.Н.

Елийа заверя1о.'-,' ".. Проракт»орпафау','1ной'1йботе ФГБОУ ВО «ИВГ11У», « д.э.н., п)ффессор, -, .„. 05.09.2016 г. .