Отзыв оппонента (Исследование факельного сжигания низкосортного твердого топлива угрубленного помола в системе прямоточных турбулентных струй)

ОТЗЫВ официального оппонента, доктора технических наук, профессора Любова Виктора Константиновича на диссертацию Каверина Александра Александровича «Исследование факельного сжигания ннзкосортного твердого топлива угрубленного помола в системе прим ото чных турбулентных струй», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности: 05.14.14 - «Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты». Диссертационная работа Каверина А.А.

посвящена актуальным вопросам пылеугольного сжигания низкосортных углей и является существенным вкладом в развитие этого научного направления. Автором диссертации обобщен опыт факельного сжигания низкосортных углей на отечественных и зарубежных ТЭС, предложен новый подход по организации устойчивого и эффективного сжигания рассматриваемых топлив в факеле, методом численного моделирования проведено исследование разработанных схем сжигания. В работе также рассмотрено влияние угрубления помола угольной пыли на показатели работы котлов с комбинированными схемами сжигания. Актуальность темы диссертации Актуальность избранной диссертантом темы связана с возрастающим интересом к использованию непроектных углей местных месторождений, зачастую имеющих низкую удельную теплоту сгорания и высокую долю внешнего балласта ~влаги и минеральных примесей). Низкое качество углей требует применения дополнительных мер по повышению устойчивости их воспламенения и горения.

Данные обстоятельства определяют актуальность и специфику выбора темы диссертации. Необходимость совершенствования факельного метода сжигания углей обусловлена также ужесточением требований законодательства РФ в области охраны окружающей среды, в частности выбросов оксидов азота в атмосферный воздух. Данный факт дополнительно подтверждает актуальность исследований, выполненных Кавериным А.А. В разделе 1 выполнен обзор существующих методов и схем сжигания низкосортных топлив угрубленного помола.

Рассмотрены типы топочных устройств, системы пылеприготовления, а также способы компоновки горелок и воздушных сопл, применяемые на отечественных и зарубежных котлах. Проведен анализ преимуществ и недостатков указанных систем, а также рассмотрены области их рационального применения. Главный акцент, сделанный в первой главе, касается сжигания твердого топлива в системе прямоточных турбулентных струй и способов компоновок прямоточных горелок и сопл, что, по мнению автора, позволило выявить значительный потенциал в плане повышения эффективности горения и снижения выбросов оксидов азота.

В разделе 2 с помощью программного комплекса АЯКУЧО Р1иеп1 разработана численная модель топочной камеры для сжигания высокозольных каменных и высоковлажных бурых углей. Выполнена проверка адекватности численных моделей, путем сравнения результатов моделирования исходных схем сжигания котла 'ГП-14А и котлоагрегата П-57 с результатами испытаний данных котлов и тепловых расчетов, выполненных по Нормативному методу. Приемлемое совпадение указанных результатов достигалось подбором настроек процесса горения летучих веществ, коксового остатка, лучистого теплообмена, образования монооксида азота.

В разделе 3 представлены результаты вариантных расчетов четырех комбинированных схем сжигания котла П-57 при различных компоновках горелок и сопл и распределениях воздуха и топлива по ним, выполненных в программе АМБУ$ Р1иеп1. Массив данных, полученных численным моделированием комбинированных схем, был использован для составления уравнения регрессии, позволяющего прогнозировать величину потери тепла с механическим недожогом для новых разрабатываемых комбинированных схем сжигания экибастузского угля марки СС. Четвертый раздел посвящен численному исследованию процессов предварительной подсушки в сушильной шахте и горения высоковлажного тюльганского угля марки Б1 в топочной камере котлоагрегата.

Предложен вариант модернизации конструкции сушильной шахты, заключающийся в установке устройства торможения угля внутри шахты. В программе ЛИБУШЕ Нцеп1 с помощью численного моделирования выявлена принципиальная возможность сжигания тюльганского угля без "подсветки" газом в специальной комбинированной топочной камере, В разделе 5 выполнена оценка экономического эффекта от внедрения предложенных автором комбинированных схем сжигания для котла П-57 Троицкой ГРЭС и котла ТП-14А Кумертауской ТЭЦ.

Для котла П-57, в топочной камере которого сжигается экибастузский уголь, определена экономическая тонкость помола К90,„,. С помощью программного комплекса Во11ег Рез1дпег исследовано влияние изменения тонкости помола К90 на такие параметры как: КПД брутто котла, расход топлива, тепловосприятия поверхностей нагрева, доля байпассирования в ППТО, температурные условия металла труб, температуры сред в трактах.

Оценивая работу в целом, следует отметить следующее. Работа обладает научной новизной, теоретической и практической значимостью. Среди наиболее важных результатов, обладающих научной новизной, необходимо отметить определение автором степени влияния различных факторов, характеризующих процесс горения угольной пыли, на потери тепла с механическим недожогом в комбинированных схемах. Автором впервые предложен подход, базирующийся на использовании методов математической статистики для обработки результатов вариантных численных расчетов процессов, протекающих в топочных камерах котлов. Полученное эмпирическое уравнение можно применять для прогнозирования степени выгорания топлива в новых комбинированных схемах сжигания со сложной топочной аэродинамикой. Интерес представляют также, полученные автором, результаты численного исследования процесса сушки дробленого бурого угля в сушильной шахте с устройством торможения и без него.

Приведенные результаты дают наглядное представление о скорости протекания процесса сушки частиц бурого угля разного размера и могут использоваться при модернизации устройств нисходящей сушки. В прикладном отношении, разработанные автором комбинированные схемы сжигания забалластированных топлив и результаты вариантных расчетов, создают основу для совершенствования конструкций топочногорелочных устройств котлоагрегатов ТЭС на базе прям оточных турбулентных струй и способствуют комплексному повышению энергоэкологических показателей их работы. Основные результаты по теме диссертации опубликованы в 13 печатных работах, из них 4 в рецензируемых научных изданиях по списку ВАК.

Кроме того, они широко обсуждались на 5 международных научных конференциях, Обоснованность выводов, научных положений и полученных результатов не вызывает сомнений. Основные научные положения диссертационной работы базируются на имеющихся современных представлениях в области горения, сушки, пылеприготовления и гидрогазодинамики и общепринятых теоретических подходах, характерных для указанных областей знания. Выводы и рекомендации работы являются достаточно обоснованными и логичными. Достоверность полученных результатов подтверждается использованием известных положений фундаментальных наук, сходимостью полученных расчетных результатов с промышленно-эксплуатационными испытаниями.

В работе в разделе 2 выполнена верификация и валидация численных моделей топок на низкосортных углях, что обеспечивает достаточную достоверность полученных результатов вариантных расчетов. Автореферат полностью соответствует содержанию работы. Текст диссертации аккуратно оформлен, приведенный графический материал с достаточной полнотой иллюстрирует содержание работы. Представленная на защиту диссертация является самостоятельной, завершенной научно-квалификационной работой, обладающей внутренним единством и отвечающей требованиям, предъявляемым к диссертациям на соискание ученой степени кандидата технических наук.

Основные замечания по работе 1. Методом регрессионного анализа автором получена зависимость (З.б) позволяющая оценивать потери тепла с механическим недожогом в комбинированных схемах сжигания. Возникает вопрос о границах применимости данного уравнения. Например, возможно ли применение данного соотношения для схем с вихревыми пылеугольными горелками? 2, В диссертационной работе имело смысл оценить не только концентрации образующихся оксидов азота в топочной камере с комбинированной схемой сжигания, но и других вредных ингредиентов, в том числе оксидов серы, 3. В разделе 5 исследуется влияние угрубления помола на показатели работы котлоагрегата, но ничего не говорится об абразивном износе конвективных поверхностей нагрева.

Имело смысл выполнить расчет интенсивности износа при различных значениях К9~. 4. Учитывая полидисперсный состав дробленого топлива, поступающего в сушильную шахту, для мелких топливных фракций может наблюдаться процесс термического разложения, сопровождающийся выделением летучих веществ.

Будет ли иметь место данный процесс в рассмотренном случае? 5. У СПбГПУ (бывший ЛПИ им. М.И. Калинина) был накоплен значительный опыт модернизации котлов, оборудованных полуразомкнутыми системами пылеприготовления с сушильными шахтами, мельницами-вентиляторами, пылеконцентраторами и сбросными горелка, однако в обзорной главе анализ этих результатов отсутствует, б, Обозначение плавкостных характеристик золы (стр.18, 20, 30) и теплотехнических характеристик топлив (стр.

б, 30) выполнено по старому ГОСТУ. 7. На рис. 1.4 (стр. 22) перепутаны позиции а) и б), На страницах б„28,76,118,155 имеются орфографические ошибки. Указанные замечания не снижают общей положительной оценки выполненной диссертационной работы.

Заключение В диссертационной работе Каверина А.А. решена научная задача устойчивого и эффективного сжигания низкосортных углей угрубленного помола, Рассмотренная диссертация представляет собой завершенную научно-квалификационную работу, обладающую внутренним единством, и содержащую ряд новых научных и методических положений и выводов. Представленная работа имеет высокую практическую значимость, выполнена на высоком научно-техническом уровне с применением современных методов научных исследований.

Считаю, что работа Каверина А,А. полностью соответствует требованиям «Положения о присуждении ученых степеней»„утвержденным постановлением Правительства Российской Федерации от 24 сентября 2013 г. № 842 (п.9), а ее автор, Каверин Александр Александрович, заслуживает присуждения ученой степени кандидата технических наук по специальности 05,14,14 - «Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агре гатьтэ>, Официальный оппонент доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой теплоэнергетики и теплотехники САФУ имени М.В. Ломоносова 163002, г. Архангельск, наб, Северной Двины, 17к1 е-гпа11: ~.1 ыЬо~®пагй.гп тел. +7 (8182) 21-89-20 Виктор Константинович Любов Подпись В.К.

Любова заверяю: .