energsecurityНадежность и безопасность энергетикиSafety and Reliability of Power Industry1999-55552542-2057ООО «НПО Энергобезопасность»10.24223/1999-5555-2022-15-2-120-125energsecurity-818Research ArticleОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИOPERATING EXPERIENCEМодернизация инерционно-вакуумного золоуловителяModernization of inertial-vacuum ash collectorМостовенкоЛ. В.MostovenkoL. V.

кафедра энергетики

ул. Дзержинского, д. 11, 628611, г. Нижневартовск, Россия 

 Department of Energy 

 st. Dzerzhinsky, 11, 628611, Nizhnevartovsk, Russia 

teploblv@mail.ruБелоглазовВ. П.BeloglazovV. P.

 ул. Дзержинского, д. 11, 628611, г. Нижневартовск, Россия 

 st. Dzerzhinsky, 11, 628611, Nizhnevartovsk, Russia 

ФГБОУ ВО «Нижневартовский государственный университет»РоссияNizhnevartovsk State University"Russian Federation202228072022152120125Copyright © Мостовенко Л.В., Белоглазов В.П., 20222022Мостовенко Л.В., Белоглазов В.П.Mostovenko L.V., Beloglazov V.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.sigma08.ru/jour/article/view/818

Рассмотрены различные вариации снижения аэродинамического сопротивления аппаратов со сложной конфигурацией проточной части. Около 50% электростанций в РФ работают на угле, при этом в процессе золоулавливания применяется двухступенчатая очистка. Современные золоуловители грубой очистки позволяют достичь эффективности в 55 – 80% в зависимости от срока своей работы. Целесообразно уменьшать количество ступеней очистки, произведя модернизацию с использованием современных очистных аппаратов, которые позволяют достигать высокой эффективности очистки запыленного потока и меньше подвергать данный очистной комплекс ремонтным работам. Инерционно-вакуумный золоуловитель (ИВЗ), обеспечивает улавливание широкого диапазона исследуемых частиц (1 – 100 мкм) с эффективностью до 99%. Данный аппарат был опробован на теплоэлектроцентрали города Омска, и помимо высокой эффективности было установлено повышенное аэродинамическое сопротивление. Целью данной работы являлось достижение аэродинамического сопротивления в 660 Па (сопротивление циклонного аппарата, чтобы аппарат был использован как первая, а вследствие и как две ступени очистки) при сохранении эффективности аппарата. Для достижения поставленной цели в ИВЗ применяется способ перфорирования отверстий по рассекателю для последующего уменьшения скорости в конфузорном канале и общем снижении сопротивления на аппарате. Перфорирование выполняется на трех различных высотах, расстояние между которыми 1 метр. В исследовании использован анализ численного эксперимента в ANSYS CFX с применением k-ε математической модели (массовое содержание золы 70 г/кг; One-way Coupling). Предложены рекомендации для дальнейших перспектив исследования ИВЗ.

Various variations of reducing the aerodynamic resistance of devices with a complex configuration of the flow path are considered. About 50% of power plants in the Russian Federation operate on coal, while two-stage cleaning is used in the ash collection process. Modern coarse ash collectors can achieve an efficiency of 55 – 80%, depending on the period of their work. It is advisable to reduce the number of purification stages by upgrading with the use of modern cleaning devices, which allow achieving high efficiency in cleaning a dusty flow and less subjecting this treatment complex to repair work. The inertial-vacuum ash collector (IVAC) provides trapping of a wide range of studied particles (1 – 100 microns) with an efficiency of up to 99%. This device was tested at the combined heat and power plant of the city of Omsk, and in addition to high efficiency, increased aerodynamic resistance was established. The aim of this work was to achieve an aerodynamic resistance of 660 Pa (resistance of the cyclone apparatus, so that the apparatus can be used as the first, and consequently as two stages of cleaning) while maintaining the efficiency of the apparatus. To achieve this goal, the IVAC uses the method of perforating holes along the divider for the subsequent decrease in speed in the confuser channel and a general decrease in resistance on the device. Perforation is carried out at three different heights, the distance between which is 1 meter. The study used the analysis of a numerical experiment in ANSYS CFX using a k-ε mathematical model (mass ash content 70 g/kg; One-way Coupling). Recommendations for further prospects for the study of the IVAC are proposed.

снижение сопротивлениясопротивление аппаратаинерционно-вакуумный золоуловительзапыленный потокчисленное моделированиеresistance reductionapparatus resistanceinertial vacuum ash collectordusty flownumerical simulationАвторы выражают благодарность ИНТЕР-РАО «Энергия без границ» за содействие в проведение натурного эксперимента на инерционно-вакуумном золоуловителе.The authors would like to thank the INTER-RAO «Energy Without Borders Foundation» for assistance in carrying out a full-scale experiment on an inertial-vacuum ash collector.ReferencesБелоглазов В. П., Белоглазова Л. В., Градобоев В. Н. Патент на полезную модель № 175570 U1 Российская Федерация, МПК B01D45/06. Инерционно-вакуумный золоотделитель для очистки дымовых газов : № 2017100591 : заявл. 12.01.2017 : опубл. 11.12.2017; заявитель Фонд поддержки научной, научно-технической и инновационной деятельности "Энергия без границ", Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт".Beloglazov V. P., Beloglazova L. V., Gradoboev V. N. Utility model patent No. 175570 U1 Russian Federation, IPC B01D 45/06. Vacuum inertial ash separator for flue gas cleaning: No. 2017100591: Appl. 01/12/2017 : publ. 12/11/2017; applicant Fund for Support of Scientific, Scientific, Technical and Innovative Activities "Energy Without Borders", Open Joint Stock Company "All-Russian Twice Order of the Red Banner of Labor Thermal Engineering Research Institute". (In Russ.)Белоглазов В. П., Мостовенко Л. В. К вопросу о "реламиниризации". Омский научный вестник 2018; (4): 64 – 67.Beloglazov V. P., Mostovenko L. V. To the question of "relaminarization". Omsk Scientific Bulletin / 2018; (4): 64 – 67. (In Russ.)Усманова Р. Р. Метод расчета вихревых аппаратов на основе структурного анализа гидродинамики закрученных потоков. Научное обозрение 2018; (2): 47 – 54.Usmanova R. R. A method for calculating vortex apparatuses based on a structural analysis of the hydrodynamics of swirling flows. Scientific review 2018; (2): 47 – 54. (In Russ.)Занин Б. Ю. Волны и вихри на модели крыла в турбулентном потоке в аэродинамической трубе. Нелинейные волны: теория и новые приложения: Тезисы докладов, Новосибирск. Новосибирск: Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН 2016: 51 – 52.Zanin B. Yu. Waves and vortices on a wing model in a turbulent flow in a wind tunnel. Nonlinear Waves: Theory and New Applications: Report Abstracts, Novosibirsk. Novosibirsk: Institute of Hydrodynamics. M. A. Lavrentiev SB RAS 2016: 51 – 52. (In Russ.)Бахронов Х. Ш., Ганиева С. У., Ахматов А. А., Жалилов Р. С. Результаты исследований режимных параметров на гидродинамику полого вихревого аппарата. Journal of Advances in Engineering Technology 2021; (2): 23 – 29.Bahronov Kh. Journal of Advances in Engineering Technology 2021; (2): 23 – 29. (In Russ.)Кочетов О. С. Варианты вихревых пылеуловителей для двухступенчатой системы очистки воздуха. Современные проблемы и направления развития агроинженерии в России: сборник научных статей Международной научно-технической конференции, Курск, 30 октября 2021 года. Курск: Курская государственная сельскохозяйственная академия имени И. И. Иванова 2021: 48 – 50.Kochetov O. S. Variants of vortex dust collectors for a two-stage air purification system. Modern problems and directions of development of agroengineering in Russia: collection of scientific articles of the International Scientific and Technical Conference, Kursk, October 30, 2021. Kursk: Kursk State Agricultural Academy named after I. I. Ivanova 2021: 48 – 50. (In Russ.)Кочетов О. С. Расчет скруббера Вентури для очистки газов от пыли и химических вредностей. Современные инновации в науке и технике: сборник научных трудов 11-й Всероссийской научно-технической конференции с международным участием, Курск, 15–16 апреля 2021 года. Курск: Юго-Западный государственный университет 2021: 136 – 138.Kochetov O. S. Calculation of a Venturi scrubber for cleaning gases from dust and chemical hazards. Modern innovations in science and technology: a collection of scientific papers of the 11th All-Russian scientific and technical conference with international participation, Kursk, April 15 – 16, 2021. Kursk: Southwestern State University 2021; 136 – 138. (In Russ.)High-efficiency industrial cyclone separator: A CFD study D. Misiulia, S. Antonyuk, A. G. Andersson, T. S. Lundström. Powder Technology 2020; (364): 943 – 953.High-efficiency industrial cyclone separator: A CFD study D. Misiulia, S. Antonyuk, A. G. Andersson, T. S. Lundström Powder Technology 2020; (364): 943 – 953.Математическое моделирование обменных процессов в турбулентном пограничном слое, исследование и верификация модели Ковальногов В. Н., Федоров Р. В., Чукалин А. В., Хахалев Л. В. Автоматизация процессов управления 2020, (2): 46 – 52.Mathematical modeling of exchange processes in a turbulent boundary layer, research and verification of the model Kovalnogov V. N., Fedorov R. V., Chukalin A. V., Khakhalev L. V. Automation of control processes 2020; (2): 46 – 52. (In Russ.)Экспериментальное исследование пограничного слоя на перфорированной поверхности с демпфирующими полостями. Труды седьмой Российской национальной конференции по теплообмену Ковальногов В. Н., Федоров Р. В., Чукалин А. В. [и др.] Москва: Издательский дом МЭИ 2018: 373 – 376.Experimental study of the boundary layer on a perforated surface with damping cavities / Kovalnogov V. N., Fedorov R. V., Chukalin A. V. [and others] Proceedings of the seventh Russian national conference on heat transfer. Moscow: MPEI Publishing House 2018: 373 – 376. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.