Improving the waste utilisation efficiency of combined heat and power plants by increasing the performance of dry-ash output units

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The study aims to improve the efficiency of waste utilisation from the coal-fired power industry based on an analysis of the dry-ash output unit operating at the Novo-Irkutsk Combined Heat and Power Plant, JSC “Irkutskenergo”. The unit was tested under various operating conditions of steam generating blocks following the standard methods adopted at the enterprise. The tests showed that the station steam generating block No. 3 (with a steam load of 409.2 t/h and an electrostatic precipitator efficiency of 90.46%) provided an ash supply efficiency of 7.10 t/h. When the ash is supplied from the steam generating block No. 4, operating at a steam load of 421.8 t/h and an electrostatic precipitator efficiency of 94.72%, the ash supply efficiency amounts to 9.19 t/h. Under the simultaneous operation of the steam generating blocks No. 3 and 4 at a steam load of 397.6 and 380.7 t/h, respectively, and an electrostatic precipitator efficiency of 90.46 and 94.72%, respectively, the unit efficiency was 14.23 t/h. As a result, limitations in the unit operation were identified. Thus, the airspeed in the pneumatic ash pipeline during ash transporting was 8.0-8.5 m/s, which facilitated the operation of the dry-ash output unit in a pulsed cycle. It was, therefore, recommended to increase the airspeed by accelerating the flow rate through the jet pump or by using a smaller diameter pipe. The conducted analysis showed that the efficiency of the dry-ash output unit depends mainly on the steam capacity of steam generating blocks, as well as on the flue gas cleaning efficiency in the steam generator electrostatic precipitators. The obtained results were used to determine the technical state, efficiency and reliability of the dry-ash output unit of the Novo-Irkutsk Combined Heat and Power Plant.

About the authors

A. D. Mekhryakov

Irkutsk National Research Technical University

Email: mehryakov-ad@irkutskenergo.ru

A. N. Kudryashov

Irkutsk National Research Technical University

Email: kan@istu.irk.ru

T. V. Koval

Irkutsk National Research Technical University

Email: kovaltv@istu.irk.ru

References

  1. Яновский А.Б. Уголь: битва за будущее // Уголь. 2020. № 8. С. 9-14. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2020-8-9-14
  2. Кузнецов А.В., Бутаков Е.Б. Исследование влияния механической активации на горение угольного топлива // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2016. Т. 327. № 6. С. 37-44.
  3. Табакаев Р.Б., Хаустов С.А., Черкашина Г.А., Казаков А.В. Низкосортное топливо Томской области: перспективы энергетического использования // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2015. Т. 326. № 9. С. 106-113.
  4. Росляков П.В., Кондратьева О.Е., Головтеева А.Н., Сиваковский А.М. Алгоритм оптимального выбора наилучших доступных технологий для российских ТЭС // Теплоэнергетика. 2019. № 4. С. 60-72. https://doi.org/10.1134/S0040363619040064
  5. Курганкина М.А., Вершинина К.Ю., Озерова И.П., Медведев В.В. К вопросу о переходе тепловых электрических станций с традиционных топлив на органо-вугольные топливные композиции // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2018. Т. 329. № 9. С. 72-82.
  6. Cai Lei, Zou Chun, Liu Yang, Zhou Kai, Han Qing. Numerical and experimental studies on the ignition of pulverized coal in O2/H2O atmospheres // Fuel. 2015. Vol. 139. P. 198-205. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2014.08.038
  7. Briceland C.L., Khinkis M., Waibel R.T. Combustion characteristics of fine-ground coal // Combustion Diagnostics from Fuel Bunker to Stack: Proceedings International Symposium. Project 61052 quarterly technical report (Effect of particle size). 1982.. URL: https://www.osti.gov/biblio/6547443-combustion-characteristics-fine-ground-coal-projectquarterly-technical-report-march-may-effect-particlesize (20.09.2020).
  8. Таразанов И.Г. Итоги работы угольной промышленности России за январь-декабрь 2017 года // Уголь. 2018. № 3. С. 58-73. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2018-3-58-73
  9. Guttikunda S.K., Jawahar P. Atmospheric emissions and pollution from the coal-fired thermal power plants in India // Atmospheric Environment. 2014. Vol. 92. P. 449460. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2014.04.057
  10. Таразанов И.Г., Губанов Д.А. Итоги работы угольной промышленности России за январь-декабрь 2020 года // Уголь. 2021. № 3. С. 27-43. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2021-3-27-43
  11. Яновский А.Б. Основные тенденции и перспективы развития угольной промышленности России // Уголь. 2017. № 8. С. 10-14. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2017-8-10-14
  12. Таразанов И.Г., Губанов Д.А. Итоги работы угольной промышленности России за январь-декабрь 2019 года // Уголь. 2020. № 3. С. 54-69. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2020-3-54-69
  13. Глинина О.И. Угольная промышленность в России: 295 лет истории и новые возможности // Уголь. 2017. № 10. С. 4-11. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2017-10-4-10
  14. Афанасьева О.В., Мингалеева Г.Р., Добронравов А.Д., Шамсутдинов Э.В. Комплексное использование золошлаковых отходов // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2015. № 7-8. С. 2636. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2015-0-7-8-26-36
  15. Рябов Ю.В., Делицын Л.М., Ежова Н.Н., Сударева С.В. Методы обогащения золошлаковых отходов угольных ТЭС и пути их вовлечения в хозяйственный оборот (обзор) // Теплоэнергетика. 2019. № 3. С. 3-24. https://doi.org/10.1134/S0040363619030056
  16. Голик В.И., Дмитрак Ю.В., Качурин Н.М., Стась Г.В. Параметры активации золы уноса в качестве вяжущего при изготовлении бетонов // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2019. Т. 330. № 8. С. 173-179. https://doi.org/10.18799/24131830/2019/8/2223
  17. Bowman S.D. Interferometric synthetic aperture radar (InSAR) // Background and Application: guidelines for investigating geologic hazards and preparing engineering geology reports, with a suggested approach to geolog-ichazard ordinances in Utah. Utah: The University of Utah, 2016. P. 198-203.
  18. Rashad A.M. Potential use of phosphogypsum in alkali-activated fly ash under the effects of elevated temperatures and thermal shock cycles // Journal of Cleaner Production. 2015. Vol. 87. No. 1. P. 717-725. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.09.080
  19. Da Silva P.R., De Brito J. Electrical resistivity and capillarity of self-compacting concrete with incorporation of fly ash and limestone filler // Advances in Concrete Construction. 2013. Vol. 1. Iss. 1. P. 65-84. https://doi.org/10.12989/acc.2013.1.1.065
  20. Хаглеев Е.П. Золошлакоотвалы годичного регулирования дифференцированных потоков золы и шлака угольных ТЭС // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2017. Т. 19. № 7-8. С. 21-32. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2017-19-7-8-21-32
  21. Коваль Т.В., Абдульменова А.К. Использование отходов ТЭЦ ПАО «Иркутскэнерго» // Молодежный вестник ИрГТУ. 2020. Т. 10. № 1. С. 126-130.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).