Об этом сообщила пресс-служба вуза.
Цель проекта - повысить эффективность использования биотоплива и уменьшить вредные выбросы. По данным пресс-службы, это должно повысить эффективность работы котельных в Арктике.
Первый этап исследований прошел на действующей котельной в селе Шангалы Устьянского округа Архангельской области. В составе объекта - четыре водогрейных котла UTK-300 мощностью по 300 кВт каждый. Суммарная установленная мощность котельной составляет 1,2 МВт.
Специалисты изучили работу оборудования в разных режимах, характеристики топлива и продуктов сгорания. Они выполнили балансовые опыты, а также 3D-сканирование топочного устройства и теплообменных поверхностей.
Исследования показали, что оборудование имеет значительный потенциал для модернизации. При базовых настройках работа котлов отличалась выраженной цикличностью, что приводило к изменению энергетических и экологических показателей.
В отдельные периоды КПД снижался почти на 20% относительно рабочего цикла. Это происходило из-за роста тепловых потерь и химического недожога топлива.
Руководитель проекта, директор Высшей школы энергетики, нефти и газа САФУ А. Попов назвал одним из ключевых направлений переход от одноступенчатой схемы сжигания к двухступенчатой. А. Попов пояснил, что при такой схеме топливо сначала сжигается в топочной камере, а выделяющиеся горючие газы и продукты неполного сгорания дожигаются в отдельной зоне с подачей вторичного воздуха. По его словам, это снижает потери тепла и выбросы вредных веществ в атмосферу.
Специалисты также прорабатывают оптимизацию подачи воздуха и топлива, увеличение объема топочной камеры, совершенствование автоматики и установку дополнительных средств контроля. Эксперименты показали, что оптимальный диапазон содержания кислорода в продуктах сгорания на выходе из котлов составляет 6-7%.
Особое внимание уделяется экологическим показателям. Исследования выявили повышенные выбросы монооксида углерода в отдельных режимах работы оборудования. При этом корректировка процесса горения позволяет существенно улучшить эти показатели.
Проект актуален для Архангельской области, где активно развивается использование местного биотоплива в коммунальной энергетике. В регионе планируется строительство 20 биотопливных котельных. Совершенствование отечественного котельного оборудования позволит эффективнее использовать древесные гранулы, снизить нагрузку на окружающую среду и расширить применение местных топливных ресурсов.
Работы продолжатся в 2027-2028 г. Ученым предстоит разработать конструкции топочных камер для жаротрубного котла мощностью 300 кВт, выполнить компьютерное моделирование и расчетные исследования, оптимизировать теплообменные поверхности и режимы работы. В дальнейшем планируются опытно-промышленные испытания котлоагрегата мощностью 1 МВт.
Завершение работ намечено на 2028 г., после чего проект перейдет к опытно-конструкторским работам. По оценке руководителя исследования, первые промышленные образцы и их сертификация возможны к 2030 г.
Архангельская область относится к регионам с крупными запасами лесных ресурсов и развитой лесопромышленной инфраструктурой. Это создает предпосылки для производства древесных гранул и их применения в коммунальной энергетике. Древесные гранулы относятся к возобновляемым источникам энергии.
Автор: А. Шевченко
