Сайт ВКТУ им. Д. Серикбаева

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМОХИМИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВОСПЛАМЕНЕНИЯ И ПОСЛЕДУЮЩЕГО ГОРЕНИЯ УГЛЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯ КАРАЖЫРА В УСЛОВИЯХ ПЛАЗМЕННОЙ АКТИВАЦИИ ТОПЛИВА

Авторы

Name Affiliation
Медет Канапинов

Восточно-Казахстанский технический университет им. Д. Серикбаева

Евгений Бутаков

Институт теплофизики им. В.Е. Кутателадзе СО РАН

Гульнур Дуйсембаева

Восточно-Казахстанский технический университет им. Д. Серикбаева

Леонид Измайлов

Восточно-Казахстанский технический университет им. Д. Серикбаева

Айбар Қизатов

Восточно-Казахстанский технический университет им. Д. Серикбаева

Ерхат Даулетханов

Восточно-Казахстанский технический университет им. Д. Серикбаева

Выпуск:

Том 1, № 2, 2026

Страницы:

93-105

Просмотров:

8

Ключевые слова:

плазменная система воспламенения, сжигание, горение, плазматрон, розжиг, исследование, каменный уголь

Аннотация

В научной исследовательской статье представлены результаты экспериментального исследования одного из перспективных вариантов альтернативной технологии розжига паровых котлов, основанной на замене традиционного мазутного рожига плазменой активацией воспламенения угольной пыли. Эксперименты выполнены в Институте теплофизики им. В.Е. Кутателадзе СО РАН на лабороторной установки при сжигании каменного угла месторождения «Каражыра». Серия опытов по розжигу из холодного состояния показала, что применение плазменной системы воспламенения (ПСВ) при подаче угольной пыли с размером R-90 мкм совместно с воздухом со скоростями 6 –18 м/с обеспечивает формирование факельного ядра с температурой порядка 1000 °C при коэффиценте избытка воздуха 0,7 – 0,5 и времени розжига около 200 с. Дополнительно установлено, что увеличение расхода угольной пыли приводит к росту температуры в камере дожигания, способствуя интенсификации процесса горения и ускоренному прогреву топочного объема.

License

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Использованные источники

  1. Fragkos, P., Dalla Longa, F., Zisarou, E., van der Zwaan, B., Giannousakis, A., & Fattahi, A. (2023). Exploring model-based decarbonization and energy efficiency scenarios with PROMETHEUS and TIAM-ECN. Energies, 16(18), 6421. https://doi.org/10.3390/en16186421
  2. Nakamura, T., Maruyama, A., Masuda, S., & Lloyd, S. (2024). The impact of Russia’s invasion of Ukraine on Germany’s energy choice attitudes among residents in German states with nuclear power plants in commission or decommissioned. Sustainability, 16(5), 1999. https://doi.org/10.3390/su16051999
  3. Gajdzik, B., Wolniak, R., Nagaj, R., Żuromskaitė-Nagaj, B., & Grebski, W. W. (2024). The influence of the global energy crisis on energy efficiency: A comprehensive analysis. Energies, 17(4), 947. https://doi.org/10.3390/en17040947
  4. ASTM International. (2024). Coal standards and gas standards. Retrieved December 5, 2024, from https://store.astm.org/products-services/standards-and-publications/standards/coal-standards-and-gas-standards.html
  5. International Energy Agency. (2023). World Energy Investment 2023. IEA. https://www.iea.org/reports/world-energy-investment-2023
  6. Śladewski, Ł., Wojdan, K., & Świrski, K. (2017). New approach to optimizing combustion in power boilers using software inspired by the immune system integrated with an in-furnace temperature monitoring system. Journal of Power Technologies, 97(4), 308–313.
  7. Pawlak, M. (2016). Performance analysis of power boiler drum water level control systems. Acta Energetica, 4, 81–96. https://doi.org/10.52710/ae.410
  8. Enerdata. (2023). Share of wind and solar in electricity production. Retrieved July 6, 2023, from https://yearbook.enerdata.net/renewables/wind-solar-share-electricity-production.html
  9. Loewen, B. (2022). Coal, green growth and crises: Exploring three European Union policy responses to regional energy transitions. Energy Research & Social Science, 93, 102849. https://doi.org/10.1016/j.erss.2022.102849
  10. Messerle, V. E., Ustimenko, A. B., & Tastanbekov, A. K. (2022). Plasma ignition of solid fuels at thermal power plants. Part 1. Mathematical modeling of plasma-fuel system. Thermophysics and Aeromechanics, 29(2), 295–310. https://doi.org/10.1134/S0869864322020135
  11. Kanilo, P. M., Kazantsev, V. I., Rasyuk, N. I., Schünemann, K., & Vavriv, D. M. (2003). Microwave plasma combustion of coal. Fuel, 82(2), 187–193. https://doi.org/10.1016/S0016-2361(02)00201-6
  12. Gorokhovski, M., Karpenko, E. I., Lockwood, F. C., Messerle, V. E., Trusov, B. G., & Ustimenko, A. B. (2005). Plasma technologies for solid fuels: Experiment and theory. Journal of the Energy Institute, 78(4), 157–171. https://doi.org/10.1179/174602205X68261
  13. International Energy Agency. (2022). World Energy Outlook 2022. IEA. https://www.iea.org/reports/world-energy-outlook-2022
  14. Glushkov, D. O., Kuznetsov, G. V., Chebochakova, D. A., Lyakhovskaya, O. E., Shlegel, N. E., Anufriev, I. S., & Shadrin, E. Y. (2018). Experimental study of coal dust ignition characteristics at oil-free start-up of coal-fired boilers. Applied Thermal Engineering, 142, 371–379. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2018.07.010
  15. Glushkov, D., Matiushenko, A., Nurpeiis, A., & Zhuikov, A. (2021). An experimental investigation into the fuel oil-free start-up of a coal-fired boiler by the main solid fossil fuel with additives of brown coal, biomass and charcoal for ignition enhancement. Fuel Processing Technology, 223, 106986. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2021.106986
  16. Zhao, F., Li, S., Ren, Y., Yao, Q., & Yuan, Y. (2016). Investigation of mechanisms in plasma-assisted ignition of dispersed coal particle streams. Fuel, 186, 518–524. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2016.08.078
  17. Bolegenova, S., Askarova, A., Georgiev, A., Nugymanova, A., Maximov, V., Bolegenova, S., & Mamedov, B. (2023). The use of plasma technologies to optimize fuel combustion processes and reduce emissions of harmful substances. Energy, 277, 127635. https://doi.org/10.1016/j.energy.2023.127635
  18. Yantai Longyuan Power Technology Co., Ltd. (2023). Plasma ignition and combustion stabilization (PICS) technology for pulverized coal-fired boilers. Retrieved December 29, 2023, from https://en.lypower.com/plasma-ignition-and-combustion-stabilization-picstechnology-for-pulverized-coal-fired-boilers-product/
  19. Mączka, T., Pawlak-Kruczek, H., Niedźwiecki, Ł., Ziaja, E., & Chorążyczewski, A. (2020). Plasma assisted combustion as a cost-effective way for balancing of intermittent sources: Techno-economic assessment for 200 MWel power unit. Energies, 13(19), 5056. https://doi.org/10.3390/en13195056
  20. Youssefi, R., Maier, J., & Scheffknecht, G. (2021). Pilot-scale experiences on a plasma ignition system for pulverized fuels. Energies, 14(16), 4726. https://doi.org/10.3390/en14164726

Том 1, № 2, 2026

Kanapinov, М., Butakov, Е., Duysembaeva, G., Izmailov, L., Kizatov, А., & Dauletkhanov, Ye. (2026). EXPERIMENTAL STUDY OF THE THERMOCHEMICAL PROCESS OF IGNITION AND SUBSEQUENT COMBUSTION OF COAL FROM THE KARAZHYRA DEPOSIT UNDER CONDITIONS OF PLASMA FUEL ACTIVATION. EKTU Journal of Engineering Sciences, 1(2), 93-105. https://doi.org/10.51885/3134-8009_JES_2026_2_6