Ученые нашли способ повысить эффективность и экологичность работы котельных

Ученые Кошалинского технического университета (Польша) и Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета исследовали преимущества совместного сжигания природного газа и мазута в паровых котлах средней мощности.

Статья об этом опубликована в Journal of Engineering Thermophysics.

Как известно, все газовые промышленно-отопительные котельные обязательно имеют резервное топливо. В европейской части страны это обычно мазут. Огромные резервуары с мазутом находятся рядом с котельной. Резервный мазут долгое время не используется, что приводит к техническим проблемам. Содержащаяся в мазуте влага собирается слоями в так называемые «линзы». Если при переходе на сжигание мазута такая вода вместо топлива попадет в горелки, это приведет к аварийной остановке котла.

«Обычно мазут периодически прогревают и перемешивают, что существенно увеличивает расход энергии на собственные нужды котельной. Описанное в статье решение предлагает не просто перемешивать мазут, а добавлять его в некотором количестве к сжигаемому газу. Происходит естественное обновление мазута в хранилищах», – рассказал заведующий кафедрой инженерных сетей и систем Кошалинского технического университета (Польша), профессор кафедры теплогазоснабжения и вентиляции СПбГАСУ, д.т.н., профессор Александр Шкаровский.

Решение потребовало глубоких исследований процессов, протекающих в пламени горящего топлива. Было выявлено, что добавление мазута к газу несколько смещает излучение пламени в «желтую» часть спектра. Это повышает коэффициент черноты пламени и обеспечивает более интенсивную передачу теплоты именно в топке, где теплообмен более эффективен. Результатом является повышение КПД котла до 1,5% и более, что обеспечивает значительную годовую экономию топлива.

Снижение выброса вредных веществ, в том числе оксидов азота, не было отдельной задачей этих исследований. Однако снижение расхода топлива означает пропорциональное снижение выброса всех вредных компонентов продуктов сгорания в атмосферу. Таким образом, предложенное решение не только решает задачу «ротации» неиспользуемых запасов резервного мазута, но и обеспечивает экономию топлива и охрану воздушного бассейна городов.

Совместное сжигание внедрено на трех котлах ДКВР-10-13, которые являются одними из самых распространенных в Санкт-Петербурге. В планах ученых – найти способы повышения эффективности и экологичности сжигания мазута в котельных, где он является основным топливом.