CC BY
77
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .
В выше изложенном тексте показан один из методов полной утилизации бурого угля с использованием ядерной энергетической установки с газовом теплоносителем. Ясно, что рассмотренная кратко технологическая схема требует значительных трудовых затрат, но все методы использованные в представленной технологической цепочки - известны. Процессы, аппараты и механизмы известны и используются в настоящее время. Экологическая безопасность выше представленной схеме адекватна полезному использованию окружающего ландшафта. Метод
(причём любой) добычи сланцевого газа не адекватен целям его извлечения из геологической структуры. Из уже известной и осуществлённой практики извлечения сланцевого газа из выбранной структуры приводит к непоправимым последствиям. И это только начальная стадия. Дальнейшая подготовка сланцевого газа для реального использования весьма сложный технологический процесс и возможно не осуществимый.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Нигматулин И.Н., Нигматулин Б.И. Ядерные энергетические установки, - М.: Энергоатомиздат, 1986
ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОГО МЕТОДА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ УГЛЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДНО-УГОЛЬНОЙ СУСПЕНЗИИ
Дубровский Виталий Алексеевич
Доктор технических наук, профессор кафедры «Тепловые электрические станции», г. Красноярск
Исаков Юрий Владимирович
Аспирант ФГАОУ ВПО «Сибирского федерального университета» Инженер-конструктор ОАО «ЦКБ «Геофизика»
Потапов Игорь Иванович Ведущий инженер ОАО «ЦКБ «Геофизика»
объектами. Позитивным решением для угольной энергетики должен стать переход от прямого сжигания угля в различных топочных устройствах на приготовление водно-угольной суспензии (ВУС) из углей различного качества. [1]
ВУС должна обладать характеристиками, представленными в таблице 1, для обеспечения стабильности горения, по данным компаний ЗАО «Компомаш-ТЭК», ЗАО «НПП «Сибэкотехника».
Таблица 1
Характеристики ВУС
В Энергетической стратегии России до 2030 г., утвержденной правительством страны в 2009 г., декларируется необходимость увеличения добычи угля к 2030 г. по сравнению с 2008 г. на 31-44% (326 и 427-470 млн. тонн в год). В Энергетической стратегии декларируется необходимость развития экологически чистых технологий сжигания угля как условие реализации прогнозов его потребления электростанциями и другими промышленными
Параметр Ед. изм. ВУС
Содержание угля % >65
Содержание воды % <35
Частицы менее 100 мкм % <25
Частицы до 10 мкм % >75
Современное оборудование приготовления ВУС: кавитатор Мозгового, вибрационные мельницы, дисперга-торы предусматривают механический способ измельчения угольного сырья и отличаются повышенными энергетическими затратами, механическим износом рабочих элементов оборудования.
Л.А. Юткин открыл новые закономерности в области электрогидравлических эффектов (ЭГЭ), обеспечивающих высокий К.П.Д. процесса в технологиях измельчения минеральных веществ. Применение электрогидравлического оборудования позволило повысить производительность оборудования и эффективность технологических процессов при измельчении горных пород. [2]
В электрогидравлических установках при формировании ЭГЭ, способных совершать механическую работу, происходит измельчение угля и его перемешивание с водой. В настоящее время отсутствуют системные комплексные исследования по применению ЭГЭ в технологиях измельчения углей при приготовлении ВУС, что ограничивает использование электрогидравлического оборудования в технологии получения ВУС.
Проведены экспериментальные работы по измельчению углей в жидкой среде с использованием электрогидравлического способа для исследования эффективности данного метода при получении ВУС. [3]
Исследования проводились на сконструированном макетном образце электрогидравлической дробилки (ЭГД) измельчения угля. Технические характеристики макета ЭГД измельчения угля показаны в таблице 2.
Таблица 2
Технические характеристики макета ЭГД_
Параметр Ед. изм. Данные
Индуктивность кабеля мкГн 11
Напряжение разряда энергии кВ 18.25
Производительность, не менее Кг/ч 80
Ресурс установки по формированию разрядов, не менее - 107
Электроснабжение от промышленной сети 220 В*50 Гц, не более кВт 4
Время работы установки за один цикл измельчения угля, не менее мин 4
Частота импульсов генератора с 0,6.0,7
Крупность измельчения, не более мкм 4500
Масса загружаемого угля кг 5.6
Объем загружаемой воды л 10.12
В полученной электрогидравлическим способом суспензии содержание угля составляет 40...45%. После процесса измельчения образцы угля высушивались и рассеивались через набор стандартных сит.
Результаты исследований по получению ВУС из бурых углей Канско-Ачинского бассейна с использованием электрогидравлического способа измельчения на макете ЭГД при энергоемкости 10 Вт*ч/кг и напряжении разряда и= 25 кВ представлены в таблице 3.
Таблица 3
Процент полученных частиц угля от общей массы измельчаемого продукта_
Крупность измельчаемых кусков угля, мм 5 40 180 280
Частицы более 2500 мкм 12% 20% 35% 45%
Частицы от 2500 до 630 мкм 53% 44% 28% 17%
Частицы от 630 до 100 мкм 29% 30% 33% 34%
Частицы от 100 до 50 мкм 2% 2% 1% 2%
Частицы менее 50 мкм 4% 4% 3% 2%
Согласно полученным данным формируемые воздействия в жидкости создают суспензию с широким гранулометрическим составом. Уменьшение крупности загружаемых кусков угля в ЭГД способствовало увеличению измельченных частиц угля в диапазоне от 2500 мкм до 630 мкм.
Высоковольтное напряжение, на выходе генератора, изменялось в диапазоне 15.25 кВ, что позволило исследовать эффективность ЭГД при получении ВУС от напряжения разряда накопителя. На рисунке 1 изображена зависимость изменения гранулометрического состава угля от напряжения разряда накопителя. [4]
При повышении напряжения разряда накопителя увеличивается количество измельченных частиц угля в диапазоне от 630 мкм до 100 мкм.
На макете ЭГД выполнены исследования эффективности измельчения угля при изменении интегральной индуктивности разрядной цепи. На рисунке 2 показано изменение гранулометрического состава измельченного угля в зависимости от изменения интегральной индуктивности разрядной цепи.
Таким образом, при увеличении напряжения разряда накопителя и уменьшении интегральной индуктивности разрядной цепи наблюдается повышение количества измельченных частиц угля в диапазоне от 630 мкм до 100 мкм и уменьшение количества измельченных частиц угля в диапазоне более 2500 мкм.
В лаборатории проведены исследования по изучению сухого состояния измельченного угля. На рисунке 3 представлены результаты изменения сухого состояния измельченного угля при измерениях, выполненных в следующих условиях: влажность - 52%, температура - 23,6 0С, атмосферное давление - 742 мм рт. ст.
Результаты показывают, что влажность частиц угля менее 100 мкм увеличивается с 6% до 12%.
Полученные данные позволили сравнить энергоемкость процесса получения ВУС на макете ЭГД и барабанной мельнице. На рисунке 4 показаны зависимости энергоемкости измельчения угля в барабанной мельнице, по данным [4], и на макете образца ЭГД при крупности кусков 280 мм.
При помоле частиц угля в барабанной мельнице до 630 мкм энергозатраты составляют 50 кВт*ч/т, а потери металла вследствие износа оборудования около 1 кг/т; при получении продукта с дисперсностью частиц меньше 630 мкм расход энергии увеличивается до 150 кВт*ч/т и более. Потери металла вследствие износа оборудования составляют от 5 кг/т и более. [5]
Энергоемкость процесса измельчения угля на макете ЭГД, согласно приведенным данным, оказалась ниже, чем в барабанной мельнице. При помоле частиц угля на макете ЭГД от 100 мкм до 10 мкм потери металла вследствие износа оборудования составили около 0,2 кг/т.
Полученные данные по выполненным исследованиям на макете ЭГД позволили разработать высоковольтную опытную установку получения ВУС. В опытной установке ЭГД напряжение разряда энергии составляет 50 кВ, интегральная индуктивность разрядной цепи - 4 мкГн. В конструкции установки предусмотрен первичный классификатор и присоединен внешний классификатор - гидроциклон. Разрядник конструктивно спроектирован заменяемым, что позволяет оперативно заменять электрод в течение 40 секунд после его выгорания. Структурная схема опытной установки ЭГД получения ВУС приведена на рисунке 5.
Экономическая эффективность электрогидравлической технологий зависит от ресурса работы конденсаторов. Критерий экономической целесообразности измельчения горных пород оправдывается при ресурсе работы конденсаторов порядка миллиарда (109) циклов «заряд-разряд». Современный уровень разработок конденсаторов для электрогидравлических технологий по ресурсу оценивается как принципиально возможный для ресурса 109 циклов.
В результате исследований измельчения угольного сырья электрогидравлическим методом на макете ЭГД были подтверждены следующие особенности технологического процесса:
- эффективность ЭГД при получении ВУС зависит от размеров загружаемых образцов угля, импульсного напряжения разряда и интегральной индуктивности разрядной цепи;
- применение нескольких стадий измельчения, в которых ЭГД применяется совместно с другими установками измельчения, позволит повысить эффективность и производительность процесса измельчения угля.
Результаты проведенных исследований на макете ЭГД показали возможность применения опытной установки ЭГД для получения ВУС производительностью 80.. .120 кг/ч при энергоемкости 18.. .25 Вт*ч/кг. Разработанная опытная установка ЭГД позволит повысить эксплуатационные параметры технологии получения ВУС электрогидравлическим методом.
Список литературы:
1. Стариков А.П., Снижко В.Д. Пути решения экологических проблем на современном угледобывающем предприятии / Уголь.- 2008.- №9.- С. 64-67.
2. Юткин Л.А. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности.- Л.: Машиностроение, Ленингр. отд., 1986. - 253 с.
3. Применение электрогидравлического способа получения водоугольного топлива для котельных установок / В.А. Дубровский, Ю.В. Исаков, И.И. Потапов и др.- Энергетик.- Москва.- 2011.- №7.-С. 24-27.
4. Isakov, Yu.V. Research of efficiency of obtaining water-coal fuel by the electrohydraulic method [Electronic resource] / Yu.V. Isakov, V.A. Dubrovskiy, M.Yu. Potylitsyn, I.I. Potapov, V.N. Shirokov // Power plants 2012. - 2012. - Serbia.: Society of Thermal Engineers of Serbia - Access mode : http://e2012.drustvo-termicara.com/english/list-of-submitted-papers/4, free. - title from the screen.
5. Балахнина, Е.Е. Обоснование параметров барабанной мельницы для тонкого измельчения горных пород с учетом динамики мелющих тел : дис. канд. техн. наук : 05.05.06 / Евгения Евгеньевна Балахнина ; Моск. гос. горн. ун-т. - М., 2002. - 163 л.
ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНЫИ МЕТОД ОБРАБОТКИ РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТИ
ЛИТЫХ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ
Усенко Юрий Иванович
канд. техн. наук, доцент кафедры ТЭМП Национальной металлургической академии Украины, г. Днепропетровск
Иванов Виктор Ильич ст. научн. сотр. кафедры МЧМ Запорожской государственной
инженерной академии Нестеренко Татьяна Николаевна канд. техн. наук, доцент кафедры МЦМ Запорожской государственной
инженерной академии Грицай Владимир Петрович канд. техн. наук, профессор кафедры МО Запорожской государственной
инженерной академии Мосейко Юрий Викторович канд. пед. наук, доцент кафедры МЧМ Запорожской государственной
инженерной академии
В настоящее время для обработки металлических поверхностей тел вращения наиболее перспективным является применение методов, основанных на использовании концентрированных источников электрической энергии.
Среди них особое место занимает метод электроразрядной обработки в импульсном режиме в среде диэлектрической жидкости, заполняющей пространство между электродом-инструментом и электродом-обраба-тываемым изделием, который основан на использовании управляемых источников постоянного тока.
Обширные исследования в области применения указанного метода при длительном легировании чугунных и стальных валков станов горячей прокатки выполняли в Украинском НИИ металлов (г. Харьков) совместно с институтом прикладной физики АН РМ (г. Кишинев) [1-
5]. Достигнуто не только повышение износостойкости валков, но и сохранение ними первоначальных размеров в течение всего процесса эксплуатации.
В Национальной металлургической академии Украины совместно с Запорожской государственной инженерной академией выполнен комплекс исследований, направленных на изучение возможности использования электроразрядной обработки в импульсном режиме для нанесения микрорельефа с заданным уровнем шероховатости на рабочую поверхность литых прокатных валков для станов холодной прокатки стальной полосы.
Эксперименты проводили с использованием специальной установки, позволяющей моделировать процесс обработки поверхностных слоев металла с использованием указанного метода в условиях максимально приближенных к реальным условиям.
