The object of research, development or design (in Russian) : Процессы тепломасопереноса при горении пылеугольного топлива в камере сгорания БКЗ-75 Шахтинской ТЭЦ.

The object of research, development or design (in Kazakh) : БКЗ-75 Шахтинская ЖЭО-ның жану камерасында ұнтақ көмірді жағу кезінде жылу және масса алмасу процестері.

Aim of work (in Russian) : При помощи современных методов физического, математического и 3D компьютерного моделирования исследовать процессы турбулентного тепломассопереноса и формирования вредных веществ при горении твердого топлива в камерах сгорания реальных энергетических объектов и выработать рекомендации по практическому применению полученных результатов.

Aim of work (in Kazakh) : Физика-математикалық және компьютерлік 3D модельдеудің заманауи әдістерін қолдана отырып реалды энергетикалық объектілердің жану камераларында қатты отын жануының турбулентті жылу-масса алмасу процестері мен зиянды заттардың пайда болу процестерін зерттеп, алынған нәтижелерді практикалық қолдану бойынша ұсынымдарды әзірлеу.

Методы исследования (на русском) : Проведение вычислительных экспериментов по сжиганию угля с помощью методов 3D компьютерного моделирования.

Методы исследования (на казахском) : 3D компьютерлік модельдеу әдістерінің көмегімен көмірдің жануына қатысты сандық тәжірибелерді жүргізу.

Obtained results and novelty (in Russian) : Создана математическая модель конвективного тепломассопереноса в физико-химически активных течениях при наличии горения с учетом неизотермичности среды, градиента давления, турбулентности, массовых сил, многофазности среды, межфазного взаимодействия, лучистого теплообмена, многостадийности химических реакций. Разработан пакет компьютерных программ для проведения вычислительных экспериментов по исследованию тепломассопереноса в камере сгорания при сжигании твердого топлива и 3D визуализации полученных результатов. Исследованы аэродинамика течения, температурные поля и концентрационные поля вредных продуктов горения (COх и NOх) по всему объему камеры сгорания котла БКЗ 75-39ФБ и на выходе из нее. Получены результаты влияния различных способов подачи топлива (прямоточный и вихревой с углом закрутки потока) на аэродинамику потоков, температурные поля, поля концентраций оксидов углерода COх и азота NOх. Получены аэродинамические, тепловые, концентрационные поля продуктов горения в камере сгорания котла БКЗ 75-39ФБ при вынужденной частичной остановке подачи угольной пыли через горелочные устройства. Новизна исследований заключается в использовании новейших информационных технологий 3D моделирования, которые позволят участникам проекта получить новые данные о сложных процессах тепломассопереноса при горении пылеугольного топлива в реальной топочной камере, действующей ТЭЦ РК.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Ортаның изотермдік еместігін, қысым градиентін, турбуленттіліктік, массалық күштерді, ортаның көпфазалығын, фаза аралық өзара әсерлесуді, сәулелік жылу алмасуды, химиялық реакциялардың көпсатылығыны ескергендегі жану болғанда физика-химиялық белсенді ағыстардағы конвективті жылумасса тасымалының математикалық моделі қалыптастырылды. Қатты отынды жаққан кезде жану камерасындағы жылумасса тасымалын зерттеу бойынша есептеуіш тәжірибелерді жүргізу және алынған нәтижелерді 3D визуализациялауға арналған компьютерлік бағдарламалар пакеті жасалынды. БКЗ 75-39ФБ қазандықтың жану камерасының бүкіл көлемі бойынша және одан шығатын жердегі зиянды жану өнімдерінің шығынының, температуралық өрістердің және шоғырлану өрістерінің аэродинамикасы зерттелді. Көміртек оксидтерінің COx және азот NOx ағындарының аэродинамикасына, температуралық өрістерге және концентрация өрістеріне отынмен қамтамасыз етудің әртүрлі әдістерінің (тікелей ағын және ағынның бұралу бұрышы бар құйынды) әсерінің нәтижелері алынды. БКЗ 75-39ФБ қазандығының жану камерасындағы жану өнімдерінің аэродинамикалық, жылулық және концентрациялық өрістері оттық құрылғылары арқылы көмір шаңын беруді мәжбүрлі жартылай тоқтату кезінде алынды. Зерттеулердің жаңашылдығы ең жаңа 3D моделдеудің ақпараттық технологияларын қолдану болып табылады. Ол жоба қатысушыларына ҚР іске қосылған ЖЭС-ң реалды жану камерасындағы шаң-көмірлі отынның жануы кезінде жылу масса тасымалданудың күрделі процестерінің жаңа мәліметтерін алуға жәрдемдеседі.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Результаты исследований имеют прикладное значение поскольку внесут вклад в решение актуальных проблем теплоэнергетики и экологии, так как позволяют дать рекомендации по оптимизации процессов горения энергетических топлив с целью повышения экономической эффективности промышленных предприятий и улучшения экологической обстановки. В результате реализации предложений по совершенствованию технологии сжигания низкосортного угля, предполагается значительно снизить выбросы оксидов углерода и азота, что обеспечит экономический эффект в сотни миллионов тенге в год для одной тепловой электростанции и решить экологические проблемы в теплоэнергетике.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Зерттеу нәтижелерінің практикалық маңызы зор, өйткені олар өнеркәсіптік кәсіпорындардың экономикалық тиімділігін арттыру және экологиялық жағдайды жақсарту мақсатында энергетикалық отынның жану процестерін оңтайландыру бойынша ұсыныстар даярлауға мүмкіндік бере отырып, жылу энергетикасы мен экологияның өзекті мәселелерін шешуге ықпал етеді. Төменгі сұрыпты көмірді жағу технологиясын жетілдіру жөніндегі ұсыныстарымызды іске асыру нәтижесінде көміртегі мен азот оксидтерінің шығарындыларын едәуір азайту жоспарлануда, бұл бір жылу электр станциясы үшін жылына жүздеген миллион теңгенің экономикалық тиімділігін қамтамасыз етеді және жылу энергетикасының экологиялық мәселелерін шешеді.

Level of implementation (in Russian) : Разработанные участниками проекта специализированные пакеты компьютерных программ, которые адекватно моделируют реальные топочные процессы и выполняют высокоинформативную 3D визуализацию полученных результатов внедрения экологически «чистых» технологий производства энергии, будут востребованы не только в Казахстане, но и в других странах с традиционной угольной энергетикой.

Level of implementation (in Kazakh) : Жоба қатысушылары әзірлеген, пештің нақты процестерін барабар имитациялайтын және энергия өндірудің экологиялық таза технологияларын енгізу нәтижесінде алынған нәтижелерді жоғары ақпараттық 3D бейнелеуді орындайтын мамандандырылған бағдарламалық жасақтама пакеттері Қазақстанда ғана емес, сонымен қатар дәстүрлі көмір энергиясы бар басқа елдерде де сұранысқа ие болады.

Efficiency (in Russian) : Полученные результаты позволяют эффективно управлять процессами горения топлива в реальных энергетических установках с необходимым воздействием на различные его параметры, отыскивать наилучшие конструктивные решения по горелочным устройствам, оптимизировать процесс горения топлива, минимизировать вредные пылегазовые выбросы в атмосферу, что несомненно способствует решению актуальных проблем теплоэнергетики и экологии.

Efficiency (in Kazakh) : Алынған нәтижелер нақты электр станцияларында қатты отын жануын оның түрлі параметрлеріне қажетті әсер ете отырып процесті бақылауға, жанарғылар үшін ең жақсы жобалық шешімдер табуға, отынның жану процесін оңтайландыруға және атмосфераға зиянды шаң мен газдың шығарылуын азайтуға мүмкіндік береді, бұл жылу энергетикасы мен экологияның өзекті мәселелерін шешуге ықпал етеді.

Field of application (in Russian) : Полученные результаты позволяют оптимизировать процесс сжигания низкосортного топлива не только в топочной камере котла БКЗ-75-39ФБ Шахтинской ТЭЦ, но и на других углесжигающих ТЭЦ РК. Заинтересованными могут быть действующие угольные ТЭС Казахстана, России, государств СНГ и дальнего зарубежья.

Field of application (in Kazakh) : Алынған нәтижелер төменгі сұрыпты отынның жануын тек Шахтинск ЖЭО-дағы БКЗ-75-39ФБ қазандығының жану камерасында ғана емес, сонымен қатар Қазақстан Республикасының көмірмен жұмыс істейтін басқа да ЖЭО-да да оңтайландыруға мүмкіндік береді. Мүдделі тараптар Қазақстан, Ресей, ТМД елдері және алыс шетелдердің қолданыстағы көмір ЖЭС-і болуы мүмкін.