Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время энергетическая эффективность многих технологических процессов чрезвычайно низка. В СССР такому положению объективно способстсовали неоправданно низкие цены на энергоносители, например, нефть стоила 32 рубля за одну тонну, в то же время на мировом рынке ее цена в июне 1987г. составила 110 долларов за тонну. Поэтому отечественные технологии зачастую оказываются более энергоемкими, чем зарубежные.
Потребность для нашей страны в топливно-энергетических ресурсах в на-стоящее время оценивается в размере более 2 млрд. тонн условного топлива в юд.
По оценке специалистов во всей цепочке энергскомплекса от добычи топ-липа до использования тепловой энергии коэффициент полезного использовании топливно-энергетических ресурсов составляет лишь 44%. В сельском холя йсгве этот показатель еще ниже.
Все это приводит к необходимости изыскания путей повышения эффективности сжигания органического топлива. Одним из путей решения вопроса является сжигание топлива в озоно-воздушной смеси. Отечественные и зарубежные исследования показали, что озон способствует увеличению полноты сгора-> ния и уменьшению количества выбрасываемых в атмосферу вредных веществ. В тоже время недостаточно изученно влияние озона на сжигание отдельных видов органического топлива, не определенны оптимальные условия сжигания природного галув озоно-воздушной смеси. Выпускаемые промышленностью электро-озонаторы имеют не высокую производительность при существенных габарита*, что затрудняет их использование ч котельных АПК. Поэтому, возникла необходимость в разработке озонирующего устройства для котельных АПК и оптимизации процесса сжигания природного газа. Актуальность таких разработок обусловлена не только объективным ходом совершенствования техники , но и необходимостью энергосбережения и охраны окружающей среды. Целью работы является разработка и исследование конструктивных и режим
ных параметров электроозонатора , а также выявление оптимальных параметров процесса горения природного газа в озоно-воздушной смеси, для повышения эффективности сгорания топлиза и снижения токсичности газов отходящих в атмосферу.
Задачи исследования . Для достижения указанной цели потребовалось решить следующие задачи:
изучить влияние конструктивных и режимных параметров на производительность электроозонатора;
разработать электроозонатор, обеспечивающий высокую производитель ность, имеющий несложное конструктивное исполнение при приемлемых га баритных размерах ;
установить влияние добавки озона на процесс горения природного газа и выход токсичных веществ , содержащихся в отходящих газах котла;
- оптимизировать процесс горения природного газа по параметрам озоно-воз
душной снеси;
-произвести производственную проверку , внедрить разработанную техноло гию в котельных АДК и дать её технико-экономическую оценку. Методика исследований. Решение постагленных задач базируется на использовании теоретических основ образования озона, техники высоких напряжений , теории горения и математической статистики . Экспериментальные исследования режимных и конструктивных параметров озонатора проводились в лаборатории НИР кафедры энергетики на специально разработанном стенде по общепринятым методикам . Исследование процесса горения природного газа в озоно-воздушной смеси проводилось на котле ТВГ 0,2 Мкал/час в действующей котельной .
Научная новизна . Разработан и исследован электроозонатор содержащий проводящие прослойки в диэлектрических барьерах разрядного устройства, размещенного внутри катушки постоянного тока позволяюшей повысить производительность за счет сил Лоренца, а использование эффекта квазирезонанса в питающем устройстве Позволяет снизить потери электроэнергии . Конструкция
защищена двумя патентами Российской Федерации .
Получены математические модели описывающие влияние конструктивных и режимных параметров на процесс образование озона . Выявлено влияние добавки озона на содержание оксида углерода, диоксида углерода, кислорода, окислов азота в отходящих газах котла, а также исдожега топлива. Определены математические зависимости содержания в отходящих галах: оксида'углерода ( СО ), диоксида углерода (СОг), кислорода ( Ог), окислов азота ( NOx). недожога топлива (СН, ) от количества природного газа, воздуха, озона, участвующих в процессе горения .
В результате проведенных исследований определено оптимальное количество озона на один метр кубический природного газа, для различных условий сжигания топлива.
Практическая ценность и реализация результатов исследования. Использование озонатора на котле ТВГ 02 Мкал/час позволило получить экономию топлива, порядка 5-8 % . Токсичность газов отходящих в атмосферу снижена на 20-25 %. Что подтверждено двумя актами внедрения технологического процесса повышения эффективности сгорания природного газа на котлах типа ТВГ в АОЗТ 'Форелевое" г . Кисловодска и в ПСХ "Красноармейский" им. Майстренко Красноармейского района Краснодарского края.
Апробация рабогы. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на ежегодных научных конференциях Кубзнского ГАУ в 1994-1997 гг и на краевых конференциях молодых ученых в 1996 и 1997 г .(г.Краснодар ), на международной конференции. "Ресурсе- и энергосберегающие технологии в промышленности* (г. Одесса, 1996г).
Публикация результатов работы. Результаты исследований опубликованы в 8 печатных работах , в той числе получено два положительных решения о выдаче патентов на изобретение.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложений. Объём 155 страниц, из них 141 страниц сновного текста,'38 рисунков, 5 таблиц и 7 приложений. Список литературы представлен НО наименованиями, в том числе 10 иностранных нсгоч-
