Специалисты Северного Арктического федерального университета (САФУ) усовершенствуют оборудование котельных в Арктике, которые работают на биотопливе, сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу вуза. Это позволит повысить эффективность работы.
«Учёные Северного Арктического федерального университета имени М. В. Ломоносова при участии НОЦ мирового уровня «Российская Арктика» совершенствуют топочное устройство для котлов на древесных гранулах. Задача проекта - повысить эффективность использования биотоплива и снизить вредные выбросы», - указано в сообщении.
Первый этап исследований прошёл на базе действующей котельной в селе Шангалы Устьянского округа Архангельской области. В её состав входят четыре водогрейных котла UTK-300 мощностью по 300 кВт каждый, а суммарная установленная мощность объекта составляет 1,2 МВт. Специалисты изучили работу оборудования в различных режимах, характеристики топлива и продуктов сгорания, выполнили балансовые опыты, 3D-сканирование топочного устройства и теплообменных поверхностей.
Исследования показали, что оборудование обладает значительным потенциалом для модернизации. При базовых настройках работа котлов отличалась выраженной цикличностью, что приводило к изменению энергетических и экологических показателей. В отдельные периоды КПД снижался почти на 20 % относительно рабочего цикла из-за роста тепловых потерь и химического недожога топлива. По словам руководителя проекта, директора Высшей школы энергетики, нефти и газа САФУ Анатолия Попова, одно из ключевых направлений - переход от одноступенчатой к двухступенчатой схеме сжигания.
«Сначала топливо сжигается в топочной камере, а выделяющиеся горючие газы и продукты неполного сгорания дожигаются в отдельной зоне с подачей вторичного воздуха. Это снижает потери тепла и выбросы вредных веществ в атмосферу», - пояснил Попов.
Специалисты также прорабатывают оптимизацию подачи воздуха и топлива, увеличение объёма топочной камеры, совершенствование автоматики и установку дополнительных средств контроля. Эксперименты показали, что оптимальный диапазон содержания кислорода в продуктах сгорания на выходе из котлов составляет 6-7 %. Особое внимание уделяется экологическим показателям. Исследования выявили повышенные выбросы монооксида углерода в отдельных режимах работы оборудования. При этом корректировка процесса горения позволяет существенно улучшить показатели.
Работа продолжится в 2027-2028 годах. Учёным предстоит разработать конструкции топочных камер для жаротрубного котла мощностью 300 кВт, выполнить компьютерное моделирование и расчётные исследования, оптимизировать теплообменные поверхности и режимы работы. В дальнейшем планируются опытно-промышленные испытания котлоагрегата мощностью 1 МВт.
Завершение работ намечено на 2028 год, после чего проект перейдёт к опытно-конструкторским работам. По оценке руководителя исследования, первые промышленные образцы и их сертификация возможны к 2030 году.
