Igniting Soaring Droplets of Promising Fuel Slurries

High rates of environmental pollution by boilers and thermal power plants burning coal of different grades are the main reason for active research in the world aimed at the development of alternative fuels. The solution to the formulated problem acceptable in terms of environmental, technical and economic criteria is the creation of composite slurry fuels with the use of fine coal or coal processing and enrichment waste, water of different quality, and oil sludge additive. This study considers modern technologies of burning slurry fuels as well as perspective research methods of the corresponding processes. A model combustion chamber is developed for the adequate study of ignition processes. The calculation of the basic geometric dimensions is presented. The necessity of manufacturing the combustion chamber in the form of an object of complex geometry is substantiated. With its use, several typical modes of slurry fuel ignition are determined. Principal differences of ignition conditions of a single droplet and group of fuel droplets are shown. Typical vortex structures at the fuel spray injection are shown. A comparison with the trajectories of fuel aerosol droplets in real combustion chambers used for the combustion of slurry fuels is undertaken

Results of pilot-operating combustion of coal-water fuel in a low-capacity hot water boiler

The relevance of the work is proved by considerable prospects (environmental, energy, economic and other) of using coal-water fuel as the primary fuel for boilers of different capacities. The aim of the research is to study the thermal and environmental performance of boiler in different regimes, providing both dry and liquid slag removal. Investigation of thermal characteristics involves an experimental study of temperature distributions in the boiler furnace for further construction of mathematical models of coal-water fuel combustion and search for optimal regime parameters. The methods include experimental studies of combustion of coal-water fuel, prepared on the basis of flotation product (cake) after enrichment of coal of grade "K", using a pilot sample of the boiler unit. Experimental studies were carried out by various (thermocouples, pyrometer, gas analyzer) instruments with low measurement error. Results. Experimental data on temperature distributions in the boiler furnace were obtained for further modeling of coal-water fuel combustion; flue gas composition was measured for different operation regimes; boiler operation and data on the baseline characteristics of fuel were analyzed. Conclusions. The promising design of the boiler unit, which can work at dry and liquid slag removal, was studied. Primary the data were obtained for modeling heat and mass transfer processes at combustion of coal-water fuel, prepared on the basis of coal tailings. The results obtained on measuring the flue gas emissions indicate the prospects of using the coal-water fuel as an alternative to the traditional fuels, such as coal and oil

Results of pilot-operating combustion of coal-water fuel in a low-capacity hot water boiler

Актуальность работы обусловлена значительными перспективами (экологическими, энергетическими, экономическими и другими) применения водоугольного топлива в качестве основного топлива для котельных агрегатов различной мощности. Цель работы: исследование тепловых и экологических характеристик работы котла при различных режимах, обеспечивающих как твердое, так и жидкое шлакоудаление. Изучение тепловых характеристик предполагает экспериментальное определение распределения температур в топке котла для дальнейшего построения математических моделей горения водоугольного топлива и поиска оптимальных режимных параметров. Методы включают экспериментальные исследования сжигания на опытно-промышленном образце водогрейного котла водоугольного топлива, приготовленного на основе флотационных продуктов (кек) после обогащения каменного угля марки «К». Исследования проводились при помощи различных (термопары, пирометр, газоанализатор) приборов с низкой погрешностью измерения. Результаты. Получены экспериментальные данные по распределению температур в топке котла для дальнейшего моделирования процесса горения водоугольного топлива; проведены измерения состава дымового газа для различных режимов работы; выполнен анализ работы котла и полученных данных относительно исходных характеристик используемого топлива. Выводы. Выполнены опытно-промышленные испытания перспективной конструкции водогрейного котла, обеспечивающего работу как в режиме твердого, так и жидкого шлакоудаления. Получены первичные данные для моделирования тепломассообменных процессов горения водоугольного топлива, приготовленного на основе отходов обогащения каменного угля. Полученные результаты по измерениям вредных выбросов дымового газа свидетельствуют о перспективах использования водоугольного топлива в качестве альтернативы для традиционных видов топлива, в частности угля и мазута.The relevance of the work is proved by considerable prospects (environmental, energy, economic and other) of using coal-water fuel as the primary fuel for boilers of different capacities. The aim of the research is to study the thermal and environmental performance of boiler in different regimes, providing both dry and liquid slag removal. Investigation of thermal characteristics involves an experimental study of temperature distributions in the boiler furnace for further construction of mathematical models of coal-water fuel combustion and search for optimal regime parameters. The methods include experimental studies of combustion of coal-water fuel, prepared on the basis of flotation product (cake) after enrichment of coal of grade "K", using a pilot sample of the boiler unit. Experimental studies were carried out by various (thermocouples, pyrometer, gas analyzer) instruments with low measurement error. Results. Experimental data on temperature distributions in the boiler furnace were obtained for further modeling of coal-water fuel combustion; flue gas composition was measured for different operation regimes; boiler operation and data on the baseline characteristics of fuel were analyzed. Conclusions. The promising design of the boiler unit, which can work at dry and liquid slag removal, was studied. Primary the data were obtained for modeling heat and mass transfer processes at combustion of coal-water fuel, prepared on the basis of coal tailings. The results obtained on measuring the flue gas emissions indicate the prospects of using the coal-water fuel as an alternative to the traditional fuels, such as coal and oil

Results of pilot-operating combustion of coal-water fuel in a low-capacity hot water boiler

Актуальность работы обусловлена значительными перспективами (экологическими, энергетическими, экономическими и другими) применения водоугольного топлива в качестве основного топлива для котельных агрегатов различной мощности. Цель работы: исследование тепловых и экологических характеристик работы котла при различных режимах, обеспечивающих как твердое, так и жидкое шлакоудаление. Изучение тепловых характеристик предполагает экспериментальное определение распределения температур в топке котла для дальнейшего построения математических моделей горения водоугольного топлива и поиска оптимальных режимных параметров. Методы включают экспериментальные исследования сжигания на опытно-промышленном образце водогрейного котла водоугольного топлива, приготовленного на основе флотационных продуктов (кек) после обогащения каменного угля марки «К». Исследования проводились при помощи различных (термопары, пирометр, газоанализатор) приборов с низкой погрешностью измерения. Результаты. Получены экспериментальные данные по распределению температур в топке котла для дальнейшего моделирования процесса горения водоугольного топлива; проведены измерения состава дымового газа для различных режимов работы; выполнен анализ работы котла и полученных данных относительно исходных характеристик используемого топлива. Выводы. Выполнены опытно-промышленные испытания перспективной конструкции водогрейного котла, обеспечивающего работу как в режиме твердого, так и жидкого шлакоудаления. Получены первичные данные для моделирования тепломассообменных процессов горения водоугольного топлива, приготовленного на основе отходов обогащения каменного угля. Полученные результаты по измерениям вредных выбросов дымового газа свидетельствуют о перспективах использования водоугольного топлива в качестве альтернативы для традиционных видов топлива, в частности угля и мазута.The relevance of the work is proved by considerable prospects (environmental, energy, economic and other) of using coal-water fuel as the primary fuel for boilers of different capacities. The aim of the research is to study the thermal and environmental performance of boiler in different regimes, providing both dry and liquid slag removal. Investigation of thermal characteristics involves an experimental study of temperature distributions in the boiler furnace for further construction of mathematical models of coal-water fuel combustion and search for optimal regime parameters. The methods include experimental studies of combustion of coal-water fuel, prepared on the basis of flotation product (cake) after enrichment of coal of grade "K", using a pilot sample of the boiler unit. Experimental studies were carried out by various (thermocouples, pyrometer, gas analyzer) instruments with low measurement error. Results. Experimental data on temperature distributions in the boiler furnace were obtained for further modeling of coal-water fuel combustion; flue gas composition was measured for different operation regimes; boiler operation and data on the baseline characteristics of fuel were analyzed. Conclusions. The promising design of the boiler unit, which can work at dry and liquid slag removal, was studied. Primary the data were obtained for modeling heat and mass transfer processes at combustion of coal-water fuel, prepared on the basis of coal tailings. The results obtained on measuring the flue gas emissions indicate the prospects of using the coal-water fuel as an alternative to the traditional fuels, such as coal and oil