Молодежная весна 2022

Рис. 1. Доля субъектов малого бизнеса в общем числе организаций края

71

Список литературы

1. Малое предпринимательство в России: прошлое, настоящее и будущее / под ред. Б. Г. Ясина, А. Ю. Чепуренко, В. В. Буева. М.: Фонд «Либеральная миссия», 2003. 220 с.

2. Территориальный орган Федеральной службы государственной статистики по Забайкальскому краю: [сайт]. URL: https://chita.gks.ru (дата обращения: 25.03.2022). Текст: электронный.

3. Забайкальский край в цифрах. 2021: краткий стат. сб. / Забайкал-

крайстат, 2021. 83 с.

Научный руководитель Л. Л. Яковлева, доцент кафедры прикладной информатики и математики, Забайкальский государственный университет.

Перспективы пеллетного топлива в Забайкальском крае

В. И. Рудой

студент гр. ТЭСм-21, энергетический факультет ЗабГУ, г. Чита

ТяжелаяэкологическаяобстановкавЗабайкальскомкрае,является одним из следствий сжигания большего количества угольного топлива на ТЭС, в котельных и частных домах. В результате сгорания угля в атмосферу выбрасываются такие загрязняющие вещества как бенз(а)пирен, оксиды серы и азота, а так же парниковые газы, в частности оксиды углерода. Все эти загрязнители оказывают негативное влияние как на людей, так и на окружа­ ющую среду в целом.

Полный отказ от сжигания топлива и переход на альтернативные источники энергии (такие как СЭС, ВЭС и т. п.) в настоящий момент невозможен, ввиду проблем с их надежностью и бесперебойностью работы [1]. Временным решением может стать переход на топливо, выделяющее меньше загрязняющих веществ, чем уголь.

Одним из видов такого топлива является древесина. К основным её достоинствам можно отнести то, что:

– древесины является углеродно-нейтральным топливом; – древесная зола может применяться в качестве удобрений; – при сжигании отсутствуют выбросы оксидов серы; – это относительно возобновляемый источник энергии.

74

Однако недостатки у этого топлива так же имеются. К ним относят:

– низкую плотность, следственно больший объем на массу сопоставимую с углем;

– высокую чувствительность к влаге.

Компенсировать данные недостатки позволяет применение технологий изготовления пеллет. При воздействии давления на измельченную древесину, из неё выделяются природные смолы, такие как лигнин, затем застывают в форме и запечатывают все содержимое. Это позволяет увеличить плотность топлива, а так же частично снизить чувствительность к влаге. Так же возможно изготовление пеллет при добавлении связующих компонентов, либо приопределенномтепловомвоздействиивпроцессеизготовления.

Пеллеты можно изготавливать различных форм и размеров, поэтому они подходят для сжигания в различных топочных устройствах, в том числе с автоматической подачей топлива. Таким образом, потребителями данного топлива могут быть крупные промышленные и отопительные котельные, а так же мелкие котельные и системы отопления частных домов.

Большой потенциал имеет технология создания многокомпонентного топлива на основе пеллет. В состав кроме опилок можно включать различные компоненты-модификаторы горения. Например, для повышения теплоты сгорания можно добавить угольную пыль. Это частично снизит положительный эффект от применения древесины вместо угля, однако как показывают исследования [2] от совместного сжигания наблюдаются положительные экологические эффекты. Так же возможно добавление модификаторов изменяющих температуры воспламенения, длительность горения и т. п. Наибольший экологический эффект будет иметь добавление адсорбентов, поглощающих выделяемые при горении вещества.

В Забайкальском крае источниками сырья для пеллетного топлива могут стать, прежде всего, многочисленные объекты лесозаготовки. В процессе их работы образуется большое количество древесной стружки, что идеально подходит для изготовления пеллет.

Таким образом, на территории региона складываются благоприятные условия для применения пеллетного топлива. Во-пер- вых, ухудшение экологической обстановки. Во-вторых, наличие потребителей, которых можно перевести на данное топливо. И в-третьих, наличие сырья для изготовления.

75

Список литературы

1.Рудой В. И. Совмещение классических тепловых электростанций с элементами солнечной энергетики // Молодой ученый. 2021. № 34. С. 17–19.

2.Янковский С. А., Кузнецов Г. В. Особенности физико-хими- ческих превращений смесевых топлив на основе типичных каменных углей и древесины при нагреве // Химия твердого топлива. 2019. № 1. С. 26–33.

Научный руководитель А. Г. Батухтин, канд. техн. наук, доцент кафедры энергетики, Забайкальский государственный университет.

Разработка конструкции сорбционного фильтра для пробоотборной установки

З. Г. Дарбинян

студент гр. ТЭС-20, энергетический факультет ЗабГУ, г. Чита

Энергетическая стратегия России на период до 2030 года, принятая правительством РФ, ставит новые задачи по улучшению энергетической и экологической эффективности российского ТЭК. Эти требования сформулированы для нового и уже эксплуатируемого энергетического оборудования и, в частности, для паровых котлов. При этом ухудшение экологической обстановки в России достигло критического уровня, при котором требуется принятие срочных мер для остановки неконтролируемого роста негативного антропогенного влияния на окружающую среду. В рамках федерального проекта «Чистый воздух» перед двенадцатью российскими городами (включая г. Читу) с максимальным уровнем загрязнения поставлена сложная задача по снижению выбросов загрязняющих веществ на 20 % к 2024 г. Главным образом, задача касается топливно-энергетического комплекса как основного источника загрязнения атмосферы.

При этом акцентирование экологичности энергетики может привести к нежелательному и нерациональному снижению энергоэффективности ТЭК. Главной проблемой в этом является не полностью изученная комплексная взаимосвязь между механизмамиподавленияиобразованияразличныхполлютантов,атакже снижение КПД котлоагрегатов при внедрении мероприятий по подавлению выбросов загрязняющих веществ.

76

Результаты многолетних экспериментальных исследований различных научных коллективов, проводимых на энергетических паровых котлах показывают, что мероприятия по снижению выбросов оксидов азота вызывают 5–6-кратное повышение содержания бенз(а)пирена в продуктах сгорания. Методы снижения выбросов оксидов азота в энергетике получили широкое распространение и в настоящее время являются для ТЭС практически единственно экономически доступными.

Проводимые научным коллективом кафедры Энергетики ЗабГУ исследования по подавлению диоксидов серы путем использования различных топливных присадок и методами механической десульфуризации топлива также показали повышение содержаниябенз(а)пиренавпродуктахсгоранияпослевнедрения мероприятий.

Наличие отмечаемых связей между подавлением диоксидов серы и оксидов азота и увеличением выхода бенз(а)пирена, привели к формированию на кафедре Энергетики проекта «Бенз(а) пирен», который направлен на разработку новых комплексных экоориентированных мероприятий по оптимизации процессов горения топлива в котлоагрегатах ТЭС.

Одним из важнейших этапов реализации проекта «Бенз(а) пирен» является экспериментальная проверка эффективности разрабатываемых мероприятий на действующем оборудовании сопряженная с отбором проб газов на содержание бенз(а)пирена.

Из-за сложности проведения прямых измерений содержания бенз(а)пирена индикатором его присутствия считается наличие оксида углерода в продуктах сгорания котлов, либо применяются технологии пробоотбора описанные в монографии Ахмедова Р. Б., Цирульникова Л. М. «Технология сжигания горючих газов и жидких топлив» 1984 г., оба подхода обеспечивающие получение информации о содержании бенз(а)пирена в уходящих газах с большой погрешностью. Выявленная проблема привела к необходимости повысить эффективность отбора проб при высоких температурах газов, для этого предложена концепция новой технологии пробоотбора с термостойкими сорбционными фильтрами.

В ходе предпроектной проработки тематики НИР был подготовлен и опробован первый, простейший вариант сорбционного фильтра дляпроекта «бенз(а)пирен» представленный нарисунке. Сорбционный фильтр представлял собой сосуд для размещения

77

в нем сыпучего сорбента. Штуцеры позволяли подключить его гибкимишлангамимеждупробоотборнымзондомиаспиратором (компрессором). Перфорированная вставка должна была предотвратить унос сорбента.

аб

Модель первого, простейшего варианта сорбционного фильтра:

а – изометрическая проекция фильра; б – разрез фильтра

Испытания фильтра выявили ряд критических недостатков, которые необходимо устранить для дальнейшей работы над технологией пробоотбора.

Во-первых, неоднородность гранулометрического состава сорбента не позволяет полностью исключить его унос с сохранением приемлемого аэродинамического сопротивления. Унос сорбента в аспиратор представляет угрозу для его работы.

Во-вторых, пространственное размещение штуцеров и использование гибких связей между зондом и аспиратором не позволяет разместить фильтр вертикально без дополнительных поддержек. Наклон такого фильтра вызывает неравномерное распределение сорбента и нарушение аэродинамики внутри его слоя.

В-третьих, конструкция фильтра не позволяет в достаточной степени охладить газы перед аспиратором. Перегрев элементов аспиратора также представляет угрозу для его работы.

В дальнейшем необходимо исключить критические недостатки простейшего варианта и спроектировать конструкцию фильтра с малым аэродинамическим сопротивлением, с защитой от уноса сорбента, с защитой аспиратора от перегрева и с опти-

78

мальной пространственной ориентацией элементов. При этом фильтр должен отвечать требованиям по эргономичности и должен быть адаптирован для дальнейшего исполнения в металле.

Создаваемые прототипы, потенциально отвечающие вышеперечисленными требованиям, после реализации в пластмассе посредство аддитивных технологий 3д печати должны быть протестированы экспериментально, с выявлением доли уноса, аэродинамического сопротивления и возможности по охлаждению отбираемых газов. По итогу испытаний будет определен наилучший вариант для дальнейшего перевода его в металл.

Данная статья выполнена в рамках гранта № 370 ГР Совета молодых ученых и студентов ЗабГУ

Список литературы

1. Ахмедов Р. Б.,Цирульников Л. М.Технологиясжиганиягорючих газов и жидких топлив. Л.: Недра, 1984. 238 с.

2. Цирульников Л. М., Конюхов В. Г., Грек Е. В. Методы определения концентраций токсичных продуктов неполного сгорания газа и ма­ зута. М.: ВНИИЭгазпром, 1977. 236 с.

Научный руководитель Ю. О. Риккер, старший преподаватель кафедры энергетики, Забайкальский государственный университет.

Разработка испытательного стенда для апробации опытной системы измерения давления

без нарушения целостности трубопровода

И. С. Акимов

студент гр. ТЭС-19, энергетический факультет ЗабГУ, г. Чита

Контроль за давлением на многих промышленных предпри­ ятияхимеетключевоезначениевихработе.Ичемкачественнеебудет осуществляться контроль за этим параметром, тем стабильнее и экономичнее будет протекать работа этих предприятий. Именно поэтому всегда остается актуальным вопрос модернизации существующих или создания новых приборов для измерения давления.

Основной целью создания испытательного стенда является разработка и создание испытательной установки для апробации опытной системы измерения давления без нарушения целостности трубопровода. Данная разработка, позволит более качествен-

79

но и своевременно отслеживать текущее давления внутри трубопроводов многих промышленных предприятий, что положительным образом скажется на эффективности, экономичности и экологичности работы самих предприятий. В настоящий момент ведутся мероприятия по улучшению экологических и энергосберегающих показателей энергетических систем, а значит создание такого прибора как никогда актуально.

Задачами проекта является: разработка и моделирование гидравлической системы стенда, сборка и отладка стенда.

Стенд представляет собой гидравлическую систему, основными элементами которой являются циркуляционный насос и металлическая труба, внутри которой и будет создаваться давление. Для создания контура циркуляции воды, внутри металлической трубы, будут использоваться поливинилхлоридные трубки, они же и позволят вмонтировать в контур аналоговый манометр, длясравненияфактическогодавлениявконтуреидавленияполучаемого на опытной системе измерения давления.

Фактически стенд представляет собой стеллаж, с закрепленными на нем элементами гидравлической системы и стоящим рядом баком с водой.

Забор воды осуществляется из бака, за счет работы насоса. Поступающая вода заполняет собой объем металлической трубы, создавая в ней давление выше атмосферного. Из выходного отверстия осуществляется слив воды, прошедшей цикл в тот же бак.

Был сконструирован, так называемый, обвод насоса, который отбирает часть воды, запущенной в цикл, обратно в бак, чтобы избежать холостой работы насоса, и как следствие, выведения его из строя.

Циркуляционный насос модели UNIPUMP UPC 32-80 180, мощностью 270 Вт, сможет обеспечить абсолютное давление в 2 атмосферы (0,19 Мпа) и относительное давление в 1 атмосферу (0,098 Мпа), что позволит провести испытания опытной системы измерения давления.

Также была разработана система применения запорных клапанов, которая позволит изменить расход воды, при этом сохраняя текущее давление в трубе, что позволит провести испытания опытной системы при разных условиях течения жидкости.

В центре металлической трубы будет установлен цифровой манометр, для дополнительного контроля за давлением в системе (рисунок).

80