Специалисты САФУ улучшат оборудование биокотельных в Арктике

Специалисты Северного Арктического федерального университета (САФУ) работают над модернизацией котельного оборудования в Арктике, использующего биотопливо. Это усовершенствование направлено на повышение эффективности работы. Об этом сообщает издание ТАСС.

Ученые САФУ совместно с НОЦ мирового уровня "Российская Арктика" занимаются доработкой топочного устройства для котлов, работающих на древесных гранулах. Основная цель проекта - улучшение использования биотоплива и снижение вредных выбросов.

Первый этап исследований проходил на действующей котельной в селе Шангалы Устьянского округа Архангельской области. В этом объекте установлены четыре водогрейных котла UTK-300 мощностью по 300 кВт, а общая мощность составляет 1,2 МВт. Специалисты провели анализ работы оборудования в различных режимах, изучили характеристики топлива и продукты сгорания, а также выполнили балансовые опыты и 3D-сканирование топочного устройства и теплообменников.

Результаты исследований показали, что оборудование имеет значительный потенциал для модернизации. При стандартных настройках работа котлов проявляла выраженную цикличность, что влияло на энергетические и экологические показатели. В определенные моменты КПД снижался почти на 20% из-за увеличения тепловых потерь и неполного сгорания топлива. По словам Анатолия Попова, директора Высшей школы энергетики, нефти и газа САФУ, одно из ключевых направлений - переход к двухступенчатой схеме сжигания.

"Сначала топливо сжигается в топочной камере, а выделяющиеся горючие газы дожигаются в отдельной зоне с подачей вторичного воздуха. Это позволяет снизить тепловые потери и выбросы вредных веществ в атмосферу", - пояснил Попов.

Также специалисты работают над оптимизацией подачи воздуха и топлива, увеличением объема топочной камеры, улучшением автоматики и установкой дополнительных средств контроля. Эксперименты показали, что оптимальный уровень кислорода в продуктах сгорания на выходе из котлов составляет 6-7%. Важное внимание уделяется экологическим показателям, так как исследования выявили повышенные выбросы монооксида углерода в некоторых режимах работы. Корректировка процесса горения может значительно улучшить эти показатели.

Проект имеет важное значение для Архангельской области, где активно развивается использование местного биотоплива в коммунальной энергетике. В регионе планируется построить 20 биотопливных котельных. Модернизация отечественного котельного оборудования позволит более эффективно использовать древесные гранулы, уменьшить нагрузку на окружающую среду и расширить применение местных топливных ресурсов.

Работы будут продолжены в 2027-2028 годах. Ученым предстоит разработать конструкции топочных камер для жаротрубного котла мощностью 300 кВт, провести компьютерное моделирование и расчетные исследования, а также оптимизировать теплообменные поверхности и режимы работы. В дальнейшем планируются опытно-промышленные испытания котлоагрегата мощностью 1 МВт.

Завершение работ запланировано на 2028 год, после чего проект перейдет к опытно-конструкторским работам. По оценке руководителя исследования, первые промышленные образцы и их сертификация могут быть осуществлены к 2030 году.