Сучасні та перспективні технології активізації процесів горіння в комунальній теплоенергетиці
DOI:
https://doi.org/10.32347/2409-2606.2025.53.68-79Ключові слова:
горіння, газове паливо, теплоенергетика, активізація горіння, озон, лазерне запалювання, NOx, електричне полеАнотація
У статті досліджено теоретичні засади та прикладні аспекти процесу горіння газового палива в обладнанні комунальної теплоенергетики. Особливу увагу приділено вивченню чинників, що визначають повноту згоряння, як-от температурний режим, ступінь турбулізації потоку, рівномірність змішування палива з повітрям, склад паливоповітряної суміші, а також аеродинамічні характеристики факела. У контексті підвищення ефективності та екологічної безпеки систем теплопостачання проаналізовано сучасні методи активізації процесу горіння. Серед них розглянуто використання лазерного запалювання як способу забезпечення стабільного й контрольованого запуску процесу, застосування електричних та магнітних полів для впливу на іонізовані продукти горіння та прискорення реакцій окиснення, а також попереднє озонування паливоповітряної суміші з метою збагачення її сильним окисником. Наведено результати техніко-економічного аналізу доцільності впровадження зазначених технологій у практику експлуатації комунальних теплогенерувальних систем. Обґрунтовано, що застосування інноваційних підходів до керування процесом горіння дає змогу не лише підвищити енергоефективність, а й суттєво знизити рівень шкідливих викидів, зокрема оксидів азоту (NOₓ), що є одним із ключових забруднювачів атмосферного повітря. Також акцентовано увагу на перспективах подальших досліджень, спрямованих на вдосконалення технологій згоряння газоподібного палива в контексті сучасних вимог до екологічної безпеки, ресурсозбереження та надійності функціонування теплопостачальних систем у містах.
Посилання
Law C.K. "Combustion Physics." Cambridge Univ. Press, 2010.
Turns S.R. "An Introduction to Combustion." 3rd ed. McGraw-Hill, 2012.
Glassman I. et al. "Combustion." 5th ed. Academic Press, 2014
Warnatz J. et al. "Combustion: Fundamentals." Springer, 2006.
Phuoc T.X., White F.P. "Laser-induced spark ignition of CH4." Аir mixtures. Combustion and Flame. Vol. 119, no. 3, 1999, pp. 203–216.
Seo A. "Study on the removal of unburned hydrocarbons by ozone." Annual Technical Report Digest, No. 9, 1999, pp. 88–93.
Binder F., Kolle R. "Application of ozone generators in heating." Energy and Environment, Vol. 32, 2018, pp. 41–49.
Kuo K.K. "Principles of Combustion." 2nd ed. Wiley-Interscience, 2005
Rotzoll G. "Methane-Ozone reaction." J. Phys. Chem. Vol. 90, 1986, pp. 320–330.
Nakao S. "Magnetic enhancement of methane combustion." J. Combustion Research. Vol. 24, no. 4, 2017, pp. 92–96.
Di X., Deng J., Guo M. "Effect of ultrasonic-fed time on combustion behavior and emission formations in a gasoline engine." ACS Omega. Vol. 8, no. 10, 2023, pp. 9054–9064
Merritt R.L., Purwar H., Lounnaci K. "Effect of cavitation on velocity in the near-field of a diesel nozzle." ArXiv (Engineering), 2016, arXiv:1601.06843 [physics.flu-dyn]
Madhavan S., Muralidhar V., Gangwal S. "Spray and engine performance of cerium oxide nanopowder and carbon nanotubes additives in diesel fuel." Fuel, Vol. 314, 2022, pp.123–130
Le Gal A., Julbe A., Abanades S. "Thermochemical activity of ceria-based oxides for two‑step synthetic fuel production." Molecules, Vol. 28, no. 1, 2023, p. e217
Bondzyk D.L., Baraniuk O.V., Vorobiov M.V., Cherniavskyi M.V., Kosiachkov O.V. "CFD‑modeliuvannia krytychnykh vidkhylen protsesiv horinnia u kotlakh z fakelnym horinniam (TPP‑210A), chastyna 1: pobudova rozrakhunkovoi modeli kotla." Naukovyi visnyk NHU, no. 2, 2024, pp. 52–59.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Ярослав Швець
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
