Determination of the optimal conditions of the process of electrostatic gas cleaning from fly ash
The electrostatic cleaning of flue gases is the basic method of the catching of ash particles at thermal power plants. Such a method is quite universal and suitable for numerous disperse systems over a wide range of particle sizes. About 62% of the Ukrainian pulverized-coal fired boilers are equippe...
Збережено в:
| Дата: | 2012 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
2012
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/470 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | System Research in Energy |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
System Research in Energy| _version_ | 1871103860646346752 |
|---|---|
| author | Yatsenko V.P. |
| author_facet | Yatsenko V.P. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Yatsenko V.P.",
"institution": null
}
] |
| author_sort | Yatsenko V.P. |
| baseUrl_str | https://systemre.org/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T12:57:40Z |
| description | The electrostatic cleaning of flue gases is the basic method of the catching of ash particles at thermal power plants. Such a method is quite universal and suitable for numerous disperse systems over a wide range of particle sizes. About 62% of the Ukrainian pulverized-coal fired boilers are equipped with electrostatic precipitators. The search for the optimal conditions for the process of cleaning of flue gases of power-generating boilers from suspended particles (fly ash, unburned carbon, etc.) is an important ecological problem.The optimal conditions of any process can be determined by means of experimental or analytical investigations. However, in many cases, it is quite difficult to perform an adequate analytical investigation of a technical object, and the full-scale experiments require considerable expenditures of time and material resources. Hence, it is much easier to solve optimization problems by the methods of mathematical planning of extreme experiments.With the use of these methods, we have formed the determinative criteria of the electrostatic cleaning of flue gases of thermal power plants from fly ash, established their limiting values, constructed a plan of extreme experiments, obtained the regression equation describing the objective function, and performed experiments by the method of steep ascent.It is established that, for the given process, it is impossible to specify a single point in the factorial space, where the optimal efficiency of cleaning is reached. In this connection, we determined the ranges of the values of criteria, where the maximal particle sedimentation coefficients for the collecting electrode of an electrostatic precipitator are ensured. These results allow us to propose the optimal conditions of the electrostatic cleaning of flue gases from fly ash. |
| first_indexed | 2026-03-24T02:01:53Z |
| format | Article |
| fulltext |
54 ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2012, вип. 4 (31)
З промисловими викидами від різних джерел в
атмосферу щорічно надходить близько 250 млн
т пилу, більше 200 млн т оксиду вуглецю, близь-
ко 150 млн т двооксиду сірки та 120 млн т окси-
дів азоту. Типова ТЕС потужністю 1000 МВт
спалює за рік більше ніж 3 млн т вугілля і вики-
дає у атмосферу, крім низки інших речовин,
близько 30 тис. т золи. Летка зола вугільних
ТЕС має токсичні елементи, що призводить до
довготривалого забруднення оточуючого сере-
довища.
Електростатичне очищення димових газів є
основним методом уловлювання частинок золи
на теплових електростанціях. Такий метод є
достатньо універсальним, придатним для
багатьох дисперсних систем, в широкому діа-
пазоні розмірів частинок. Електрофільтрами
оснащено близько 62% пиловугільних ТЕС
України.
Газоочисне устаткування теплових електро-
станцій України, встановлене у 60–70-х роках
ХХ ст., після багатьох років експлуатації пра-
цює не в оптимальних режимах, і не дозволяє
задовольнити сучасні екологічні вимоги щодо
охорони оточуючого середовища. Тому пошук
оптимальних умов проведення процесу очи-
стки димових газів енергетичних котлів від
завислих частинок (леткої золи, продуктів
недопалу і т. ін.) є важливою екологічною зада-
чею.
Оптимальні режими будь-якого процесу
можна визначити шляхом проведення експе-
риментальних чи аналітичних досліджень. Але
в багатьох випадках адекватне аналітичне
дослідження технічного об’єкта виконати
неможливо, а натурні експерименти потре-
бують значних витрат часу і матеріальних
ресурсів. Тоді задачу оптимізації простіше вирі-
шити за допомогою методів математичного
планування екстремальних експериментів [1].
Перед проведенням пошуку оптимальних
режимів певного процесу, потрібно зібрати
найбільш повну інформацію про його характе-
ристики і особливості. Електрофільтри, що
застосовуються для очищення газів, відносно
прості за конструкцією і надійні в експлуатації.
Широке використання фільтрів для уловлю-
вання твердих і рідких частинок зумовлено їх
універсальністю і високим ступенем очищення
газів при порівняно низьких енерговитратах.
Сучасні пристрої цього типу за проектними
характеристиками можуть працювати у широ-
ких межах концентрацій і дисперсності части-
нок, при низьких гідравлічних опорах (порядку
кількох сотень Па) і невисокій витраті
електроенергії (близько 0,5 кВт . год на 1000 м3
УДК 662.965: 697.946 В. П. ЯЦЕНКО, канд. техн. наук
Інститут загальної енергетики НАН України, м. Київ
ВИЗНАЧЕННЯ ОПТИМАЛЬНИХ РЕЖИМІВ ПРОЦЕСУ ЕЛЕКТРОСТАТИЧНОГО
ЗОЛООЧИЩЕННЯ
Розглянуто і проаналізовано фактори, що впливають на процес електростатичного очи-
щення димових газів від леткої золи. Отримано визначальні критерії процесу, за якими
методом планування екстремальних експериментів виконано пошук оптимальних
показників уловлювання золових частинок електрофільтром. Встановлено області
величин визначальних критеріїв, в яких забезпечуються оптимальні режими процесу
електростатичного золоочищення.
К л ю ч о в і с л о в а: зола, електрофільтр, визначальний критерій, факторний простір,
оптимізація.
© В. П. ЯЦЕНКО, 2012
ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ОПТИМІЗАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ
ОБ'ЄКТІВ І СИСТЕМ ЕНЕРГЕТИКИ
55ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2012, вип. 4 (31)
Визначення оптимальних режимів процесу електростатичного золоочищення
газів). Разом з тим, незважаючи на відносно
просту конструкцію електрофільтра, процеси,
які відбуваються в ньому, досить складні і
залежні від багатьох факторів.
Аналіз результатів відомих робіт [2, 3] свід-
чить про те, що ефективність електростатично-
го очищення значною мірою визначається
аеродинамікою пилогазового потоку, фізико-
хімічними властивостями газу, концентрацією,
дисперсним складом і питомим опором твер-
дих частинок, електричними параметрами апа-
рата, конструкцією електродів, режимами їх
живлення і струшування.
З огляду на таку кількість впливаючих фак-
торів оптимізація електрофільтрів одночасно за
всіма з них неможлива. У зв’язку з цим на прак-
тиці використовується підхід, згідно з яким
оптимізацію проводять лише за декількома з
перерахованих вище факторів, наприклад, за
швидкістю газового потоку і напругою на елек-
тродах [4], режимами струшування електродів
[5] і т. ін. Використаємо такий підхід.
Пошук оптимального режиму процесу очи-
щення димових газів ТЕС існуючими електро-
фільтрами. Згідно з [1] для пошуку оптимуму
спочатку необхідно вибрати цільову функцію,
максимум чи мінімум якої будемо відшукувати.
Нехай цільовою функцією буде ефективність
осадження частинок золи на осаджувальний
електрод, яку будемо визначати за формулою
де ξі, αі – ефективність осадження і-ї фракції і
її частка у дисперсному складі; n – число
фракцій. Величина ξі = Δуі/h, де h – відстань
між площинами коронуючих і осаджувальних
електродів; Δуі = h – уі*, уі* – найменша орди-
ната точки старту частинки, за якої вона, для
даних вихідних умов, досягає осаджувального
електрода. Значення уі* відраховується від пло-
щини коронуючих електродів.
Зауважимо, що величина η, розрахована з
використанням (1), характеризує тільки ймо-
вірність уловлювання частинок, а не ефектив-
ність очищення, яка обчислюється за форму-
лою Дейча. Зрозуміло, що чим більша ця ймо-
вірність, тим більшою буде ефективність очи-
щення. Разом з тим використання формули (1)
дає можливість точніше визначити вплив різ-
них факторів на рух і осадження частинок.
Після вибору цільової функції потрібно
побудувати найбільш важливі критерії процесу
очищення. З наведеного вище аналізу процесу
випливає, що його ефективність повністю
залежить від тринадцяти розмірних параметрів:
швидкості газового потоку Ug в робочому кана-
лі ЕФ; температури газу Тg і його фізичних
характеристик – густини ρg і в’язкості νg; гео-
метричних характеристик каналу і електродів
(довжини каналу L, його ширини 2h, відстані
між коронуючими електродами l і їх діаметра
d); напруги на електродах U; геометричних,
фізичних і витратних характеристик частинок
– діаметра δ, густини ρр, питомого опору ρу і
концентрації μ.
Зазначимо, що не всі ці параметри є неза-
лежними. Зокрема, властивості газу ρg і νg зале-
жать від його температури. Оскільки процес
очищення димових газів на ТЕС відбувається
практично при одних і тих самих температур-
них режимах, то температуру газів і залежні від
неї характеристики для цього процесу можна
виключити з наведеного переліку.
Крім того, кожна ТЕС проектується на
використання певної марки вугілля. Зрозуміло,
що під час його спалювання буде утворюватись
зола, частинки якої матимуть практично
незмінні густину і питомий опір. Практично
незмінною буде також масова концентрація
частинок у газовому потоці.
У такому випадку на ефективність процесу
будуть впливати сім незалежних розмірних
величин. Оскільки кількість базових розмірно-
стей дорівнює трьом (м, с, В), то у відповідно-
сті з π-теоремою [1] робочий процес у каналі
електрофільтра буде описуватись чотирма чис-
лами подібності. Сформуємо такі числа:
Тут E0 – критична напруженість електричного
поля, яка визначається за формулою Піка.
Після вибору базових чисел подібності
необхідно визначити гранично допустимі межі
їх зміни. З цією метою розглянемо результати
відомих робіт з електроочищення газів.
При моделюванні процесу очищення венти-
ляційних викидів горизонтальними електро-
фільтрами [4] величина швидкості газу варію-
валася в межах Ug = 0,4–2,4 м/с. Але при зада-
них витратах димових газів малі значення Ug
вимагають великих габаритів ЕФ. Дуже великі
швидкості газу (Ug ≈ 3 м/c) приводять до суттє-
56 ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2012, вип. 4 (31)
В. П. ЯЦЕНКО
вого збільшення вторинного винесення пилу
[6]. Але для таких швидкостей течія газу в елек-
трофільтрі буде турбулентною, що сприятиме
вирівнюванню профілю потоку в робочому
каналі ЕФ.
Важливе значення має також обґрунтований
вибір відстані h між площинами коронуючих і
осаджувальних електродів. Очевидно, що кое-
фіцієнти осадження золових частинок будуть
тим більші, чим менша ця відстань. Цей висно-
вок повністю узгоджується з формулою Дейча, з
якої випливає, що величина ефективності η зро-
стає зі зменшенням h. У зв’язку з цим переважна
більшість електрофільтрів виготовляється нині з
міжелектродним проміжком 2h = 275 – 350 мм
[3, 7]. Разом з тим є дані про розробку і дослід-
ження пілотних і напівпромислових ЕФ з
міжелектродною відстанню 2h до 1,2 м [8].
З огляду на існуючі дані щодо режимних
параметрів роботи електрофільтрів та їх кон-
структивних характеристик, значення розмір-
них вихідних величин було вибрано в межах,
наведених у табл. 1.
За цими даними обчислено граничні зна-
чення чисел подібності, які наведено в табл. 2.
Ці значення визначають замкнену область
пошуку. Задача полягає у відшуканні певної
точки цієї області факторного простору, якій
відповідає максимальна величина критерію
ефективності.
Пошук цієї точки було здійснено з викори-
станням методів планування багатофакторних
експериментів. Оптимізація методом багато-
факторного експерименту значною мірою фор-
малізована, і більшість рішень приймається
відповідно до вимог стандартної процедури [1].
Таблиця 1 – Вихідні дані для пошуку оптимального режиму очищення
Таблиця 2 – Границі варіювання чисел подібності
57ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2012, вип. 4 (31)
Визначення оптимальних режимів процесу електростатичного золоочищення
Згідно з цією процедурою необхідним етапом
пошуку оптимального режиму є вибір початко-
вої (нульової) точки і побудова в кодових змін-
них хі плану експерименту. (Тут і = 1, k, у нашо-
му випадку k = 4).
Нульова точка була вибрана з таких мірку-
вань. Очевидно, що на проведення процесу
очищення бажано витратити якомога менше
енергії. З огляду на це величина напруги на
електродах фільтра повинна бути по можли-
вості меншою. Тоді значення критерію
буде ближчим до максимального з наведених в
табл. 2 значень.
Також очевидно, що найбільш важливим і
одночасно технічно найбільш складним є вида-
лення з димових газів частинок мікронних роз-
мірів. Якщо такі частинки електрофільтром
будуть уловлюватися ефективно, то крупніші за
них будуть видалятись з газового потоку ще
ефективніше. Таким чином, величина критерію
К повинна бути ближчою до мінімальних зна-
чень.
Для забезпечення максимальної ефектив-
ності електрофільтра потрібно також, щоб час
перебування частинок у його робочих каналах
був по можливості більшим. Для цього швид-
кість газового потоку в кожному каналі
повинна бути мінімальною. Але з огляду на
технологічні умови процесу (ширину каналу,
витрати пилогазового потоку, підсмоктування
повітря по тракту очищення) вона не може
бути меншою певних значень. Аналіз умов
очищення димових газів ТЕС відомими елек-
трофільтрами показав, що величина критерію
Рейнольдса знаходиться ближче до його
середніх значень з діапазону, наведеного в
табл. 2.
Оскільки пошук оптимальних режимів про-
водиться у факторному просторі розмірністю
k = 4, то план експерименту повинен перед-
бачати проведення не менше ніж k + 1 дослідів.
Під час побудови плану експерименту було
враховано особливості вибраного методу
обчислення коефіцієнта осадження. Згідно з
програмою розрахунків величина η
визначається за коефіцієнтом осадження ξі і-ї
фракції та її часткою αі у дисперсному складі
золи. Оскільки, як зазначалося вище, особливо
важливим є видалення із золи мікронних
частинок, то з метою скорочення тривалості
пошуку оптимального режиму в розрахунках
доцільно обчислювати коефіцієнти осадження
лише одного представницького об’єкта,
наприклад, частинки розміром 3 мкм.
Крім того, оскільки півширина каналу h
фігурує у виразах для чисел подібності Re, K і
Н, то практично неможливо побудувати план,
згідно з яким кодові змінні хі, що відповідають
цим числам, в конкретному розрахунку будуть
знаходитись на різних рівнях. Тому при побу-
дові плану експерименту було прийнято рішен-
ня зафіксувати у кожному досліді певне зна-
чення h, а інші розмірні величини варіювати з
урахуванням цієї фіксації в межах, наведених у
табл. 1.
Для початку пошуку було задано мінімальне
(з табл.1) значення відстані між площинами
коронуючих і осаджувальних електродів. З ураху-
ванням цього для h =0,15 м вибрані такі значен-
ня чисел подібності в нульовій точці: Re = 20000;
Інтервали варіювання цих чисел відносно
нульової точки прийняті такими: ΔRe = + 2000;
Побудований план першого порядку для
k = 4 (в кодових змінних) і результати
розрахунків величини η для h = 0,15 м,
отримані згідно з цим планом, наведені в
табл. 3.
Таблиця 3 – Значення кодових змінних і функції η�при k = 4
58 ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2012, вип. 4 (31)
В. П. ЯЦЕНКО
Після вибору нульової точки і побудови
плану експерименту визначається рівняння
регресії, що описує цільову функцію процесу. В
результаті, для границі варіювання факторів у
загальному випадку визначається залежність
y = f(a0, а1x1, а2х2,...,аіхі), (2)
де a0, …, аі – коефіцієнти регресії.
Тоді для будь-якої точки області, яка дослід-
жується, може бути визначений напрямок гра-
дієнта функції у. Якщо функція представлена
рівнянням першого порядку (лінійне набли-
ження), то цей напрямок корелюється з
величинами коефіцієнтів регресії аі при ліній-
них членах.
У нашому випадку рівняння регресії, за
даними табл. 3, має вигляд
η = 0,413 – 0,0266x1 + 0,0801x2 – 0,0299x3 –
– 0,0699x4.
Подальші розрахунки оптимального режи-
му методом крутого сходження проводяться за
такою схемою. Спочатку здійснюється перехід
від кодових до натуральних змінних. Для
цього обчислюються добутки аіγі для всіх
значимих факторів. (Тут γі – натуральне зна-
чення інтервалу варіювання і-гo фактора).
Далі вибирається фактор, для якого добуток
аіγі є найменшим за абсолютною величиною, і
знаходяться коефіцієнти пропорційності nі
для всіх значимих факторів у вигляді відно-
шення nі = |аіγі|/(|аіγі|min).
Коефіцієнтам пропорційності nі припи-
сують знаки, що відповідають знакам аі для
кожного фактора.
Вибирається який-небудь крок варіювання
фактора з найменшим добутком |аіγі| для руху
по градієнту функції (3). Щодо вибору кроку
варіювання слід зазначити, що занадто малий
крок потребує значної кількості дослідів при
русі до оптимуму, а великий крок створює
небезпеку проскакування області оптимуму.
Далі обчислюють кроки для інших факторів,
множенням величини вибраного кроку варію-
вання для фактора з найменшим значенням
добутку |аіγі| на коефіцієнт nі.
Будується план наступного етапу пошуку, де
рівні факторів змінюються шляхом одночасно-
го додавання чи віднімання до їх значень
(залежно від знака коефіцієнта регресії) розра-
хованих кроків. Така операція повторюється
доти, поки буде спостерігатися збільшення
вихідної характеристики процесу.
У нашому випадку згідно з рівнянням (3)
найменше за абсолютною величиною значення
має добуток х2ΔK. Зважаючи на це, на наступ-
ному етапі пошуку оптимуму η було реалізова-
но круте сходження в напрямку градієнта
лінійного наближення функції відклику з
кроком ΔK = + 4.10-9. Кроки зміни інших чисел
подібності розраховувались за наведеною вище
схемою. Отримано такі значення кроків: ΔRe =
З цими кроками при h = 0,15 м було викона-
но досліди 6 – 8, і отримано результати, наведе-
ні в табл. 4.
У наступному досліді при кроках ΔRe = – 80,
Таблиця 4 – Ефективність уловлювання частинок (круте сходження)
Таблиця 5 – Оптимальні значення чисел подібності
(3)
59ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2012, вип. 4 (31)
Визначення оптимальних режимів процесу електростатичного золоочищення
отримано значення η = 1. Отже, числа подібно-
сті, за яких при h = 0,15 м буде досягатися опти-
мум процесу очищення, мають такі значення:
Якщо продовжити рух уздовж градієнта функ-
ції (3), то ефективність очищення буде такою
самою.
Викладена процедура пошуку оптимальних
режимів була застосована і для інших відстаней
між коронуючими і осаджувальними електрода-
ми. В табл. 5 для прикладу наведено оптимальні
числа подібності для чотирьох значень h.
Таким чином, у результаті проведеного
пошуку встановлено, що для процесу очищен-
ня димових газів вибраним електрофільтром
неможливо вказати єдину точку у факторно-
му просторі, де досягається максимальне зна-
чення коефіцієнта осадження частинок.
Виявилось, що для даного процесу можна вка-
зати лише області значень визначальних крите-
ріїв, в яких забезпечуються оптимальні умови
уловлювання частинок золи.
ВИСНОВКИ
Розглянуто вплив конструктивних парамет-
рів електрофільтра і режимів його роботи на
ефективність уловлювання частинок із пилога-
зового потоку. Показано, що оптимізація цих
параметрів відкриває можливість підвищення
ефективності роботи апарата.
У практиці експлуатації електрофільтрів
доцільно мати оптимізаційні залежності, які не
потребують великої кількості розрахунків. Для
отримання таких залежностей можна викори-
стовувати методи теорії планування екстре-
мальних експериментів. Встановлені з викори-
станням цих методів області значень визначаль-
них критеріїв процесу електростатичного очи-
щення димових газів, забезпечують оптимальні
значення коефіцієнта осадження частинок на
осаджувальний електрод електрофільтра.
Отримані результати можуть бути викори-
стані для визначення впливу режимних і кон-
структивних параметрів електрофільтра на
характеристики руху частинок в його робочих
каналах. За цими характеристиками можна
спрогнозувати ефективність процесу очищен-
ня газів і вибрати оптимальні умови його про-
ведення.
1. Налимов В.В. Статистические методы
планирования экстремальных экспериментов /
В.В. Налимов, Н.А. Чернова. – М.: Наука, 1965.
– 340 с.
2. Очистка промышленных газов от пыли
/ В.Н. Ужов, А.Ю. Вальдберг, Б.И. Мягков,
И.К. Решидов. – М.: Химия, 1981. – 392 с.
3. Jaworek A. Modern electrostatic devices
and methods for exhaust gas cleaning: A brief
review /A. Jaworek, A. Krupa, T. Czech // Journal
of Electrostatics. – 2007. – Vol. 65. – P. 133 – 155.
4. Акинина А.Г. Повышение эффективно-
сти пылеочистки вентиляционных выбросов
котлоагрегатов горизонтальными электро-
фильтрами: Дис. … канд. техн. наук, 05.23.03 /
А.Г. Акинина. – Макеевка: Донбасская гос.
академия строительства и архитектуры, 2003. –
187 с.
5. Шляхи оптимізації існуючих електро-
фільтрів на ТЕС України / І. Вольчин,
Л. Руденко, С. Доманський, Т. Пироженко //
Енергетика та електрифікація. – 2008. – № 8. –
С. 14 – 18.
6. Бердышев В.Ф. Системная оценка фак-
торов, влияющих на эффективность работы
электрофильтра отходящих газов /
В.Ф. Бердышев, К.С. Шатохин, Е.А. Мошкина
// Металлург. – 2011. – № 2. – С. 26 – 30.
7. Чекалов Л.В. Пути интенсификации
работы электрофильтров / Л.В. Чекалов,
В.М. Ткаченко // Электрические станции. –
2005. – № 3. – С. 51 – 57.
8. Chang Ch.L. Effects of some geometric
parameters on the electrostatic precipitator effi-
ciency at different operation indexes /
Ch.L. Chang, H.Bai // Aerosol Sci. Technol. –
2000. – Vol. 33, Nо. 3. – P. 228 – 238.
Надійшла до редколегії 04.12.2012
|
| id | systemreorg-article-470 |
| institution | System Research in Energy |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:14:55Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | systemreorg/9d/f53124244fa129671cabe09616e4629d.pdf |
| spelling | systemreorg-article-4702026-07-18T12:57:40Z Determination of the optimal conditions of the process of electrostatic gas cleaning from fly ash Визначення оптимальних режимів процесу електростатичного золоочищення Yatsenko V.P. ash, electrostatic precipitator, determinative criterion, factorial space, optimization. зола, електрофільтр, визначальний критерій, факторний простір, оптимізація. The electrostatic cleaning of flue gases is the basic method of the catching of ash particles at thermal power plants. Such a method is quite universal and suitable for numerous disperse systems over a wide range of particle sizes. About 62% of the Ukrainian pulverized-coal fired boilers are equipped with electrostatic precipitators. The search for the optimal conditions for the process of cleaning of flue gases of power-generating boilers from suspended particles (fly ash, unburned carbon, etc.) is an important ecological problem.The optimal conditions of any process can be determined by means of experimental or analytical investigations. However, in many cases, it is quite difficult to perform an adequate analytical investigation of a technical object, and the full-scale experiments require considerable expenditures of time and material resources. Hence, it is much easier to solve optimization problems by the methods of mathematical planning of extreme experiments.With the use of these methods, we have formed the determinative criteria of the electrostatic cleaning of flue gases of thermal power plants from fly ash, established their limiting values, constructed a plan of extreme experiments, obtained the regression equation describing the objective function, and performed experiments by the method of steep ascent.It is established that, for the given process, it is impossible to specify a single point in the factorial space, where the optimal efficiency of cleaning is reached. In this connection, we determined the ranges of the values of criteria, where the maximal particle sedimentation coefficients for the collecting electrode of an electrostatic precipitator are ensured. These results allow us to propose the optimal conditions of the electrostatic cleaning of flue gases from fly ash. Електростатичне очищення димових газів є основним методом уловлювання частинок золи на теплових електростанціях. Такий метод є достатньо універсальним, придатним для багатьох дисперсних систем, в широкому діапазоні розмірів частинок. Електрофільтрами оснащені близько 62 % пиловугільних ТЕС України. Пошук оптимальних умов проведення процесу очистки димових газів енергетичних котлів від завислих частинок (леткої золи, продуктів недопалу та інш.) є важливою екологічною задачею.Оптимальні режими будь-якого процесу можна визначити шляхом проведення експериментальних чи аналітичних досліджень. Але в багатьох випадках адекватне аналітичне дослідження технічного об’єкта виконати складно, а натурні експерименти потребують значних витрат часу і матеріальних ресурсів. Тоді задачу оптимізації простіше вирішити за допомогою методів математичного планування екстремальних експериментів.З використанням цих методів сформовано визначальні критерії процесу електростатичного очищення димових газів ТЕС від леткої золи, визначено їх граничні значення, побудовано план проведення екстремальних експериментів, отримано рівняння регресії, що описує цільову функцію, і проведено досліди за методом крутого сходження.Встановлено, що для даного процесу не можна вказати єдину точку у факторному просторі, де досягається оптимальна величина ефективності очищення. У зв’язку з цим, в роботі визначено лише області значень критеріїв, в яких забезпечуються максимальні коефіцієнти осадження частинок на осаджувальний електрод електрофільтра. Отримані результати дозволяють запропонувати оптимальні режими процесу електростатичного очищення димових газів від леткої золи. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2012-12-07 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/470 System Research in Energy; No. 4 (31) (2012): The Problems of General Energy; 54-59 Системні дослідження в енергетиці; № 4 (31) (2012): Проблеми загальної енергетики; 54-59 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/470/405 Copyright (c) 2012 Yatsenko V.P. https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0 |
| spellingShingle | ash electrostatic precipitator determinative criterion factorial space optimization. Yatsenko V.P. Determination of the optimal conditions of the process of electrostatic gas cleaning from fly ash |
| title | Determination of the optimal conditions of the process of electrostatic gas cleaning from fly ash |
| title_alt | Визначення оптимальних режимів процесу електростатичного золоочищення |
| title_full | Determination of the optimal conditions of the process of electrostatic gas cleaning from fly ash |
| title_fullStr | Determination of the optimal conditions of the process of electrostatic gas cleaning from fly ash |
| title_full_unstemmed | Determination of the optimal conditions of the process of electrostatic gas cleaning from fly ash |
| title_short | Determination of the optimal conditions of the process of electrostatic gas cleaning from fly ash |
| title_sort | determination of the optimal conditions of the process of electrostatic gas cleaning from fly ash |
| topic | ash electrostatic precipitator determinative criterion factorial space optimization. |
| topic_facet | ash electrostatic precipitator determinative criterion factorial space optimization. зола електрофільтр визначальний критерій факторний простір оптимізація. |
| url | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/470 |
| work_keys_str_mv | AT yatsenkovp determinationoftheoptimalconditionsoftheprocessofelectrostaticgascleaningfromflyash AT yatsenkovp viznačennâoptimalʹnihrežimívprocesuelektrostatičnogozoloočiŝennâ |