Лаборатория экологических проблем теплоэнергетики

Научный сотрудник с возложением обязанностей заведующего лабораторией, к. т. н., Копьев Евгений Павлович

Тематика лаборатории

• Теоретическое и экспериментальное исследование факельного горения и газификации механоактивированного пылеугольного топлива с микроструктурой.
• Исследование и разработка систем замещения газа и мазута в теплоэнергетических технологиях.
• Исследование систем утилизации тепла уходящих газов котельных установок на основе котельных вихревых аппаратов.
• Разработка систем и устройств по экологически чистому сжиганию топлив в энергетических установках.
• Исследование динамики крупномасштабных вихревых структур, образующихся в закрученных течениях.
• Исследование гидродинамических течений в элементах гидроэнергетического оборудования.
• Исследование и разработка электродуговых генераторов термической плазмы и электротехнологий на их основе.
• Создание инженерных основ новых типов абсорбционных бромистолитиевых преобразователей теплоты, аппаратов мгновенного вскипания, установок термического обессоливания воды и другого энергоресурсосберегающего оборудования.
• Создание опытных образцов энергоресурсосберегающего оборудования.

Основные публикации

• Litvinov I., Shtork S., Gorelikov E., Mitryakov A., Hanjalic K. Unsteady regimes and pressure pulsations in draft tube of a model hydro turbine in a range of off-design conditions // Experimental Thermal and Fluid Science. – 2018. - Volume 91. – P. 410-422.
• Алексеенко С.В., Шторк С.И., Юсупов Р.Р. Влияние способа подачи воздуха на параметры прецессирующего вихревого жгута в гидродинамической вихревой камере // Письма в ЖТФ. – 2018. Том 44, вып. 5. – С. 79-86.
• Попов В.И. Влияние механохимической активации и микропомола на интенсивность горения твердого топлива // Химия твердого топлива. – 2017. №. 1. – С. 36-43.
• Skripkin S.G., Tsoy M.A., Kuibin P.A., Shtork S.I. Study of pressure shock caused by a vortex ring separated from a vortex rope in a draft tube model // Journal of Fluids Engineering. Transactions of the ASME. – 2017. - Vol. 139, No. 8. - Article number 081103.
• Minakov A.V., Platonov D.V., Litvinov I.V., Shtork S.I., Hanjalić K. Vortex ropes in draft tube of a laboratory Kaplan hydroturbine at low load: an experimental and LES scrutiny of RANS and DES computational models // Journal of Hydraulic Research. – 2017. - Vol. 55, No. 5. - P. 668–685.
• Попов В.И. Интенсификация процесса факельного горения пылеугольного топлива // ИФЖ. – 2017. – Т. 90(6). – С. 1415-1423. (Popov V.I. Intensification of the process of flame combustion of a pulverized coal fuel // Journal of Engineering Physics and Thermophysics. – 2017. – Vol. 90, Issue 6. P 1344–1352.
• Алексеенко С.В., Куйбин П.А, Шторк С.И., Скрипкин С.Г., Цой М.А. Явление вихревого перезамыкания в закрученом потоке // Письма в ЖЭТФ. – 2016. – Т. 103, № 7. – С. 516–521.
• Аньшаков А.С., Алиферов А.И., Домаров П.В. Исследование энергетических параметров плазменно-резистивной печи // Теплофизика и аэромеханика. – 2016. – Т. 23, № 5. – С. 801–806.
• Аскарова A.С., Мессерле В.Е., Устименко А.Б., Болегенова С.А., Болегенова С.А., Максимов В.Ю., Ергалиева А.Б. Уменьшение выбросов вредных веществ при сжигании пылеугольного топлива в камере сгорания котла БКЗ-160 Алматинской ТЭЦ с применением технологии «Overfire Air» //Теплофизика и аэромеханика. – 2016. – Т.23, № 1. – С. 131–140.
• Бурдуков А.П., Чернецкий М.Ю., Дектерев А.А., Ануфриев И.С., Стрижак П.А., Гребеньков П.Ю. Исследование процессов воспламенения, горения и образования вредных веществ при сжигании твердого органического топлива на стенде с вихревой камерой // Теплоэнергетика. – 2016. – № 1. – С. 61–67.
• Литвинов И.В., Назаров А.Д., Шторк С.И. Подавление прецессии вихревого ядра в закрученном реагирующем потоке // Теплофизика и аэромеханика. – 2016. – Т. 23, № 2. – С. 315–318.
• Мессерле В.Е., Моссэ А.Л., Устименко А.Б. Плазменная газификация углеродсодержащих отходов: термодинамический анализ и эксперимент // Теплофизика и аэромеханика. – 2016. – Т.23, № 4. – С. 637–644.
• Чернецкий М.Ю., Бурдуков А.П., Бутаков Е.Б., Ануфриев И.С., Стрижак П.А. Исследование воспламенения угольной пыли, полученной при различной механической обработке, в условиях высокоскоростного нагрева // Физика горения и взрыва. – 2016. – № 3. – С. 79–81.
• Шторк С.И., Скрипкин С.Г., Цой М.А., Литвинов И.В. Экспериментальное моделирование вихревого течения в отсасывающей трубе гидротурбины // Современные проблемы моделирования энергетических процессов. Под ред. проф. К. Ханъялича, чл.-корр. РАН Д.М. Марковича, к.ф.-м.н. Д.Ф. Сиковского. Новосибирск, ИПЦ НГУ, 2016. 509 с. – С. 147-175.
• Burdukov A.P., Butakov E.B., Popov V.I., Chernetskiy M.Yu., Chernetskaya N.S. The use of mechanically activated micronized coal in thermal power engineering // Thermal Science. – 2016. – Vol. 20. – P. 23–33.
• Messerle V.E., Ustimenko A.B., Lavrichshev O.A. Comparative study of coal plasma gasification: Simulation and experiment // Fuel. – 2016. – V. 164. – P. 172–179.
• Skripkin S., Tsoy M., Shtork S., Hanjalic K. Comparative analysis of twin vortex ropes in laboratory models of two hydro-turbine draft-tubes // Journal of Hydraulic Research. – 2016. – Vol. 54. – № 4. – P. 450–460. DOI: http://dx.doi.org/10.1080/00221686.2016.1168325
• Аньшаков А.С., Урбах Э.К., Радько С.И., Урбах А.Э., Фалеев В.А. Электродуговой генератор плазмы водяного пара // Теплофизика и аэромеханика. – 2015. – Т. 22, № 1. – С. 97 – 106.
• Аньшаков А.С., Урбах Э.К., Чередниченко В.С., Кузьмин М.Г., Урбах А.Э. Исследование генератора термической плазмы технологического назначения // Теплофизика и аэромеханика. – 2015. – Т. 22, № 6. – С. 805 – 808.
• Аньшаков А.С., Урбах Э.К., Фалеев В.А. Энергетические и ресурсные характеристики пароводяного плазмотрона // Известия вузов. Физика. – 2015. – Т. 58, № 9/2. – С. 40 – 43.
• Степанов К.И., Мухин Д.Г., Алексеенко С.В., Волкова О.В. Экспериментальное исследование получения отрицательных температур в абсорбционных бромистолитиевых холодильных машинах // Теплофизика и аэромеханика. – 2015. – Т. 22, № 4. – С. 501 – 510.
• Попов В.И. Реодинамический фактор снижения трения в каналах и на поверхности // Теоретические основы химической технологии. – 2015. – Т. 49, № 3. – С. 347 – 354.
• Аскарова А.С., Мессерле В.Е., Устименко А.Б., Болегенова С.А., Максимов В.Ю., Габитова З.Х. Численное моделирование горения пылеугольного топлива в камере сгорания энергетического котла // Теплофизика высоких температур. – 2015, Т. 53 (3). – С. 467 – 474.
• Мессерле В.Е., Устименко А.Б., Карпенко Ю.Е., Чернецкий М.Ю., Дектерев А.А., Филимонов С.А. Моделирование и натурные испытания вихревых плазменно-топливных систем для воспламенения высокозольного энергетического угля // Теплоэнергетика. – 2015. – № 6. – C. 59–68.
• Винокуров А.П., Шторк С.И., Алексеенко С.В. Влияние дисперсной газовой фазы на характеристики прецессии вихря в закрученном газожидкостном потоке // Письма в ЖТФ. – 2015. – Т. 41, вып. 17. – С. 61–67.
• Скрипкин С.Г., Куйбин П.А., Шторк С.И. Влияние инжекции воздуха на параметры закрученного течения в модели отсасывающей трубы TURBINE – 99 // Письма в ЖТФ. – 2015. – Т. 41, вып. 13. – С. 48–55.
• Литвинов И.В., Шараборин Д.К., Шторк С.И. Определение параметров винтовой симметрии нестационарного вихревого течения на основе фазово-осредненных PIV измерений // Теплофизика и аэромеханика. – 2015. – Т. 22, № 5. – С. 673–676.
• Литвинов. И.В., Митряков А.С., Шторк С.И. Исследование нестационарных режимов течения в модели отсасывающей трубы гидротурбины // Гидротехническое строительство. – 2015. – №11. - С. 50-55.
• Попов В.И. Метод релаксационных моментов для исследования нелинейных локально-неравновесных процессов переноса полимерных систем // Инженерно-физический журнал. – 2015. – Т. 88. – № 1. – С. 260 – 271.
• Lomovsky O., Bychkov A., Lomovsky I., Logvinenko V., Burdukov A. Mechanochemical production of lignin-containing powder fuels from biotechnical industry waste: A review // Thermal Science. – 2015. – Vol. 19. – № 1. – P. 219 – 229.
• Мессерле В.Е., Устименко А.Б., Ушанов В.Ж., Карпенко Е.И., Лукьященко В.Г. Формирование наноуглеродных материалов в электродуговом плазмотроне // Горение и плазмохимия. – 2015. – Т. 13. – №2. – С. 103 – 109.
• Мессерле В.Е., Моссэ А.Л., Никончук А.Н., Устименко А.Б. Плазмохимическая переработка медико-биологических отходов // Инженерно-физический журнал. – 2015. – Т.88, № 6. – 5 с.
• Аньшаков А.С., Радько С.И., Урбах Э.К., Урбах А.Э., Фалеев В.А. Электрические и тепловые характеристики генератора плазмы водяного пара с медными трубчатыми электродами // Известия вузов. Физика. – 2014. – № 3/2. – С. 40–43.
• Аскарова А.С., Мессерле В.Е., Устименко А.Б., Болегенова С.А., Максимов В.Ю. Численное моделирование процесса горения угля, инициируемого плазменным источником // Теплофизика и аэромеханика. – 2014. – Т. 21, № 6 (90). – С. 779-786.
• Винокуров А.П., Шторк С.И., Алексеенко С.В. Исследование влияния газовой фазы на характеристики прецессирующего вихревого ядра в осесимметричной гидродинамической камере // Теплофизика и аэромеханика. – 2014. – Т. 21, № 6 (90). – С. 803–806.
• Гешева Е.С., Литвинов И.В., Шторк С.И., Алексеенко C.В. Анализ аэродинамической структуры закрученного течения в моделях вихревых горелочных устройств // Теплоэнергетика. – 2014. – № 9. – С. 33–41.
• Карпенко Ю.Е., Мессерле В.Е., Карпенко Е.И., Басаргин А.П. Плазменно-циклонная технология сжигания твердых топлив // Теплоэнергетика. – 2014. – № 8. – С. 68–73.
• Лепезин Г.Г., Аньшаков А.С., Фалеев В.А., Авакумов Е.Г., Винокурова О.Б. Плазмохимический способ получения силумина и алюминия из минералов группы силлиманита // Доклады академии наук. – 2014. – Т. 456, № 6. – С. 676–679.
• Burdukov A.P., Popov V.I., Yusupov T.S., Hanjalić K., Chernetskiy M.Y. Autothermal Combustion Of Mechanically-Activated Micronized Coal In A 5 Mw Pilot-Scale Combustor // Fuel. – 2014. – Vol. 122. – P. 103–111.
• Chernetskiy, M. Yu.; Dekterev, A. A., Burdukov A.P. Computational modeling of autothermal combustion of mechanically-activated micronized coal // Fuel. – 2014. – Vol. 135. – P. 443–458.
• Messerle V.E., Karpenko E.I., Ustimenko A.B. Plasma Assisted Power Coal Combustion in the Furnace of Utility Boiler: Numerical Modelling and Full-Scale Test // Fuel. – 2014. – Vol. 126. – P. 294–300.
• Мессерле В.Е., Устименко А.Б. Плазменная переработка углей // Теплоэнергетика. – 2013. – № 12. – C. 23–28.
• Бурдуков А.П., Юсупов Т.С. Влияние метаморфизма на измельчаемость углей при ударных воздействиях // Химия твердого тела РАН. – 2013. – №4. – С.16–18.
• Бурдуков А.П., Попов В.И., Чернова Г.В., Чернецкий М.Ю., Дектерев А.А., Чернецкая Н.С., Маркова В.М., Чурашев В.Н., Юсупов Т.С. Разработка технологии использования механоактивированных углей микропомола для розжига и подсветки угольных котлов действующих ТЭС // Теплоэнергетика. – 2013. – № 12. – С. 40 – 46.
• Аньшаков А.С., Урбах Э.К., Радько С.И., Урбах А.Э., Фалеев В.А. Генератор плазмы водяного пара для газификации твердых топлив // Теплоэнергетика. – 2013. – № 12. – С. 29-32.
• Litvinov I.V., Shtork S.I., Kuibin P.A., Alekseenko S.V., Hanjalic K. Experimental study and analytical reconstruction of precessing vortex in a tangential swirler // International Journal of Heat and Fluid Flow.– 2013. – Vol. 42. – Р. 251–264.
• Messerle V.E., Karpenko E.I., Ustimenko A.B., Lavrichshev O.A. Plasma preparation of coal to combustion in power boilers // Fuel Processing Technology. – 2013. – V. 107. – P. 93–98.
• Горшков В.Г. Российские абсорбционные бромистолитиевые преобразователи теплоты нового поколения – практика и перспективы применения // Тепловые насосы. – 2013. – № 3(12) – С. 14–20.
• Попов В.И. Напряженное состояние химически активных полимерных систем при сдвиговом, элонгационном, осциллирующем режимах деформирования // Инженерно-физический журнал. – 2013. – Т.86. – №1. – С.162–167.
• Messerle V.E., Ustimenko A.B., Karpenko E.I., Lukyashchenko V.G., Ushanov V.Zh., Ilyin A.M. Chapter 2. DC Plasma Torches (2.4. Long life DC arc plasmatron with nanocarbon coating of electrodes) P.166–182 // Plasma assisted combustion, gasification, and pollution control. Volume I. Methods of plasma generation for PAC. (Chief editor Igor B. Matveev) Denver, Colorado: Outskirts Press, Inc. –2013. – 538 p.

Патенты

• Алексеенко С.В., Куйбин П.А., Окулов В.Л., Попов Ю.С., Шторк С.И., Юсупов Р.Р. Патент РФ № 2620776 «Способ одновременного определения расходов жидкой и газовой фаз потока газожидкостной смеси». Зарегистрировано в Гос. реестре изобретений РФ 29 мая 2017 г. (Приоритет изобретения 10 мая 2016 г.)
• Алексеенко С.В., Бурдуков А.П., Попов В.И., Шторк С.И., Попов Ю.С., Бутаков Е.Б. Патент РФ № 2631959 «Cпособ сжигания угля, подвергнутого механической и плазменной обработке». Зарегистрировано в Гос. реестре изобретений РФ 29 сентября 2017 г. (Приоритет изобретения 23 августа 2016 г.)
• Алексеенко С.В., Попов Ю.С., Шторк С.И. Патент РФ № 2634021 «Устройство для стабилизации вихревого потока». Зарегистрировано в Гос. реестре изобретений РФ 23 октября 2017 г. (Приоритет изобретения 10 мая 2016 г.)
• Алексеенко С.В., Бурдуков А.П., Бутаков Е.Б., Попов Ю.С., Шторк С.И., Юсупов Р.Р. Патент РФ № 2635178 «Двухступенчатая вихревая горелка». Зарегистрировано в Гос. реестре изобретений РФ 09 ноября 2017 г. (Приоритет изобретения 13 декабря 2016 г.)
• Патент РФ № 2595304. «Способ оптимизации процесса сжигания угольного топлива в вихревой топке энергетической установки» / Алексеенко С.В., Бондарчук Е.Н., Бурдуков А.П., Исупов И.В., Попов В.И., Попов Ю.С., Шторк С.И. // Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений РФ 03 августа 2016 г. Патентообладатель ИТ СО РАН.
• Патент на полезную модель № 166293. «Плазменно-резистивная шахтная электропечь для переработки твердых углеродсодержащих техногенных отходов» / Аньшаков А.С., Алиферов А.И., Домаров П.В., Чередниченко М.В., Фалеев В.А. // Зарегистрировано в Государственном реестре полезных моделей РФ 01 ноября 2016 г. Патентообладатель ИТ СО РАН.
• Бурдуков А.П., Бычков А.Л., Ломовский О.И., Попов В.И., Попов Ю.С. Патент № 2541800 Способ использования и утилизации соломы злаковых культур. Зарегистрировано в Гос. Реестре изобретений РФ 16 января 2015 г.
• Степанов К.И., Мухин Д.Г. Патент на полезную модель № 157013. Абсорбционная бромисто-литиевая холодильная машина (АБХМ) Зарегистрировано в Гос. Реестре полезных моделей РФ 28 октября 2015 г.
• Шадек Е.Г., Маршак Б.И., Горшков В.Г., Крыкин И.Н. Патент на полезную модель № 156854. Узел глубокой утилизации тепла отходящих газов. Зарегистрировано в Гос. Реестре полезных моделей РФ 23 октября 2015 г.
• Аньшаков А.С., Урбах Э.К., Урбах А.Э., Фалеев В.А., Радько С.И. Электродуговой нагреватель водяного пара. Патент РФ № 2518171. Зарегистрирован в Государственном реестре изобретений РФ 8 апреля 2014 г.
• Бурдуков А.П., Попов В.И., Логвиненко С.И., Моторин Л.В., Попов Ю.С., Бирюля И.П. Дезинтегратор для помола угля. Патент РФ № 2511314. Зарегистрирован в Государственном реестре изобретений РФ 6 февраля 2014 г.

Дополнительная информация

Исследование механизма горения и газификации водоугольных суспензий.

Разработана экспресс-методика исследования температурно-концентрационной динамики горения капель топлив на основе синхронного измерения термометрической и цветовой температуры с анализом отходящих газов горения (газификации). Комплексные измерения впервые позволили детально изучить в зависимости от сорта и состава топлива стадии горения (прогрев, испарение, горение летучих, коксового остатка), полные времена горения, масовую скорость горения, Показана возможность управления временами горения путем приготовления смесей, состоящих из высокореакционного и низкореакционного топлива.

Исследование процессов каплеулавливания и пылегазоочистки в центробежно-барботажных аппаратах ЦБА и вихревых аппаратах сухого улавливания (циклонах).

Разработаны и испытаны на лабораторном стенде новые конструкции вихревых скрубберов и завихрителей к ним, способные работать без каплеуноса. Определены оптимальные режимные и конструктивные параметры аппаратов для работы без каплеуноса. По результатам испытаний разработана конструкторская документация на два типа вихревых скрубберов для опытной установки на Новосибирской ТЭЦ-4. Разработан элемент батарейного циклона для Новосибирской ТЭЦ-4 на расход по дымовым газам 5000-6000 м3/ч.

Для исследования процессов тепломассообмена в ЦБА создан лабораторный стенд на горячем воздухе (расход воздуха 1000-1200 м3/час, температура до 1600°С).

Разработка и изготовление модернизированного микропроцессорного газоанализатора ПЭМ-2М для измерения концентрации СО, СО2, Nox , SO2, O2 в дымовых выбросах ТЭС.

Разработан и изготовлен ПЭМ-2М - переносной многокомпонентный газоанализатор для автоматического определения концентраций вредных выбросов в дымовых газах ТЭС. Влозможности прибора - одновременная индексация всех измеряемых значений на встроенном дисплее и распечатка их на встроенном принтере, проведение длительных измерений в автоматическом режиме. При этом прибор через программируемые промежутки времени запоминает все данные измерений и передает их через RS-232 интерфейс на персональный компьютер. Возможна автоматическая самодиагностика. Газоанализатор включает в себя аналитический блок, блок пробоподготовки, пробоотборный зонд с термопарой со шланговым обогреваемым газоводом.

Список сотрудников

Степанов Константин Ильич

Старший научный сотрудник

Бондарчук Елена Николаевна

Ведущий электроник

Мессерле Владимир Ефремович

Ведущий научный сотрудник

Колбасов Игорь Евгеньевич

Ведущий инженер

Кузнецов Михаил Александрович

Ведущий конструктор

Бурдуков Анатолий Петрович

Главный научный сотрудник

Бутаков Евгений Борисович

Научный сотрудник

Чернова Галина Валентиновна

Ведущий научный сотрудник

Попов Виталий Исакович

Ведущий научный сотрудник

Федосенко Владимир Дмитриевич

Ведущий электроник

Киселёва Наталья Борисовна

Ведущий конструктор

Садкин Иван Сергеевич

Инженер-исследователь

Урбах Андрей Эрихович

Ведущий инженер

Домаров Павел Вадимович

Научный сотрудник

Мухина Мария Андреевна

Инженер-исследователь

Карелин Вадим Александрович

Младший научный сотрудник

Фалеев Валентин Александрович

Старший научный сотрудник

Овсянникова Анна Владимировна

Инженер

Саломатов Владимир Васильевич

Главный научный сотрудник

Сухова Татьяна Владимировна

Инженер

Аньшаков Анатолий Степанович

Главный научный сотрудник

Вигриянов Михаил Степанович

Ведущий конструктор

Копьев Евгений Павлович

Научный сотрудник

Красинский Денис Витальевич

Старший научный сотрудник

Шарыпов Олег Владимирович

Главный научный сотрудник

Кузнецов Артем Валерьевич

Младший научный сотрудник

Ануфриев Игорь Сергеевич

Ведущий научный сотрудник

Шадрин Евгений Юрьевич

Младший научный сотрудник