Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі ақмола облысының Әкімдігі

 
281 
2. 
Никитенко 
Т.А. 
Концепции 
современного 
естествознания: 
Методические  указания  по  подготовке  к  семинарским  занятиям  -  Хабаровск. 
Издательство ДВГУПС, 2012 г. – 24 с. 
 
3.  Латыпов  И.А.  Концепции  современного  естествознания:  Учебно-
методический комплекс – Ижевск: УдГУ, 2009. – 36 с.  
 
 
 
 
ENERGY-SAVING TECHNOLOGIES IN AUTONOMOUS HEATING 
SYSTEMS 
 
Багилли Е., Акишев Т. 
СКГУ им. М. Козыбаева, г. Петропавловск 
elnurbagilly@mail.ru
 
 
Coal is the largest source of energy in the contemporary world, being the means 
of power generation and providing the basis for the production of heat and light on a 
global scale. 
At the same time, there is a deeply ingrained public misperception that coal is a 
dirty  fossil  fuel  and  coal-mining  industry  is  an  obsolescent  branch  of  industry 
characteristic of the Machine Age. 
Nevertheless,  the  modern  technological  progress  destroys  this  myth,  providing 
vivid  examples  of  highly  efficient  use  of  coal  and  systemic  solution  of  ecological 
issues. 
One  of  these  vivid  examples  is  the  innovative  long-burning  solid-fuel  boiler 
with  the  pyrolized  effect  (henceforth  LSB)  for  autonomous  heating  systems  which 
makes  it  possible  to  considerably  economize  the  fuel  resources,  to  reduce  the 
ecologically  detrimental  emissions  into  the  atmosphere,  and  to  decrease  the 
customers’ heating expenses [1]. 
It is widely assumed that the power engineering of the future is connected with 
renewable resources. But it is within the realm of possibility that coal, oil and gas will 
maintain the dominance if the contemporary technological solutions contribute to the 
elimination of the carbon dioxide emission. 
The LSB technology makes it possible to  considerably reduce the emissions of 
contaminants  into  the  atmosphere.  This  model  is  based  on  the  principle  of  upper 
combustion  of  the  fuel  –  the  coal  is  burned  on  the  surface, slowly  smouldering  [2]. 
The following figure demonstrates the technical peculiarities of the boiler.  
 

 
282 
 
1 – combustion chamber, 2 – heat exchanger, 3– charging and kindling hatch, 4 – furnace-bar 
cleaning hatch (door), 5 – cinder removal hatch (door), 6-7 – gas-duct cleaning hatch, 8 – 
microprocessor, fan, 9 – smoke uptake, 10 – air-ducts,  11 – safety-valve, 12 – partitions 
Figure 1. Technical features of LSBs 
 
 
The  function  of  boiler  controlling  is  performed  by  the  microprocessor  and  the 
fan.  They  regulate  the  process  of  combustion  and  maintain  the  set  temperature 
indoors  through  the  temperature  of  the  heat  carrier.  The  air  enters  the  combustion 
chamber from above and enters the combustion zone [2]. 
Thus, the technology of the long-burning boilers is based on the phenomenon of 
pyrolysis. 
Pyrolysis  is  the  thermal  destruction  of  the  source  material  as  such,  whilst  the 
pyrolytic  reaction  represents  in  itself  the  destruction  of  the  normal  structure  of  a 
given material by virtue of high temperatures and through the oxygen blockage. One 
of  the  most  common  types  of  this  phenomenon  is  the  rapid  pyrolysis  which  is 
characterized  by  the  high-velocity  and  oxygenless  supply  of  energy  to  the  source 
material. 
Here are some basic peculiarities of the process of pyrolysis: 
■  The  capacity  for  the  generation  of  an  enclosed  and  incessant  technological 
process of production. 
 ■ Relative «cleanliness» of the final products of pyrolysis, achieved due to the 
absence of the features of resinification.  
■ Minimal energy capacity of the given process, as compared to other types of 
pyrolysis. 
 ■ The given process is accompanied by the emission of a large amount of heat 
energy  (exothermic  reactions  surpass  the  endothermic  ones  in  the  course  of  the 
process of rapid pyrolysis) 
The gaseous product of the pyrolysis of black coal is the so-called pyrolytic gas, 
which represents the mixture of combustible gases and various chemical compounds. 
In  many  countries  pyrolytic  gas  is  currently  used  as  an  alternative  source  of  heat 
energy. 
Inside  of  an  LSB,  the  pyrolytic  gas  enters  the  combustion  zone  and  is  burned 
there,  emitting  the heat  energy. This  technological  solution  increases the  coefficient 
of performance of the boiler. 

 
283 
While  this  technology  is  considered  to  be  quite  new  for  us,  in  some  European 
countries  pyrolytic  gas  became  an  ordinary  fuel  a  long  time  ago.  Apart  from  that, 
pyrolytic  gas,  as  well  as  coal-tar  resin,  can  be  used  for  the  acquisition  of  various 
chemical compounds.  
Thus, the pyrolytic gas may serve as the means of acquisition of such substances 
as phenyl hydride and phenol.
  
The implementation of this innovative technology has the following advantages: 

 
COP over 90%; 

 
Combustion duration up to 72 hours; 

 
Twofold reduction of heat expenses; 

 
Tenfold reduction of discharges into the atmosphere [2]. 
Any  comparison  between  LSBs  and  other  boilers  is  demonstrative  in  that  this 
technology reduces the coal expenses twice under other equal conditions. 
 
Chart 1. Comparison between LSB coal consumption and that of other 
popular models. 
 
LSBs
 
effectively perform the functions of such expensive devices as ―cyclones‖ 
(up to 1.5 million tenge) which are used for the reduction of the amount of pollutants 
emitted into the atmosphere [3].
 
Cyclones  are the  most  common  means of  gas  cleaning  widely  used to  separate 
the dust from the gases and the aspiration air in various branches of industry: ferrous 
and  non-ferrous  metallurgy,  chemical  and  oil  industry,  building  material  industry, 
power engineering etc. Cyclones contribute to the gas purification with the efficiency 
of 80-95%, cleaning the dust particles in sizes up to 10 mcm. 
  
As  has  been  said,  LSBs  do  not  require  any  additional  dust  collectors,  as 
compared  to  other  boiler-rooms  equipped  with  dust  collectors,  whilst  the 
concentration of noxious gases in the LSB emissions is considerably smaller in that 
the cyclones collect only the solid particles. 
According  to  the  recently  conducted  instrumental  measures,  the  ecological 
safety of the LSB discharges into the atmosphere has been confirmed. 
The given table demonstrates
 
the results of the analysis of some types of 
chemical composition of emissions conducted in terms of the
 
programme «Era» (this 
programme
 
is used to
 
calculate the densities of
 
emission in ordinary boilers), with the 

 
284 
results of the instrumental measures conducted by the specialists of the laboratory 
«GESPOL» LLC (Kostanay) [3].  
 
Contaminant 
Calculated rates 
according to «Era» 
Calculated rates according 
to instrumental measures 
Carbon 
monoxide 
7,3 
1,3714272 
Nitrogen 
dioxide 
0,554 
0,0537062 
Sulfur dioxide 
2,236 
0,0939859 
Dust 
14 
0,095904 
Total amount 
24,818 
1,6150233 
Table 1. Comparison of calculated and instrumental emission densities (in 
tons) 
The analysis of the given table demonstrates that the factual LSB discharges into 
the  atmosphere  are  100 times  smaller  than  the calculated  emissions of boilers using 
the same amount of coal. 
Manufacturers of  LSBs  are planning  the development  of  a  removal  technology 
that  will  make  it  possible  to  utilize  ash-and-slad  wastes  from  boiler-rooms,  with  a 
view of making the process of coal use ecologically safer.  
Current  projects  on  the  development  of  the  energy-saving  technology  on  the 
basis of long-burning boilers with the pyrolized effect are regarded as expedient from 
the economic, social, and ecological perspectives. 
The  main  point  is  that  the  world’s  coal  reserves  considerably  exceed  those  of 
other fuels – oil, gas and shale. 
The world’s coal reserves will last no longer than 250 years, which is twice as 
much as those of oil, gas, and uranium combined.  
 
Литература: 
 
1.
 
Технический паспорт ТКДГ- 400 кВт (0,34Гкал) 
2.
 
Инновационный патент №28845 на изобретение ТКДГ 
3.
 
СТ  ТОО  «Сапро-Нат»  2015  -  СТАНДАРТ  ОРГАНИЗАЦИИ  - 
Котельные установки автономного отопления 
4.
 
Информация  о  выпускаемой  теплосберегающей  продукции  ТОО 
«Сапро-НАТ» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
285 
ОЦЕНКА ВТОРИЧНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ЗОЛОШЛАКОВЫХ 
ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА ТЕПЛОЭЛЕКТРОЦЕНТРАЛИ 
 
Байгожина Жамиля Нургалиевна 
Фахруденова Идия Булатовна 
Кокшетауский Государственный Университет им. Ш. Уалиханова,  
г. Кокшетау 
 
Теплоэлектроцентраль  является  одним  из  основных  источников 
загрязнения    атмосферного  воздуха  в  городах.    Производство  электрической 
энергии  на  угольных  ТЭЦ  вполне  закономерно  сопровождается  образованием 
отходов в виде золы и шлака с содержанием углерода, то есть недогоревшего 
угля. 
Эксплуатация 
тепловых 
электростанций, 
муниципальных 
и 
производственных  котельных,  работающих  на  твердом  топливе  (каменные  и 
бурые угли, тора сланец), дает значительное количество отходов в виде золы и 
шлака. Зола складируется в огромных количествах на золоотвалах. Золоотвалы 
являются  серьезными  источниками  загрязнения окружающей  среды,  в первую 
очередь – атмосферного воздуха. Складирование золы нарушает экологический 
баланс  территорий.  Одним  из  наиболее  токсичных  газообразных  выбросов 
энергоустановок является сернистый ангидрид – SO2 . Он составляет примерно 
99%  выбросов  сернистых  соединений  (остальное  количество  приходится  на 
SO3).  Его  удельная  масса  –  2,93  кг/м3,  температура  кипения  –  195єC. 
Продолжительность  пребывания  SO2  в  атмосфере  сравнительно  невелика.  Он 
принимает  участие  в  каталитических,  фотохимических  и  других  реакциях,  в 
результате  которых  окисляется  и  выпадает  в  сульфаты.  В  присутствии 
кислорода  SO2  окисляется  до  SO3  и  вступает  в  реакцию  с  водой,  образуя 
серную  кислоту.    Выбросы  загрязняющих  веществ  в  атмосферу  на  ТЭЦ 
осуществляются  через  организованные  и  неорганизованные  источники. 
Продукты  сгорания  топлива,  не  уловленные  в  ЗУУ,  выбрасываются  в 
атмосферу через дымовую трубу. В атмосферу выбрасываются: азота диоксид, 
азота  оксид,  серы  диоксид,  углерода  оксид,  зола  твердого  топлива  (пыль 
неорганическая 70-20% двуокиси кремния) [1]. 
Серьезную  проблему  вблизи  ТЭЦ  представляет  складирование  золы  и 
шлаков. Для этого требуются значительные территории, которые долгое время 
не  используются,  а  также  являются  очагами  накопления  тяжелых  металлов  и 
повышенной  радиоактивности.  Угольные  золоотвалы  также  оказывают 
значительное влияние на природно-территориальные. Они занимают огромные 
площади и негативно действуют на окружающую среду. 
По химическому составу золошлаковые материалы в основном относятся 
к кислым частицам. Основную массу (96-98%) ЗШО составляет сумма оксидов: 
оксид  кремния  –  45-60%;  оксид  кальция  –  2,5-9,6%;  оксид  магния  –  0,5-4,8%; 
оксид  железа  –  4,1-10,6%;  оксид  алюминия  –  10,1-21,8%  и  триоксид  серы  – 
0,03-2,7% [2]. 

 
286 
Практическое  применение  золошлаковых  отходов.  В  данной  работе 
рассмотрена  одна  из  проблем  возникающих  при  работе  электроцентралей  - 
низкий процент утилизации ЗШО в качестве товарной продукции.  
Предлагаемый  метод  решения  проблемы  :  получение  глинозема;  пента 
оксида  ванадия;  сульфата  алюминия,  галлийя.  Наиболее  приемлемой  для 
практического применения является летучая зола сухого отбора, поскольку она 
классифицирована.  Такая  зола  может  сохраняться  в  силосах  в  сухом  виде  и 
применяться  в  производстве  без  дополнительной  подготовки.  Для  сухого 
отбора    золы  необходимо  оснащение  электрофильтрами  котлоагрегатов  ТЭЦ, 
что позволит использовать ее в производстве строительных материалов [3]. 
Из  числа  самых  главных  экологических  проблем,  возникающих  при 
образовании и размещении ЗШО, выделяют следующие: накопление токсичных 
элементов  в  продуктах  сжигания  угля;  расположение  золоотвалов  вблизи 
больших городов (а нередко в черте города); поступление (выброс) токсичных 
микроэлементов  в  атмосферный  воздух;  загрязнение  окружающей  среды 
прилегающего  района;  загрязнение  токсичными  элементами,  тяжелыми 
металлами  поверхностных  и  подземных  источников,  земли,  почвы  при 
складировании  и  хранении  золошлаковых  материалов  на  золоотвале 
(золошлакоотвале). 
Использование  залошлаковых  отходов  ТЭЦ  на  80%  приближает 
технологию  ТЭЦ  к  безотходной.  Получение  получение  готовых  продуктов  из 
энергошлаков  является  примером  малоотходной  технологии.  Что  доказывает 
экологическую и экономическую эффективность метода. 
 
Литература: 
 
1.          Проект  нормативов  эмиссий    загрязняющих  веществ  в  атмосферный 
воздух ТЭЦ-2 АО "Астана - Энергия", 274 c. 
2. Нормативы размещения отходов, установленные для ТЭЦ-2 АО "Астана-
Энергия" на 2014 год, 7c. 
3.  ОЦЕНКА  ВОЗДЕЙСТВИЯ  НА  ОКРУЖАЮЩУЮ  СРЕДУ    к  рабочему 
проекту «Реконструкция секции №1 золоотвала №1 ТЭЦ-2 г.Астаны»,198 c. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
287 
ДЕДРОХРОНОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СОСНЫ 
ОБЫКНОВЕННОЙ ПРИ РЕКРЕАЦИОННОЙ НАГРУЗКЕ В УСЛОВИЯХ 
КАЗАХСКОГО МЕЛКОСОПОЧНИКА 
 
Карнаухова Т.В.,  Канитаева К.П., Агайдарова А.А. 
Кокшетауский государственный университет им. Ш. Уалиханова, 
Республика Казахстан 
80481014@mail.ru 
 
Одной из важнейших экологических проблем, в настоящее время является 
оценка  степени  связи  между  растениями  и  условиями  произрастания. 
Разработка  вопросов  биоиндикации  имеет  длительную  историю,  однако,  ряд 
аспектов  временной  и  пространственной  изменчивости  роста  и  развития 
древесных растений в критических условиях, рассматривались недостаточно и 
по настоящее время не решены. Одним из основных показателей изменчивости 
экологических  условий  произрастания  древесных  растений  является 
радиальный  прирост,  который  в  свою  очередь,  отражает  характер  состояния 
окружающей  среды  обширных  территорий.  Вместе  с  тем  использование 
дендрохронологического  метода  позволяет  выявлять  циклические  колебания 
природных процессов и масштабы антропогенных воздействий, а также степень 
устойчивости древесных растений.  
Урбанизация  жизни  обусловила  вовлечение  в  сферу  рекреационного 
использования  больших  территорий  природных  ландшафтов  и,  прежде  всего, 
пригородных  лесов.    Под  влиянием  высоких  рекреационных  нагрузок 
ухудшается  общее  состояние  лесов,  разрушаются  защитные,  санитарно-
гигиенические  и  эстетические  функции.  Искусственное  уплотнение  почвы, 
разрушение лесной подстилки, вытаптывание травяного покрова, повреждение 
подлеска  и  подроста  нарушают  водно-воздушный  и  температурный  режим 
почвы, вызывают ослабление и деградацию насаждений [1].  Данные вопросы 
наиболее  слабо  разработаны  и  не  изучены  применительно  к  условиям 
лесостепи  Западной  Сибири.  В  основу  изучения  влияния  рекреации  на 
состояние 
и 
устойчивость 
лесных 
экосистем 
положены 
методы 
биогеоценологических исследований [2]. 
Большая  роль  в  сохранении  зеленых  насаждений  в  местах  интенсивного 
рекреационного  использования  отводится  оптимально  спланированной 
дорожно-тропиночной  сети,  что  предотвращает  уплотнение  и  нарушение 
обменных процессов в почвах [3,4,5,6,7]. На уплотненных почвах значительно 
снижается  дыхательный  коэффициент  по  сравнению  с  неуплотненными 
почвами: на глубине 0 - 10 см - в 1 , 2 - 2 , 9  раза; на глубине 10 - 20 см - в 1,5-3 
раза.  Особенно  возрастает  интенсивность  дыхания  почв  с  повышением  их 
влажности  [8].Сильное  уплотнение  поверхности  почвы  создает  в 
корнеобитаемом слое близкие к анаэробным, а в некоторых случаях полностью 
анаэробные  условия.  Особенно  заметно  это  проявляется  в  периоды  сильного 
увлажнения и глубокого промерзания почвы [4].  

 
288 
Результаты  изучения  ширины  годичных  колец  сосны  обыкновенной  в 
зависимости  от  удаленности  от  тропиночной  сети  в  разрезе  типов  леса  в 
условиях  Красноярско-Чернолученского  бора,    расположенного  в  зеленом 
кольце  города  Омска,  позволило  установить  сильное  угнетение  радиального 
прироста  на  расстоянии  от  бровки  пешеходной  тропы,  равном  половине  ее 
ширины [9]. В исследованиях Н.В. Беляевой и  К.Ю. Чемодановой  (2011) была 
проведена  оценка  влияния  рекреационной  нагрузки    на  структуру  живого 
надпочвенного  покрова  в  городском  парке    «Сосновка»  [10].    Согласно  их 
исследованиям  наиболее  низкое  суммарное  проективное  покрытие  отмечается 
на участках со средней рекреационной нагрузкой и составляет в среднем 85,5%  
на  1м
2
.  На  объектах  как  с  низкой,  там  и  с  сильной  рекреационной  нагрузкой 
суммарное проективное покрытие было зафиксировано на одинаковом уровне и 
составило  соответственно  126,4  и  128,2  %.  Высокое  суммарное  проективное 
покрытие живого надпочвенного покрова на участках с сильной рекреационной 
нагрузкой  авторы  объясняют  разрастанием  полукустарников  -  малины  и 
разнотравья, прежде всего гравелата городского, сныти обыкновенной и иван-
чая узколиственного.   
Особую практическую ценность представляют в этом плане недостаточно 
изученные  островные  сосновые  боры  юга  Западной  Сибири  в  условиях 
Казахского  мелкосопочника,  которые    является  наиболее  освоенным  в 
рекреационном  отношении  и      здесь    состояние  лесных    экосистем    в  
значительной мере является  неустойчивым.  
Объекты  и  методика  исследований.  Наши  исследования  проводились  в 
северной части Казахского мелкосопочника, в Боровском гранитном массиве на 
юге  Кокчетавской  области  в  бассейне  оз.  Щучье.  В  качестве  объекта  для 
исследования  была  использована  сосна  обыкновенная.    Отбор  модельных 
деревьев  производился  в  бассейне  оз.  Щучье,  на  территории  Акылбайского 
лесничества ГНПП «Бурабай» в квартале 28, выдел 17 . Состав древостоя - 10 С 
(70). Высота древостоя - 16 м, средний диаметр - 18 см, полнота - 0,7. Тип леса - 
сосняк  мшистый.  Отбор  образцов  производился  в  декабре  2011  г.  Для 
дендрохронологического анализа были использованы модельные деревья сосны 
I  класса    роста  по  Крафту  отдельно  с  участка  с  отсутствием  рекреационной 
нагрузки  (пробная    площадь  1)  и    с  наличием  рекреационной  нагрузки,  вдоль 
дорожно-  тропиночной  сети  (пробная  площадь  2).    Измерение  ширины 
годичных  колец    производили  с  выделением    в  пределах  годичного  гольца 
ранней  («Р»)  и  поздней  («П»)    древесины  по  линии  среднего  диаметра  с 
использованием микроскопа МБС-2 с точностью + 0,05 мм.  
По  результатам  анализа  данных  по  динамике  элементов  ширины 
годичного кольца сосны обыкновенной  (рисунок 1) можно отметить стабильно 
проявление отрицательного влияния рекреационной нагрузке с 1967г. наиболее 
резкое  влияние  рекреационной  нагрузки  проявилось    в  период  формирования  
поздней древесины и более раннем возрасте с 1961г.  

 
289 
Рис.1. Динамика элементов ширины годичного кольца сосны обыкновенной в 
условиях Казахского мелкосопочника 
Условные обозначения: 
1) ––––– пробная площадь  1; - - - - пробная площадь 2. 
2) А - ранняя древесина («Р»); Б – поздняя древесина («П»); 
           В – общая ширина годичного кольца («Р+П»). 
 
 
 
 
 

 
290 
Таким  образом,  можно  отметить  высокую  биоиндикационную 
возможность  дедрохронологического  метода  с  использованием    сосны 
обыкновенной  при  изучении  характера  и  степени  влияния  рекреационной 
нагрузки на лесные экосистемы Казахского мелкосопочника. 
 
Литература: 
 
1.    Таран  И.В.,  Спиридонов  Н.В.Устойчивость  рекреационных  лесов/И.В. 
Таран, Н.В. Спиридонов.- Новосибирск: Наука,1977.-180с.  
2.  Сукачев  В.Н.  Основные  понятия  лесной  биоценологии./В.Н.  Сукачев// 
Основы  лесной  биогеоценологии/  под  ред.  В.Н.Сукачева  и  Н.В.  Дылиса.-
М.:Наука, 1964. –С.5-49. 
3.  Спиридонов  Н.В.  Влияние  уплотнения  почвы  на  прирост  деревьев  в 
лесопарках  Новосибирского  научного  центра/Н.В.  Спиридонов//Изв.  СО  АН 
СССР: Серия «Биол. науки».- 1975.-№10.-Вып.2.-С. 3-8. 
4.  Таран  И.В.,  Спиридонов  Н.В.Устойчивость  рекреационных  лесов/  И.В. 
Таран,Н.В. Спиридонов.- Новосибирск: Наука,1977.-180с. 
5.  Таран  И.В.  Рекреационные  леса  Западной    Сибири/  И.В.  Таран.-
Новосибирск: Наука,1985.-230. 
6.  Лалетин  А.П.  Воздействие  рекреации  на  почвы  и  растительность 
Шушерского бора/А.П.Лалетин //Исследование компонентов лесных экосистем: 
Препр.-Красноярск: Ин-т леса и древесины СО АН СССР,1988.-14с. 
7. Иванов Б.И. Влияние уплотнения на физические свойчтва серой лесной 
почвы в лесу при рекреации/Б.И.Иванов //Лесоведение.- 1990.-№3.-С.58.-62. 
8. Машинский Л.О. Город и природа (Городские зеленые насаждения)/Л.О. 
Машинский.-М.: Стройиздат, 1973.-228с. 
9.  Беляева  Н.В.,  Чемоданова  К.Ю.  Оценка  влияния  рекреационной 
нагрузки    на  структуру  живого  надпочвенного  покрова  в  городском  парке 
«Сосновка»/Н.В.Беляева,  К.Ю.  Чемоданова  //  Экологическая  безопасность  и 
устойчивое  развитие  территории.  Сборник  науч.  статей.-Чебоксары: 
Издательство ЧГУ, 2011.-С.58-63.  
    10.  Григорьев  А.И.  Индикация  состояния  окружающей  среды/  А.И. 
Григорьев// Монография.-Омск: Издательство  ОмИПП, 2003.-128 с. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
291 

жүктеу/скачать 5,97 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: