В ответ на широко распространённые в угольных электростанциях проблемы высоких затрат на топливо, слабой устойчивости горения при низкой нагрузке и недостаточной пиковой мощности, на основе состояния возобновляемых источников энергии вокруг электростанции предложена интегрированная схема совместной работы фотогальванической электростанции для производства водорода и кислорода и угольной котельной с добавлением водорода и кислорода. Построена численная модель угольной котельной полной размерности с четырёхугольным срезом, которая позволила проверить точность моделирования температурного поля, состава компонентов и содержания углерода в летучей золе при чистом угольном горении для базирования оптимизации добавок. На примере типичного сценария производства водорода и кислорода мощностью 20 МВт в пределах электростанции систематически исследовано влияние трёх способов добавления водорода и кислорода на эффективность горения, характеристики догорания и образование NO_x в котле. Результаты моделирования показывают, что режим совместного сжигания с использованием отдельного сопла для водорода и разбавления кислородом первичного воздуха значительно улучшает параметры горения: содержание углерода в летучей золе на выходе из топки снижено до 0,97% по сравнению с чистым угольным горением, значительно повышена эффективность горения; кроме того, активные радикалы от горения водорода способствуют восстановлению NO_x, снижая массовую концентрацию выбросов NO_x в дымовых газах до 294,0 мг/м³, что на около 25% ниже базового режима. Данный режим достигает двойного эффекта замещения угля и оптимизации горения с использованием водорода и кислорода из возобновляемых источников энергии, что не только снижает расход угля, но и расширяет минимальную нагрузку стабильного горения угольных котлов, предоставляя технологическую дорожную карту для инженерно-выполнимой декарбонизации и повышения гибкости угольных установок.

совместное сжигание;стабильность горения;NO_x;численное моделирование