Для Республики Беларусь в последние годыхарактерно увеличение роли местного топливаи горючих отходов в энергообеспечении страны. Это связано с тем, что в структуре себестоимости производства продукции энергетическая составляющая имеет преобладающее значение.
Потому с учетом резкого удорожания идефицита высококалорийных энергоэлементов на базе нефти появилась необходимость сотворения технологий и оборудования для получения термический и электронной энергии на базе возобновляемых и местных видов горючего(отходы деревообработки, с/х производства, промышленные отходы и т.д.), цена которых в текущее время приблизительно в 10-12 разниже цены нефтепродуктов.
Одним из действующих направлений использования в энергетике твердого горючего и горючих отходов промышленного и с/х производств является, не считая прямого сжигания в топках, ихпредварительная переработка в горючие газыразличного предназначения. Получаемый в газогенераторных установках (ГГУ) газ может быть применен как горючее в энергетических установках, технологических процессах, транспортных и стационарных силовых машинах.
К истинному времени создано огромное количество различных способов газификации твердого горючего и конструкций газогенераторов зависимо от предназначения газа, свойства начального горючего и конструкций газогенераторов, вида дутья, давления и т.д.
Преимуществом генераторного газа является возможность поддержания высокотемпературных процессов, наилучшие условия сжигания иуправления технологическим процессом, также то, что его можно получать из низкосортных, наименее дефицитных видов твердого горючего.
В республике энергопотенциал местных видов горючего составляет (в млнту.т./год): по древесному топливу-3,1- торфу- 1,1- отходам растениеводства - 1,0-1,4- биогазу - 0,7-0,8- гидролизному лигнину - 0,05- изношенным автопокрышкам - 0,05- всего - 5,9-6,6.
Разработка
Как понятно, горючий газ выходит в процессе термохимических перевоплощений твердоготоплива, как в качествах без доступа воздуха (полукоксование, коксование) при нагревании до 500-1000 ОС с теплотой сгорания 3000-4000 ккал/нм3, так и в процессе горения при недочете воздуха по реакции С+О2=СО2+Q, дальше СО2+С=2СО-Q, С+Н2О=СО+Н2-Q с теплотой сгорания 900-1600 ккал/нм3. На поддержание процесса газогенерации обычно расходуется 20-27% органического вещества исходноготвердого горючего. Существенное воздействие на выход, состав и теплоту сгорания газа оказываетвид дутья (воздушное, кислородное и т.д.), качество горючего и условия проведения процесса.
Образование горючих газов может протекатькак в недвижном слое горючего, так и «кипящем» (циркулирующем) слое. В зависимости отусловий процесса получают газ данной теплоты сгорания (800-8000 ккал/нм3) и данного состава. Газы с теплотой сгорания выше1600 ккал/нм3 получают с применением паро-кислородного дутья под давлением. Теплотасгорания генераторного газа, обретенного издревесины либо торфа с применением паровоздушного дутья составляет 1300-1500 ккал/нм3. В энергетике и для технологических целей употребляют газы с теплотой сгорания до Одна тысяча 600 ккал/нм3.
Существует несколько схем газогенераторных процессов: прямой, обращенный, перекрестный, с ожиженным слоем и смешанный. Прямой процесс газификации протекает в плотномслое при встречной подаче воздуха и топлива- при обращенном процессе горючее и воздухдвижутся в одном направлении, газ выводится через колосниковую решетку. Смешанные схемы газификации твердого горючего включаютэлементы прямого и обращенного процессов, что позволяет использовать горючее с размером кусков больше 20 мм. Обширное распространение получает также метод газификации в«кипящем» слое горючего.
Для выработки термический энергии можно использовать все виды газогенераторов, но в текущее время предпочтение следует дать газогенераторам Пинча, которые конвертируют вгаз тонкодисперсное горючее с размером частицдо 70 мм и влажностью ниже 40%. Таковой тип газогенератора является базисным для установокфирмы «HERBST» (Ирландия), АО «Импет» (Беларусь), улучшенных газогенераторов ИПИПРЭ НАНБ серии УГВ-Т для отопленияпомещений, газогенераторных установок длявоздушного отопления помещений ассоциации «Белавтодизель» и др. Термическая мощность газогенераторов 30...200 кВт. Они работают в комплекте с паровыми и водогрейными котлами ивоздушными теплообменниками.
Соответствующей особенностью газогенераторовПинча будет то, что обретенный горючий газне охлаждается, а поступает в жаровую трубу, сохраняя при всем этом физическое тепло и образуяфакел горения с температурой 1000-1300 ОС, который контактирует с поверхностью нагревакотла либо воздушным теплообменником, чтопозволяет проводить процесс с минимальнойпотерей тепла. Общий суммарный коэффициент излишка воздуха составляет 1,4-1,6, КПД газогенератора без котла - 0,90-0,93, с котломили с теплообменником - 0,81-0,85.
Таким макаром, применение газогенератора вкомплекте с серийно выпускаемыми котлами натвердом горючем либо воздушными теплообменниками соответственной мощности позволяетповысить эффективность использования горючего за счет сотворения более высочайшей температурыв жаровой трубе по сопоставлению с температурой вслое на колосниковой решетке, что имеет такжеважное значение для понижения вредных выбросов при сжигании горючих отходов, также даетвозможность переводить имеющееся оборудование с водянистого на местное жесткое горючее. Издержки на получение тепла уменьшаются в 5-8 раз по сопоставлению с внедрением высококалорийных энергоэлементов.
Устройстводляотопленияпромышленныхпомещений набазегазогенератора
В Ассоциации «Белавтодизель» создано оборудование для воздушного отопления производственных цехов сельскохозяйственныхпредприятий, заводов с внедрением газогенераторных установок на местном горючем игорючих отходах.
Вместе с ИПЭ и ИПИПРЭ НАНБ разработаны технологии газификации травы, льнокостры, гидролизного лигнина, отходов переработки древесной породы и изношенных автопокрышек сминимальным выбросом вредных веществ в атмосферу. При всем этом, исходя из высококачественных черт горючих отходов спецы изменяли конструкцию газогенератора, а непосредственно, бункера и рассекателя горючего, что позволило получить нужные характеристики процесса.
С целью обоснования экологобезопасной технологии сжигания горючего с высочайшим содержанием серы, в т.ч. гидролизного лигнина, выполнена работа по исследованию процессовтермохимических перевоплощений в горючем способом теплового анализа на дериватографе (функциональная система для теплового анализа, позволяющая на одной ленте получить термогравиметрическую (изменениемассы эталона при его нагревании), дифференциально-термическую и температурную кривые-прим. ред.).
Газогенератор состоит из корпуса, которыйизнутри выложен огнеупорным кирпичом. Вверхней части газогенератора установлен сводчатый рассекатель с вертикальной пластинкой, установленный на креплениях. Под рассекателем размещено отверстие для отвода газов совставленной в него жаровой трубой, которая снабжена патрубком с крышкой для подачи ирегулирования вторичного воздуха. Жаровая труба покрыта слоем огнеупорной глины. К фронтальной стене газогенератора прикрепленагорловина, на которой установлена дверца длярастопки и чистки колосниковой решетки идверца для подачи и регулирования первичного воздуха. Для направления потока воздуха шарнирно установлена шторка, опирающаяся нижним концом на колосниковую решетку. Колосниковая решетка установлена на кулачках механизма подъема-опускания. Поворот кулачковосуществляется при помощи рычагов. Под колосниковой решеткой размещен зольник с дверью для удаления золы. В высшей части газогенератора установлен бункер для горючего скрышкой. Наружняя стена газогенератора ижаровая труба покрыты термический изоляцией иобшивкой. Регулирование подачи первичного ивторичного воздуха осуществляется с помощьювинтов, установленных в крышках.
Жаровая труба газогенератора вставлена ввоздушный теплообменник, созданный для передачи тепла товаров сгорания генераторного газа и горючего теплоносителю - воздуху. Теплообменник типа «труба в трубе» состоитиз 2-ух частей (секций), соединенных при помощи болтов и опирающихся на диск с отверстиями, корпуса, выполненного в виде 2-ух трубс 4-мя патрубками и дисками на торцах. Корпус теплообменника имеет патрубок с фланцем для соединения с вентилятором. В трубусекций вставлен патрубок для соединения с дымососом (дымовой трубой). Снаружи корпустеплообменника покрыт изоляцией и обшивкой. Жаркие дымовые газы поступают в секции теплообменника, а позднее удаляются через дымовую трубу.
Приточный воздух после нагревания (t s 40 5 ОС) подается в помещение при помощи воздуховодовили сосредоточенными струями. При раздачевоздуха при помощи воздуховодов создается более равномерное рассредотачивание воздуха по помещению. Но этот метод связан с дополнительными затратами, загромождением помещений, ухудшением эстетического вида и освещенности помещений.
Разработанная система воздушного отопления производственных помещений, работающая на местных видах твердого горючего, мощностью 70 5 кВт, позволяет понизить стоимостьтепловой энергии в 3-4 раза, повысить эффективность и надежность теплоснабжения.
Мобильныегазогенераторныеэлектростанции
Белорусским городским аграрнымтехническим институтом и ассоциацией«Белавтодизель» разработана также передвижная газогенераторная электрическая станция (ПГГЭС), созданная для получения электрическойэнергии из местных видов горючего. Состоит изгазогенераторного модуля (газогенератор, фильтры грубой и узкой чистки, охладитель), бензинового двигателя (ДВС), электрогенератора (ЭГ). ПГГЭС может производиться втрех вариантах. 1-ый вариант предполагаетразмещение ПГГЭС на отдельной платформе либо прицепе. 2-ой предугадывает размещение энергомодуля в кузове газогенераторного автомобиля. В 3-ем варианте употребляется ДВС газогенераторного автомобиля, который и крутит ротор электрогенератора. Попервому и третьему вариантам сделаны бывалые эталоны электрических станций.
Тесты проявили необходимость развивать в РБ технологии и оборудование для получения силового генераторного газа, применяемого для выработки электроэнергии по схемам:
• - - - - - -ГГУ-ДВС-ЭГ-
• - - - - - -ГГУ - газовая турбина - ЭГ.
В связи с этим становится животрепещущей неувязка перевода имеющихся ДВС с жидкоготоплива на малокалорийный генераторный газ, также сотворения особых газовых движков и турбин относительно малой мощности (до500 кВт).
Расчетный срок окупаемости описанногооборудования не превосходит 1-го года.
Основные Технологические Системы