Кремнева Е.В. и др.

ПЕРСПЕКТИВЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОМАССЫ В ТЕПЛОГЕНЕРАТОРАХ МАЛОЙ МОЩНОСТИ

Кремнева Е. В., Грек А. С., Губинский М. В., Степаненко В. Ф., Национальная металлургическая академия Украины, Днепропетровск, Украина

Перспективным направлением в экономии природных ископаемых топлив является использование альтернативных источников энергии. Биомасса как возобновляемый источник энергии заслуживает особого внимания. Украина имеет достаточно большой потенциал биомассы для получения энергии.
В настоящее время переработкой органических отходов, как правило, занимаются те предприятия, на которых они накапливаются. Эти предприятия обычно заинтересованы в получении тепловой энергии для удовлетворения собственных нужд.
Получение теплоты в виде горячего воздуха, пара и горячей воды из биомассы экономически выгодно. Украина обладает достаточными техническими возможностями, чтобы начать собственное производство котлов, использующих в качестве топлива биомассу.
В данной работе предложен способ регулируемого сжигания биомассы с предварительной ее газификацией для получения горячего воздуха.
В Национальной металлургической академии Украины на кафедре промышленной теплоэнергетики создан экспериментальный образец теплогенератора, который предназначен для получения горячего воздуха с температурой 80—85°С. Тепловая мощность агрегата составляет 20—25 кВт, площадь поверхности нагрева — 1,5 м². Газификатор представляет собой вертикальную шахту, куда сверху загружают отходы древесины. В качестве топлива в опытах использовали куски размером 5—20 см и влажностью 18—25%. Собственно газификация происходит в нижней части газогенератора в высокотемпературной зоне при температуре около 800°С, куда подается необходимое регулируемое количество воздуха (первичный воздух). Первичный воздух вместе с горячими газами обеспечивает подсушку топлива, отвод водяных паров, которые вместе с продуктами газификации поступают в зону горения, расположенную ниже. Сюда же подается вторичный воздух, необходимый для сжигания продуктов газификации. Заканчивается горение в зоне дожигания. Таким образом, в газогенераторе по ходу топлива можно выделить три зоны: запаса топлива; подсушки, пиролиза, горения и газификации топлива; дожигания продуктов газификации и древесного угля. В зависимости от вида древесины одной загрузки хватает на 2—4 ч работы.
КПД данного агрегата составляет 80—85%.
К недостаткам такого типа теплогенераторов можно отнести ограничения по содержанию в сырье мелкодисперсной фракции.
Преимуществами являются:
— возможность регулирования тепловой мощности теплогенератора в широком диапазоне нагрузки как на стадии газификации топлива, так и на стадии дожигания путем перераспределения потоков воздуха;
— возможность автономной работы длительное время;
— высокий коэффициент полезного действия;
— малое гидравлическое сопротивление котла (25—35 Па) позволяет работать на естественной тяге, что делает возможным эксплуатацию агрегата без затрат электроэнергии.
Конструкция теплогенератора проста в изготовлении и обслуживании, позволяет использовать в качестве топлива горючие отходы без особой подготовки, обеспечивает эффективное сжигание с минимальными выбросами вредных веществ.

THE POTENTIAL FOR THE USE OF BIOMASS AS AN ALTERNATIVE FUEL IN LOW POWER HEAT GENERATORS

Kremneva K. V., Grek A. S., Gubynskiy M. V., Stepanenko V. F., National Metallurgical Academy of Ukraine, Dnepropetrovsk, Ukraine

The paper discusses the potential opportunities for using the biomass as a fuel in low-capacity power generators. It presents the results of the pilot study into the process of controlled biomass combustion, featuring the multi-stage air supply and pre-gasification of fuel, with subsequent afterburning of gasification products in the special chambers.

Главная страница

Сведения об авторах

Кремнева Екатерина Владимировна, аспирант, кафедра промышленной теплоэнергетики, Национальная металлургическая академия Украины, просп. Гагарина, 4, Днепропетровск, 49005, Украина. Тел. (0562) 41-06-18. E-mail: ptedogemail.dp.ua

Грек Александр Сергеевич, ассистент, кафедра промышленной теплоэнергетики, Национальная металлургическая академия Украины, просп. Гагарина, 4, Днепропетровск, 49005, Украина. Тел. (0562) 41-02-89. E-mail: grekalexdogua.fm

Губинский Михаил Владимирович, д. т. н., проф., зав. кафедрой промышленной теплоэнергетики, Национальная металлургическая академия Украины, просп. Гагарина, 4, Днепропетровск, 49005, Украина. Тел. (0562) 41-09-59. E-mail: ptedogemail.dp.ua

Степаненко Виктор Федорович, ст. преподаватель, кафедра промышленной теплоэнергетики, Национальная металлургическая академия Украины, просп. Гагарина, 4, Днепропетровск, 49005, Украина. Тел. (0562) 41-02-87

Последние изменения внесены 24.04.07