Повышение эффективности энергетического использования мелкозернистых отходов совершенствованием топочного устройства с пневмоподачей топлива

• Автор: Самодуров, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 169 с. : ил.

Содержание
Введение

Условные обозначения

Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследований

1.1. Оценка ресурсов биомассы как топлива

1.2. Технические средства сжигания отходов растительного про исхождения

1.3. Аналитический обзор технических средств сжигания твердо го топлива

1.3.1. Слоевые топки

1.3.2. Забрасыватели топлива

1.4. Экологический аспект использования растительных отходов в качестве топлива

1.5. Выводы. Цель и задачи исследований

Глава 2. Теоретический анализ режимных параметров топочного
устройства с пневмоподачей и показателей качества горения
2.1. Разработка конструктивнотехнологической схемы топочного устройства для сжигания мелкозернистых растительных отходов с пневматическим подающим устройством
2.2. Анализ аэродинамики системы топливовоздухоподачи
2.3. Теоретический анализ процесса пневмоподачи и равномерно сти распределения мелкозернистых растительных отходов по поверхности разброса
2.4. Разработка математической модели процесса пневмоподачи мелкозернистых растительных отходов в топку
2.5. Теоретический анализ процесса горения твердого топлива и показателей его качества
Глава 3. Программа и методики экспериментальных исследований
3.1. Программа исследований
3.2. Методики экспериментальных исследований
3.2.1. Методика определения физикомеханических свойств мелкозернистых растительных отходов лузги гречихи и проса
3.2.2. Методика определения аэродинамических параметров воздухораспределительной решетки
3.2.3. Методика исследований неравномерности распределе ния мелкозернистых отходов по поверхности горения
3.2.4. Методика экспериментальных исследований процесса подачи мелкозернистых растительных отходов пневмозабрасывателем
3.2.5. Методика многофакторного эксперимента по оптимиза ции режимных параметров сжигания мелкозернистых растительных отходов
3.2.6. Методика определения неполноты сгорания мелкозерни стых растительных отходов
Глава 4. Результаты экспериментальных исследований и их анализ
4.1. Определение физикомеханических свойств мелкозернистых растительных отходов
4.2. Исследования аэродинамических параметров воздухораспре делительной решетки
4.3. Исследования неравномерности распределения мелкозерни 2 стых растительных отходов по поверхности горения
4.4. Исследования параметров пневмозабрасывателя мелкозерни 7 стых растительных отходов
4.5. Результаты исследований по оптимизации режимных пара 1 метров работы топочного устройства
4.6. Определение неполноты горения при сжигании мелкозерни 1 стых растительных отходов
Глава 5. Экономическая эффективность и предложения по практичс
ской реализации результатов исследований
5.1 Техникоэкономическая оценка применения топочного уст
ройства для сжигания мелкозернистых растительных отходов
5.2. Предложения по использованию тепла полученного при ежи 7 гании мелкозернистых растительных отходов
5.3. Методика инженерного расчета параметров топочного уст 0 ройства
5.4 Результаты испытаний топочного устройства с пневмопода
чей топлива в производственных условиях
Общие выводы
Список использованных источников


Важно отметить, что в некоторых странах проекты, связанные с использованием возобновляемых источников энергии, получают субсидии для обеспечения их конкурентоспособности по сравнению с традиционной энергетикой 4, 6, 7, 8. Тем не менее, биотопливо пока занимает скромное место в топливных балансах большинства стран мира. Объясняется такое положение, прежде всего, доступностью дешевого газообразного топлива, пока недостаточно жесткими экологическими требованиями, а также тем, что в большинстве случаев биотопливо дороже ископаемых топлив 1. И все же доля отходов растительного происхождения в энергетике развитых стран принимает все большее значение. В отечественной энергетике для прямого сжигания биомассы используются обычно слоевые и циклонные топки. В. В. Померанцевым. Различные модификации этих топок, позволяющих сжигать биомассу с влажностью до , используются до настоящего времени. Среди более поздних разработок можно назвать котлы с переталкивающей решеткой и горячим дутьем НПО ЦКТИ, пригодные для сжигания различных видов биомассы и бытовых отходов, а также лигнинные котлы, где реализован вихревой метод сжигания 5. Энергетическое использование биомассы в России ограничивается в основном промышленной энергетикой. Связано эго с тем, что в нашей стране разработка техники, использующей в качестве топлива растительные отходы, велась в основном в области использования отходов лесной, деревообрабатывающей и деревоперерабатывающей промышленности, так как на подобных предприятиях накапливаются большие объемы отходов. Работы по разработке топочных устройств для этих отраслей промышленности велись в научнопроизводственном объединении по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова , в Кировском научноисследовательском и проектном институте лесной промышленности . Также практикуется перевод существующих котлов на работу на древесных отходах. Наибольшее распространение получили котлы серии КЕ и ДКВр, оборудованные предтопком скоростного горения или предтопком с неподвижной наклонной колосниковой решеткой, а также чугунные секционные и судовые котлы . Проектнопроизводственная фирма Георгий г. Ковров Владимирской области рекламирует оборудование к сушильной камере для конвективной сушки древесины. Оборудование, предлагаемое фирмой, работает на любых видах отходов деревообработки, тепловая мощность установки 0 кВт , . Работы по созданию котлов сжигающих растительное топливо древесные и сельскохозяйственные отходы ведутся в СанктПетербургском государственном техническом университете. Начиная с х годов и до настоящего времени, изза доступности жидкого и газообразного топлива относительная доля биотоплива в энергетике неуклонно снижается. Одновременно на российский рынок начинает проникать импортное оборудование. Для прямого сжигания биотоплива за рубежом используются и развиваются различные модификации слоевого сжигания, сжигания в кипящем слое и в циркулирующем кипящем слое. При этом основное внимание уделяется очистке газовых выбросов. Межнациональная компания , являющаяся крупнейшим в мире производителем многотопливных котлов, допускающих сжигание древесины мирового рынка, к началу г. МВт, 0 котлов с циркулирующим кипящим слоем общей тепловой мощностью 0 МВт максимальная мощность изготовленного котла 0 МВт предлагается изготовление котлов мощностью до 0 МВт. Слоевые методы сжигания биомассы, в том числе бытовых отходов, развиваются датской фирмой V . Разработкой и производством оборудования использующего в качестве топлива растительные отходы занимается также финская фирма . Этой фирмой разработана технология сжигания влажного биологического топлива i , влажность сжигаемого по такой технологии топлива составляет КПД установок i находится в пределах от до ,3 и зависит от нагрузки. Минимальная нагрузка составляет , ей соответствует КПД . Уменьшение КПД изза высокой влажности доведено до минимума с помощью эффективной утилизации тепла низкая температура дымовых газов и небольшого расхода воздуха во всем диапазоне мощностей. В качестве резервного топлива используют природный газ, дизельное топливо или мазут. В этом случае котел дополнительно комплектуется горелкой на традиционных видах топлива .