Использование газогенератора совместно с электростанцией

Размещено на http://www.allbest.ru/

Использование газогенератора совместно с электростанцией

Киприянов Федор Александрович

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования «Вологодская государственная

молочнохозяйственная академия им. Н.В.Верещагина»

кандидат технических наук, д

оцент кафедры энергетических средств и технического сервиса

Аннотация

Сельскохозяйственные предприятия России являются наиболее проблемной отраслью в области обеспеченностью электроэнергией. В статье рассмотрены вопросы, посвященные возможности использования газогенератора совместно с электростанцией, как источников электрической и тепловой энергии. Рассмотрен вопрос утилизации отходов сельскохозяйственного производства для получения электрической и тепловой энергии. Приведен пример применения теплообменной энергетической установки в животноводческом комплексе, для получения электрической энергии и тепла на технологические нужды.

Ключевые слова: альтернативное топливо, газогенератор, газообразное топливо, генераторный газ, утилизация отходов, электростанция, электроэнергия

Проблема энергодефицита для регионов Российской федерации стоит довольно остро, так по данным РИА в 2015 году из 72 регионов Российской Федерации 50 регионов являются энергодефицитными, общий дефицит электроэнергии составил 44332,9 миллионов кВт*ч [1]. Дефицит электроэнергии в Вологодской области в 2015 году составил 2970,6 миллионов кВт*ч, определив положение региона в нижней части таблиц энергообеспеченности.

Наиболее проблемной отраслью народного хозяйства сточки зрения обеспеченностью электроэнергией является сельскохозяйственное производство, качество энергии поставляемой предприятиям агропромышленного комплекса по результатам ряда исследований [2] находится на низком уровне.

Одним из вариантов устранения дефицита электроэенергии для сельскохозяйственных предприятий является выработка собственной электроэнергии с использованием стационарных электростанций способных работать как на традиционном моторном топливе, так и на альтернативных моторных топливах [3, 4]. Преимуществом большинства альтернативных моторных топлив является то, что они получаются из возобновляемых источников энергии, а в некоторых случаях практически из отходов. В сельскохозяйственном производстве источником альтернативных моторных топлив могут послужить отходы различных производств агропромышленного предприятия: отходы животноводческих комплексов которые можно использовать для выработки биогаза, отходы растениеводства солома, полова и т.д. и отходы деревопереработки, которые можно использовать для получения генераторного газа.

Наиболее часто встречающийся в настоящее время тип газогенераторных установок - газогенератор, работающий совместно с электростанцией (рисунок 1). Это обусловлено тем, что стационарно работающий газогенератор, позволяет не только утилизировать отходы производства, получать тепловую энергию, но и при этом вырабатывать электроэнергию. Однако стоит отметить, что если целью работы газогенератора является производство электроэнергии, то КПД процесса не очень высок - только каждое пятое полено можно преобразовать в электроэнергию, а четыре полена - это побочный продукт работы - тепло.

Рисунок 1. Газогенераторная твердотопливная электростанция.

1- газопоршневая электростанция, 2- фильтр-влагоотделитель, 3- фильтр тонкой очистки, 4- бойлер (охладитель газа), 5- вентилятор, 6- газогенератор

Учитывая большое количество тепловой энергии, вырабатываемой газогенератором, в сельскохозяйственном производстве такие установки можно использовать в животноводческих комплексах, обеспечивая освещение помещений и подогрев воды на поение животных и технологические нужды. газогенератор электростанция тепловой энергия

Так температура генераторного газа может достигать 600єС на выходе из газогенератора [5], используя теплообменник 2 (рисунок 2), температура генераторного газа понижается до температуры необходимой для нормального процесса работы двигателя внутреннего сгорания - 40єС [5]. Тепло, полученное в теплообменнике можно использовать на сушку топлива для газогенератора, или на поение животных, так поение коров водой, подогретой до +10…+16єС, позволяет им сэкономить энергию на подогрев воды и направить ее на выработку молока. Особенно важно теплое питье для коров после отела, им в течение 5 суток дают теплую, подогретую до 25-29єС воду [6].

Дополнительным источником тепла в энергетической установке могут служить отработавшие газы двигателя внутреннего сгорания электростанции 4 (рисунок 2), температура которых может достигать для карбюраторных двигателей 750 - 850К и для дизелей 600 - 700К [7]. Воду, подогретую выхлопными газами можно использовать на технологические нужды и мытье оборудования.

Рисунок 2. Схема энергетической теплообменной установки.

1 - газогенератор; 2 - теплообменники; 3 - система очистки генераторного газа; 4 - электростанция.

Аналогичная схема использования газогенераторной установки подразумевает использование тепла, выделяемого газогенератором для предварительной сушки топлива, до необходимой влажности 25% [5]

Усовершенствование конструкций газогенераторов [8, 9] с целью использование генераторного газа в качестве топлива улучшит стабильность работы двигателей. А использование генераторного газа, получаемого при утилизации отходов сельскохозяйственного производства [10] совместно с выработкой электрической и тепловой энергии, позволит повысить энергоэффективность получения продукции предприятиями агропромышленного комплекса.

Библиографический список

1. Риарейтинг / [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://riarating.ru/regions_rankings/20160309/630013825.html (дата обращения:10. 01.2017)

2. Зазуля, А.Н. Использование биогазовых установок в электроснабжении сельскохозяйственных предприятий Тамбовской области/А.Н. Зазуля, А.В. Кобелев, С.В. Кочергин, Н.А. Хребтов//Наука в центральной России. -2013. -№ 4. -С. 66-71.

3. Калинин, В.Ф. О возможностях использования альтернативных источников энергии / В.Ф. Калинин, К.А. Набатов, А.М. Шувалов, А.В. Кобелев // Вестник ТГТУ. -2003. -№3 т.9. -С. 450-456.

4. Кобелев, А.В. Повышение эффективности систем электроснабжения с использованием возобновляемых источников энергии: дис.. канд. тех. наук: 05.09.03. -Тамбов, -2004. -145 с.

5. Газогенераторные энергетические установки / [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://ves-ptp-spb.ru/gazogeneratornye_energet (дата обращения: 15.01.2017)

6. Как влияет питьевая вода на продуктивность молочных коров? / [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://www.kleverkirov.ru/index.php?option=com_content&Itemid=19&catid=37&id=916&lang=ru&view=article (дата обращения: 20.01.2017)

7. Шумский, Е. Г. Общая теплотехника : учеб. / Е. Г. Шумский, Б. А. Богдасаров. - М. : Машгиз, 1961. - 460 с.

8. Патент №168538 Российская Федерация, МПК C10J3/20(2006.01). Газогенератор [Текст] / А.Л. Бирюков, Ф.А. Киприянов// № 2016113671; заявл.08.04.2016; опубл. 08.02.2017 Бюл. № 4 - 7 с.

9. Патент №167119 Российская Федерация, МПК C10J3/20(2006.01). Газогенератор [Текст] / А.Л. Бирюков, Ф.А. Киприянов// №2016113670; заявл. 08.04.2016; опубл. 20.12.2016 Бюл. № 35 - 2 с.

10. Киприянов Ф.А. Перспективы использования генераторного газа//Актуальные научные исследования в условиях вызовов XXI века: Материалы Международной научно-практической конференции. 2016. С. 330 -331.

Размещено на Allbest.ru