6 апреля, 2015 
Menedjer 2. ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ Черта ПРОИЗВОДСТВА
2.1. Разновидности мини-ТЭЦ, работающих на древесных отходах
      Нами предложено все обилие утилизационных мини-ТЭЦ, систематизировать по трем признакам.
      По генерирующим устройствам: турбоэлектрогенераторы, газо-поршневые электрогенераторы. В первом случае генератор электронного тока приводится во вращение паровой турбиной, во 2-м случае – газо-поршневым бензиновым двигателем.
      По стационарному признаку: стационарные, мобильные.
      1-ые, обычно, мощностью от 500 кВт и выше, 2-ые – мощностью – до 500 кВт.
      По виду рабочего тела: (имеется в виду газовая композиция) или продукты сгорания для паровых котлов, или генераторный газ для газо-поршневых генераторов.
2.2. Генерирующие аппараты, выпускаемые российскей индустрией
      ОАО «Калужский турбинный завод» выпускает:
      — турбогенераторы с номинальной мощностью: 500, 800, 1000, 2000 кВт;
      — турбогенераторы блочные (т.е. мобильные) конденсационные с отбором пар мощностью: 600, 1200, 1500 кВт;
      — турбогенераторы блочные конденсационные с выработкой электроэнергии и
обогревом сетевой воды мощностью: 600 кВт электроэнергии + 4000 кВт
термический: 600 кВт электроэнергии + 5600 кВт термический;
      — турбогенераторы блочные противодавленческие мощностью: 500, 600, 750,
1200, 1800, 3500.
      Турбогенераторы питаются паром с широким спектром характеристик, по давлению от 0,5 МПа до 4,2 МПа, по температуре от 191 0С до 450 0С.
2.2.1. Газопоршневые турбогенераторы
      Верхнепышминский завод компрессорного оборудования г. Среднеуральска выпускает газо-поршневые теплоэлектростанции мощностью по электроэнергии от 100 до 2000 кВт, при всем этом аппараты, утилизируя тепло, создают дополнительно термическую энергию от 0,13 Гкал/ч до 2,36 Гкал/ч.
      Расчетное горючее – природный газ, в среднем 0,3 нм3/кВт. При использовании генераторного газа от газификации древесных отходов либо древесного угля мощность газо-поршневых турбогенераторов понижается приблизительно на 17…20 % при одновременном увеличении расхода газа в среднем на 15 %.
2.3. Современные газогенераторы
     Газогенераторы серийно не выпускаются. В каждом определенном случае разрабатывается личный газогенератор, но в базе разработки лежат несколько основополагающих характеристик: низшая теплотворность газа (ккал/нм3); выход газа из 1 кг горючего (нм3/кг); производительность газогенератора по газу (нм3/ч); напряжение поперечного сечения шахты по горючему (кг/м2.ч).
      Так, в случае внедрения древесных отходов напряжение поперечного сечения лежит в границах q = 500…900 кг/м2.ч, в то время как для древесного угля q = 400…470 кг/м2.ч.
      Выход газа из 1 кг древесных отходов, то же из 1 кг древесного угля лежит в приделах 1,37 … 1,5 нм3.
      Низшая теплотворная способность генгаза, приобретенного из древесных отходов в генераторе обращенного процесса 1060…1375 ккал/нм3, при всем этом теплотворная способность горючей консистенции подаваемой в бензиновый двигатель при a = 1 равна 550…615 ккал/м3.
      Низшая теплотворная способность генгаза, приобретенного из древесного угля в прямом процессе с добавлением воды 0,4 кг на 1 кг угля равна 1440 ккал/м3, а теплотворность горючей консистенции 635 ккал/м3.
      Производительность газогенератора по газу находится в зависимости от сечения аппарата и лежит в широких границах, от 10 до 7000 нм3/ч. Рабочее сечение газогенератора может быть от d = 0,2 м до d = 3,6 м.
2.4. Современные, серийно выпускаемые парогенераторы
2.4.1. Котлы-утилизаторы ОАО «Белгородский завод энергетического машиностроения»
     Предприятие выпускает паровые, газотрубные котлы общего предназначения серии «Г» с производительностью от 3,2 до 35 т/ч с параметрами: давление
1,4 МПа (в отдельных видах котлов Р = 1,3; 1,5; 1,8 МПа), температура пара 1940С (в отдельных типах котлов Т = 230, 260, 280, 300 0С).
      Для стационарных мини-ТЭЦ средней и большой мощности могут употребляться котлы пакетно-конвективные, водотрубные серии «КУ», характеризующиеся паропроизводительностью от 9 до 50,5 т/ч с параметрами пара: давление 1,8; 4,5 МПа, температура 350…400 0С.
2.4.2. Котлы ОАО «Бийский котельный завод»
     Предприятие выпускает котлы для сжигания древесных отходов мощностью от 2,5 до 25 т/ч пара с параметрами: давление 1,4 … 3,9 МПа, температура 194 … 250 0С.
      Для сжигания генераторного газа могут употребляться котлы тех же мощностей, котлы оборудованные газовыми горелками.
2.5. Варианты сборки мини-ТЭЦ
2.5.1. Мини-ТЭЦ стационарная на базе газогенератора, парового котла и блочного турбоэлектрогенератора
      В качестве энергоэлемента употребляются отходы древесной породы, к примеру, 50000 т/год, включая кору, со средней влажностью 40 %, мини-ТЭЦ работает 360 рабочих дней по 24 часа. Отходы на первой стадии подвергаются измельчению до размеров, не превосходящих 60 мм.
      На последующей стадии древесные отходы подсушиваются отходящими продуктами сгорания до остаточной влажности приблизительно 15 %. Чем ниже остаточная влажность, тем выше эффективность процесса при одновременном понижении расхода энергоэлемента.
      Подсушенные отходы направляются в газогенератор прямого деяния, в каком получают воздушный генгаз в объеме 9400 нм3/ч с теплосодержанием 2,2 Гкал. Температура генераторного газа на выходе из газогенератора 600…700 0С, потому смолистые вещества – неминуемый спутник газификации древесной породы – в прямом процессе не конденсируются, а пребывают в газообразном состоянии. Теплотворная способность газа 1130 ккал/нм3.
      Генгаз сжигается в топке парового котла, к примеру ДЕ16-14-225 ГМО Бийского завода, который производит 13,5 т пара с температурой 225 0С и лишним давлением 13 атм. Эти характеристики пара применимы для использования в турбогенераторе П 1,2-13/6, производящем 1200 кВт электро- энергии. Отборный пар турбогенератора направляется в бойлер для получения термический энергии и подсушки древесных отходов.
      Мощность описанной мини -ТЭЦ: по электроэнергии – 1200 кВт, по термический энергии – 2,65 Гкал/ч, при всем этом часовой расход древесных отходов с влажностью 40 % — 5,7 т/ч.
      Если мини-ТЭЦ работает в год 360 суток по 24 часа, то создание электронной энергии составит 10,3 млн. кВт.ч, а термический – 22900 Гкал в год. На собственные нужды мини -ТЭЦ в год расходуется 1,23 млн. кВт.ч, как следует, 9,07 млн. кВт.ч, также 22900 Гкал могут быть реализованы как товарная продукция.
2.5.2. Мини-ТЭЦ стационарная на базе выносной топки, котла-утилизатора и блочного турбоэлектрогенератора
      Основное отличие от первого варианта в подмене газогенератора на выносную топку.
     В качестве энергоэлемента употребляются древесные отходы подобные по количеству и качеству «Варианту 1». После измельчения 5,7 т/ч отходов без подготовительной подсушки направляются в выносную топку, где сжигаются. Продукты сгорания на выходе из топки характеризуются теплосодержанием приблизительно 12,3 Гкал и имеют температуру около 1300 0С. Для снижения температуры до 600 0С (таковой теплоноситель нужен для котла-утилизатора Г 550 ПЭ Белгородского завода) продукты сгорания разбавляются воздухом в смесителе. Котел-утилизатор производит 14 т пара с температурой 250 0С и лишним давлением 13 атм. Пар направляется в турбоэлектрогенератор П 1,2-13/6 для получения 1200 кВт электронной энергии. Дальше, аналогично «Варианта 1», отборный пар утилизируется в бойлере с получением 2,65 Гкал термический энергии.
      Если мини-ТЭЦ работает 360 суток по 24 часа, то годичное создание электроэнергии составит 10,3 млн. кВт.ч, а термический энергии – 22900 Гкал. На собственные нужды мини -ТЭЦ расходует в год 0,88 млн. кВт.ч, как следует, 9,42 млн. кВт.ч электроэнергии и 22900 Гкал термический энергии могут быть реализованы как товарная продукция.
2.5.3. Мини-ТЭЦ стационарная на базе газогенератора обращенного роцесса и газо-поршневых электрогенераторов
     Данный вариант отличается от первых 2-ух подменой котла-утилизатора и турбогенератора на газопоршневой электрогенератор.
     Подготовка 5,7 т/ч древесных отходов подобны первому варианту.
      Газификация подсушенных отходов осуществляется в газогенераторе обращенного процесса с добавлением воды, при всем этом выходит смешанный газ в объеме 9400 нм3/ч с теплотворной способностью около 1130 ккал/нм3.
      Генгаз охлаждается в холодильнике, где из газа выпадает конденсат физической и пирогенетической воды. Всего обезвоженного газа 7330 нм3/ч, его теплотворная способность 1450 ккал/нм3. Часть обезвоженного генгаза, а конкретно 2100 нм3/ч компрессором нагнетается в рессиверы. Оставшиеся 5230 нм3/ч сжигаются в котле ДЕ 10-14-225 ГМО с получением товарной термический энергии 6,7 Гкал/ч.
      Из рессиверов осуществляется питание 3-х газо-поршневых электрогенера-
торов ГДГ-2000 Среднеуральского завода. Номинальная мощность этих машин 2000 кВт, но, в связи с низкой калорийностью горючего мощность понижается на 17 %, т.е. составляет приблизительно 1660 кВт. Если работают сразу 3 электрогенератора, суммарная мощность равна 4980 кВт. Примененные газо-поршневые электрогенераторы когенерационного типа, т.е. утилизируют собственное тепло. Количество термический энергии от 3-х аппаратов 6,9 Гкал/ч.
      Потребление энергии на собственные нужды мини-ТЭЦ 320 кВт, как следует, товарная электроэнергия в час равна 4660 кВт, в год 40,0 млн. кВт.ч. Товарная термическая энергия 60 000 Гкал.
2.5.4. Мобильная мини-ТЭЦ на базе газогенератора и газо-поршневого электрогенератора
      Мобильная установка создана для работы в критериях отсутствия централизованной подачи энергии: отдаленные населенные пункты, геолого-разведочные партии, лесосеки и др.
      В набор оборудования мобильной мини-ТЭЦ входят: газогенератор, теплообменник для остывания генгаза, рукавный фильтр для чистки газа, компрессор, рессивер, газо-поршневой электрогенератор.
      Оборудование смонтировано на колесной либо полозной платформе и может транспортироваться тягачами, на жд платформах, речных баржах, вертолетами.
      Рабочим телом (топливом) в газогенераторе являются любые древесные отходы, торф, сухие листья и травка, древесный уголь.
      Производительность газогенератора на древесных отходах – приблизительно
1,37 нм3/кг генгаза, на древесном угле – приблизительно 1,5 нм3/кг.
      Мощность мобильной мини-ТЭЦ определяется мощностью газо-поршневого электрогенератора с учетом утрат мощности при переходе с природного газа на генераторный.
      Из последнего столбца видно, что поперечник газогенератора невелик, а, как следует, невелики габаритные размеры мобильной мини-ТЭЦ.
     На пример, если мощность мини-ТЭЦ по электронной энергии равной 425 кВт, то часовой расход древесных отходов составит 113 кг, при всем этом дополнительно будет иметь место выход термический энергии 0,5 Гкал/ч. Такая мини-ТЭЦ может быть расположена на платформе 2,8×5,0 м.
      При сезонной эксплуатации мини-ТЭЦ в течение 200 рабочих дней при 3-х сменной работе полное количество произведенной электроэнергии составит 2,04 млн. кВт.ч, термический – 2400 Гкал/сезон. расход древесных отходов за сезон 550 т.
      Для производства эквивалентного количества энергии при помощи дизельных электрических станций нужно израсходовать 35 т дизельного горючего, себестоимость которого, в связи с дорогостоящей доставкой в отдаленные районы, добивается 25000 руб./т.
Опубликовано в рубрике 
Метки: 
