УДК 62-626.42

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, доцент 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


THE USE OF THE GASIFIER TOGETHER WITH THE POWER PLANT

Kipriyanov Fedor Alexandrovich
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education the Vereshchagin State Dairy Farming Academy of Vologda
Can. of Sciences (Technics), Associate Professor, Chair of Power Tools and Technical Service

Abstract
Agricultural enterprises of Russia are the most problematic sector in the field of electricity security. The article deals with questions on possibilities of using gasifiers together with the electric power plant as sources of electric and heat energy. The issue of waste disposal of agricultural industry to produce electric and heat energy is considered. The example of using heat-exchange power plant in the livestock breeding complex to produce electric energy and heat for technological needs is provided.

Keywords: Alternate fuel, electric power plant, electricity, electricityальтернативное топливо, gas fuel, gasifier, produced gas, waste disposal


Библиографическая ссылка на статью:
Киприянов Ф.А. Использование газогенератора совместно с электростанцией // Современная техника и технологии. 2017. № 3 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2017/03/12525 (дата обращения: 27.05.2017).

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.

Так температура генераторного газа может достигать 600ºС на выходе из газогенератора [5], используя теплообменник 2 (рисунок 2), температура генераторного газа понижается до температуры необходимой для нормального процесса работы двигателя внутреннего сгорания – 40ºС [5]. Тепло, полученное в теплообменнике можно использовать на сушку топлива для газогенератора, или на поение животных, так поение коров водой, подогретой до +10…+16ºС, 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 25-29ºС 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.


Все статьи автора «Киприянов Федор Александрович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: