RU114127U1 - Энергетическая установка для утилизации отходов деревообработки с получением тепловой и электрической энергии - Google Patents
Энергетическая установка для утилизации отходов деревообработки с получением тепловой и электрической энергии Download PDFInfo
- Publication number
- RU114127U1 RU114127U1 RU2011126097/06U RU2011126097U RU114127U1 RU 114127 U1 RU114127 U1 RU 114127U1 RU 2011126097/06 U RU2011126097/06 U RU 2011126097/06U RU 2011126097 U RU2011126097 U RU 2011126097U RU 114127 U1 RU114127 U1 RU 114127U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- gas
- installation according
- heat exchanger
- installation
- Prior art date
Links
Landscapes
- Air Supply (AREA)
Abstract
1. Энергетическая установка для утилизации отходов деревообработки с получением тепловой и электрической энергии, содержащая бункер для твердого топлива с регулятором его расхода, топку, вертикальную дымовую трубу с расположенным внутри газовоздушным теплообменником, газовый и воздушный тракты, подводящую и отводящую воздушные магистрали, патрубок горячего воздуха; компрессор и жестко связанную с ним общим валом приводную расширительную машину и электроагрегат с системой управления, отличающаяся тем, что установка снабжена утилизатором тепла, расположенным в верхней части дымовой трубы, регулятором газовоздушного потока и краном-переключателем воздуха, топка снабжена колосником и устройством поддува воздуха, газовоздушный теплообменник выполнен цилиндрическим, имеющим внутреннюю газовую трубу, и снабжен агрегатом обратного потока воздуха. ! 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что газовоздушный теплообменник с внутренней газовой трубой имеет теплообменную поверхность общей площадью от 2 до 4 м2. ! 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что регулятор газовоздушного потока установлен в выходной части внутренней газовой трубы газовоздушного теплообменника. ! 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что кран-переключатель установлен в подводящей магистрали воздушного тракта за расширительной машиной и выполнен с возможностью сообщения с окружающей средой. ! 5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что компрессор и жестко связанная с ним общим валом приводная расширительная машина выполнены в виде единого агрегата-турбокомпрессора центробежного типа. ! 6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что компрессор и жес
Description
Предложенная полезная модель относится к области энергетики, и служит для выработки тепловой и электрической энергии при использовании низкокалорийных твердых топлив, преимущественно отходов от автономных подвижных лесозаготовительных и лесоперерабатывающих комплексов.
Известна энергетическая установка для утилизациии отходов с получением тепловой и электрической энергии, содержащая, бункер для твердого топлива с регулятором его расхода, топку, вертикальную дымовую трубу с расположенным внутри газо-воздушным теплообменником, газовый и воздушный тракты, подводящую, отводящую и горячую воздушные магистрали; компрессор и жестко связанную с ним общим валом приводную расширительную машину и электроагрегат с системой управления (см. патент США № US 5704209, опубл. 06.01.1998, заявители BRONICKI LUCIEN Y, GOLDMAN DANIEL, SINAI JOSEPH), основным недостатком известной конструкции является ее сложность и нерациональное использование последовательно установленных газо-воздушного и высокоэффективного жидкостно-парового энергетического контура в одной системе, что приводит снижению общей эффективности системы получения электроэнергии в сравнении с одноконтурным жидкостно-паровым энергетическим контуром. При этом последняя конструкция контура требует высокой квалификации обслуживающего персонала для обеспечения безопасной эксплуатации при любом сочетании.
Технический результат предложения заключается в упрощении производства, при сохранении эффективности, достаточной для нормального функционирования.
Технический результат достигается тем, что энергетическая установка для утилизациии отходов деревообработки с получением тепловой и электрической энергии содержит, бункер для твердого топлива с регулятором его расхода, топку, вертикальную дымовую трубу с расположенным внутри газо-воздушным теплообменником, газовый и воздушный тракты, подводящую, отводящую и горячую воздушные магистрали; компрессор и жестко связанную с ним общим валом приводную расширительную машину и электроагрегат с системой управления, причем установка снабжена утилизатором тепла, расположенным в верхней части трубы, регулятором и краном-переключателем, топка снабжена колосником и устройством поддува воздуха, газо-воздушный теплообменник выполнен цилиндрическим, имеющим внутреннюю газовую трубу, и снабжен агрегатом обратного тока. Это упрощает конструкцию установки и ее производство.
Технический результат также достигается тем, что газо-воздушный теплообменник выполнен цилиндрическим с внутренней газовой трубой и имеет простую конструкцию, теплообменную поверхность общей площадью от 2 до 4 м2, что позволяет значительно упростить его производство и снизить затраты при производстве и эксплуатации для заданной тепловой мощности топки и стартер-генератора. Это упрощает конструкцию установки и ее производство при сохранении эффективности, достаточной для ее нормального функционирования.
Технический результат также достигается тем, что установка, в которой регулятор установлен в выходной части внутренней газовой трубы газовоздушного теплообменника позволяет простыми средствами регулировать процесс теплообмена и температуру на его выходе и на входе в расширительную машину, не нарушая газообмен через топку. Это упрощает конструкцию установки и ее производство при сохранении эффективности, достаточной для ее нормального функционирования.
Технический результат также достигается тем, что установка, в которой кран-переключатель установлен в подводящей магистрали воздушного тракта за расширительной машиной и выполнен с возможностью сообщения с окружающей средой позволяет наиболее простыми средствами обеспечить и облегчить пуск, выход на режим самораскрутки и работы под нагрузкой Это упрощает конструкцию установки и ее производство при сохранении эффективности, достаточной для ее нормального функционирования.
Технический результат также достигается тем, что установка, в которой компрессор и жестко связанная с ним общим валом приводная расширительная машина выполнены в виде единого агрегата - турбокомпрессора центробежного типа позволяет использовать турбокомпрессорные агрегаты центробежного типа массового производства, например автомобильные, эксплуатация которых не требует высокой квалификации персонала. Это упрощает производство установки, путем использования в ней стандартизированных агрегатов, и ее конструкцию, так как не требует индивидуального или специального производства наиболее сложного узла установки.
Технический результат также достигается тем, что установка, в которой компрессор и жестко связанная с ним общим валом приводная расширительная машина выполнены в виде объемных роторных машин, например трохоидного типа (компрессора и двигателя Ванкеля), это позволяет повысить выходной момент и стабилизировать его в широком диапазоне нагрузок при стабилизированной частоте вращения. Это упрощает конструкцию установки и ее производство, так как позволяет использовать при производстве производимые промышленностью стандартизованные агрегаты.
Технический результат также достигается тем, что установка, в которой электроагрегат выполнен в виде производимого промышленностью стандартизованного стартер-генератора, что вследствие упрощения производства конструкции электроагрегата при обеспечении запуска и выхода на рабочий режим через режим самораскрутки упрощает конструкцию установки и ее производство.
Технический результат также достигается тем, что установка, в которой агрегат обратного тока в цилиндрическом теплообменнике выполнен в виде патрубка направленного вниз позволяет повысить эффективность теплообмена при простейшей конструкции теплообменника путем увеличения пути воздуха при противоточном и обратном его движении между поверхностями внутренней газовой трубы и внешней цилиндрической поверхностью газо воздушного теплообменника. Это упрощает конструкцию установки и ее производство при достаточной для функционирования эффективности.
Технический результат также достигается тем, что установка, в которой патрубок направлен в низ под углом 5-25 градусов к вертикали так же позволяет улучшить теплообмен путем создания устойчивого вихревого движения между трубами. Это упрощает конструкцию установки при достаточной для функционирования эффективности.
На Фиг.1 схематично показано сечение установка с разрезом по теплообменнку. На Фиг.2 сечение по А-А Фиг.1.
Энергетическая установка для утилизациии отходов деревообработки с получением тепловой и электрической энергии содержит бункер для твердого топлива 1 с регулятором его расхода 2, топку 3, вертикальную дымовую трубу 4 с расположенным внутри газо-воздушным теплообменником 5, газовый 6 и воздушный 7 тракты, подводящую 8 и отводящую 9 воздушные магистрали, патрубок горячего воздуха 10; компрессор 13 и жестко связанную с ним общим валом 12 приводную расширительную машину 11 и электроагрегат 14 с системой управления 15, причем установка снабжена утилизатором тепла 16, расположенным в верхней части дымовой трубы 4, регулятором 17 и краном-переключателем 18, топка снабжена колосником 19 и устройством поддува воздуха 20, газовоздушный теплообменник 5 выполнен цилиндрическим, имеющим внутреннюю газовую трубу 21, и снабжен агрегатом обратного тока 22.
Газо-воздушный теплообменник 5 с внутренней газовой трубой 21 имеет теплообменную поверхность общей площадью от 2 до 4 м2.
Установка содержит регулятор 17, который установлен в выходной части внутренней газовой трубы 21 газо-воздушного теплообменника 5 с возможностью регулирования движения потока горячих газов в нем.
Установка содержит кран-переключатель 18, который установлен в подводящей воздушной магистрали 8 воздушного тракта 7 за приводной расширительной машиной 11 и выполнен с возможностью сообщения с окружающей средой.
Установка содержит компрессор 13 и жестко связанную с ним общим валом 12 приводную расширительную машину 11, которые выполнены в виде единого агрегата - турбокомпрессора центробежного типа.
Установка содержит компрессор 13 и жестко связанную с ним общим валом 12 приводную расширительную машину 11, которые выполнены в виде объемных роторных машин. (На Фигурах не показаны).
Установка содержит электроагрегат 14, который выполнен в виде стартер-генератора, что позволяет упростить конструкцию установки и ее производство.
Установка содержит агрегат обратного тока 22, который служит для увеличения пути движения воздуха и выполнен в виде изогутого к низу патрубка 23 выход которого направленного вниз, причем патрубок направлен вниз под углом 5-25 градусов к вертикали, что позволяет улучшить теплообмен за счет увеличения пути и времени движения и нагрева воздуха в газо-воздушном теплоообменнике.
Установка работает следующим образом:
В бункер 1 закладывается порция отходов деревообработки (стружка, щепа, обрезки древесины, опилки). Производится росжиг топки 3 вручную, дистанционно или автоматически;
При выходе процесса горения на стабильный режим работы включается циркуляция теплоносителя (воздух, вода или антифриз) в утилизаторе тепла 16. Начинается производство тепловой энергии, которая направляется потребителям.
При достижении температуры газа в газовом тракте в зоне газовоздушного теплообменника 7 не ниже 800°С по команде системы управления 15 включается электроагрегат 14, выполненный в виде стартер-генератор 24 в режиме стартера и приводит во вращение вал турбокомпрессора;
При достижении частоты вращения вала компрессора 13 и жестко связанной с ним общим валом 12 приводной расширительной машины 11 и электроагрегата 14 с системой управления 15, составляющей до 30% от номинальной, стартер-генератор 24 по команде системы управления 15 отключается и переходит в режим свободного вращения. При этом воздух из атмосферы поступает на компрессор 13. Компрессор 13 создает повышенное давление в воздушном контуре установки, начинается подогрев воздуха в теплообменнике 5, который поступает на турбину (приводную расширительную машину 11). При этом происходит увеличение частоты вращения общего вала 12 компрессора 13 до номинальных оборотов;
При достижении ротором компрессора 13 100% от номинальной частоты вращения кран-переключатель 18 переключает поток воздуха в подводящую магистраль 8, а стартер-генератор 24 по команде системы управления 15 включается в режим генератора. Начинается выработка электроэнергии. На номинальном режиме работы установки тепло полученное от горения топлива нагревает отходящие газы в зоне расположения газо-воздушного теплообменника 5 до температуры от 800 до 1000°С. Далее газы поступают в утилизатор тепла 16 и теплоизолированную дымовую трубу 4 и поступают в окружающую среду. Тяга в теплоизолированном газовом тракте 6 создается за счет перепада температур в нем и разности плотностей воздуха из-за его нагрева. При расходе газа в газовом тракте 6 в пределах 1…3 кг в секунду. Расход при древесных отходов в час будет 10…30 кг при различной их влажности.
Воздух из атмосферы поступает на компрессор 13, где сжимается до давления 1,6…3,.0 атмосферы, по подводящей воздушой магистрали 9 поступает во внутренний объем газо-воздушного теплообменника 5, где нагревается до температуры 550…800°С. Далее по патрубку 10 поступает на расширительную машину 11, которая приводит в движение компрессор 13 и электроагрегат 14 через общий вал 12. По отводящей воздушной магистрали 8 воздух, при температуре 150…250°С и давлении 1,05…1,1 атмосферы подается в устройство поддува воздуха 20 и далее в газовый тракт.
Электроагрегат на номинальном режиме вырабатывает 1,0…3,0 кВт электрической энергии.
В процессе работы установки при израсходовании топлива в бункере 1 твердого топлива производится периодическая дозагрузка дополнительной порции отходов деревообработки. Тепловая энергия, получаемая в процессе работы установки может использоваться для сушки отходов деревообработки
Электрическая энергия, получаемая в процессе работы установки используется для работы системы управления 15, привода управляющих элементов, подачи новой порции топлива в бункер 1, и может накапливаться в аккумуляторной батарее;
При понижении температуры воздуха в воздушном тракте перед турбиной ниже определенной величины система управления (15) переключает стартер-генератор в режим свободного хода, выработка электроэнергии прекращается. Поддержание рабочего процесса установки на номинальном режиме осуществляется управлением подачей топлива из бункера в топку с помощью регулятора 2.
Остановка работы установки производится прекращением подачи топлива в бункер.
Проведенные расчеты показали, что установка получается простой при изготовлении и достаточно эффективной для ее нормального функционирования. Таким образом достигается указанный технический результат.
Claims (9)
1. Энергетическая установка для утилизации отходов деревообработки с получением тепловой и электрической энергии, содержащая бункер для твердого топлива с регулятором его расхода, топку, вертикальную дымовую трубу с расположенным внутри газовоздушным теплообменником, газовый и воздушный тракты, подводящую и отводящую воздушные магистрали, патрубок горячего воздуха; компрессор и жестко связанную с ним общим валом приводную расширительную машину и электроагрегат с системой управления, отличающаяся тем, что установка снабжена утилизатором тепла, расположенным в верхней части дымовой трубы, регулятором газовоздушного потока и краном-переключателем воздуха, топка снабжена колосником и устройством поддува воздуха, газовоздушный теплообменник выполнен цилиндрическим, имеющим внутреннюю газовую трубу, и снабжен агрегатом обратного потока воздуха.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что газовоздушный теплообменник с внутренней газовой трубой имеет теплообменную поверхность общей площадью от 2 до 4 м2.
3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что регулятор газовоздушного потока установлен в выходной части внутренней газовой трубы газовоздушного теплообменника.
4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что кран-переключатель установлен в подводящей магистрали воздушного тракта за расширительной машиной и выполнен с возможностью сообщения с окружающей средой.
5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что компрессор и жестко связанная с ним общим валом приводная расширительная машина выполнены в виде единого агрегата-турбокомпрессора центробежного типа.
6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что компрессор и жестко связанная с ним общим валом приводная расширительная машина выполнены в виде объемных роторных машин.
7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что электроагрегат выполнен в виде стартер-генератора.
8. Установка по п.1, отличающаяся тем, что агрегат обратного потока выполнен в виде патрубка, направленного вниз.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011126097/06U RU114127U1 (ru) | 2011-06-27 | 2011-06-27 | Энергетическая установка для утилизации отходов деревообработки с получением тепловой и электрической энергии |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011126097/06U RU114127U1 (ru) | 2011-06-27 | 2011-06-27 | Энергетическая установка для утилизации отходов деревообработки с получением тепловой и электрической энергии |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU114127U1 true RU114127U1 (ru) | 2012-03-10 |
Family
ID=46029421
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011126097/06U RU114127U1 (ru) | 2011-06-27 | 2011-06-27 | Энергетическая установка для утилизации отходов деревообработки с получением тепловой и электрической энергии |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU114127U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2679330C1 (ru) * | 2017-12-01 | 2019-02-07 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Энергетический комплекс на основе газификации отходов биомассы |
RU2767578C1 (ru) * | 2020-11-24 | 2022-03-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университете (НПИ) имени М.И. Платова" | Индивидуальный автономный утилизатор органических отходов |
-
2011
- 2011-06-27 RU RU2011126097/06U patent/RU114127U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2679330C1 (ru) * | 2017-12-01 | 2019-02-07 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Энергетический комплекс на основе газификации отходов биомассы |
RU2767578C1 (ru) * | 2020-11-24 | 2022-03-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университете (НПИ) имени М.И. Платова" | Индивидуальный автономный утилизатор органических отходов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN201321918Y (zh) | 大型船舶柴油机废热利用的热电冷联产装置 | |
CN104373164B (zh) | 一种带补燃型余热锅炉的igcc电站系统及工作方法 | |
CN206785443U (zh) | 一种高压天然气热电联供分布式能源系统 | |
CN105737123B (zh) | 高炉煤气分布式能源系统 | |
CN110173347B (zh) | 一种煤矿在用设备的余热回收利用系统及运行方法 | |
CN105605827A (zh) | 利用内燃机尾气集成热化学过程的互补型分布式能源系统 | |
CN109372601B (zh) | 一种回收利用通风瓦斯的分布式综合供能系统 | |
CN207647562U (zh) | 一种冷热、电、蒸汽联供系统 | |
KR101536760B1 (ko) | 배기가스 및 증기의 잔열을 재활용할 수 있는 바이오연료 열병합발전시스템 | |
RU114127U1 (ru) | Энергетическая установка для утилизации отходов деревообработки с получением тепловой и электрической энергии | |
CN208040541U (zh) | 燃气轮机循环烟气余热回收与进气冷却联合系统 | |
CN102635932B (zh) | 燃气热水器 | |
CN205227916U (zh) | 利用内燃机尾气集成热化学过程的互补型分布式能源系统 | |
US20110036097A1 (en) | System for producing power, in particular electrical power, with a gas turbine and a rotary regenerative heat exchanger | |
CN202525917U (zh) | 高效节能蒸柜 | |
CN209083351U (zh) | 一种回收利用通风瓦斯的分布式综合供能系统 | |
CN204200282U (zh) | 一种空分系统压缩设备驱动装置 | |
CN105508055A (zh) | 分布式能源站冷却循环水的系统及方法 | |
CN205480908U (zh) | 高炉煤气分布式能源系统 | |
CN205135815U (zh) | 分布式能源站冷却循环水的系统 | |
CN204200288U (zh) | 一种带补燃型余热锅炉的igcc电站系统 | |
CN103711670B (zh) | 联合循环电站的给水泵系统 | |
CN205206996U (zh) | 移动式lng燃气发电机组 | |
RU2418958C1 (ru) | Электростанция | |
EP2542763B1 (en) | Power generation assembly and method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20170628 |