RU2435976C1 - Многотопливный автономный источник тепловой и электрической энергии - Google Patents
Многотопливный автономный источник тепловой и электрической энергии Download PDFInfo
- Publication number
- RU2435976C1 RU2435976C1 RU2010112974/06A RU2010112974A RU2435976C1 RU 2435976 C1 RU2435976 C1 RU 2435976C1 RU 2010112974/06 A RU2010112974/06 A RU 2010112974/06A RU 2010112974 A RU2010112974 A RU 2010112974A RU 2435976 C1 RU2435976 C1 RU 2435976C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- generator
- heat
- heat exchanger
- stirling engine
- gas
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к энергетике. Многотопливный автономный источник тепловой и электрической энергии включает в себя двигатель Стирлинга с электрогенератором, систему охлаждения двигателя Стирлинга, систему внешнего теплоснабжения с теплообменником-утилизатором теплоты отработанных газов и насосом, магистраль отработанных газов, газогенератор, магистраль генераторного газа и кислородный концентратор. Система охлаждения двигателя Стирлинга имеет в своем составе насос и теплообменник-охладитель, через который проходит магистраль подачи воздуха. Газогенератор обеспечивает производство генераторного газа из различных видов топлива. Магистраль генераторного газа соединяет газогенератор с камерой сгорания двигателя Стирлинга. Насос в системе внешнего теплоснабжения обеспечивает движение теплоносителя через теплообменник-утилизатор теплоты отработанных газов. Кислородный концентратор оснащен регулирующей арматурой и связан, с одной стороны, с камерой газификации газогенератора, а с другой стороны, через дополнительную регулирующую арматуру с магистралью генераторного газа. На магистрали отработанных газов установлен теплообменник предварительного подогрева воздуха. Техническим результатом является повышение кпд и сокращение выбросов в атмосферу. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для комбинированного тепло- и электроснабжения малых хозяйственных (в том числе удаленных) и социальных объектов (малых поселков, деревень, малых предприятий с ограниченным потреблением энергии и т.п.) с использованием местных возобновляемых топливных биоресурсов. В последние годы проблема развития малой энергетики становится все более актуальной, в том числе, в связи с истощением традиционных углеводородных источников энергии.
Известно устройство комбинированной стирлинг-установки для одновременного производства электроэнергии и тепла, включающей в себя двигатель Стирлинга с генератором на одном валу, систему охлаждения двигателя Стирлинга, имеющую в своем составе насос и теплообменник-охладитель, через который проходит магистраль подачи воздуха, систему внешнего теплоснабжения с теплообменником-утилизатором теплоты отработанных газов и теплообменником предварительного подогрева, через который система внешнего теплоснабжения связана с системой охлаждения двигателя Стирлинга, и магистраль отработанных газов /RU 2196243, F02G 5/02, 2003/. Однако устройство данной когенерационной установки не приспособлено к работе на местном топливе, имеет сложное конструктивное исполнение, связанное с использованием пара.
Известна когенерационная установка с двигателем Стирлинга на местном топливе, включающая в себя двигатель Стирлинга с электрогенератором на одном валу, систему охлаждения двигателя Стирлинга. Имеющую также в своем составе насос и теплообменник-охладитель, через который проходит магистраль подачи воздуха, систему внешнего теплоснабжения с теплообменником-утилизатором теплоты отработанных газов и теплообменником предварительного подогрева, через который система внешнего теплоснабжения связана с системой охлаждения двигателя Стирлинга, и магистраль отработанных газов. Отличительной особенностью известной установки является то, что она снабжена газогенератором, обеспечивающим производство генераторного газа из различных видов местного топлива, магистралью генераторного газа, соединяющей газогенератор с камерой сгорания двигателя Стирлинга, магистралью частичного возврата отработанных газов в камеру сгорания двигателя Стирлинга, насосом в системе внешнего теплоснабжения, обеспечивающим движение теплоносителя последовательно через теплообменник предварительного подогрева и теплообменник-утилизатор теплоты отработанных газов. При этом в качестве местного топлива может применяться древесина, торф и горючие сланцы /RU 53380, F02G 5/02, 2006/. Данная установка принята за прототип.
Прототип характеризуется невысоким кпд, а также повышенным загрязнением воздушной среды. Первый недостаток связан с потерями тепла, необходимого для нагрева азота воздуха. Второй недостаток связан с присутствием азота воздуха в высокотемпературных зонах процесса газификации.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение кпд установки и сокращение выбросов в атмосферу.
Для решения поставленной задачи, а также для достижения заявленного технического результата предлагается многотопливный автономный источник тепловой и электрической энергии с двигателем Стирлинга, включающий в себя двигатель Стирлинга с электрогенератором, систему охлаждения двигателя Стирлинга, имеющую в своем составе насос и теплообменник-охладитель, через который проходит магистраль подачи воздуха, систему внешнего теплоснабжения с теплообменником-утилизатором теплоты отработанных газов, магистраль отработанных газов. При этом устройство снабжено газогенератором, обеспечивающим производство генераторного газа из различных видов топлива, магистралью генераторного газа, соединяющей газогенератор с камерой сгорания двигателя Стирлинга, насосом в системе внешнего теплоснабжения, обеспечивающим движение теплоносителя через теплообменник-утилизатор теплоты отработанных газов. Отличительной особенностью предлагаемого источника энергии является то, что устройство дополнительно снабжено кислородным концентратором, оснащенным регулирующей арматурой и связанным, с одной стороны, с камерой сгорания газогенератора, а с другой стороны, через дополнительную регулирующую арматуру - с магистралью генераторного газа.
Дополнительно предлагается установку оснастить теплообменником предварительного подогрева воздуха, установленным на магистрали отработанных газов.
Оснащение источника тепловой и электрической энергии кислородным концентратором, связанным через регулирующую арматуру, с одной стороны, с камерой сгорания газогенератора, а с другой стороны, - с магистралью генераторного газа позволяет повысить кпд газификации за счет исключения потерь на нагрев азота воздуха, повысить энергоемкость получаемого газа за счет исключения азота из состава получаемого газа, а также повысить экологичность процессов газификации и сжигания газа за счет отсутствия азота воздуха в высокотемпературных зонах процесса газификации.
На чертеже представлена схема заявляемого устройства, где 1 - двигатель Стирлинга, 2 - редуктор, 3 - электрогенератор, 4 - насос, 5 - теплообменник-охладитель, 6 - магистраль подачи воздуха, 7 - теплообменник-утилизатор теплоты отработанных газов, 8 - магистраль отработанных газов, 9 - газогенератор, 10 - магистраль генераторного газа, 11 - насос внешнего теплоснабжения, 12 - теплообменник предварительного подогрева, 13 - кислородный концентратор, 14 и 15 - дополнительная регулирующая арматура.
Устройство работает следующим образом. Твердое топливо (древесная щепа, опилки, пеллеты из биомассы любого происхождения, угольная или сланцевая крошка) из расходного бункера через узел дозированной подачи топлива (на чертеже не показаны) поступает в высокотемпературный газогенератор 9. Процесс газогенерации происходит в керамической камере газогенератора 9 в условиях дозированной подачи кислорода от кислородного концентратора 13. Получаемый газ, обогащенный кислородом, поступающим от кислородного концентратора 13 через регулирующую арматуру 14, направляется в высокотемпературную камеру сгорания двигателя Стирлинга 1. Тепло, получаемое от сгорания газа, приводит в действие двигатель Стирлинга 1. Получаемая на двигателе Стирлинга 1 механическая энергия через редуктор 2 передается на электрогенератор 3. Электроэнергия с электрогенератора 3 подается потребителю. Дымовые газы из высокотемпературной камеры сгорания двигателя Стирлинга 1 охлаждаются в теплообменнике-утилизаторе тепла отработанных газов 7 водой от системы внешнего теплоснабжения.
Claims (2)
1. Многотопливный автономный источник тепловой и электрической энергии с двигателем Стирлинга, включающий в себя двигатель Стирлинга с электрогенератором, систему охлаждения двигателя Стирлинга, имеющую в своем составе насос и теплообменник-охладитель, через который проходит магистраль подачи воздуха, систему внешнего теплоснабжения с теплообменником-утилизатором теплоты отработанных газов, магистраль отработанных газов, при этом устройство снабжено газогенератором, обеспечивающим производство генераторного газа из различных видов топлива, магистралью генераторного газа, соединяющей газогенератор с камерой сгорания двигателя Стирлинга, насосом в системе внешнего теплоснабжения, обеспечивающим движение теплоносителя через теплообменник-утилизатор теплоты отработанных газов, отличающийся тем, что устройство дополнительно снабжено кислородным концентратором, оснащенным регулирующей арматурой и связанным, с одной стороны, с камерой газификации газогенератора, а с другой стороны, через дополнительную регулирующую арматуру с магистралью генераторного газа.
2. Источник энергии по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно оснащен теплообменником предварительного подогрева воздуха, установленным на магистрали отработанных газов.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010112974/06A RU2435976C1 (ru) | 2010-04-06 | 2010-04-06 | Многотопливный автономный источник тепловой и электрической энергии |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010112974/06A RU2435976C1 (ru) | 2010-04-06 | 2010-04-06 | Многотопливный автономный источник тепловой и электрической энергии |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2435976C1 true RU2435976C1 (ru) | 2011-12-10 |
Family
ID=45405627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010112974/06A RU2435976C1 (ru) | 2010-04-06 | 2010-04-06 | Многотопливный автономный источник тепловой и электрической энергии |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2435976C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112899036A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-06-04 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种基于igcc的煤气化联合斯特林发电系统 |
| RU2823418C1 (ru) * | 2024-02-27 | 2024-07-23 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Алькатэк Инжиниринг" | Способ и устройство получения энергии в термодинамических циклах |
-
2010
- 2010-04-06 RU RU2010112974/06A patent/RU2435976C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112899036A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-06-04 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种基于igcc的煤气化联合斯特林发电系统 |
| RU2823418C1 (ru) * | 2024-02-27 | 2024-07-23 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Алькатэк Инжиниринг" | Способ и устройство получения энергии в термодинамических циклах |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mertzis et al. | Performance analysis of a small-scale combined heat and power system using agricultural biomass residues: the SMARt-CHP demonstration project | |
| Salman et al. | Predictive modelling and simulation of integrated pyrolysis and anaerobic digestion process | |
| CN108386295B (zh) | 一种一体式生物质发电装置 | |
| KR101402221B1 (ko) | 중소형 가스화 시스템을 이용하여 발전효율을 향상하기 위한 ｌｎｇ 복합화력 발전시스템 및 발전방법 | |
| Abd El-Sattar et al. | Modeling of a downdraft gasifier combined with externally fired gas turbine using rice straw for generating electricity in Egypt | |
| CN101294288A (zh) | 一种氢氧、热、电联产、循环的方法 | |
| Baccioli et al. | Feasibility analysis of coupling an ORC to a mGT in a biogas plant | |
| CN101915163A (zh) | 一种使用氢气燃料和燃气轮机进行氧燃料燃烧的方法及装备 | |
| RU2435976C1 (ru) | Многотопливный автономный источник тепловой и электрической энергии | |
| Dimitrov et al. | Possible uses of biogas for power purposes | |
| CN204702703U (zh) | 一种生物质能高温常压气化联合循环发电系统 | |
| RU2520214C1 (ru) | Газотурбинная установка | |
| CN203098053U (zh) | 化工富氢气体的收集利用系统 | |
| RU59734U1 (ru) | Энергетический комплекс | |
| CN1958723A (zh) | 一种生物质能和天然气互补的分布式能量系统 | |
| RU97173U1 (ru) | Многотопливный автономный источник тепловой и электрической энергии | |
| CN203033957U (zh) | 固定床生物质气化炉与螺旋给料机的粗燃气出口装置 | |
| CN202841020U (zh) | 船舶内燃机高温烟气船舷温差发电装置 | |
| CN202483648U (zh) | 瓦斯氧化热发电装置 | |
| RU97445U1 (ru) | Многотопливный автономный источник тепловой и электрической энергии | |
| RU2395703C2 (ru) | Универсальная воздушно-турбинная энергетическая установка | |
| Mu et al. | Proposal and performance analysis of a novel hydrogen and power cogeneration system with CO2 capture based on coal supercritical water gasification | |
| RU87503U1 (ru) | Парогазовая электрическая станция (варианты) | |
| RU97172U1 (ru) | Многотопливный автономный источник тепловой и электрической энергии | |
| CN213807780U (zh) | 一种后燃式布雷顿循环发电系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130407 |