RU2660226C1 - Теплоэлектрогенератор на твердом топливе - Google Patents
Теплоэлектрогенератор на твердом топливе Download PDFInfo
- Publication number
- RU2660226C1 RU2660226C1 RU2017117266A RU2017117266A RU2660226C1 RU 2660226 C1 RU2660226 C1 RU 2660226C1 RU 2017117266 A RU2017117266 A RU 2017117266A RU 2017117266 A RU2017117266 A RU 2017117266A RU 2660226 C1 RU2660226 C1 RU 2660226C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- fuel
- compressor
- turbine
- burner
- Prior art date
Links
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 4
- 235000001674 Agaricus brunnescens Nutrition 0.000 abstract description 2
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 abstract description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract description 2
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000002154 agricultural waste Substances 0.000 description 1
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 239000002916 wood waste Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H3/00—Air heaters
- F24H3/02—Air heaters with forced circulation
- F24H3/04—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/04—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
- F23B60/00—Combustion apparatus in which the fuel burns essentially without moving
-
- 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
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Solid-Fuel Combustion (AREA)
Abstract
Изобретение относится к энергетике, а именно к системам отопления и генерации электроэнергии и может быть использовано: в системах воздушного отопления и электроснабжения сельскохозяйственных объектов (фермы, теплицы, мастерские, зернохранилища, овощехранилища, сушилки фруктов, грибов), жилых домов, складских помещений, бытовок в арктических условиях эксплуатации и как автономное энергетическое средство для тепличных хозяйств. Теплоэлектрогенератор на твердом топливе состоит из воздушного компрессора, горелки топлива, электрического генератора и расширительной машины в виде турбины для привода компрессора. Он снабжен эжектором, выполненным с камерой смешения воздуха и продуктов сгорания топлива, при этом горелка выполнена в пеллетном исполнении с бункером твердого топлива и использована для получения рабочей смеси из воздуха и продуктов сгорания пеллет, которая подается в турбину для обеспечения привода компрессора и электрического генератора. В результате работы теплоэлектрогенератора происходит эффективное использование тепловой энергии отходящих продуктов сгорания пеллет при одновременном получении тепла и электроэнергии. 1 ил.
Description
Изобретение относится к энергетике, а именно к системам отопления и генерации электроэнергии.
Известны различные типы теплогенераторов для нагнетания теплого воздуха с целью отопления домов, коттеджей, помещений, с. х. объектов и других объектов.
Серийно выпускаются пеллетные камины и котлы, дизельные и газовые тепловые пушки с теплообменником и вентилятором для подачи тепла в дома и большие помещения. Пеллетные котлы оснащаются электрическими дымососами и высокими вытяжными трубами для создания разрежения в пеллетной горелке. Указанные устройства генерируют только тепло, но не электроэнергию [http.//www.proclimatgroup.ru/kalorifery/vozduhonagrevateli-elektricheskie/.
Известны когенерационные микротурбины, которые помимо тепла, также генерируют электроэнергию, но имеют невысокий электрический КПД преобразования тепла (менее 30%) [www.bpcenergy.ru/equipment/capstone/, www.manbw.ru/analitycs/capstone.html].
Такой КПД микротурбин достигается за счет использования рекуператора тепла отходящих газов и без рекуператора не сможет иметь приемлемое значение, поэтому микротурбинные установки без рекуператора не применяются.
Наиболее близким, по технической сущности к предлагаемому изобретению, является теплоэлектрогенератор, состоящий из воздушного компрессора, горелки топлива, электрического генератора и двух расширительных машин, одна из которых служит для привода компрессора, а вторая служит для привода электрического генератора. Подвод тепловой энергии от сгораемого топлива к воздуху происходит через теплообменник с последующим нагнетанием теплого воздуха в отапливаемое помещение турбокомпрессором [патент РФ на полезную модель №162043, МПК F02B 41/10, 2015].
Недостатками известных устройств являются высокие затраты на энергоносители, загрязнение окружающей среды продуктами сгорания.
Технической задачей предлагаемого изобретения является экономия жидкого топлива (дизельного, керосина) или газа и уменьшение загрязнения окружающей среды продуктами сгорания, за счет замены жидкого топлива и газа в теплоэлектрогенераторе твердым топливом - древесными гранулами (пеллетами) как наиболее экологически чистым и дешевым твердым биотопливом, сырьем для которого служит древесина и отходы сельскохозяйственного производства. Технический результат достигается тем, что теплоэлектрогенератор на твердом топливе, состоящий из воздушного компрессора, горелки топлива, электрического генератора и расширительной машины в виде турбины для привода компрессора, согласно изобретению, снабжен эжектором, выполненным с камерой смешения воздуха и продуктов сгорания топлива, при этом горелка выполнена в пеллетном исполнении с бункером твердого топлива и использована для получения рабочей смеси из воздуха и продуктов сгорания пеллет, которая подается в турбину для обеспечения привода компрессора и электрического генератора.
Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена общая схема теплоэлектрогенератора.
Теплоэлектрогенератор содержит бункер твердого топлива 1, пеллетную горелку 2 с вентилятором, эжектор 3 с камерой смешения, турбину 4, воздушный компрессор 5 и электрический генератор 6. Воздушный компрессор 5 расположен на общем валу с электрическим генератором 6 и турбиной 4.
Работает теплоэлектрогенератор следующим образом. Перед розжигом пеллетной горелки 2 запускается ее вентилятор, воздух проходит через горелку 2 и поступает на турбину 4, которая раскручивается вместе с компрессором 5. Воздух от компрессора 5 пропускается через сопло эжектора 3, которое создает разрежение в камере смешения и самой горелке, увеличивая поток воздуха через горелку 2.
Затем поджигается топливо (пеллеты) и начинается процесс горения с подачей воздуха на горение топлива вентилятором. Продукты сгорания топлива с высокой температурой поступают в камеру смешения эжектора 3, в которой произходит смешивание продуктов сгорания с воздухом. Рабочая смесь из воздуха и продуктов сгорания с высоким теплосодержанием от тепла сгораемого топлива подается на турбину 4, мощность турбины 4, частота вращения турбины 4 с компрессором 5 и расход воздуха через сопло эжектора 3 увеличиваются. Разрежение в горелке 2 возрастает и поступающего воздуха становится достаточно для полного сгорания и обеспечения автономного горения топлива в горелке 2. Электрический вентилятор отключается. Теплоэлектрогенератор выходят на рабочий режим.
Горячая смесь с большим содержанием чистого воздуха, совершает работу в турбине 4, расширяется и ее температура понижается.
В результате работы предлагаемого теплоэлектрогенератора происходит более эффективное использование тепловой энергии отходящих продуктов сгорания пеллет при одновременном получении тепла и электроэнергии. Это достигается за счет смешивания продуктов сгорания пеллет с воздухом в камере смешения эжектора 3 под воздействием эжектирующего потока воздуха, создаваемого компрессором 5, и работы турбины 4 на горячей смеси продуктов сгорания топлива и воздуха. Турбина 4 обеспечивает привод компрессора 5 и электрического генератора 6. Отходящая от турбины 4 рабочая смесь газов с большим содержанием воздуха и незначительным содержанием СО2 под остаточным давлением поступает в теплицы, сушильные и других отапливаемые помещения без использования вентилятора. Учитывая небольшое содержание СО2 в продуктах сгорания пеллет и повышенное содержание воздуха в отходящей смеси газов, смесь может также нагнетаться в проветриваемые жилые помещения.
В результате применения изобретения происходит прямое использованием энергии продуктов сгорания твердого топлива для получения тепла и электроэнергии.
Область применения теплоэлектрогенераторов: системы воздушного отопления и электроснабжение сельскохозяйственных объектов (фермы, мастерские, зернохранилища, овощехранилища, сушилки фруктов, грибов) и жилых домов, ангаров, складских помещений, бытовок в арктических условиях эксплуатации и как автономное энергетическое средство для тепличных хозяйств.
Claims (1)
- Теплоэлектрогенератор на твердом топливе, состоящий из воздушного компрессора, горелки топлива, электрического генератора и расширительной машины в виде турбины для привода компрессора, отличающийся тем, что он снабжен эжектором, выполненным с камерой смешения воздуха и продуктов сгорания топлива, при этом горелка выполнена в пеллетном исполнении с бункером твердого топлива и использована для получения рабочей смеси из воздуха и продуктов сгорания пеллет, которая подается в турбину для обеспечения привода компрессора и электрического генератора.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017117266A RU2660226C1 (ru) | 2017-05-18 | 2017-05-18 | Теплоэлектрогенератор на твердом топливе |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017117266A RU2660226C1 (ru) | 2017-05-18 | 2017-05-18 | Теплоэлектрогенератор на твердом топливе |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2660226C1 true RU2660226C1 (ru) | 2018-07-05 |
Family
ID=62815219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017117266A RU2660226C1 (ru) | 2017-05-18 | 2017-05-18 | Теплоэлектрогенератор на твердом топливе |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2660226C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU98536U1 (ru) * | 2010-05-11 | 2010-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Кировский завод электромагнитов "ДимАл" | Устройство для сжигания гранулированного топлива |
| RU2488037C1 (ru) * | 2011-11-17 | 2013-07-20 | Юрий Михайлович Селиванов | Водогрейный котел |
| KR20150135030A (ko) * | 2014-05-22 | 2015-12-02 | 노동현 | 펠릿 버너 |
| RU162043U1 (ru) * | 2015-02-19 | 2016-05-20 | Федеральное государственное бюджетное научное Учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ФГБНУ ВИЭСХ) | Теплоэлектрогенератор |
-
2017
- 2017-05-18 RU RU2017117266A patent/RU2660226C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU98536U1 (ru) * | 2010-05-11 | 2010-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Кировский завод электромагнитов "ДимАл" | Устройство для сжигания гранулированного топлива |
| RU2488037C1 (ru) * | 2011-11-17 | 2013-07-20 | Юрий Михайлович Селиванов | Водогрейный котел |
| KR20150135030A (ko) * | 2014-05-22 | 2015-12-02 | 노동현 | 펠릿 버너 |
| RU162043U1 (ru) * | 2015-02-19 | 2016-05-20 | Федеральное государственное бюджетное научное Учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ФГБНУ ВИЭСХ) | Теплоэлектрогенератор |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU81561U1 (ru) | Установка для получения электроэнергии | |
| RU2549743C1 (ru) | Теплофикационная газотурбинная установка | |
| JP2014081187A (ja) | もみ殻、木質（オガ粉）を燃料とした発電方法 | |
| RU162043U1 (ru) | Теплоэлектрогенератор | |
| RU2660226C1 (ru) | Теплоэлектрогенератор на твердом топливе | |
| RU2654265C1 (ru) | Когенератор на твердом биотопливе | |
| RU2670856C9 (ru) | Эжекторный газовый теплоэлектрогенератор | |
| RU2594279C1 (ru) | Система тепло- и электроснабжения жилых домов | |
| RU133566U1 (ru) | Парогазовая установка | |
| RU112535U1 (ru) | Агрегат для получения электроэнергии в полевых условиях | |
| US11549401B2 (en) | Coal plant supplementary air and exhaust injection systems and methods of operation | |
| RU88067U1 (ru) | Комплексная воздушнотурбинная энергетическая установка | |
| RU124080U1 (ru) | Устройство генерирования электроэнергии | |
| RU157221U1 (ru) | Нагнетатель теплого воздуха | |
| CN205002374U (zh) | 一种民用热风炉灶 | |
| RU139806U1 (ru) | Газотурбинная установка | |
| RU2012136263A (ru) | Газотурбинная установка с подачей паро-топливной смеси | |
| Matache et al. | Increasing the Efficiency of Wood Biomass Gasification Boilers. | |
| Boukhanouf et al. | Design and optimisation of a small-scale tri-generation system | |
| CN204024821U (zh) | 一种燃气轮机—余热锅炉热电联合系统 | |
| JP7346348B2 (ja) | バイオマス発電装置 | |
| RU147386U1 (ru) | Газотурбинная установка | |
| RU93133U1 (ru) | Автономная отопительная печь | |
| RU2012136262A (ru) | Газотурбинная установка с впрыском воды и/или пара | |
| Osintsev et al. | Method of Combined Heat and Electricity Generation Using Biogas and Coal-Water Slurries |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190519 |