RU2782674C2 - Biomass heating unit of a biogas plant - Google Patents

Biomass heating unit of a biogas plant Download PDF

Info

Publication number
RU2782674C2
RU2782674C2 RU2021132787A RU2021132787A RU2782674C2 RU 2782674 C2 RU2782674 C2 RU 2782674C2 RU 2021132787 A RU2021132787 A RU 2021132787A RU 2021132787 A RU2021132787 A RU 2021132787A RU 2782674 C2 RU2782674 C2 RU 2782674C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
stage
combustion products
controller
water heater
Prior art date
Application number
RU2021132787A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021132787A (en
Inventor
Михаил Евгеньевич Орлов
Вадим Вячеславович Яшков
Сергей Дмитриевич Ожогин
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет"
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет"
Publication of RU2021132787A publication Critical patent/RU2021132787A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2782674C2 publication Critical patent/RU2782674C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: thermal engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the field of thermal engineering and can be used in biogas plants for heating biomass. The biomass heating unit of a biogas plant contains a controller, a fermenter with a heat jacket through which the working coolant circuit passes, a temperature sensor connected to the controller, a return mains water pipeline, and a combustion products gas flue are installed inside the fermenter. The peculiarity of the claimed unit is that the water-water heater of the first stage connected via the heating medium to the return mains water pipeline and the gas-water heater of the second stage connected via the heating medium to the gas flue of the outgoing combustion products are sequentially included in the circuit of the working coolant. The controller is connected by pulse lines to the flow regulator on the return mains water pipeline in front of the water-water heater of the first stage and to the regulating gate on the gas flue of the outgoing combustion products in front of the gas-water heater of the second stage.
EFFECT: increase in the efficiency and efficiency of the biomass heating unit due to a more complete use of the heat of the return network water and combustion products.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в биогазовых установках для подогрева биомассы.The invention relates to the field of heat engineering and can be used in biogas plants for heating biomass.

Известен аналог - узел подогрева биомассы биогазовой установки, содержащий контроллер, ферментер с тепловой рубашкой, включенной в контур рабочего теплоносителя, трубопровод обратной сетевой воды и газоход уходящих продуктов сгорания, внутри ферментера установлен подключенный к контроллеру датчик температуры (см. патент RU 106895 U1, опубл. 27.07.2011). Этот аналог принят в качестве прототипа.An analogue is known - a biomass heating unit of a biogas plant containing a controller, a fermenter with a heat jacket included in the working coolant circuit, a return network water pipeline and a flue of outgoing combustion products, a temperature sensor connected to the controller is installed inside the fermenter (see patent RU 106895 U1, publ. 07/27/2011). This analogue is taken as a prototype.

Недостаток аналога и прототипа заключается в пониженной экономичности подогрева биогаза из-за повышенного расхода тепловой энергии при использовании сетевой воды непосредственно после ее нагрева в теплогенераторе и неиспользование теплоты уходящих продуктов сгорания в межотопительный период.The disadvantage of the analogue and the prototype is the reduced efficiency of biogas heating due to the increased consumption of thermal energy when using network water immediately after it is heated in the heat generator and the non-use of the heat of the outgoing combustion products during the inter-heating period.

Технической проблемой, на решение которой направлено изобретение является разработка высокоэкономичного узла подогрева биомассы биогазовой установки, в котором используются вторичные энергоресурсы.The technical problem to be solved by the invention is the development of a highly economical unit for heating the biomass of a biogas plant, which uses secondary energy resources.

Техническим результатом является повышение экономичности и эффективности работы узла подогрева биомассы биогазовой установки за счет более полного использования теплоты обратной сетевой воды и уходящих продуктов сгорания.The technical result is to increase the efficiency and efficiency of the biomass heating unit of a biogas plant due to a more complete use of the heat of the return network water and the outgoing combustion products.

Для достижения этого результата предложен узел подогрева биомассы биогазовой установки, содержащий контроллер, ферментер, тепловую рубашку, контур рабочего теплоносителя, трубопровод обратной сетевой воды и газоход уходящих продуктов сгорания, внутри ферментера установлен подключенный к контроллеру датчик температуры.To achieve this result, a biomass heating unit of a biogas plant is proposed, containing a controller, a fermenter, a thermal jacket, a working heat carrier circuit, a return network water pipeline and a flue of outgoing combustion products, a temperature sensor connected to the controller is installed inside the fermenter.

Особенность узла заключается в том, что перед тепловой рубашкой ферментера в контур рабочего теплоносителя включены последовательно водо-водяной подогреватель первой ступени, подключенный по греющей среде к трубопроводу обратной сетевой воды, и газо-водяной подогреватель второй ступени, подключенный по греющей среде к газоходу уходящих продуктов сгорания, на выходе из ферментера в контур рабочего теплоносителя включен циркуляционный насос, контроллер соединен импульсными линиями с регулятором расхода на трубопроводе обратной сетевой воды перед водо-водяным подогревателем первой ступени и с регулирующим шибером на газоходе уходящих продуктов сгорания перед газо-водяным подогревателем второй ступени.The peculiarity of the unit is that in front of the fermenter's heat jacket, the working heat carrier circuit is connected in series with the water-to-water heater of the first stage, connected via the heating medium to the return network water pipeline, and the gas-water heater of the second stage, connected via the heating medium to the flue of the outgoing products combustion, at the outlet of the fermenter, a circulation pump is connected to the working heat carrier circuit, the controller is connected by impulse lines to the flow regulator on the return network water pipeline before the water-to-water heater of the first stage and with the control gate on the flue gas duct of the outgoing combustion products before the gas-to-water heater of the second stage.

Совокупность признаков заявляемого изобретения, находящихся в конструктивной и технологической взаимосвязи, позволяет обеспечить требуемый температурный режим в ферментере, используя для этого теплоту обратной сетевой воды и уходящих продуктов сгорания.The set of features of the claimed invention, which are in a constructive and technological relationship, allows you to provide the required temperature in the fermenter, using the heat of the return network water and the outgoing combustion products.

Далее рассмотрим сведения, подтверждающие возможность осуществления заявленного решения с получением искомого технического результата.Next, consider the information confirming the possibility of implementing the claimed solution to obtain the desired technical result.

На чертеже изображена схема узла подогрева биомассы биогазовой установки. Узел содержит контроллер 1, ферментер 2 с тепловой рубашкой 3, включенной в контур 4 рабочего теплоносителя, после тепловой рубашки 3 в контур 4 рабочего теплоносителя включен циркуляционный насос 5, последовательно подающий рабочий теплоноситель в водо-водяной подогреватель 6 первой ступени, подключенный по греющей среде в трубопровод 7 обратной сетевой воды, и в газо-водяной подогреватель 8 второй ступени, подключенный по греющей среде к газоходу 9 уходящих продуктов сгорания. В ферментере 2 установлен датчик температуры 10, подключенный к контроллеру 1. На трубопроводе 7 обратной сетевой воды перед водо-водяным подогревателем 6 первой ступени установлен регулятор расхода 11, соединенный импульсной линией 12 с контроллером 1. На газоходе 9 уходящих продуктов сгорания перед газо-водяным подогревателем 8 второй ступени установлен регулирующий шибер 13, соединенный импульсной линией 14 с контроллером 1.The drawing shows a diagram of the biomass heating unit of a biogas plant. The unit contains a controller 1, a fermenter 2 with a heat jacket 3 included in the circuit 4 of the working heat carrier, after the heat jacket 3, the circulation pump 5 is included in the circuit 4 of the working heat carrier, which sequentially supplies the working heat carrier to the water-to-water heater 6 of the first stage, connected via the heating medium into the pipeline 7 of the return network water, and into the gas-water heater 8 of the second stage, connected through the heating medium to the flue 9 of the outgoing combustion products. A temperature sensor 10 is installed in the fermenter 2, connected to the controller 1. On the pipeline 7 of the return network water in front of the water-to-water heater 6 of the first stage, a flow controller 11 is installed, connected by an impulse line 12 to the controller 1. On the flue 9 of the outgoing combustion products in front of the gas-water the heater 8 of the second stage is equipped with a control gate 13 connected by an impulse line 14 to the controller 1.

Узел подогрева биомассы биогазовой установки работает следующим образом. Теплоноситель по контуру рабочего теплоносителя 4 подается циркуляционным насосом 5 в водо-водяной подогреватель 6 первой ступени, где отбирает теплоту от поступающей по трубопроводу 7 обратной сетевой воды и нагревается до температуры 38-50°С. Сигнал от датчика температуры 10, установленного в ферментере 2 поступает в контроллер 1. Расход обратной сетевой воды регулируется с помощью регулятора расхода 11, к которому по импульсной линии 12 поступает импульс от контроллера 1. После водо-водяного подогревателя 6 первой ступени теплоноситель подается в газо-водяной подогреватель 8 второй ступени, где отбирает теплоту от уходящих продуктов сгорания, подаваемых по газоходу 9, нагревается до требуемой температуры 55-60°С и далее поступает в тепловую рубашку 3, где отдает теплоту биомассе. Расход уходящих продуктов сгорания через газо-водяной подогреватель 8 второй ступени регулируется с помощью регулирующего шибера 13, к которому по импульсной линии 14 поступает импульс от контроллера 1.Node heating biomass biogas plant operates as follows. The coolant along the circuit of the working coolant 4 is supplied by the circulation pump 5 to the water-to-water heater 6 of the first stage, where it takes heat from the return network water flowing through the pipeline 7 and is heated to a temperature of 38-50°C. The signal from the temperature sensor 10 installed in the fermenter 2 enters the controller 1. The flow rate of the return network water is regulated using the flow controller 11, to which a pulse from the controller 1 is received via the impulse line 12. After the water-to-water heater 6 of the first stage, the coolant is supplied to the gas - water heater 8 of the second stage, where it takes heat from the outgoing combustion products supplied through the gas duct 9, is heated to the required temperature of 55-60 ° C and then enters the heat jacket 3, where it gives off heat to the biomass. The flow rate of the outgoing combustion products through the gas-water heater 8 of the second stage is controlled by the control gate 13, to which a pulse from the controller 1 is received via the impulse line 14.

Таким образом, предложенное решение позволяет в течение всего года обеспечить необходимый температурный режим работы узла подогрева биомассы и повысить экономичность и эффективность его работы за счет более полного использования теплоты обратной сетевой воды и продуктов сгорания.Thus, the proposed solution makes it possible throughout the year to provide the necessary temperature regime for the operation of the biomass heating unit and increase the efficiency and effectiveness of its operation due to a more complete use of the heat of the return network water and combustion products.

Claims (1)

Узел подогрева биомассы в биогазовой установке, содержащий контроллер, ферментер с тепловой рубашкой, включенной в контур рабочего теплоносителя, трубопровод обратной сетевой воды и газоход уходящих продуктов сгорания, внутри ферментера установлен подключенный к контроллеру датчик температуры, отличающийся тем, что перед тепловой рубашкой ферментера в контур рабочего теплоносителя включены последовательно водо-водяной подогреватель первой ступени, подключенный по греющей среде к трубопроводу обратной сетевой воды, и газо-водяной подогреватель второй ступени, подключенный по греющей среде к газоходу уходящих продуктов сгорания, на выходе из ферментера в контур рабочего теплоносителя включен циркуляционный насос, контроллер соединен импульсными линиями с регулятором расхода на трубопроводе обратной сетевой воды перед водо-водяным подогревателем первой ступени и с регулирующим шибером на газоходе уходящих продуктов сгорания перед газо-водяным подогревателем второй ступени.A biomass heating unit in a biogas plant containing a controller, a fermenter with a heat jacket included in the working heat carrier circuit, a return network water pipeline and a flue gas duct for the outgoing combustion products, a temperature sensor connected to the controller is installed inside the fermenter, characterized in that before the fermenter heat jacket in the circuit of the working heat carrier, the water-to-water heater of the first stage is connected in series, connected via the heating medium to the return network water pipeline, and the gas-to-water heater of the second stage, connected via the heating medium to the gas flue of the outgoing combustion products, at the outlet of the fermenter, a circulation pump is connected to the circuit of the working heat carrier , the controller is connected by impulse lines to the flow regulator on the return network water pipeline in front of the water-to-water heater of the first stage and to the control gate on the gas duct of the outgoing combustion products in front of the gas-to-water heater of the second stage.
RU2021132787A 2021-04-21 Biomass heating unit of a biogas plant RU2782674C2 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021132787A RU2021132787A (en) 2022-10-21
RU2782674C2 true RU2782674C2 (en) 2022-10-31

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100959375B1 (en) * 2010-02-10 2010-05-24 디에이치엠(주) Bio-gas producting unit for organic material waste
RU106895U1 (en) * 2011-03-25 2011-07-27 Сергей Яковлевич Чернин BIOGAS INSTALLATION
RU2539100C1 (en) * 2013-07-10 2015-01-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Biogas unit
WO2016042206A1 (en) * 2014-09-17 2016-03-24 Salonen Petteri System and method for processing biomass
JP2018530324A (en) * 2015-06-10 2018-10-18 ブリサ インターナショナル リミテッド ライアビリティー カンパニー Biomass breeding method and system, and treatment plant

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100959375B1 (en) * 2010-02-10 2010-05-24 디에이치엠(주) Bio-gas producting unit for organic material waste
RU106895U1 (en) * 2011-03-25 2011-07-27 Сергей Яковлевич Чернин BIOGAS INSTALLATION
RU2539100C1 (en) * 2013-07-10 2015-01-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Biogas unit
WO2016042206A1 (en) * 2014-09-17 2016-03-24 Salonen Petteri System and method for processing biomass
JP2018530324A (en) * 2015-06-10 2018-10-18 ブリサ インターナショナル リミテッド ライアビリティー カンパニー Biomass breeding method and system, and treatment plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2782674C2 (en) Biomass heating unit of a biogas plant
WO2023197596A1 (en) System and method for performing seawater desalination by using heat supply backpressure steam turbine generator unit
EA201790620A1 (en) HEAT DISTRIBUTION INSTALLATION AND POWER PLANT
RU193152U1 (en) WATER TREATMENT PLANT OF WATER TREATMENT OF A HEAT ELECTRIC STATION
Hajbullina et al. Heat transfer in the flow channel in tube bundle corridor type under imposed on the flow liquid of upstream low-frequency asymmetrical pulsations
CN202118876U (en) Energy center of heat energy and electric energy
RU180217U1 (en) Gas-water heat exchanger with protection against low-temperature corrosion on the gas side, designed to heat the working fluid of the cycle and network water of the heating network
RU2012121450A (en) DEVICE FOR CONTROL OF OUTPUT POWER POWER INSTALLATION
RU2021132787A (en) BIOMASS HEATING UNIT OF BIOGAS PLANT
CN204063684U (en) A kind of fume afterheat segmented utilizes device
CN203273858U (en) Water feeding system of waste incineration boiler
RU2715611C1 (en) Thermal turbine plant
RU184672U1 (en) All-mode gas-water heater with protection against low-temperature corrosion on the gas side, designed to heat the working fluid of the cycle and network water of the heating network
CN105484814B (en) Combustion and steam association system and its progress control method
SU878976A2 (en) Steam-gas unit
RU57365U1 (en) ENERGY INSTALLATION
RU2755855C1 (en) Combined heat and power plant with an open cogeneration system
RU2467179C1 (en) Combined-cycle plant with afterburner
CN212450631U (en) Working condition simulation device of ozone generator
CN209005241U (en) A kind of device improving heat source utilization efficiency
Ostapenko Feasibility study for the application of heat pump installation in the thermal scheme of the boiler house of the plant of fruit concentrates and wines
CN202328472U (en) Environment-friendly energy-saving full-automatic heating device
RU2174610C2 (en) Thermal power station operating process
RU2010110318A (en) OPEN TYPE CENTRALIZED TWO-TUBE HEAT SUPPLY SYSTEM
CN205689303U (en) A kind of demineralized water heating system improving combined-cycle power plant's performance