Другие журналы
Сетевое издание Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл. № ФС 77-61859. ISSN 2412-592X

Энерготехнологическая установка на базе газотурбинного двигателя с использованием продуктов газификации древесных отходов

Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация # 04, август 2016
DOI: 10.7463/aplts.0416.0846815
Файл статьи: Aplts_Aug2016_001to013.pdf (1084.48Кб)
авторы: Данилова С. К.1,*, Тумашев Р. З.1

УДК 620.952

1 МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия

В статье изложены проблемы электроснабжения и утилизации отходов предприятий лесной промышленности. В качестве решения предложена переработка древесных отхо-дов путем газификации с последующим получением электрической энергии от сжигания генераторного газа.Мощность установки была принята 150 кВт. Предлагаемая энерготех-нологическая установка состоит из линии подготовки щепы, газогенератора и газотурбинной установки.
Обоснована необходимость предварительной подготовки древесных отходов, а имен-но измельчения и сушки. Проведен анализ различных схем сушки. Предложена линия подготовка щепы, состоящая из барабанной рубительной машины, бункера приема сырья и барабанной сушилки на дымовых газах.
Выбран прямоточный газогенератор, что объясняется высоким содержанием смолы в исходном топливе. При обращенном процессе смола проходит через высокотемператур-ную зону и большая часть сгорает. Предложена сухая высокотемпературная очистка гене-раторного газа в циклоне. Такая схема очистки позволяет повысить КПД установки и уп-ростить конструкцию, но при этом в генераторном газе остаются взвешенные частицы. Это учитывается при выборе схемы энергопреобразователя.
Обоснован выбор газотурбинной установки в качестве энергопреобразователя. Чтобы снизить эрозионное повреждение лопаток турбины, предложена нетрадиционная схема газотурбинной установки с воздушной турбиной и камерой сгорания, расположенной за турбиной. В такой установке через турбину проходят не продукты сгорания, а воздух. Воздух за турбиной направляется в камеру сгорания, продукты сгорания поступают в воз-духонагреватель, где передают теплоту воздуху за компрессором. При такой схеме сни-жаются затраты энергии на сжатие топливного газа перед камерой сгорания.
Проведена оптимизация цикла газотурбинной установки. Оптимальная степень по-вышения давления в компрессоре составила 3,7. КПД установки при такой степени повы-шения давления составил 25,7%. Представлены результаты расчетов основных элементов установки.
Таким образом, предложена энерготехнологическая установка, позволяющая решить проблемы утилизации отходов и энергоснабжения предприятий лесной промышленности.

Список литературы
  1. Боева Е.Ю., Куникеев Б.А., Щеголев Н.Л. Перспективы и проблемы внедрения технологии Smart grid в России // Инженерный вестник. Электрон. журн. 2015. № 9. С. 543-551. Режим доступа: http://engbul.bmstu.ru/doc/821722.html (дата обращения 15.02.16).
  2. Кулаков Д.М, Тумашев Р.З., Щёголев Н.Л. Утилизация шахтного метана в газотурбинных установках для производства электрической энергии и теплоты // Безопасность в техносфере. 2015. Т. 4, № 5. C. 41-48. DOI: 10.12737/16963
  3. Тумашев Р.З., Бодров Н.Г. Когенерационная газотурбинная установка на попутных нефтяных газах с высоким содержанием тяжёлых углеводородов // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2012. № 7. С. 155-165.
  4. Моляков В.Д., Тумашев Р.З. Обоснование схем и параметров высокоэффективных газотурбинных установок для малой энергетики // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2012. № 10. С. 52-58.
  5. Моляков В.Д., Осипов М.И., Тумашев Р.З., Олесевич К.А. Перспективные направления повышения эффективности ГТУ // Газотурбинные технологии. 2011. № 3. С. 2-7.
  6. Биомасса как источник энергии: Пер. с англ. / Под ред. Соуфера С., Заборски О. М.: Мир, 1985. 368 с.
  7. Каталог продукции // Ассоциация «КАМИ»: сайт. Режим доступа:http://www.stanki.ru/ (дата обращения 02.03.2016).
  8. Тимербаев Н.Ф. Моделирование процесса энерготехнологической переработки древесных материалов методом прямоточной газификации // Вестник Казанского технологического университета. 2012. № 2. С. 34–36.
  9. Борисов Г.С., Брыков В.П., Дытнерский Ю.И., Каган С.З., Ковалев Ю.Н., Кочаров Р.Г., Кочергин Н.В., Мартюшин С.И., Набатов В.А., Трушин А.М., Шерышев М.А. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию / под ред. Дытнерского Ю.И. 2-е изд., перераб. и дополн. М.: Химия, 1991. 496 с.
  10. Сафин Р.Р., Разумов Е.Ю., Оладышкина Н.А. Энергосберегающая установка для сушки и термической обработки древесины // Вестник Казанского технологического университета. 2010. № 9. С. 542-546.
  11. ГОСТ 27134–86. Аппараты сушильные с вращающимися барабанами. Основные параметры и размеры. Введ. 1988-01-01. М.: Изд-во стандартов, 2002. 4 с.
  12. Ольховский Г.Г., Сучков С.И., Березинец П.А., Епихин А.Н., Крылов И.О., Луговская И.Г., Сомов А.А., Гудков В.Н., Заикин А.А. Разработка отечественной ПГУ с газификацией угля // Теплоэнергетика. 2010. № 2. С. 19–26.
  13. Иванов В.Л. Газотурбинный энергопреобразователь для установки утилизации твердых бытовых и промышленных отходов методом газификации // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2012. №7. С. 134–144.
  14. Михальцев В.Е., Моляков В.Д. Расчет параметров цикла при проектировании газотурбинных двигателей и комбинированных установок: учеб. пособие / под ред. Суровцева И.Г. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. 58 с.
  15. Бекнев В.С., Куфтов А.Ф., Тумашев Р.З. Расчет и проектирование центробежных компрессоров ГТД: Методические указания. М.: Изд-во МГТУ, 1996. 44 с.
  16. Митрохин В.Т. Выбор параметров и расчет центростремительной турбины. М.: Машиностроение, 1966. 200 с.
  17. Иванов В.Л., Леонтьев А.И., Манушин Э.А., Осипов М.И. Теплообменные аппараты и системы охлаждения газотурбинных и комбинированных установок: Учебник для вузов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. 592 с.

Тематические рубрики:
Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2017 «Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация» Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)