авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

Повышение эффективности использования древесных отходов лесозаготовок путем производства из них топлива для газогенераторных установок

-- [ Страница 3 ] --

Рис2. Принципиальная схема опытной газогенераторной дизельной

установки

1 – газогенератор, 2 – циклон, 3 – циклон, 4 – радиатор, 5 – тонкий очиститель, 6 – вентилятор, 7 – дизель, 8 – ресивер, 9 – смеситель.

На основе экспериментальных данных установлено, что оптимальная скорость газа на входе в циклон должна составлять 18-20 м/с, при больших скоростях возрастают потери напора на циклоне, а при меньших ухудшается очистка.

Для опытной установки принято:

  • расходы газа 15-35 нм3/ч,
  • скорость газа на входе в установку 10-250м/с,
  • скорость газа на выходе из установки 4-7 м/с,
  • скорость газа во внутреннем цилиндре 1,5 м/с,
  • максимальные суммарные потери напора 100-540 ммвод.ст.
  • температура корпуса циклона 200-2500С.

Окончательная очистка газа от пыли, смол, конденсата и т.п. производится в тонком очистителе, который выполнен в виде цилиндра с размещенным внутри фильтром., имеется отстойник для конденсата со сливным отверстием.

В качестве фильтрующего материала применена «древесная шерсть» (тонкая стружка сечением 0,4х2,5 мм), которая обладает развитой поверхностью контакта и обеспечивает высокие параметры очистки газа, толщина её набивки составляет 100 мм.

В качестве охладителя принята радиаторная схема с прямоугольными ребрами, как наиболее подходящая для данных условий работы и облегчающая очистку охладителя от загрязнений.

Потери напора на радиаторе не превышали 35-40 мм вод.ст..

Критерием качества газогенераторного газа является содержание в нем основного горючего компонента окиси углерода СО, оно существенно зависит от конструкции и режима работы, а так же от характеристик древесного топлива: породы, влажности, фракционности и др..

Пробные пуски и начальные исследования газогенератора показали, что для получения газа с необходимым для работы двигателя содержанием окиси углерода необходимы как работы по доводке некоторых конструктивных элементов, так и накопление навыков его эксплуатации, потерянных после 50-х годов.

Для газодизеля актуален интенсивный розжиг генератора перед пуском, тем интенсивнее, чем выше влажность топлива. Необходимая удельная производительность пускового вентилятора должна быть в диапазоне 1,5-2,3 м3/час кВт.

В результате исследования было установлено следующее:

  • исследуемый диапазон содержания СО в генераторном газе шире, чем у газогенераторных установок 30-50-х годов на дровяном топливе,
  • с ухудшением качества газогенераторного топлива соответственно изменяются теплофизические свойства рабочего тела двигателя, что приводит к снижению температуры в цикле и давлений при фиксированных значениях доли жидкого топлива,
  • при номинальном давлении в цикле (0,585 мПа) максимальные температуры в газодизеле выше на 300-3500К, чем у базового дизеля, как результат уменьшения воздуха при сгорании,
  • с ухудшением качества генераторного газа цикловые подачи дизельного топлива, необходимые для достижения в газодизеле номинального давления, увеличиваются и составляют 24-80% от номинальной дозы топлива базового дизеля, уменьшение одной сотой (1%) содержания СО приводит к увеличению доли жидкого топлива на 0,02 (2%),
  • на номинальном режиме работы газодизеля соотношение требуемых расходов вторичного и первичного воздуха с ухудшением состава генераторного газа увеличивается в 1,35 раза,
  • соотношение расходов вторичного воздуха и сухого генераторного газа при ухудшении качества газа увеличивается с 2,36 до 4,00,
  • скорость воздуха из фурм является важным фактором влияния на весь процесс газогенерации, а, следовательно, на экономичность газодизеля,
  • время пребывания СО2 в реакционной зоне не должно превышать 0,6 секунды,

Полученные результаты позволяют сформулировать пути совершенствование газодизелей за счет оптимизации режимов розжига, повышения температуры в реакционной зоне газогенератора, скорости первичного воздуха, увеличения времени пребывания СО2 в реакционной зоне, уменьшения влажности биотоплива за счет естественной сушки.

6. ТЕХНИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СОЗДАНИЯ

ГАЗОГЕНЕРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ С ДИЗЕЛЕМ.

На основании выполненных исследований сформулированы основные параметры, необходимые для проектирования газожидкостной энергетической установки задаваемой мощности: удельный расход измельченной древесины 1,4 кг/кВтчас, удельный расход газа 3,2 м3/кВтчас, удельный расход воздуха 3,4 м3/ кВтчас, удельная высота активной зоны

20 мм/кВтчас, удельная энергоемкость измельченной древесины 0.71кВтчас/кг, удельная энергоемкость газа 0?31 кВтчаc/м3, удельная энергоемкость воздуха 0,29 кВтчас/м3, удельная энергоемкость высоты активной зоны 0,24кВтчас/мм.

На основании значений представленных параметров можно дать оценку массогабаритных показателей газогенераторной установки с газодизелем. Расчеты показывают, что для газодизеля можностью 180-220 кВт необходимо дополнительное оборудованиесо следующими габаритными объемами: газогенератор 7 м3, высотой 4,0 м и диаметром 1,5 м; охладитель 0,9 м3, высотой 3,0 м, диаметром 0,6 м; скруббер 5,4 м3, высотой 3,5 м, диаметром 1,4 м; газосборник 0,4 м3. Суммарный габаритный объем оборудования газогенераторной установки становится примерно равным 12,7 м3, его масса составит 2,4-4,0 т. Газоходы, объединяющие элементы установки, должны иметь диаметры порядка 22,5-35,0 см. Расход технической воды в оборотном контуре установки должен быть 73-77 л/мин.

Эффективному кпд газодизеля, равному 25%, соответствуют следующие часовые расходы топлива: щепы 308 кг/час, жидкого дизельного топлива 9,7 кг/час. Экономия дизельного топлива составит 85 -90% от номинальной дозы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Эффективное использование древесных отходов лесозаготовительного производства в качестве топлива для газогенераторных дизельных установок является актуальным решением задачи экологической и энергетической безопасности народного хозяйства. Обобщение результатов эксплуатации газогенераторных установок прошлых лет и выполненных экспериментальных исследований на опытной лабораторной установке указывают на реальность создания на базе широко распространенного дизеля типа Д12 современной газодизельной установки мощностью 180-220 кВт, позволяющей сократить расход дизельного топлива не менее, чем в 5 раз.

2.Полученные значения удельных расходов измельченной древесины

(1,4 кг/кВтчас), производимого из неё газа (3,2 м3/кВтчас),

воздуха (3,4 м3/кВтчас) и удельной высоты активной зоны (20 мм/кВтчас)

позволяют решать как прямую, так и обратную задачу при проектировании газогенераторных установок.

3.Результаты исследования позволяют сформулировать пути совершенствования газодизелей:

  • оптимизацию режимов розжига следует производить пусковым регулируемым вентилятором производительностью порядка 20 м3/час,
  • увеличение времени пребывания СО2 в реакционной зоне и полноты восстановления углекислого газа до окиси углерода СО, являющегося основным топливным компонентом, необходимо по возможности увеличивать высоту реакционной зоны,
  • эффективно сухое пыле-золоудаление,
  • повышенная влажность древесного топлива снижает температуру процесса газофикации, приводя к увеличению содержания негорючего СО2, что приводит к уменьшению теплотворной способности производимого топлива, поэтому желательно иметь влажность топливной щепы не выше гигроскопической влажности,
  • очистка производимого генераторного газа является важной составляющей работы газодизеля,
  • розжиг производить или на древесном угле, или от остатков предыдущей работы,
  • время от начала розжига до подключения двигателя на силовой газ составляет 10-12 минут.

4.Фракционный состав щепы, полученной на стационарной

рубительной машине нижнего склада из стволовой древесины имеет дисперсию меньше, чем щепа, произведенная передвижной рубительной машиной на лесосеке.

5.Нормальный закон распределения, полученный в результате математического моделирования процесса образования щепы с позиции теории статистических инвариантов, адекватно описывает фракционный состав измельченной древесины, производимой рубительными машинами.

6.Построенная математическая модель естественной сушки лесоматериалов позволяет определять время сушки как на лесосеке, так и нижнем складе.

7.Отработанный газ может быть использован в качестве высокотемпературного агента в сушильных камерах для щепы и лесоматериалов.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

  1. Беленький Ю.И., Глядяев С.О. Системы машин для переработки древесных отходов на технологическую щепу на лесосеке. // Технология и оборудование лесопромышленного комплекса. Вып.1 СПб.: СПбГЛТА..2008. С 43-45.
  2. Глядяев С.О. Повышение эффективности использования древесных отходов лесозаготовок путем производства из них газогенераторного топлива.//Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии: Вып.186. СПб.: СПбГЛТА, 2009.С.184-187.
  3. Глядяев С.О. Статистические закономерности формирования щепы в рубительных машинах. // Технология и оборудование лесопромышленного комплекса. Вып.3.СПб.: СПбГЛТА, 2009. С.57-60.
  4. Беленький Ю.И., Глядяев С.О. Возможности применения газогенераторных установок на лесосеке в качестве автономного энергетического модуля. Материалы международной научно-практической конференции 27-28 марта 2009г. СПб.: СПбГЛТА, 2009. С.126-129.
  5. Беленький Ю.И., Глядяев С.О. Использование древесных отходов лесозаготовок в качестве биотоплива газогенераторных

установок..- СПб.: СПбГЛТА, 2009. 70 с.

Просим принять участие в работе диссертационного Совета Д.212.008.01 или прислать Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями по адресу: 163007, Архангельск, наб. Северной Двины, 17, Архангельский государственный технический университет, Ученый совет. Факс:

ГЛЯДЯЕВ СЕРГЕЙ ОЛЕГОВИЧ

АВТОРЕФЕРАТ



Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.