Теплогенератор на водоугольном топливе Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

2. Шерьязов С.К., Шелубаев М.В. Возможности использования ВЭУ для электроснабжения потребителей

в Челябинской области: мат-лы 28-й междунар. науч.-техн. конф. ЧГАУ. - Челябинск: ЧГАУ, 2008. -190 с.

3. Пат. 2325551 Российская Федерация. Устройство для автономного энергоснабжения потребителей /

С.К. Шерьязов, А.А. Аверин. Опубл. 26.12.2006 г.

4. Пат. 2221165 Российская Федерация. Ветроэлектрическая станция / Лейён Матс, Кюландер Гуннар.

Опубл. 01.10.2004 г.

5. Пат. 89184 Российская Федерация. Ветроэлектрическая установка / С.К. Шерьязов, М.В. Шелубаев.

Опубл. 27.11.2009 г.

УДК 62-84 И.П. Щеглов, В.Н. Делягин, В.Я. Батищев

ТЕПЛОГЕНЕРАТОР НА ВОДОУГОЛЬНОМ ТОПЛИВЕ

В статье рассмотрены проблемы теплогенераторных установок небольшой мощности. Разработана особая конструкция теплогенераторной установки, позволяющая работать в диапазоне мощностей от 200 до 350 кВт, исследованы режимы ее работы, определены выходные параметры.

Ключевые слова: теплогенератор, водоугольное топливо, теплоэнергетическая установка,

топка.

I.P. Shcheglov, V.N. Delyagin, V.Ya. Batishev

HEAT-GENERATOR ON WATER AND COAL FUEL

The problems of heat-generator installations of small capacity are considered in the article. The special design of heat-generator installation, allowing to work in a power range from 200 to 350 kw is developed, modes of its work are researched, target parameters are determined.

Key words: heat-generator, water-coal fuel, heat-power installation, fire-chamber.

В последние годы развиваются и совершенствуются технологии по приготовлению и сжиганию водоугольного топлива (ВУТ). Данный вид топлива обладает всеми свойствами жидкого топлива: позволяет полностью автоматизировать процесс сжигания; транспортируется в автоцистернах или по трубопроводам, а также может производиться на месте потребления; хранится в закрытых резервуарах и длительное время (более 1 мес.) сохранять свои свойства. Но, в отличие от жидкого топлива, ВУТ пожаро- и взрывобезопасно во всех технологических операциях (производство, транспортировка, хранение и сжигание).

Существующие теплоэнергетические установки, работающие на ВУТ, имеют диапазон мощностей от 1000 кВт и выше, когда для сельскохозяйственного производства наиболее востребованным остается диа-

пазон мощностей порядка 100-500 кВт. Сложность создания энергетических установок малой мощности (менее 500 кВт) заключается в неустойчивом горении ВУТ при малых мощностях. Поэтому было необходимо решить ряд инженерных задач, связанных с устойчивостью горения топлива [1].

Для отработки технических решений данных задач в СибИМЭ СО Россельхозакадемии совместно с ООО «Экотехника» создан экспериментальный образец теплогенератора, работающего на ВУТ, мощностью 350 кВт.

Теплогенераторы - это мощные агрегаты воздушного отопления, еще их называют генераторы горячего воздуха (ГГВ), печи воздушного отопления. Тепловая мощность отдельного такого промышленного обогревателя может достигать 600 кВт. Такой мощности обычно хватает для обогрева пространства до 6000 м2.

Для работы теплогенераторы могут использовать различные виды топлива: газ, дизельное топливо, отработанное масло, различные виды технических и растительных масел. Обычно дизельные теплогенераторы отличаются от газовых лишь используемой горелкой и поэтому переход с одного вида топлива на другой предельно прост и обеспечивается всего лишь заменой горелки.

Теплогенератор на ВУТ отличается от других тем, что должен обеспечить частицам ВУТ максимальное время пребывания в камере сгорания, чтобы обеспечить их полное выгорание. Для этого была разработана камера сгорания определенной формы с предтопком, также позволяющим использовать горелку для подсветки ВУТ во время розжига [2].

Теплообменник

Дымовые газы: 1дг - температура Рдг - разряжение Сдг - расход О2дг - кислород Н2Одг - вода СО2дг - двуокись Агент сушки У: Іас - температура Оас - расход влажность

]

\

т

Воздух Форсунки Х2: Топливо ВУТ Хз:

1вф - температура 1вт - температура

Рвф - давление Рвт - давление

Свф - расход Свт - расход

Резервуар с

V ВУТ

) 1

Топливный насос

Наружный воздух : 1нв - температура Унв - влажность

Системные параметры :

Т - астрономическое время W - потребление электроэнергии 1вп - температура воздуха помещ.

Схема измерений параметров ТГ на ВУТ

На схеме рисунка не показаны существующие исполнительные механизмы и устройства:

1) вентилятор с шибером дутьевого воздуха;

2) вентилятор с шибером дымовых газов;

3) вентилятор с шибером агента сушки;

4) блок частотно-регулируемого привода топливного насоса.

Принцип работы теплогенератора на ВУТ состоит в следующем: ВУТ при помощи топливного насоса и компрессора через форсунку распыляется в топку теплогенератора, где происходит испарение лишней влаги и горение частицы угля. Далее раскаленные газы из камеры сгорания попадают в теплообменник и нагревают воздух, нагнетаемый вентилятором. После этого продукты сгорания удаляются через дымоход, а горячий воздух через систему воздуховодов поступает в отапливаемое помещение или для каких-либо технологических операций (сушка зерна, приготовление витаминно-травяной муки и.т.д.)

Результаты измерений параметров на теплогенераторе

Показатель Время(ч:мин)

14:00 14:30 14:40 14:45 15:05

G, кг/ч 60 80 90

Твн,0С 19 22 23 24 28

Тн, 0С -5 -5 -5 -5 -4

tв топке, 0С 940 990 1140 1120

tв тоб, 0С 62 70 116 124 128

tух.газ, 0С 287 376 339 506 515

^Ц газ, м/с 4 7 22 22,5 22

Vиз тоб, м/с 17 17 17 17 17

а 1,27 1,23 1,87 1,15

П, % 84 84 78 78

Р, Гкал/ч 0,2016 0,2688 0,2808

СО,мг/м3 614 596 70 90

Э02, мг/м3 670 823 109 19

1\10х, мг/м3 98 96 213 286 438

02, мг/м3 15,7 15,9 22,3 21,8 21,2

N0, мг/м3 598 182

Примечание Включили ВУТ Увеличили подачу ВУТ Включили дополнительное дутье

Примечание. Перед подачей ВУТ топка около 1ч прогревалась дизельной горелкой до температуры 400 0С; КПД и состав дымовых газов замеряли газоанализатором TESTO і 300 XXI.

Замеряются следующие параметры:

-температура дымовых газов;

-температура в топке;

- объем дымовых газов;

- расход топлива;

- коэффициент избытка воздуха а;

- содержание СО;

- содержание Э02

- содержание 1\Ю2;

- потери с дымовыми газами;

- КПД ТГ;

- содержание N0;

- содержание Ог ;

- содержание СО2.

Мощность Р - расчетный параметр.

На основании анализа результатов проведенных испытаний установлено, что:

• Диапазон нагрузок 200-350 кВт.

• Расход топлива от 60 до 95 кг (при калорийности топлива 4000 ккал/кг). При другой калорийности топлива и марок угля, из которого оно приготовлено, расход и диапазон нагрузок может измениться в одну или другую сторону.

• Проведенные испытания теплогенератора показали, что конструкция топки с регулируемой подачей топлива и вторичного воздуха обеспечивает устойчивое вращательное движение факела.

• Минимально устойчивая нагрузка теплогенератора составляет 60% от номинальной (200 кВт).

• Сравнительно низкий температурный уровень в зоне горения (ниже 12000С) и высокая интенсивность смесеобразования обеспечивают относительно низкие концентрации вредных выбросов: NOх=96-438 мг/м3, С0=70-90мг/м3 (в установившемся режиме).

Литература

1. Делягин Г.Н. Сжигание водоугольных суспензий - метод использования обводненных твердых топлив: дис. ... д-ра техн. наук. - М.: ИГИ, 1970. - 32 с.

2. Теплогенератор на водоугольном топливе / Н.М. Иванов, В.Н. Делягин, В.Я. Батищев [и др.] // Электроэнергетика в сельском хозяйстве: мат-лы Междунар. науч.-практ. конф. / Россельхозакадемия. Сиб. регион. отд-ние. - Новосибирск, 2009. - С. 209-215.

УДК 621.37 Р.Х. Юсупов, Ю.Г. Горшков,

Е.И. Бердов, А.В. Зайнишев

УЛУЧШЕНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ П ОКАЗАТЕЛЕЙ ДВИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНО-ТЯГОВЫХ СРЕДСТВ С ПРИЦЕПНЫМИ ОРУДИЯМИ

В статье рассматривается транспортно-тяговое средство при выполнении разных видов операций и на различных типах несущих поверхностей с точки зрения проходимости и тягово-сцепных свойств. Приведены теория движения ТТС и схема догружателя ведущих колес машины.

Ключевые слова: транспортно-тяговое средство, буксование, крутящий момент, дифференциал, коэффициент трения, блокировка дифференциала.

R.Kh. Yusupov, Yu.G. Gorshkov, Ye.I. Berdov, A.V. Zainishev

PERFECTION OF THE MOVEMENT QUALITY INDICATORS OF THE TRANSPORT-TRACTION MEANS WITH HOOK-ON TOOLS

The transport-traction means in the fulfillment process of different kinds of operations and on various types of bearing surfaces according to the passableness and traction and coupling properties is considered in the article. The theory of TTM movement and the scheme of machine driving wheels finish loader are given.

Key words: transport-traction means, slipping, twisting moment, differential, friction factor, differential blocking.

Буксование транспортно-тяговых средств (ТТС), оснащенных колесными движителями, - одно из наиболее распространенных отрицательных явлений при движении последних по скользким дорогам и поверхностям с малой несущей способностью.

Буксование как непосредственно, так и опосредованно, влияет на производительность агрегатов на базе ТТС, расход топлива, условия труда оператора и другие показатели. На рис. 1 представлены прямые и косвенные последствия, обусловленные повышенным буксованием колесных тракторов [1].

Буксование обусловлено прежде всего наличием дифференциала в трансмиссии колесной машины, а также взаимодействием пневматических движителей с опорной поверхностью. Это взаимодействие связано не