ПРОИЗВОДСТВО ТЕПЛОВОЙ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
ЭНЕРГИИ ИЗ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ НА ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНЫХ
ПРЕДПРИЯТИЯХ
Коновалова Ю.М. (УГЛТУ, Екатеринбург) jul321@rambler.ru
PRODUCTION THERMAL AND ELECTRICAL ENERGY OF
WOOD GARBAGE ON A WOODSTORAGE ENTERPRISE
Лесоперерабатывающий комплекс является энергоемкой отраслью. Затраты на электрическую и тепловую энергию составляют в структуре себестоимости продукции предприятий лесопромышленного комплекса до 20% и уступают только затратам на сырье. Лесозаготовительные предприятия являются менее энергоемкими. Однако, в структуре себестоимости затраты на тепловую энергию на этих предприятиях также составляют значительную часть – до 8%.
Около 60% предприятий лесозаготовительной отрасли – основы лесопромышленного
комплекса – являются убыточными. [1]. По данным Госкомстата, в
Перевод лесозаготовительных предприятий на собственные источники тепловой и электрической энергии является одной из самых действенных мер, повышающих эффективность их работы. Производство тепловой и электрической энергии позволит полезно использовать неликвидную древесину (дрова и отходы) на выработку ликвидной продукции, цены на которую растут опережающими темпами, и повысить конкурентоспособность вырабатываемой из древесины продукции за счет использования собственной энергии [1].
В настоящее время, возможно использовать два способа производства электрической и тепловой энергии из растительной биомассы: прямое сжигание топлива и двухстадийное сжигание топлива путем предварительной термохимической газификации.
При прямом сжигании топлива используются
конденсационные паротурбинные установки, работающие по схеме: паровой или
водогрейный котел – паровая турбина. Принципиальная схема паротурбинной
установки представлена на рисунок 1 [2].
Основное необходимое оборудование –
паровые котлы, паровые турбины, электрогенераторы и другое – в России
производится.
При двухстадийном сжигании растительного
топлива, растительная биомасса предварительно газифицируется в газогенераторе,
а затем газ поступает в энергогенерирующую установку.
Для выработки электрической и тепловой
энергии из генераторного газа возможно использование нескольких схем:
– газогенерирующая
установка – двигатель внутреннего сгорания (рисунок 2);
–
газогенерирующая установка – паротурбинная установка (рисунок 3):
–
газогенерирующая установка – газотурбинная установка (рисунок 4).
Рисунок 1 – Принципиальная схема паротурбинной
установки
Рисунок
2 – Газогенерирующая установка – двигатель внутреннего сгорания
Рис. 3 – Газогенерирующая установка – паротурбинная
установка
В настоящее время существует множество
схем и режимов газификации, отличающееся направлением движения рабочих сред,
способом подачи и видом окисления. Это такие способы газификации как
газификация в неподвижном слое, газификация в кипящем слое, каталитический
реформенг и флеш-пиролиз [3]. На Российских предприятиях производятся
газогенераторные установки серии УГК. Это: УГК-60 (мощностью 60 кВт), УГК-100
(мощностью 100 кВт) и УГК-200 (мощностью 200 кВт) [4].
Схема: газогенерирующая установка –
двигатель внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания представляет
собой тепловой двигатель, в котором часть химической энергии топлива,
сгорающего в рабочей полости, преобразуется в механическую энергию. В рассматриваемой
установке следует применять газовые двигатели внутреннего сгорания с внешним
смесеобразованием. [3]
В схеме газогенерирующая установка –
паротурбинная установка, представленная на рис. 3., используется такая же
паротурбинная установка как при прямом сжигании топлива, только в камеру
сгорания поступает не твердое топливо, как при прямом сжигании, а газ от
газогенерирующей установки.
Схема, представленная на рис. 4
газогенератор – газотурбинная установка значительно проще, чем схема с
использованием паротурбинной установки. В ней нет парового котла и конденсатора
[2].
При производстве тепловой и
электрической энергии с использованием газотурбинных установках
газогенераторный газ требует дополнительной, более глубокой очистки.[3]
Эффективность производства энергии с использованием древесного топлива определяется как параметрами ТЭС, так и возможностями рационального использования тепловой и электрической энергии в оптимальных соотношениях.
Рис. 4 Схема газогенерирующая установка – газотурбинная
установка
Таким образом, выработка собственной энергии стимулирует углубление степени переработки древесины, производство более наукоемкой, а, следовательно, и более дорогой продукции, делает лесозаготовительные предприятия более конкурентоспособными.
Библиографический
список
1. http://qnclpkte.nm.ru Суханов В.С., Идашин В.И. Каким быть лесозаготовительному предприятию XXI века.
2. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов. – 7-е изд., стереот. – М.: Издательство МЭИ, 2001. – 472 с.: ил.
3. Боровков В.М., Зысин Л.В., Сергеев В.В. Итоги и научно-технические проблемы использования растительной биомассы и органосодержащих отходов в энергетике.// Известия РАН: Энергетика. 2002. №6.-С.13-23.
4. Газогенераторные технологии.// Деловой лес. 2006. №3(63).-С.60.