2015-08-13
658
Одним из видов топлива, использующегося в двигателях внешнего сгорания, служит биогаз. Инновационная теплоэнергетическая установка на основе двигателя внешнего сгорания преобразует биогаз в энергию и тепло. Установка состоит из следующих компонентов:
1. Система подачи горючего, которая автоматически перемещает биомассу из зоны хранения в систему сжигания топлива
2. Система сжигания топлива, где биомасса сгорает и, таким образом, преобразуется в горячие топливные газы
3. Двигатель внешнего сгорания, расположенный на системе сжигания топлива таким образом, чтобы топливные газы подогревали теплообменный аппарат, так называемый "нагревательный прибор" двигателя внешнего сгорания
4. Система подачи охлаждающей воды, которая охлаждает вторую часть двигателя внешнего сгорания
5. Система управления, которая обеспечивает автоматическое и дистанционное управление установкой без обслуживающего персонала
Установка использует в качестве топлива биомассу. Внутренняя часть машины наполняется гелием, и в нее нагнетается давление 40 бар. Под давлением находятся и горячая, и холодная сторона двигателя, включая механизм и генератор. Это сводит к минимуму разность давлений между горячей и холодной сторонами машины. Более того не используется смазочное масло.
|
|
|
Горячая сторона двигателя нагревается до уровня около 700°С, а холодная сторона охлаждается при помощи охлаждающей воды до уровня 40-80°С. Это создает разность температур около 600°С.
Для получения эффективной передачи тепла в двигатель температура источника тепла должна быть значительно выше 700°С. Двигатель имеет четыре цилиндра и производит электрическую мощность 35 кВт.
Древесные стружки подаются в газификатор с восходящим движением воздуха через винтовой конвейер (А). Внутри газификатора с восходящим движением воздуха (В) находится слой древесных стружек толщиной 2 метра. В таком слое в нижней части газификатора (С) происходит контролируемый процесс сжигания с низким содержанием кислорода. В ходе этого процесса испаряются летучие частицы древесных стружек над зоной сжигания, которые выходят в верхней части газификатора как газ, полученный из древесины. Процесс газификации с восходящим движением воздуха прост и надежен, он поставляет горючий газ непосредственно в специально разработанную камеру сжигания, в которой смонтирована машина внешнего сгорания. Устройства для очистки или кондиционирования газа не требуются. Газ, полученный из древесины, отводится (D) в камеру циклического сжигания (Е), где он смешивается с предварительно нагретым воздухом и сжигается. Уровень температуры внутри камеры сжигания составляет 1200°С. Теплообменный аппаратдвигателя внешнего сгорания (F) смонтирован внутри камеры сжигания, что обеспечивает нагрев машины. Одновременно двигатель внешнего сгорания охлаждается при помощи охлаждающей воды (G). В заключение отработанный газ проникает в теплообменный аппарат (Н). Часть отработанного газа отправляется обратно в газификатор с восходящим движением воздуха (I), а часть отработанного газа охлаждается при помощи охлаждающей воды (J). Оставшаяся часть отработанного воздуха выходит через трубу (К) при температуре 130°С.
|
|
|
Двигатель внешнего сгорания производит электроэнергию из тепла. Оставшееся тепло отработанного газа используется для предварительного нагревания воздуха в камере сжигания, а также для нагревания теплофикационной воды в экономайзере. Тепло также производится в машине и подается на решетку обогревателя.
Единственными отходами установки являются охлажденный отработанный газ с низкими уровнями содержания CO и NOx и зола, выходящая из нижней части газификатора.
Работа установки основана на двигателе мощностью 35 кВт и может изменяться в диапазоне от 35 кВт до 140 кВт.
