Передвижная энергетическая установка
Полезная модель относится к модульным энергетическим установкам, работающим на основе древесного сырья, и может быть использована для получения электроэнергии различной мощности в местах производства и накопления отходов древесины или в зонах, удаленных от центрального электроснабжения. Сущность полезной модели состоит в том, что в передвижная энергетическая установка содержит блок подготовки исходного сырья, топливный блок, включающий газогенератор с приемным бункером и узел очистки генераторного газа, и энергоблок, содержащий двигатель внутреннего сгорания, соединенный с электрогенератором, блок подготовки исходного сырья содержит измельчитель исходного сырья, установленный перед приемным бункером и накопителем измельченного исходного сырья, соединенным посредством воздуховода с вентилятором и посредством шнекового питателя и нории с узлом загрузки секционной сушилки, в качестве которого используют лопастной питатель, секционная сушилка посредством шнекового питателя и нории соединена с приемным бункером газогенератора и снабжена узлами подачи сушильного агента и отвода отработанного сушильного агента, выход узла очистки генераторного газа топливного блока соединен с двигателем внутреннего сгорания, а выхлопной патрубок двигателя внутреннего сгорания соединен через газодувку с узлом подачи сушильного агента в сушилку, в качестве которого используют коллектор с газоотводами в каждую секцию сушилки, снабженными эжекторами, а узел отвода отработанного сушильного агента состоит из газоотводов из каждой секции сушилки, объединенных с общий отводящий коллектор. Предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить автономную работу установки - от измельчения исходного сырья (с влажностью до 50%) до выработки электроэнергии, повысить тепловой КПД путем полного использования теплоты выхлопных газов ДВС, упростить конструкцию и уменьшить ее металлоемкость, максимально использовать стандартные устройства для выполнения отдельных технологических операций. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Полезная модель относится к области энергомашиностроения, в частности, к передвижным модульным энергетическим установкам с двигателем, работающим на газообразном топливе, генерируемом из твердого топлива - древесного сырья, и может быть использована для получения электроэнергии в местах образования и накопления отходов древесины или в зонах, удаленных от центрального электроснабжения, например, на объектах, действующих в труднодоступных лесных массивах.
Известна установка для осуществления способа газификации топлива для питания двигателя внутреннего сгорания (ДВС), содержащая двигатель внутреннего сгорания, выпускной трубопровод которого помещен в емкость газификации с твердым топливом и снабжен выходом для отработавших газов в атмосферу и калиброванными отверстиями для подачи этих газов в емкость газификации с твердым топливом, при этом на выходе отработавших газов установлен испаритель, а на магистрали подачи газа из емкости газификации последовательно установлены золоуловитель, вакуумный насос и промежуточная емкость для подачи газа в ДВС. /Авторское свидетельство СССР №1325173, F02В 43/08, 1987 г.)/
Недостатками известной установки являются ограниченные функциональные возможности из-за отсутствия отвода влаги из реакционной камеры-газификатора, что исключает возможность работы на влажном исходном сырье, а также отсутствие средства для получения энергии- электрогенератора; периодичность процесса из-за необходимости остановки работы установки на время загрузки газификатора, а также неполное использование теплоты отработавших в ДВС газов, поскольку часть из них выходит свободно в атмосферу
Наиболее близкой по технической сущности к предложенной является передвижная энергетическая установка, содержащая энергоблок с двигателем внутреннего сгорания (ДВС) и электрогенератором, разборный топливный блок, снабженный двухступенчатым газогенератором с основной ступенью и ступенью дожига, с устройством подготовки топлива, содержащим барабанную сушилку и блок очистки воздуха, включающий конденсатор и циклон, и устройством очистки газогенераторного газа, причем массогабаритные характеристики всех блоков выполнены с возможностью их транспортирования, а на выходе переработанного
топлива из основной ступени газогенератора установлены классификатор и накопительная емкость блока контейнеризации золы. /Патент RU №2027880, F02В 43/08, 1995 г./
Недостатками известной установки являются: громоздкость конструкции, которая только отчасти оправдана специфическим назначением - переработкой материалов в зонах, пораженных в результате катастрофы на Чернобыльской АЭС; высокая стоимость установки из-за использования нестандартного оборудования и ее высокая энергоемкость, приводящая к сжиганию значительной доли вырабатываемого генераторного газа, что приводит к снижению теплового КПД установки.
Задачей предложенного технического решения является создание полностью автономной передвижной установки для производства электроэнергии из древесного сырья, в частности, из отходов древесины.
Технический результат от использования предложенной установки заключается в сокращении ее массогабаритных характеристик, в повышении ее теплового КПД, а также в ее удешевлении за счет упрощения конструкции из-за использования максимального количества стандартных устройств.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что передвижная энергетическая установка содержит блок подготовки исходного сырья, топливный блок, включающий газогенератор с приемным бункером и узел очистки генераторного газа, и энергоблок, содержащий двигатель внутреннего сгорания, соединенный с электрогенератором, блок подготовки исходного сырья содержит измельчитель исходного сырья, установленный перед приемным бункером и накопителем измельченного исходного сырья, соединенным посредством воздуховода с вентилятором и посредством шнекового питателя и нории с узлом загрузки секционной сушилки, в качестве которого используют лопастной питатель, секционная сушилка посредством шнекового питателя и нории соединена с приемным бункером газогенератора и снабжена узлами подачи сушильного агента и отвода отработанного сушильного агента, выход узла очистки генераторного газа топливного блока соединен с двигателем внутреннего сгорания, а выхлопной патрубок двигателя внутреннего сгорания соединен через газодувку с узлом подачи сушильного агента в сушилку, в качестве которого используют коллектор с газоотводами в каждую секцию сушилки, снабженными эжекторами.
Предпочтительно, что узел отвода отработанного сушильного агента состоит из газоотводов из каждой секции сушилки, объединенных в общий отводящий коллектор.
Полезная модель поясняется чертежами.
На Фиг.1 изображена схема установки; на Фиг.2 - ее компоновка на платформе автомашины; на Фиг.3 изображен вид А Фиг.2.
Передвижная энергетическая установка (Фиг.1) содержит блок подготовки исходного сырья и топливный и энергоблок, объединенные в газодизельную электростанцию.
В состав блока подготовки исходного сырья входят: измельчитель 1, установленный перед накопителем щепы 2, содержащим приемный бункер 3, шнековый питатель 4 и воздуховод с вентилятором 5, нория 6, секционная сушилка 7 с узлом загрузки, в качестве которого используют лопастной питатель 8 с приемной воронкой 9, и шнековый питатель 10, нория 11. К сушилке 7 подходит входной коллектор 12 для подачи выхлопных газов из ДВС с помощью газодувки 13. От входного коллектора 12 к каждой секции сушилки 7 отходят газоходы, содержащие эжекторы 14. Входной коллектор 12 имеет выход в атмосферу через вентиль 15. Для выхода отработанного сушильного агента и продуктов сушки служит коллектор 16.
Газодизельная электростанция 17 представлена газогенератором 18, соединенным через узел очистки генераторного газа (на чертежах не показан) с двигателем внутреннего сгорания 19, который в свою очередь соединен с электрогенератором 20.
Для выполнения монтажных работ при переводе установки из транспортного в рабочее положение и обратно служит грузоподъемное устройство 21 (Фиг.2 и Фиг.3).
Все устройства и механизмы установки расположены на платформе 22 автомашины или на платформе автоприцепа (Фиг.2 и Фиг.3).
Передвижная энергетическая установка работает следующим образом.
После перевода устройств установки из транспортного в рабочее состояние, заготавливают исходное сырье - отходы древесины и складируют возле установки. В измельчитель 1 подаются сырье, где оно измельчается и далее в виде щепы попадает в приемный бункер 3 накопителя щепы 2, в который подается атмосферный воздух вентилятором 5 для предварительной подсушки щепы и устранения ее слипания и слеживания в накопителе щепы 2. Из накопителя 2 щепу выдают с необходимой производительностью шнековым питателем 4 в приемную воронку нории 6, которая
подает щепу в приемную воронку 9 лопастного питателя 8, откуда щепа поступает в секционную сушилку 7. В секционной сушилке 7 щепа подсушивается выхлопными газами, отбираемыми газодувкой 13 из выходного газового патрубка ДВС газодизельной электростанции 17 и направляемыми во входной коллектор 12 секционной сушилки 7. При этом выхлопные газы ДВС, имеющие высокую температуру, проходят в каждую секцию сушилки через эжекторы 14, позволяющие регулировать температуру сушильного агента в каждой секции сушилки 7 путем разбавления воздухом, забираемым эжекторами из атмосферы. Изменяя таким образом температуру сушильного агента в секциях сушилки 7 добиваются оптимальных условий сушки щепы, максимального использования теплоты выхлопных газов ДВС.
На выходе входного коллектора 12 установлен вентиль 15, который открывают в том случае, если выхлопных газов от ДВС окажется больше требуемого количества (например, при обработке более сухой щепы). Избыток выхлопных газов от ДВС и паров воды отводят из входного коллектора 12 в атмосферу.
Отработанный сушильный агент и продукты сушки (пары воды) удаляют из каждой секции сушилки 7 через индивидуальные газоходы и общий отводящий коллектор 16, а затем выбрасывают в атмосферу.
Подсушенную щепу посредством шнекового питателя 10 секционной сушилки 7 подают в приемную воронку нории 11, которая выдает щепу в приемный бункер газогенератора 18 газодизельной электростанции 17. Образовавшийся в газогенераторе 18 генераторный газ после очистки в узле очистки генераторного газа поступает в газодизельный двигатель внутреннего сгорания 19, выходной вал которого вращает ротор электрогенератора 20, вырабатывающего электроэнергию установленной мощности.
Предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить автономную работу установки - от измельчения исходного сырья до выработки электроэнергии, работать на влажном сырье (до 50% влажности), повысить тепловой КПД путем полного использования теплоты выхлопных газов ДВС, упростить конструкцию и уменьшить ее металлоемкость, максимально использовать стандартные устройства для выполнения отдельных технологических операций.
1. Передвижная энергетическая установка, характеризующаяся тем, что содержит блок подготовки исходного сырья, топливный блок, включающий газогенератор с приемным бункером и узел очистки генераторного газа, и энергоблок, содержащий двигатель внутреннего сгорания, соединенный с электрогенератором, блок подготовки исходного сырья содержит измельчитель исходного сырья, установленный перед приемным бункером и накопителем измельченного исходного сырья, соединенным посредством воздуховода с вентилятором и посредством шнекового питателя и нории с узлом загрузки секционной сушилки, в качестве которого используют лопастной питатель, секционная сушилка посредством шнекового питателя и нории соединена с приемным бункером газогенератора и снабжена узлами подачи сушильного агента и отвода отработанного сушильного агента, выход узла очистки генераторного газа топливного блока соединен с двигателем внутреннего сгорания, а выхлопной патрубок двигателя внутреннего сгорания соединен через газодувку с узлом подачи сушильного агента в сушилку, в качестве которого используют коллектор с газоотводами в каждую секцию сушилки, снабженными эжекторами.
2. Передвижная энергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что узел отвода отработанного сушильного агента состоит из газоотводов из каждой секции сушилки, объединенных в общий отводящий коллектор.
