ГАЗОГЕНЕРАТОРНАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2006 года по МПК F24H1/00 C10J3/86 

Изобретение относится к энергетике, в частности к газогенераторным энергетическим установкам.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату к заявляемой является газогенераторная энергетическая установка, содержащая вертикальный корпус, внутри которого установлен бункер с древесным топливом, загрузочный люк для топлива, расположенный в верхней части корпуса, размещенное в нижней части корпуса топочное устройство с колосниковой решеткой, над которой расположен коллектор с фурмами для подачи воздуха в зону горения топочного устройства, а между корпусом и бункером образована полость, связанная первой магистралью с нижней частью полости вертикального очистителя для подачи загрязненного генераторного газа в очиститель, из верхней части полости которого выведена вторая магистраль для отбора из него очищенного генераторного газа, связанная с вентилятором, соединенным третьей магистралью со смесителем, связанным с газодизелем (см., например, бизнес-план "Организация строительства газогенераторных установок на древесных отходах для производства электрической и тепловой энергии в поселках Тоора-Хем и Сыстыг-Хем" Научно-технического центра "Энерготехнология", Межотраслевого научно-технического объединения "ИНСЭТ" и др., г.Санкт-Петербург, 1999 г., стр.14, рис.4).

Однако известная установка не обладает достаточной эффективностью, поскольку не содержит на выходе из вертикального очистителя средства для нейтрализации шлама, т.е. удаления из него грязевых частиц, кислот, смол, сернистых соединений из технологического конденсата и отстоя, не имеет средств для утилизации теплоты выпускных газов газодизеля, и не имеет средств для подачи теплоты, отбираемой от генераторного газа и от выпускных газов газодизеля, на теплофикацию.

Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая установка, является повышение ее эффективности путем того, что она снабжена на выходе из вертикального очистителя средством для нейтрализации шлама, средством для утилизации теплоты выпускных газов газодизеля и средством для подачи теплоты, отбираемой от генераторного газа и от выпускных газов газодизеля, на теплофикацию.

Для достижения указанного технического результата известная газогенераторная энергетическая установка, содержащая вертикальный корпус, внутри которого установлен бункер с древесным топливом, загрузочный люк для топлива, расположенный в верхней части корпуса, размещенное в нижней части корпуса топочное устройство с колосниковой решеткой, над которой расположен коллектор с фурмами для подачи воздуха в зону горения топочного устройства, а между корпусом и бункером образована полость, связанная первой магистралью с нижней частью полости вертикального очистителя для подачи загрязненного генераторного газа в очиститель, из верхней части полости которого выведена вторая магистраль для отбора из него очищенного генераторного газа, связанная с вентилятором, соединенным третьей магистралью со смесителем, связанным с газодизелем, снабжена первым и вторым теплообменниками и системой подачи древесного топлива, а вертикальный очиститель выполнен в виде скруббера, при этом первая магистраль проходит через первый теплообменник, который одной своей стороной связан с четвертой магистралью для подвода холодной сетевой воды, а другой стороной - с пятой магистралью для отвода нагретой воды на теплофикацию, шестая магистраль связана с верхней частью полости скруббера для подачи холодной воды при очистке генераторного газа, а через второй теплообменник пропущена седьмая магистраль, связанная с газодизелем для отвода его выпускных газов и нагрева воды в теплообменнике, который одной своей стороной связан с восьмой магистралью для подвода холодной сетевой воды, а другой стороной - с девятой магистралью для отбора из теплообменника нагретой воды на теплофикацию, при этом смеситель связан десятой магистралью с атмосферой для образования в нем смеси воздуха с генераторным газом, поступающей по одиннадцатой магистрали в газодизель, связанный с баком дизельного топлива, при этом нижняя часть полости скруббера связана двенадцатой магистралью с отстойником, из которого выведена тринадцатая магистраль для направления шлама на утилизацию, и четырнадцатая магистраль со встроенным в нее водяным насосом для откачивания воды, очищенной от шлама, и направления ее на нейтрализацию в модуле очистки, связанным с пятнадцатой магистралью для выведения очищенной воды и направления ее на вход шестой магистрали для повторного использования, а система подачи древесного топлива образована складом древесного топлива и наклонным транспортером для подачи древесного топлива, причем склад древесного топлива образован емкостью, в которой размещен нижний конец транспортера, а верхний конец которого выведен в загрузочный люк бункера.

На чертеже изображена газогенераторная энергетическая установка.

Газогенераторная энергетическая установка содержит вертикальный корпус 1 со слоем теплоизоляции 2. В корпусе установлен бункер 3 с древесным топливом, а в верхней части корпуса 1 расположен загрузочный люк 4 для топлива. В нижней части корпуса 1 размещено топочное устройство 5 с колосниковой решеткой 6. Над решеткой расположен коллектор 7 с фурмами для подачи воздуха из атмосферы в зону горения топочного устройства. Между корпусом 1 и бункером 3 образована полость А, связанная первой магистралью 8, пропущенной через первый теплообменник 9, с нижней частью полости вертикального скруббера 10 для подачи в него загрязненного генераторного газа. Из верхней части полости скруббера 10 выведена вторая магистраль 11 для отбора из него очищенного генераторного газа и связанная с вентилятором 12. Вентилятор 12 соединен третьей магистралью 13 со смесителем 14, связанным с газодизелем магистралью 15. Теплообменник 9 одной своей стороной связан с четвертой магистралью 16 для подвода холодной сетевой воды, а другой стороной - с пятой магистралью 17 для отвода нагретой воды на теплофикацию. С верхней частью полости скруббера 10 связана шестая магистраль 18 для подачи холодной воды технологического контура (системы нейтрализации) для очистки генераторного газа. Через второй теплообменник 19 пропущена седьмая магистраль 20, связанная с газодизелем 21 для отвода его выпускных газов и нагрева воды в этом теплообменнике. Этот теплообменник одной своей стороной связан с восьмой магистралью 22 для подвода холодной воды, а другой стороной - с девятой магистралью 23 для отбора из теплообменника нагретой воды на теплофикацию. Смеситель 14 связан десятой магистралью 24 с атмосферой для подвода в него воздуха и образования в нем смеси генераторного газа с воздухом. Эта смесь по одиннадцатой магистрали 15 поступает в газодизель 21, который двенадцатой магистралью 25 связан с баком 26 запального дизельного топлива. Выходной вал газодизеля 21 через муфту 27 связан с электрогенератором 28. Нижняя часть полости скруббера 10 связана магистралью 29 с отстойником 30, из которого выведена тринадцатая магистраль 31 для направления шлама на утилизацию. Из отстойника выведена четырнадцатая магистраль 32 со встроенным в нее водяным насосом 33 для откачивания воды, очищенной от шлама, и направления ее по магистрали 34 на нейтрализацию в модуле очистки 35. Этот модуль связан с 15-й магистралью 36 для выведения очищенной воды и направления ее на вход 6-й магистрали 18 для повторного использования. Система подачи древесного топлива образована складом древесного топлива 37 и наклонным транспортером 38 для подачи древесного топлива. Склад древесного топлива образован емкостью 39, в которой размещен нижний конец транспортера 38, верхний конец которого выведен в загрузочный люк 4 бункера. Газовая свеча 40 (дымовая труба) связана 16-й магистралью 41 через клапан 42 с магистралью 13, которая через клапан 43 связана со смесителем 14.

Установка работает следующим образом. Перед началом работы установки в газогенератор на колосниковую решетку с использованием дверки топочного устройства 5 укладывают бумагу, кору, стружку, сухие дрова на высоту верхней кромки топочной дверки. Затем открывают клапан 42 газовой свечи 40, клапаном 43 перекрывают магистраль 13 подачи генераторного газа в газодизель, запускают газодизель для обеспечения от электрогенератора 28 электроэнергией транспортера подачи древесного топлива 38, вентилятора 12, водяного насоса 33 и водяных насосов магистралей 16, 22, 18 (электроэнергия вспомогательных нужд установки). С помощью транспортера 38 газогенератор заполняют древесным топливом до полного заполнения, после чего транспортер отключают, закрывают крышку люка 4 газогенератора, подают воду в магистрали 16 и 22 из теплофикационной сети, в магистраль 18 - из системы нейтрализации, включают вентилятор 12. Через дверку топочного устройства 5 поджигают запальное древесное топливо и закрывают дверку топочного устройства. Древесное топливо сгорает в газогенераторе с образованием генераторного газа. Через некоторое время, определяемое по опыту работы конкретного типоразмера газогенератора, поджигают генераторный газ в газовой свече. При достижении устойчивого горения генераторного газа в газовой свече 40 открывают клапан 43 магистрали 13 подачи генераторного газа в газодизель и закрывают клапан 42 газовой свечи 40. При работе установки газогенераторный газ из полости А поступает через магистраль 8 в нижнюю часть скруббера 10, в верхнюю часть полости которого по магистрали 18 подают холодную воду, используемую для очистки генераторного газа. Магистраль 8 проходит через первый теплообменник 9, к которому подводится холодная сетевая вода, а по магистрали 17 отбирается вода на теплофикацию, нагретая генераторным газом. Из верхней части полости скруббера 10 выведена магистраль 11 для подвода очищенного генераторного газа к вентилятору 12. Последний подает газ к смесителю 14, связанному магистралью 24 с атмосферой. Полученную смесь генераторного газа с атмосферным воздухом подают в газодизель 21, в котором смесь сгорает с использованием запального дизельного топлива, поступающего из бака 26. Выпускные газы газодизеля 21 выходят по магистрали 20, пропущенной через второй теплообменник 19, к одной стороне которого по магистрали 22 подают холодную воду из теплофикационной сети, которая нагревается выпускными газами и отводится по магистрали 23 на теплофикацию. Из отстойника 30 шлам по магистрали 31 отбирают на утилизацию, а воду, очищенную от шлама, по магистрали 32 откачивают водяным насосом 33 в магистраль 23 на нейтрализацию в модуле очистки 35. Очищенная вода по магистрали 36 выводится и направляется на вход магистрали 18 для повторного использования. После выгорания древесного топлива, первоначально помещенного в газогенератор, что определяется по опытным данным каждого конкретного типоразмера газогенератора, газогенератор вновь заполняют очередной порцией древесного топлива. Для этого включают привод транспортера 38.

Описанная конструкция позволяет обеспечить потребителя тепловой от теплообменников и электрической энергией от электрогенератора.

Использование для получения тепловой и электрической энергии и может быть использовано в энергетических газогенераторных установках. Установка содержит корпус, внутри которого установлен бункер с древесным топливом, размещенное в нижней части корпуса топочное устройство с колосниковой решеткой, над которой расположен коллектор с фурмами для подачи воздуха в зону горения топочного устройства, а между корпусом и бункером образована полость, связанная первой магистралью с нижней частью полости вертикального скруббера для подачи газа в скруббер, из верхней части полости которого выведена вторая магистраль для отбора из него очищенного генераторного газа, связанная с вентилятором, соединенным третьей магистралью со смесителем, связанным с газодизелем. При этом она снабжена первым и вторым теплообменниками. Первая магистраль проходит через первый теплообменник для нагрева в нем воды теплом генераторного газа. Через второй теплообменник пропущена магистраль, связанная с газодизелем для отвода его выпускных газов и нагрева воды в теплообменнике. Нижняя часть полости скруббера связана с отстойником, из которого выведена магистраль для направления шлама на утилизацию и магистраль со встроенным в нее водяным насосом для откачивания воды, очищенной от шлама, и направления ее на нейтрализацию. Изобретение обеспечивает повышение эффективности установки.1 ил.

Газогенераторная энергетическая установка, содержащая вертикальный корпус, внутри которого установлен бункер с древесным топливом, загрузочный люк для топлива, расположенный в верхней части корпуса, размещенное в нижней части корпуса топочное устройство с колосниковой решеткой, над которой расположен коллектор с фурмами для подачи воздуха в зону горения топочного устройства, а между корпусом и бункером образована полость, связанная первой магистралью с нижней частью полости вертикального очистителя для подачи загрязненного генераторного газа в очиститель, из верхней части полости которого выведена вторая магистраль для отбора из него очищенного генераторного газа, связанная с вентилятором, соединенным третьей магистралью со смесителем, связанным с газодизелем, отличающаяся тем, что она снабжена первым и вторым теплообменниками и системой подачи древесного топлива, а вертикальный очиститель выполнен в виде скруббера, при этом первая магистраль проходит через первый теплообменник, который одной своей стороной связан с четвертой магистралью для подвода холодной сетевой воды, а другой стороной - с пятой магистралью для отвода нагретой воды на теплофикацию, шестая магистраль связана с верхней частью полости скруббера для подачи холодной воды при очистке генераторного газа, а через второй теплообменник пропущена седьмая магистраль, связанная с газодизелем для отвода его выпускных газов и нагрева воды в теплообменнике, который одной своей стороной связан с восьмой магистралью для подвода холодной сетевой воды, а другой стороной - с девятой магистралью для отбора из теплообменника нагретой воды на теплофикацию, при этом смеситель связан десятой магистралью с атмосферой для образования в нем смеси воздуха с генераторным газом, поступающей по одиннадцатой магистрали в газодизель, связанный с баком дизельного топлива, при этом нижняя часть полости скруббера связана двенадцатой магистралью с отстойником, из которого выведена тринадцатая магистраль для направления шлама на утилизацию и четырнадцатая магистраль со встроенным в нее водяным насосом для откачивания воды, очищенной от шлама, и направления ее на нейтрализацию в модуль очистки, связанный с пятнадцатой магистралью для выведения очищенной воды и направления ее на вход шестой магистрали для повторного использования, а система подачи древесного топлива образована складом древесного топлива и наклонным транспортером для подачи древесного топлива, причем склад древесного топлива образован емкостью, в которой размещен нижний конец транспортера, а верхний конец которого выведен в загрузочный люк бункера.