Газовые генераторы (электростанции) — низкие цены на газовые электрогенераторы для дома и дачи

Если необходим экологически чистый и выгодный источник электроэнергии для дома, дачи, мастерской, стройплощадки, рекомендуем купить для этого газовый генератор. Это автономная электростанция, которая вырабатывает ток за счет энергии сгорания газа.

 

Хотя цена газовых электростанций выше, чем бензиновых и дизельных, по факту они гораздо экономичнее в эксплуатации. При сгорании газа практически не образуются отложения, изнашивающие внутренние детали, поэтому работает оборудование на 25% дольше, чем дизельные генераторы. Расходы на топливо при этом ниже как минимум в 2-3 раза.

Кроме того, газовый электрогенератор выделяет меньше выбросов в атмосферу по сравнению с другими видами топлива. Он считается самым экологичным и оптимально подходит для жилых и торговых помещений.

На что ориентироваться при покупке

Подбирая генератор на газу, советуем обратить внимание на его технические характеристики. Главными из них являются мощность и выдаваемое напряжение

, они обозначают, какое оборудование можно подключать.

• До 3 кВт – мини электростанция газовые для дачи или выездной торговой точки. Как правило, имеют электрический выход на 220 В. К ним можно подсоединять бытовую технику, осветительные и обогревательные приборы, электроинструменты со средним энергопотреблением.
• До 10 кВт – газовые генераторы для дома, строительного объекта, небольшого производства. Подходят для подключения нескольких приборов и инструментов, в том числе бетономешалок и станков. Как правило, имеют выходы и на 220 В, и на 380 В.

Также следует учесть наличие автозапуска.

Вид топлива

Работают газовые электростанции как от баллонного газа (пропана), так и от магистралей общего пользования с природным газом (генераторы марки Green Power).

Некоторые могут работать только на сжиженном баллонном газе или бензине (марка Huter). Работа от разных видов топлива делает оборудование универсальным.

Наши менеджеры помогут Вам приобрести газовую электростанцию любого типа и мощности от ведущих компаний производителей.

Как работает газовый генератор?

О том, что газ является одним из самых дешевых источников тепла, знают все. Эта характеристика лежит в основе все возрастающей популярности газовых генераторов в быту, на строительстве и в промышленности.

Газовая мини-электростанция – принцип работы

Последовательность процессов получения электроэнергии, преобразуя для этого тепловую – аналогична протекающим в дизельных и бензиновых электрогенераторах. Превращение тепла, выделяемого при сгорании газа, в механическую энергию происходит в рабочей камере двигателя внутреннего сгорания. Выработка электричества совершается в генераторе.

Востребованным типом генераторной установки на газовом топливе является ее модификация с автозапуском. Автоматическое включение мини-электростанции происходит без вмешательства оператора при разрыве цепи в центральной системе энергоснабжения.

Оборудование может использоваться:

• в качестве резервного источника электроснабжения;
• как основной поставщик энергии;
• для сезонного включения на даче, летнем загородном доме.

Основное достоинство данного типа генератора – в возможности работать как когенерационная установка, т. е. одновременно производить как электричество, так и тепло.

Два способа как запитать электрогенератор на газу

Многофункциональную генераторную установку можно подключить к газовой магистрали, а также заправлять из баллона со сжиженным газом.

Первый способ – более сложный и займет много времени. Проведение процедуры включает разработку проекта, сбор всей необходимой документации и согласование проекта подключения. Но в результате потребитель будет иметь полную энергонезависимость, при этом вырабатываемая электроэнергия будет гораздо дешевле, чем при использовании бензо- или дизель-генераторов.

При отсутствии возможности магистрального подключения запитать электрогенератор можно баллонным газом. Соединение генератора с баллоном производится посредством использования гибкого газопроводного шланга без перегибов. Напрямую, без газового редуктора соединение не допускается.

Газ является взрывоопасным веществом. При эксплуатации газового электрогенератора необходимо соблюдать все меры безопасности, следить за соблюдением герметичности в местах сопряжения шланга, не допуская утечки газа.

Газовый генератор электроэнергии для частного дома

Важные моменты при установке

• Итак, на что же нужно обратить внимание при установке газогенератора? Первое, это то, что он должен обязательно быть установлен на улице. Это связано с несколькими причинами:

✔ основная причина – это приточная вентиляция, ему нужен приток чистого воздуха для того, чтобы он функционировал и работал.
✔ второе — это отработанные газы, которые ни при каких условиях не должны скапливаться в каком-то закрытом помещении.
✔ третий момент связан с безопасностью работы газогенератора. Данный генератор работает на газу, и в случае каких-то внештатных ситуаций газ должен куда-то улетучиваться. Установить его на улице — самый простой способ, чтобы в дальнейшем не было никаких проблем при его эксплуатации.
✔ и четвертый нюанс — это звук, который он издает при  работе. Газовый генератор работает достаточно шумно. Любые генераторы, не только газовые, а также бензиновые, дизельные, на любом виде топлива, будут работать с  таким же звуком.  Лучше это предусмотреть и установить генератор в таком месте, где это не будет вам мешать.

Режим работы

Отдельно поговорим про режим работы газового генератора. В качестве резервного источника питания используются генераторы небольшой мощности. Их не рекомендуется использовать для постоянного питания электричеством объекта.

С чем это связано? Ресурс у данного генератора, примерно, 100 часов. С одной стороны, данная цифра, вроде бы, небольшая, но генератор предназначен для работы при небольших выключениях электричества продолжительностью примерно 5-6 часов.  Сутки — это 24 часа.  Получается, четверо суток он может работать без остановки. 

Но это не значит, что по истечению четырех суток, он у вас выключится и перестанет работать. Просто загорится датчик о том, что 100 часов прошло, и данному генератору необходимо техническое обслуживание. В это техническое обслуживание входит замена масла и проверка фильтров. По этой причине эти генераторы и не используются, как постоянный источник питания, а  используются, как резервный в случае аварийного отключения электричества.

Как включается данный генератор? Существует 2 режима:
✔ ручной
✔ автоматический

У более современных газогенераторов, которые уже автоматизированы, существует автоматика, которая позволяет в случае выключения основного источника питания, автоматически запустить газовый генератор. И когда  дали электричество снова, отключить этот газогенератор. Такая система позволяет практически исключить человека из этой цепочки. И она работает полностью автоматизировано. 

В случае с ручным включением газогенератора  нужно непосредственно самому находиться на объекте. Когда отключают электричество, нужно подойти и запустить его вручную,  подключить его к системе. Когда же электричество дадут, нужно подойти и  его выключить и, соответственно, перейти на постоянный источник питания.

Аккумуляторные батареи

Еще один немаловажный момент, это аккумуляторные батареи, которые находятся внутри этого газогенератора. Что это такое? Газовый генератор работает, как любой двигатель внутреннего сгорания, от аккумулятора. В качестве примера возьмем машину. Зимой, когда она долго стоит, аккумулятор разряжается. Автомобиль не заводится. Здесь такой же принцип.

В газогенераторе установлены аккумуляторные батареи, которые зимой в случае долгого их не использования, имеют свойства разряжаться. Для того, чтобы максимально себя обезопасить от такой ситуации, установлен подогрев аккумуляторных батарей, а также подогрев масляного фильтра, который установлен в данном генераторе. Это тоже очень важная вещь. И именно эта опция позволяет не переживать зимой о том, что в самый нужный момент газогенератор не включится.

Немного про мощность газогенератора

Теперь разберемся, какой же конкретно мощности нужно устанавливать газогенератор.  Нужно посчитать мощность всех электрических приборов, работа которых необходима в случае отключения основного электричества. Это такие приборы, без которых невозможно будет обойтись. Самое главное — это газовый котел, он не должен остановиться, он должен работать. На газовые котлы нужно закладывать около 0,5 киловатт. Этого  будет вполне достаточно. На самом деле они потребляют гораздо меньше. Но запас должен быть.

Например, холодильник  потребляет примерно 1 киловатт мощности. Бойлер, который нагревает кипяток — 2 киловатта мощности. В скважине установлен электрический насос. Потребляемая мощность этого насоса, допустим, 1,5 киловатта. Суммируя все эти киловатты, получается от 4 до 5 киловатт. Газогенератор мощностью 5 киловатт отлично подойдет. Линейка очень широкая. Есть, как газогенераторы маленькой мощности, начиная от полутора-двух киловатт, так и заканчивая много-много мега ватными газогенераторами, которые обеспечивают работой целые жилые районы. Поэтому можно подобрать генератор практически под любые нужды, под любые потребности.

Будьте бдительны 

Производителей  тоже очень большое количество. И чтобы не затеряться в них, нужно вызывать к себе специалиста на участок прежде, чем установить. Это связано с очень многими факторами, с очень многими вещами. Одной из проблем может стать покупка некачественного газогенератора. Что же может произойти? Первое, он может  быстро выйти из строя. Но это самое безобидное, что может случиться. А самое страшное, что может произойти, это то, что газогенератор может стать причиной пожара в вашем любимом доме.

В завершении еще пару  про подключение газового генератора. Как вариант, это  может быть выполнено при помощи подключения к цокольному вводу, который ставят для заведения газа в дом. Делают дополнительный отвод, к которому непосредственно и подключают газовый генератор.  Подключение должно быть произведено специалистом так, чтобы в будущем не было утечек. На это нужно обратить внимание. И обязательно вызывать специалиста для консультаций и для подключения газогенератора к вашей магистрали.

Лень читать? Тогда смотри!

Газовый генератор с АВР для дома: плюсы и минусы

Для организации резервного электроснабжения дома или коттеджа используют генераторы на различных видах топлива. По сравнению с бензином или дизтопливом газ имеет ряд преимуществ. Это практически полное отсутствие твердых частиц при сжигании – что способствует увеличению срока службы, – минимальный уровень шума, возможность автоматизации работы без дозаправки при подключении к газгольдеру или магистральному газопроводу. Газовые электрогенераторы с автоматическим вводом резерва не требуют участия человека для пуска, остановки, регулировки режима работы. Кажется, что при таких плюсах отказ от генератора на газе будет однозначно ошибочным решением, но это не так.

Особенности

Газовые генераторы в зависимости от способа подключения разделяются на 3 группы:

• Баллоны. Это модели эконом-класса для дачи или дома, если отключение электричества случается крайне редко. Отличаются, как правило, небольшой мощностью, достаточной для электроснабжения основных потребителей непродолжительное время.
• Газгольдер. Генераторы для резервного электроснабжения, способные снабжать различные по мощности потребители продолжительное время.
• Магистральный газопровод. Вариант как для резервного, так и автономного электроснабжения частного дома или коттеджа с подведенным магистральным газопроводом.

Большинство газовых электрогенераторов оснащаются автоматическими регуляторами напряжения (AVR). По сути, это система стабилизации, позволяющая исключить скачки напряжения. Обязательное условие, если при резервном электроснабжении будут использоваться приборы, техника и оборудование с разными значениями пусковой и номинальной мощности.

Генератор может быть установлен как в доме, так и в отдельном строении, на улице. В последнем случае выбирайте модель с кожухом для защиты от влаги и воды.

Что касается обслуживания, то в электрогенераторах на газе, как и в бензиновых, и дизельных моделях, установлен двигатель. Соответственно, для смазки трущихся деталей требуется время от времени использовать моторное масло, поэтому обслуживать оборудование потребуется регулярно.

Моторесурс и КПД у газовых генераторов выше, чем у бензиновых или дизельных. Запуск возможен при широком температурном диапазоне.

Недостатки

Минусов у газовых электрогенераторов хватает:

• Частый выход из строя генераторов из-за низкого качества топлива. Газ при подаче через магистральный газопровод, как и сжиженный газ в газгольдерах, не отличается высоким качеством. Это является прямой причиной преждевременного выхода из строя генераторов.
• Ограниченный ввод в работу. Самостоятельно установить без получения разрешения на подключение и эксплуатацию не получится. А это существенные временные и денежные затраты. Кроме того, при выявлении малейших нарушений возможен отказ до устранения недочетов.
• Малая мощность по сравнению с бензиновыми или дизельными моделями. Для питания мощных потребителей потребуется покупать дорогостоящий генератор повышенной мощности, что для резервного или аварийного электроснабжения не целесообразно – вложение средств в таких случаях окупится нескоро.
• Существенные габариты. Оборудование отличается большими размерами – потребуется выделить просторное помещение для размещения, которое найдется не у всех.
• Дорогостоящий ремонт. В случае поломок диагностика и восстановление оборудования обойдутся владельцу дорого.

Это только основные недостатки, но их гораздо больше. Как минимум, любое газовое оборудование потенциально взрывоопасное. Требуется строго соблюдать технику безопасности, регулярно делать проверки работоспособности всей системы, а также диагностику на отсутствие утечек газа. При сжигании выделяется угарный газ, поэтому в обязательном порядке необходимо предусмотреть приточно-вытяжную вентиляцию в помещении, где будет установлен электрогенератор. Зачем так рисковать, если есть более достойная альтернатива?

Инверторный ИБП – идеальное решение для частного дома

Все генераторы (бензиновые, дизельные, газовые) преобразуют энергию сжигания топлива в электроэнергию. Инверторные ИБП для дома работаю по совершенно другому принципу. Постоянное напряжение на выходе с аккумуляторных батарей с помощью инвертора преобразуется в переменное для питания потребителей. При наличии сетевого электроснабжения цепь с АКБ отключена. При отключении электричества мгновенно задействуется источник бесперебойного питания. Переход на резервное электроснабжение занимает не более 20 мс, поэтому для техники и оборудования он остается незамеченным – никаких негативных последствий, перезапуска и пр. Система резервирования полностью автономная, не требует перерывов в работе и какого-либо обслуживания. За счет бесшумности, большому сроку службы аккумуляторов (порядка 8 лет), экологичности и автоматизации ИБП на основе инвертора становится куда более привлекательным решением, чем генератор.

Промышленные электрогенераторы и газогенераторы

Обозначение модели:

250 – расчетная мощность, кВт
G – среда: (G = природный газ, М = метан, N = азот, S = пар, A = воздух)
400 – макс давление на входе (psig). 1 psig = 0.07 бар. 400 psig = 28 бар.
F – тип экспандера: (F = бесмасляный)
1 – соединение с генератором (01 = ремень/шкив, 02 = муфта, 03 = универсальное соединение)
S – тип генератора (I = асинхронный электрический, S = синхронный электрический)
S – другое: (М = мобильный, S = стационарный)

Спецификации детандера с винтовым компрессором сухого сжатия
Количество: 1
Макс давление на входе: 28 бар изб (400 psig)
Макс диапазон расхода: 365 нм³/мин (12,950 стандартных кубических футов в минуту)
Трубопровод на входе: Ду 125 (5 дюймов) Трубопровод на выходе: Ду200 (8 дюймов)
Уплотнение валов: механическое
Материалы:
Роторы: углеродистая сталь
Литье: углеродистая сталь
Подшипники: радиально-упорные подшипники на входной стороне; роликовые подшипники на напорной стороне, кольца, элементы качения и кожухи из легированной стали.

Установка имеет так называемые «сухие» винты, имеющие зазор менее 0.06 мм, позволяющие работать без впрыска масла. Работа винтов зависит от синхронизирующих шестерен, необходимых для поддержания сепарации.

Типичная спецификация:

Генератор будет соответствовать всем требованиям NEMA MG-1, части 16 и 22 по проектированию, исполнению и методикам заводских испытаний. Генератор и регулятор будут выполнены в соответствии с требованиями перечисленными в C.S.A. (Canadian Standards Association — Канадская ассоциация стандартов). Испытания регулятора с заводской кабельной обмоткой, проходят с генератором.

Конструкция и подшипники

Установка полностью выполнена с защитой уровня не менее NEMA MG-1-1.25.4. При необходимости может опционально установить брызгозащитный кожух для соответствия IP-22 и IP-23 на готовую установку. Другие значения являются специальными расчетными, и выдаются по запросу с завода.

В подшипниковом узле используется чугунный подшипниковый щит и рама из свариваемой стали. Подшипники, заправленные смазкой перед установкой с двумя защитными шайбами, шарикового типа, однорядный радиальный шариковый подшипник без канавки для ввода шариков, С3 с запасом для добавления и/или сменной смазки. Опционально есть возможность смазки через расширенную подачу и предохранительную выпускную трубу. Минимальный срок службы подшипников В-10 будет 40,000 часов для одноподшипниковых блоков.

Смазочный материал Polyrex EM или эквивалент.

Система возбуждения

Генератор будет оснащен поддерживающей системой возбуждения генератора на постоянном магните 300/250 Гц. Генератор на постоянном магните и вращающийся бесщёточный возбудитель монтируются снаружи подшипника. Система будет подавать ток короткого замыкания 300% от номинальной (250% для работы 50 Гц) на 10 секунд. Вращающийся возбудитель будет работать на трехфазном полнопериодном выпрямителе с герметически уплотненными силиконовыми диодами, защищенными от анормальных переходных состояний многодисковым устройством защиты от перенапряжений из селена. Диоды сконструированы для коэффициента безопасности 5 для напряжения и 3 для тока.

Система изоляции

Система изоляции распознается системой, которая отвечает требованиям конструкции UL1446 и подходит для предъявления как компонент для сертификации UL2200. Система изоляции ротора и статора из материалов класса Н Nema или выше, синтетические, не водопоглощающие. Обмотка статора имеет лаковое покрытие в несколько слоев, нанесенное погружением и запеканием, плюс поверхностное покрытие эпоксидальной смолы для особо влажных и абразивных сред.

Основной ротор

Основное вращающееся поле конструкции, состоящее из 1 шт, 4 полюсного листового пакета (многослойного материала). Детали в соединении «ласточкин хвост», болты с перекосом и другой полюс к средствам соединения с валом неприемлемы. К тому же, опоры обмотки демпфера и катушка полюса возбуждения полностью из литья под давлением вместе с роторными пластинами для образования роторного сердечника в комплекте. Смонтированные и сварные или паяные опоры обмотки демпфера и катушки неприемлемы. Сердечник ротора усаживается и закрепляется клиньями к валу.

Вращающийся узел проходит динамическую балансировку менее чем на 2 мил размаха колебаний, будет иметь стойкость к повышенной скорости 125% от номинальной скорости на 15 минут при работе при расчетной рабочей температуре.

Обмотка статора

Обмотка статора будет 2/3 конструктивного шага для исключения третьей гармоники и будет включена в один скошенный паз для уменьшения гармоник паза. Обмотки – беспорядочная намотка, соединенные в лобовой части – это все для обеспечения наилучшей механической прочности.

Повышение температуры

Повышение температуры ротора, и статора измеряются методом сопротивления согласно соответствующему разделу NEMA MG-1, части 16 и 22, BS-5000 или C.S.A. C22.2 для типа заданного сервиса (функции).

Регулятор напряжения

Регулятор напряжения – цифровой, с микропроцессором с повышенным напряжением в твердой фазе. Ни реле повышенного напряжения, ни другие реле неприемлемы. Установка герметичная (устанавливается в капсулу) для защиты от влаги и истирания. Регулятор выполняет 1/4 % регулирования, правильное функционирование отношения вольт — герц с регулируемым входом, выход из строя обнаружения выключения неразрывности цепи, выключение перевозбуждения, трехфазное обнаружение среднеквадратичного значения, защиту от перенапряжения и оснащение для параллельного функционирования.

Исполнение

Регулировка напряжения составляет ¼% от состояния без нагрузки и 5% от вариатора частоты. Смещение регулятора будет макс ½% при изменении температуры окружающей среды на 40°C от рабочей. Регулятор напряжения статичного типа с не подвергающимися старению силиконовыми управляемыми выпрямителями, с электромагнитной защитой от помех по MIL-STD-461 C, часть 9, если установлен в распределительную коробку генератора.

Волнообразное нелинейное (гармоничное) искажение не превышает 5% от общего среднеквадратичного значения, измеренного между фазами полной номинальной нагрузки. Фактор TIF не превышает 50.

Вентиляция

Генератор самовентилирующийся с цельным непрямым внутренним вентилятором из литейного алюминиевого сплава для большого потока и обеспечения подачи воздуха с малым уровнем шума. Воздушный поток идет с противоположной стороны от одного конца привода через генератор к другому концу. Возбудитель (задающий генератор) находится в потоке воздуха.

Распределительная коробка

Распределительная коробка из толстой листовой стали, которая может выдержать вес до 110 кг вспомогательного регулирующего оборудования. Распределительная коробка состоит из двух отсеков; в одном находится вращающийся очиститель (ректификатор) и генератор на постоянных магнитах; в другом отсеке находится место присоединения и регулятор. Это для разделения вращающихся элементов от соединения с нагрузкой и настройки регулятора напряжения. Регулятор монтирован на внутренней панели распределительной коробки, чтобы разрешить доступ для настройки регулятора через колеблющуюся пылезащитную крышку с внешней стороны распределительной коробки, таким образом избегая зажимов генератора с более высоким напряжением на внутренней стороне распределительной коробки. Соединения с нагрузкой выполнены в распределительной коробке, монтированной на передней части. Конструкция генератора позволяет осуществлять подключение нагрузочного кабеля сверху, снизу или с любой стороны распределительной коробки.

Контроль исполнения

Все данные сертифицированного исполнения и испытания на нагрев, предоставленные производителем генератора, являются результатами настоящих испытаний этих же или аналогичных генераторов. Данные повышения температуры – это результат испытания на нагрев номинального коэффициента мощности при номинальном напряжении и частоте. Все эксплуатационные испытания в соответствии с MIL-STD-705 и/или IEEE стандарт -115.

Спецификации системы контроля

Общий вид

Система контроля генератора, выполненная в компактном исполнении, служит для обеспечения функциональной безопасности, надежного сбора данных и дистанционного мониторинга. Для выполнения этих требований система контроля собрана из готовых компонентов с целью обеспечения гарантии качества и легкой замены частей. Система использует типичный аналоговый и цифровой ВВОД/ВЫВОД, а также передачу данных таким образом, чтобы гарантировать гибкость, возможность расширения и модификацию в соответствии с требованиями заказчика на месте.

Эксплуатационная безопасность

Контроллер спроектирован для отслеживания характеристик поступающего и выходящего газа, а также эксплуатационных условий (среды) с целью увеличения гарантии продолжительной безопасной эксплуатации. Датчики температуры и давления, расположенные внутри и вокруг газовой системы, как и приборы обнаружения газа, предусматривают продолжительный мониторинг (контроль), усиленный с помощью аварийных сигналов, что позволяет генерирующей системе работать автоматически, без вмешательства человека. Отклонения, обнаруженные системой, обрабатываются по степени значимости: от предупреждений до контролируемых выключений, и наконец, немедленных выключений.

В дополнение к системе механического мониторинга и системе защиты контроллер обрабатывает множество электрических параметров для контролируемой и безопасной эксплуатации. В систему входит универсальный электрический реле для обеспечения мгновенного уведомления об ошибках и перебоях энергии, а электрический датчик обеспечивает резервную защиту, как и очень точное измерение. Эти системы позволяют оборудованию отслеживать менее значимые параметры, такие как ток обратной последовательности или ток нулевой последовательности, без специально обученного электротехнике и производстве энергии оператора.

Сбор данных

Контроллер поддерживает графики ряда параметров в режиме реального времени, а также энергонезависимый архив эксплуатационной статистики. Можно сделать конфигурацию графика направлений для определения долговременных направлений или небольших изменений; оба можно использовать для выявления неисправностей основных отклонений без отдельного внешнего прибора обнаружения. Эксплуатационная статистика поддерживают точные записи о ежемесячном эксплуатационном времени, обработке топлива, произведенной мощности (кВт) и переданного тепла (если оснащено). Эксплуатационная статистика является важной частью определения эксплуатационной наработки, а также служит для точных измерений, необходимых для расчетных действий.

Дистанционный контроль

Одна из главных особенностей системы – это дистанционный контроль с возможносттью управления. Система позволяет профессионально управлять и эксплуатировать систему, освободив пользователя от сложностей при использовании системы, требующей специфических знаний, далеких от используемых в обычных операциях. Даже в этом случае пользователь (заказчик) получит обучение об основной эксплуатации оборудования, а также удаленный доступ к системе контроля и прямой доступ через сенсорный экран интерфейса.

Система работает как оригинальный прибор TCP/IP и не требует шлюзов для использования соединения с интернетом. В систему могут войти одновременно несколько пользователей и следить за оборудованием с различных уровней привилегий. Далее, система предоставляет пользователю Modbus TCP/IP так, что существующая система контроля завода может получать данные о статусе эксплуатации, актуальную выходную мощность и другие важные параметры.

Спецификации системы контроля

Система контроля генератора имеет микропроцессор для компьютерного контроля и управления работой оборудования. У каждого прибора есть сенсорный экран для старта/остановки и получения базовой информации о работе оборудования. ПО на основе Windows обеспечивает полный контроль и возможности программирования. Одновременный доступ в систему нескольких пользователей возможен благодаря безопасному соединению с интернетом (если имеется). Безопасность контролируется паролем, предоставляя права на основе профиля пользователя, созданного и наделенного правами по желанию заказчика.

КИП включает в себя и замеряет следующие параметры:

Условия безопасности

Система постоянно контролирует критичные действия оборудования. Для случая, когда достигаются предварительно заданные минимальные или максимальные значения или КИП выходит из строя, имеются запрограммированные эксплуатационные параметры, которые позволяют системе контроля отобразить предупреждения или выключить оборудование. Эксплуатационные параметры, используемые для контроля, многочисленны, и ограничиваются только теми КИП, которые спроектированы в генераторе.

Данные

Система контроля собирает данные по потоку, электрической мощности, термическим условиям и значениям давления, как на входе, так и на выходе на любом желаемом интервале. Данные загружаются в сервера ежедневно для исторической ссылки (в случае если имеется соединение с интернетом). К тому же многочисленные пункты постоянно отражаются на графике последовательности выполнения для информации о работе и выключениях. Протоколы с критичными значениями компонентов составляются ежемесячно и сохраняются в системе.

Синхронизация

Любой генератор полного цикла можно запускать, синхронизировать и нагружать независимо от другой установки. Для поддержания надлежащего качества функционирования оборудования и устройств, каждая установка синхронизируется с системой энергопитания устройств перед закрытием распорки (промежуточной горизонтальной связи) выключателя и присоединения к электрической системе. Как только генерирующая установка набирает скорость синхронизации, ПО входит в режим Sync. Режим Sync означает три проверки перед закрытием выключателя. Проверки следующие:

1. Номинальная трехфазная мощность представлена на обеих сторонах выключателя.
2. Обе системы вращаются в одном направлении.
3. Обе системы синхронизируются по напряжению, частоте и фазовому углу.

Системы синхронизируются через выключатель, они закрываются примерно в течение 25 миллисекунд после получения сигнала. Спецификации можно модифицировать, пример настроек указан в таблице ниже:

Система защиты

Все модели имеют ряд механических и электрических мер безопасности. Эти меры безопасности могут запускать аварийные сигналы, отключения ПО или немедленные выключения установки автоматически. Некоторые выключения усилены аппаратным обеспечением с жестко смонтированной схемой «dead-man», которое прекращает работу системы, даже если контроль ПО становится безответным (не дающим ответа).

Электрическая защита

Общепризнанная электрическая защита обеспечивается реле Beckwith 3410A. Это реле используется и принято для распределённых источников генерирования электрической энергии большинством заводов Соединенных Штатов. Активные элементы: 27, 47, 59 и 81 o/u. Настройки для этих элементов представлены в таблице ниже.

ПО системы контроля постоянно контролирует все электрические параметры: напряжение (вольтаж), амперы, кВт, коэффициент мощности. Эти параметры контролируют значения одиночной фазы и трехфазные значения. Базовая защита ANSI элементов 27, 59, 50, 32, 47 и 81 o/u. Эти точки можно настроить как параметры, которые заводят аварийную систему перед универсальным реле.

Большое число всех систем контроля отображаются для выбора, и они все сконструированы для обеспечения контролируемого надежного доступа к установке, использующие удобный для пользователя графический интерфейс для отображения информации в режиме реального времени. Полная документация по ПО предоставляется по запросу и включается в объем поставки со всем нашим оборудованием.

ПЛЮСЫ и МИНУСЫ такой схемы, цена на перевод на газ.

В последние годы, в связи с упрощением регистрации, газогенератор стал одним из самых популярных решений для энергообеспечения загородного жилья. Одним из ключевых параметров стала цена, она равна или сопоставима с бензиновыми, но перевод на магистральный газ сделал все проще и приятнее.
Дело в том, что газовые электроустановки стали не только доступнее, ряд поставщиков, таких как Mirkon Energy , Generac и Briggs and Stratton  стали и вовсе делать их специально в качестве моделей для дома и дачи, которые теперь в специальном шумозащитном кожухе, с подогревом и автозапуском. В то время как дизель-генераторы на этом фоне значительно более дорогие и сложнее в эксплуатации, а бензиновые в кожухах для уличной эксплуатации практически не поставляются.

Какие газовые генераторы стоит покупать?

Увы, даже чтобы купить газовый электрогенератор, придётся немного напрячься. Самую малость.
Давайте вспомним на каком газу работает газогенератор?
Метан, он же магистральный
Пропан-бутан, он же баллонный

Важно: если у Вас есть магистральный газ, то все у Вас в порядке, и газогенератор для Вас! Если Вы планируете питать устройство от баллона, стоит десять раз подумать! Так как качество такого газа как правило низкое, зимой он замерзает, не обеспечивая нужного давления, а из за высокого содержания бутана, все плюсы в одночасье превращаются в минусы.  

Это правда, качество пропан-бутана на заправках сродни рулетке, можно купить вполне сносное топливо, а можно и получить 50% бутана. Впрочем, те, у кого баллонный газ, знают об этом не по наслышке. 

Бензиновые, переделанные под газ

Второй не менее интересный нюанс при покупке — переделанный под газ бензогенератор. Многие конечно уверяют что это одно и тоже, что такие электроустановки могут работать и на бензине и на газу одновременно. Однако:

1. Производители двигателей опровергают это, производя для газа и для бензина разные серии двигателей.
2. Такие модели будет сложнее оформить, так как сертификата на такой электрогенератор скорее всего не окажется, или после продажи окажется что он не подходит и Вы останетесь один на один с газовым трестом.
3. Известно, что смазка в портативных бензогенераторах частично производится топливом, если это газ, увы, ресурс снизится.

И последнее: Если Вы все же решили питать газогенератор от баллона, посчитайте расход и автономию, как правило это несколько часов на 50 литров газа (разумеется не чистого).

Если у Вас возникли вопросы по поводу подключения и возможно ли это сделать для Вас — Напишите нам

Как выбрать газовый генератор?

О газовых генераторах
Принцип работы топливной электростанции основан на преобразовании механической энергии поршня двигателя внутреннего сгорания в электроэнергию. Самым дешевым и экологически чистым вид топлива для этого является магистральный природный газ, который состоит в основном из метана. Альтернативой ему может выступать биогаз, получаемый водородным или метановым брожением биомассы. А также, благодаря доступности и универсальности использования, большую популярность имеет сжиженный углеводородный газ, состоящий из смеси пропана и бутана, который широко применяется как в бытовых баллонах, так и в системах автономной газификации.

Преимущества газовых генераторов
Решающее значение при выборе газа как вида топлива для получения электроэнергии как правило является низкая стоимость киловатт-часа по сравнению с любым другим углеводородным топливом, а малый уровень загрязнения воздуха при этом оказывается дополнительным плюсом. Однако и по техническим показателям газовые электрогенераторы также заметно выигрывают: в сравнении с бензиновыми и дизельными они обеспечивают длительное время непрерывной работы и имеют значительно больший срок службы. Газ при сгорании не образует твердых частиц, вызывающих износ цилиндров и поршней двигателя. Поэтому моторесурс газового двигателя больше, чем у бензинового или дизельного. Кроме того, газовое топливо не утрачивает своих эксплуатационных свойств при хранении и при низких температурах. Газовый двигатель гораздо лучше приспособлен к холодному запуску, что часто имеет большое значение при эксплуатации в холодном климате, особенно в системах с автоматическим запуском.

В настоящее время на рынке активно предлагаются как компактные газовые генераторы небольшой мощности, так и работающие на газе полноценные системы автономного и резервного электроснабжения, требующие специального монтажа и пуско-наладочных работ. При наличии эффективной системы охлаждения двигателя они способны работать в непрерывном режиме до нескольких суток.

Портативные газовые генераторы
Практически все газовые генераторы небольшой мощности оснащены 4-тактными бензиновыми двигателями, переоборудованными для работы на газе. Такие портативные миниэлектростанции имеют рамную конструкцию, допускающую их опциональную комплектацию шасси для удобства перемещения агрегата и внешним кожухом с различным уровнем защиты и звукоизоляции. К плюсам таких конструкций относятся их низкая стоимость, компактность, мобильность, простота пусконаладочных процедур, а также в ряде случаев возможность использования бензина в качестве альтернативного топлива. Однако следует знать, что используемое в недорогих моделях воздушное охлаждение двигателя не в состоянии обеспечить длительного времени его непрерывной работы и требует технических перерывов в работе агрегата. Интервал технического обслуживания для такой установки составляет 50 – 100 моточасов, а моторесурс хотя и выше, чем при работе на бензине, всё же ограничен возможностями использованного в конструкции двигателя.

Интенсивность эксплуатации
Все указанные преимущества газовых генераторов, как правило, принимаются во внимание в тех случаях, когда предполагается достаточно активный режим их эксплуатации. Поэтому при выборе электростанции важно понимать, что ресурс брендовых двигателей в два-три раза выше, чем у хороших китайских, а также они определённо надёжнее при длительной непрерывной работе. Поэтому для организации автономного и резервного электроснабжения часто имеет смысл отдать предпочтение не самым дешёвым из предлагаемых агрегатов одинаковой мощности и похожей комплектации.

Шумность
При организации электроснабжения загородного дома и некоторых других объектов большое значение имеет уровень шума, производимого электростанцией. Наиболее эффективным решением проблемы шума является монтаж установки в специально приспособленном, звукоизолированном, вентилируемом помещении. Однако это возможна далеко не всегда. Эксплуатацию газогенераторной установки на открытом воздухе делает возможной всепогодный звукоизолирующий кожух, который позволяет снизить уровень производимого шума до 60 дБ. Помимо шумоизоляции и защиты агрегата от воздействия осадков и конденсата влаги, такой кожух повышает эффективность обогрева поддона, если он используется, и тем самым обеспечивает надёжный запуск агрегата даже при температурах окружающего воздуха ниже –30 градусов в том числе в автоматическом режиме.

Комплектация
Минимальным уровнем автоматизации выпускаемых в настоящее время газовых электростанций является первая степень согласно ГОСТ 50783-95, которая предполагает обязательное наличие у агрегата защитных устройств и аварийно-предупредительной сигнализации. Такая автоматизация так же обеспечивает автоматическое регулирование частоты и напряжения (соответствующее устройство часто называется блоком AVR). Агрегат оборудуется необходимым количеством приборов, благодаря которым предоставляется возможность постоянного контроля над основными рабочими параметрами. Минимальным набором является вольтметр и индикатор уровня масла, срабатывающий при его понижении до критического уровня, но широкое распространение получили многофункциональные цифровые панели с индикацией, включающей показатели давления и температуры масла, охлаждающей жидкости, числа оборотов и электрических параметров. В случае превышения предельно-допустимых значений, аварийная сигнализация подаёт условные сигналы, или производится остановка двигателя. К достоинствам отдельных моделей электростанций относится наличие электронного управления зажиганием и инжектора с электронным управлением.

Автоматика (АВР)
Для организации автономного электроснабжения объекта или резервного электроснабжения при перебоях в основной сети или для снятия пиковых нагрузок на основную сеть используются газовые электростанции, соответствующие второй степени автоматизации. Она может быть предусмотрена в базовой конструкции агрегата или реализована через оснащение базового агрегата первой степени автоматизации отдельным электронным блоком автоматизации (часто называется блоком ABP) и электромагнитным газовым клапаном. Такое оборудование обеспечивает следующие условия эксплуатации:

• автоматический запуск двигателя, включая предпусковые операции, при сбое в основной электросети, по заданному расписанию или по дистанционной команде (через интернет или сотовую связь)
• управление прогревом двигателя и его выходом под рабочую нагрузку
  автоматический ввод генератора в рабочий режим
• контроль над работой двигателя и его своевременную защиту в случае возникновения аварийной ситуации или перегрузок
• поддержание стабильной температуры масла и охлаждающей жидкости в системе охлаждения
• автоматическую остановку двигателя и его подготовку к новому запуску
• автоматическое включение подачи газа в топливную систему при запуске и её отключение при остановке двигателя

Вторая степень автоматизации газовых электростанций широко востребована в загородных домах, фермерских хозяйствах и на различных инфраструктурных объектах.

Число фаз
Параметры электрической мощности и количества фаз электрогенератора при выборе газовой электростанции не отличаются от параметров любой электросети. Мощность генератора должна превышать суммарную мощность приборов-потребителей с учётом поправки на пусковые нагрузки реактивных потребителей. Необходимость трёх фаз у генератора обуславливается наличием трёхфазных потребителей. Если все потребители однофазные, никаких преимуществ наличие трёх фаз не даёт, но накладывает ограничение на предельную нагрузку по каждой фазе. Для резервной электростанции почти всегда лучше использовать однофазный генератор даже при наличии трёхфазного щита.

Подходя к выбору газового генератора с практической стороны, следует иметь в виду, что газовая электростанция представляет собой сложное оборудование, не только  требующее применения продуманных инженерных решений, надёжных комплектующих и высокого качества сборки, но также и обслуживания, а в случае покупки стационарного агрегата – проведения монтажных и пусконаладочных работ для ввода электростанции в эксплуатацию. Поэтому при покупке электростанции необходимо обратить внимание не только на её технические параметры, но и на условия гарантийного и послегарантийного обслуживания генератора, наличие сервисного центра, наличие запчастей к конкретной модели и другие вопросы, связанные с обслуживанием техники.

Лучшие производители газовых генераторов
Хотя, скорее, раздел стоило бы назвать «самые популярные газовые генераторы в России». У нас в стране представлены как импортные, так и отечественные бренды газовых генераторов. Generac, Briggs&Stratton, SDMO Kohler — популярные и на родине и в России генераторы американского производства. Mirkon — российский бренд, который выдает себя за американский и собирается в Китае. Gazlux  — российский бренд который полностью собирается в Китае. REG — российский бренд, который частично делает генераторы в России, но большинство возит из Китая. ФАС и Gazvolt — полностью российские производства.

Ниже приводятся краткие сравнительная таблица параметров наиболее востребованных на сегодняшний день на российском рынке моделей газовых электростанций.

Около 5 кВт, 1 фаза:

	Gazlux CC5000B	Gazvolt Standard 5000E	Gazvolt Standard 6250 Neva	Generac 6520
Топливо:	NG (Природный, магистральный газ) / LPG (Сжиженный газ)
Номинальная мощность (кВт):	4,2 / 4,6	4,2 / 4,6	4,5 / 5	5 / 5,6
Максимальная мощность (кВт):	4,4 / 4,8	4,8 / 5	5 / 6	5 / 5,6
Тип двигателя:	4-тактный, 1-цилиндровый, Китай			Generac, 4-тактный, 1 цилиндровый, OHVI, США
Объем двигателя (см3):	389	420
Тип запуска:	Ручной и электростартер, опционально АВР		Электростартер, опционально АВР
Охлаждение:	Воздушное
Электрогенератор:	Синхронный, AVR
Напряжение (В):	230
Частота (Гц):	50
Индикация:	Цифровая панель
Конструкция:	Открытая		Кожух
Габаритные размеры (мм):	720х580х580	700х530х570	600х660х850	915х676х640
Масса (кг):	90	81	105	150
Количество розеток 220 В:	2	2х16 А + 1х32 А	1	2
Выход 12 В:	есть
Шасси:	Опционально			Нет
Уровень шума, дБ:	78	76	63	60
Температура эксплуатации:	-30. ..+40 °C		-50…+40 °C	-28,8…+25 °C
Другие особенности:	Автоматический электрический привод воздушной заслонки		Обогрев двигателя, виброзащита, электромагнитный клапан	Полупроводниковое зажигание с магнето

 

10 — 12 кВт, 1 фаза:

	Gazvolt Pro 12000 Neva	Generac 6270	REG HG12-230
Топливо:	NG (Природный, магистральный газ) / LPG (Сжиженный газ)
Номинальная мощность (кВт):	10	9 / 10	11 / 12
Двигатель:	Briggs&Stratton Vanguard, США	Generac GT-530, США	Honda 690, Япония
Тип двигателя:	OHVI V-TWIN		Газопоршневой, 4-х цилиндровый 4-х тактный с электронной системой зажигания
Объем двигателя (см3):	896	530	688
Тип запуска:	Электростартер, опционально АВР
Охлаждение:	Воздушное		Жидкостное
Электрогенератор:	Синхронный, AVR
Напряжение (В):	230
Частота (Гц):	50
Индикация:	Цифровая панель
Конструкция:	Кожух		Открытая, кожух опционально
Габаритные размеры (мм):	805х600х600	1220х640х730	970х630х900
Масса (кг):	200	175	265
Уровень шума, дБ:	65	63	70

Как газификация используется для производства электроэнергии — SynTech Bioenergy

Газификация биомассы — это процесс, который превращает твердые сельскохозяйственные и промышленные отходы в чистый источник электроэнергии, высвобождая энергию в этих материалах. Используя передовую технологию термического преобразования, которая включает в себя тепло и точно регулируемую подачу кислорода, отходы биомассы преобразуются в водород, окись углерода, метан и другие инертные газы, производящие электричество и тепло без сгорания или высоких выбросов углерода, обычно связанных с более традиционными источниками энергии.

Термин «биомасса» относится к широкому спектру материалов, включая побочные продукты сельского хозяйства, такие как кукурузная шелуха, древесная щепа, пиломатериалы и отходы лесных складов, строительный мусор и мусор после сноса, а также очищенный осадок сточных вод. Многие отрасли, помимо сельского и лесного хозяйства, производят отходы биомассы, в том числе муниципалитеты, колледжи и университеты, водоочистные сооружения, отели, курорты и спортивные стадионы, больницы, предприятия пищевой промышленности, производители первичной или вторичной древесины и исправительные учреждения.

По данным Всемирного банка, который предлагает техническую и финансовую помощь развивающимся странам по всему миру, в мире ежегодно образуется около четырех миллиардов тонн различных видов отходов, при этом на города приходится 1,5 миллиарда тонн. По их прогнозам, к 2025 году объем вырастет до 2,4 миллиарда тонн. Это около 150 миллионов самосвалов с мусором!

Самая плохая новость заключается в том, что только четверть этого мусора перерабатывается, а остальную часть вывозят на свалки.Использование газификации биомассы не только снижает потребность в пространстве для свалки, но также снижает выбросы метана из органических отходов, которые разложились бы на свалке. Кроме того, типичные заводы по переработке отходов в энергию, использующие традиционные методы сжигания, превращают одну тонну твердых бытовых отходов (ТБО) в примерно 550 киловатт-часов электроэнергии. При использовании технологии газификации из одной тонны ТБО будет производиться почти вдвое больше киловатт-часов, которые также являются более чистыми.

Еще одним преимуществом газификации является значительно меньшее использование воды в процессе газификации по сравнению с традиционными технологиями. Типичная газификационная установка использует примерно на 14–24% меньше воды для производства электроэнергии из угля. Продвинутый процесс SynTech даже лучше этого; Установки газификации BioMax® производства SynTech потребляют на 95% меньше воды, чем традиционные угольные установки.

Газификация биомассы происходит в четыре этапа:

Сушка: водяной пар испаряется из биомассы

Пиролиз: интенсивное тепло разлагает сухую биомассу на органические газы, пары, углерод и смолу в отсутствие кислорода .

Восстановление: водяной пар взаимодействует с углеродом, образуя водород, окись углерода и метан.

Сжигание: Некоторые из углерода и органических химикатов сжигаются вместе с кислородом для получения тепла, что позволяет проводить заключительные стадии газификации.

Образовавшаяся газовая смесь называется «генераторный газ», «древесный газ» или «синтез-газ, ». Эта комбинация водорода, окиси углерода и метана обеспечивает энергию, необходимую для работы генераторной установки внутреннего сгорания.

SynTech Bioenergy производит, продает и предоставляет запчасти и услуги для своей собственной установки газификации под названием BioMax®. BioMax® может быть установлен на месте рядом с производством отходов или в централизованном месте, чтобы извлечь выгоду из эффекта масштаба. Эти компактные и мобильные системы утилизации отходов в энергию полностью автоматизированы, ими можно управлять и управлять ими дистанционно.

Операции, которые решили развернуть систему BioMax®, могут компенсировать собственное потребление электроэнергии, устраняя при этом проблемные отходы, которые требуют времени и долларов на утилизацию или продажу.Все это при одновременном снижении выбросов углерода в экосистему.

Газификатор биомассы для теплоэнергетики

Измерения выбросов на судне.

Газификация биомассы — это процесс преобразования твердого топлива биомассы в газообразный горючий газ (так называемый генераторный газ) посредством последовательности термохимических реакций. Этот газ представляет собой топливо с низкой теплотворной способностью с теплотой сгорания от 1000 до 1200 ккал / Нм3 (килограмм калорий на нормальный кубический метр). Почти 2,5–3,0 Нм3 газа можно получить путем газификации около 1 кг воздушно-высушенной биомассы.С 1980-х годов исследования в области газификации биомассы значительно расширились в развивающихся странах, поскольку они нацелены на достижение энергетической безопасности.

TERI самостоятельно начала исследовательские работы в области технологии газификаторов в середине 1980-х годов. С тех пор технология газификатора была адаптирована для различных применений с прямым нагревом и успешно протестирована в полевых условиях. Обработка шелка, сушка большого кардамона и крематории на базе газификаторов — вот лишь несколько примеров применений, над которыми работает TERI. Эта технология постепенно заменяет как традиционные системы, использующие биомассу, так и газовые системы, поскольку она обеспечивает отличный децентрализованный источник энергии по доступной цене.Помимо сельских домашних хозяйств, топливо из биомассы является основным источником энергии для большого числа малых, сельских и надомных производств.

Есть 2 основных типа газификаторов биомассы

---

Основные характеристики газификатора биомассы TERI

• Запатентованная конструкция без горловины
• Возможность работы с несколькими видами топлива
• Низкие начальные вложения
• Повышенная эффективность преобразования (твердый газ) (> 75%)
• Производство чистых газов в выхлопе
• Доступен как в нисходящем, так и в восходящем режиме
• Может быть адаптирован для различных приложений
  • Тепловое применение для удовлетворения требований технологического тепла
  • Электроснабжение для электрификации сельской местности и использования в неволе
  • Вал порошковый
• Снижение вырубки лесов за счет экономии топливной древесины
• Существенное снижение стоимости дизельного топлива / керосина / топочного мазута (поскольку 3-4 кг биомассы могут заменить 1 литр нефтяного топлива)
• Использование литого изоляционного материала в топке, выдерживающего высокие температуры (до 1860 ° C)
• Поскольку биомасса является углеродно-нейтральным топливом, чистые выбросы CO2 будут равны нулю

Применяемые в то время технологии в производстве кирпича, такие как зажимы, обжиговые печи с опусканием вниз и БТК, требуют огромных количеств сильно загрязняющего угля (с содержанием золы до 40%), дров и биомассы в качестве топлива. Фактически, уголь, потребляемый этой отраслью, составил астрономические 24 миллиона тонн.

Газификация биомассы для крупномасштабного производства электроэнергии

30 января 2019 г., Опубликовано в статьях: Energize

Майка Райкрофта, EE Publishers

В производстве электроэнергии можно использовать несколько процессов биомассы, включая прямое сжигание, сжигание газа, полученного в результате ферментации или газификации, и сжигание пиролизного топлива.Термическая газификация и пиролиз считаются наиболее перспективными технологиями для производства электроэнергии из биомассы.

Биотопливо — это топливо, производимое прямо или косвенно из органических материалов или биомассы, включая растительные материалы, отходы животного и человеческого происхождения. Производство электроэнергии с использованием биомассы в качестве топлива включает доступ к углеводородной части биомассы, которая может быть преобразована в тепло. Биотопливо считается возобновляемым, поскольку оно использует энергию солнечного света для рециркуляции углерода в атмосфере в виде углекислого газа посредством процесса, известного как фиксация углерода, при котором неорганический углерод (в форме CO ₂ ) превращается в органические соединения.

Большая часть текущего производства биотоплива сосредоточена на производстве жидкого топлива (путем ферментации) для транспортировки. Однако сравнительное исследование производства электроэнергии из биомассы и производства этанола из биомассы утверждает, что было бы гораздо эффективнее использовать биотопливо для непосредственного производства электроэнергии и питания электромобилей [1]. Это исследование проводилось на биомассе, производимой для производства энергии, а не только на отходах.

Рис. 1: Этапы газификации (Allpowerlabs).

С переходом на электромобили в повестке дня всех, казалось бы, усилия по развитию биотоплива должны быть сосредоточены на производстве электроэнергии, а не на жидком топливе. Этот вариант предлагает полезную платформу для перехода сельского хозяйства на электромобили, поскольку многие фермы уже используют небольшие газификаторы для производства электроэнергии из сельскохозяйственных отходов.

Электроэнергия из биомассы

Электроэнергия может быть произведена из биомассы тремя способами:

• Прямое сжигание: При прямом сжигании биомассы образуется пар, используемый для привода паровых турбин. Это обычное явление для когенерации в сахарной и лесной промышленности.
• Термическая газификация: Термическая газификация биомассы дает синтез-газ, который используется для работы газовых двигателей внутреннего сгорания (ВС) или газовых турбин. Небольшая газификация биомассы очень распространена, особенно в сельском хозяйстве, и обычные двигатели внутреннего сгорания обычно используются для привода генераторов.
• Быстрый пиролиз: Быстрый пиролиз дает синтез-газ и жидкое топливо со свойствами, аналогичными дизельному топливу. Жидкое топливо имеет то преимущество, что его можно хранить и использовать позже.Пиролизное топливо можно использовать в двигателях внутреннего сгорания или газовых турбинах.

Большинство современных установок по производству электроэнергии из биомассы основаны на прямом сжигании отходов биомассы, таких как жмых и лесопильные отходы, хотя обычно используется ферментация для производства биогаза. Газификация и пиролиз сельскохозяйственных культур, выращиваемых специально для производства электроэнергии, — это новый подход, который требует развития.

Использование газификации биомассы и пиролиза по-прежнему невелико по сравнению с другими методами использования энергии биомассы, но продолжает расти.Достижения в области технологий и строительство крупномасштабных газификационных заводов не обеспечили достаточного толчка для повышения уровня реализации газификации, несмотря на ее преимущества в таких аспектах, как повышение эффективности и сокращение выбросов CO ₂ , как и многие другие. методы преобразования энергии биомассы, обеспечивающие жесткую конкуренцию [3]. Интерес к пиролизу растет из-за разрыва, который возможен между производством и потреблением, как во времени, так и в пространстве, поскольку произведенное топливо можно хранить и потреблять на участке, удаленном от места производства.

Прямое сгорание

Прямое сжигание биомассы для производства электроэнергии широко применяется в лесной и деревообрабатывающей промышленности. Было подсчитано, что 53% необработанной древесины, поставляемой на лесопилки, остается в виде биомассы в виде щепы, коры и опилок [6].

Прямое сжигание сельскохозяйственных отходов на когенерационных установках уже много лет используется в сахарной промышленности в Южной Африке, а совместное сжигание биомассы с углем в течение некоторого времени изучается.В сахарной промышленности биомасса в основном используется для сжигания в отопительных котлах для производства пара для процесса производства сахара, а избыточный пар используется для выработки электроэнергии. Сырой тростник после измельчения дает больше биомассы, чем необходимо для производства пара для производства сахара, который используется для производства пара для выработки электроэнергии, часть которой используется на сахарном заводе. Когенерационные установки часто производят больше энергии, чем требуется, и могут подавать излишки электроэнергии в сеть.В некоторых местах, например на Маврикии, производство сахара обеспечивает значительную долю от общего объема электроэнергии. Совместное сжигание сырой биомассы с углем нашло ограниченное применение, хотя оно успешно применялось на некоторых заводах.

Рис. 2: Газификаторы с неподвижным слоем.

Газификация

Газификация биомассы — это термический процесс, при котором органические углеродсодержащие материалы (такие как древесные отходы, скорлупа, пеллеты, сельскохозяйственные отходы, энергетические культуры) преобразуются в горючий газ, состоящий из монооксида углерода (CO), водорода (H) и диоксида углерода (CO _{). 2} ).Это достигается за счет реакции материала при высоких температурах без его полного сжигания с использованием контролируемого входа кислорода (O). Образовавшаяся газовая смесь называется синтез-газом. При температуре приблизительно от 600 до 1000 ° C твердая биомасса подвергается термическому разложению с образованием газофазных продуктов, которые обычно включают CO, H, CH ₄ , CO ₂ и H ₂ O. Также образуются полукокса плюс смолы, которые в условиях окружающей среды были бы жидкими. Состав газа зависит от многих факторов, включая тип сырья, температуру газификации и тип реактора.

Интерес к малым газификаторам начался более века назад и продолжается по настоящее время. Маломасштабная газификация может использоваться для питания обычных двигателей внутреннего сгорания и очень популярна в сельском хозяйстве. Большинство заводов использует древесину в качестве сырья, но этот процесс можно использовать для любого типа биомассы. По всему миру существует большое количество производителей, предлагающих небольшие установки для газификации. Проблема заключается в использовании крупных газификаторов для производства электроэнергии в сетевом масштабе.Газификация энергетических культур для производства электроэнергии ограничивается небольшими установками, использующими в основном отходы, и еще не достигла крупномасштабного развития, что может быть связано с отсутствием больших объемов энергетических культур, пригодных для газификации. Однако ожидается, что газификация биомассы будет приобретать все большее значение в качестве углеродно-нейтрального средства производства электроэнергии в будущем.

Крупномасштабные — это газификаторы, способные использовать несколько тонн биомассы в день с тепловой мощностью от 10 до 20 МВтт или более.Эти газификаторы обычно обеспечивают топливо для промышленного производства электроэнергии, источник тепла и / или энергии для удовлетворения основных промышленных потребностей или газы для производства топлива и химикатов.

В процессе газификации участвуют четыре стадии (см. Рис. 1):

• Сушка: В зоне сушки влага в сырье испаряется за счет тепла из нижних зон при температуре от 150 до 200 ° C. Пары движутся вниз и смешиваются с парами, образующимися в зоне окисления.Часть пара превращается в кислород, а остальная часть остается в генераторном газе.
• Пиролиз: Это термическое разложение биомассы в условиях низкого содержания кислорода при температурах от 200 до 600 ° C. Для газификации всегда должна быть такая зона с относительно низкими температурами, где образуются конденсируемые углеводороды. Пиролиз приводит к образованию твердого полукокса, жидкой смолы и смеси газов. На пропорции этих компонентов влияют химический состав биомассы и рабочие условия газогенератора, критичным из которых является температура в реакторе.Обычно считается, что пиролиз включает в себя расщепление больших молекул (таких как целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин) на молекулы среднего размера и углерод (уголь). Если молекулы среднего размера остаются в горячей зоне достаточно долго, они распадутся на более мелкие молекулы и вместе с углем образуют такие молекулы, как CO, CO ₂ , H ₂ , CH ₄ и т. Д.

Рис. 3: Газификаторы биомассы с псевдоожиженным слоем.

• Горение: Окисление происходит в присутствии химически активного газа (воздуха или чистого кислорода), который влияет на теплотворную способность газа, выходящего из газогенератора.Чаще всего используется воздух в качестве реактивного газа. Окисление — это фаза, которая обеспечивает тепло для фаз процесса газификации. Вырабатывает углекислый газ и воду. Далее следует зона окисления, в которую воздух вводят с кислородом ниже стехиометрического (O ₂ ). Основные реакции сильно экзотермичны и, таким образом, приводят к гораздо более высоким температурам, что приводит к распаду молекул среднего размера, таких как смолы и масла, образующиеся в зоне пиролиза, на более мелкие молекулы, включая CO, H ₂ , CH ₄ , так далее. Окисление происходит при температуре от 700 до 1000 ° C. Помимо O ₂ и водяного пара, окружающий воздух содержит большие количества N ₂ и небольшие количества других инертных газов, которые считаются не вступающими в реакцию с компонентами топлива при относительно низких давлениях и температурах.
• Восстановление: Продукты зоны окисления, горячие газы и тлеющий уголь, перемещаются в зону восстановления. Поскольку в этой высокотемпературной зоне недостаточно O ₂ для продолжения окисления, между горячими газами (CO, H ₂ O, CO ₂ и H ₂ ) и char.Основными реакциями восстановления являются реакция диоксида углерода, реакция водяного газа и реакция конверсии водяного газа. Образовавшийся уголь вступает в реакцию с водяным паром и диоксидом углерода, образуя водород и монооксид углерода, основные составляющие горючего газа.

Типы газификаторов

Газификаторы

были построены и эксплуатировались в самых разных конфигурациях. Основными типами являются газификаторы с неподвижным слоем и газификаторы с псевдоожиженным слоем.

Газификатор с неподвижным слоем (FBG)

Это простейший тип газификатора, обычно состоящий из цилиндрического пространства для блока подачи топлива, блока золоудаления и выхода газа.Система FBG состоит из реактора / газификатора с дополнительной системой охлаждения и очистки газа. ВБР имеет слой частиц твердого топлива, через который газифицирующая среда и газ движутся вверх или вниз. Топливный слой медленно движется вниз по цилиндру по мере того, как происходит газификация. Газификаторы FBG имеют простую конструкцию и обычно работают с высокой конверсией углерода, длительным временем пребывания в твердом состоянии, низкой скоростью газа и низким уносом золы. В FBG удаление гудрона было основной проблемой, однако недавний прогресс в термической и каталитической конверсии гудрона дал надежные варианты. ВБР может быть двух типов: восходящий и нисходящий, как показано на рис. 2.

В типичном газификаторе с неподвижным слоем (восходящим потоком) топливо подается сверху, а газифицирующий агент подается через решетку внизу. Когда газифицирующая среда входит в нижнюю часть слоя, она встречает горячую золу и непревращенные угли, опускающиеся сверху, и происходит полное сгорание с образованием H ₂ O и CO ₂ при выделении тепла. Это нагревает восходящий газ, а также нисходящие твердые частицы.Реакция горения быстро потребляет большую часть доступного кислорода, в то время как в дальнейшем происходит частичное окисление с выделением CO и умеренного количества тепла. Смесь CO, CO ₂ и газифицирующей среды из зоны горения перемещается вверх в зону газификации, где газифицируется полукокс из верхнего слоя. Остаточное тепло поднимающегося горячего газа пиролизирует сухую биомассу. Газификатор с восходящим потоком не подходит для многих современных применений из-за образования 10-20 мас.% Смолы в добываемом газе.

Реакционные зоны в газификаторах с нисходящим потоком отличаются от газификаторов с восходящим потоком, поскольку биомасса, подаваемая сверху, опускается, а газифицирующий агент подается в нижнюю часть реактора. Затем горячий газ движется вниз по оставшемуся горячему углю, где происходит газификация. В варианте с нисходящим потоком воздух подается в верхнюю или среднюю часть газогенератора, а газ извлекается снизу. Летучие вещества расщепляются на стадии восстановления, и в выходящем газе содержится меньше смол.

Рис.4: Газификатор с циркулирующим псевдоожиженным слоем.

В FBG топливо из биомассы смешивается с материалом инертного слоя, и слой псевдоожижается путем впрыскивания окисляющего газа, обычно воздуха или кислорода. Топливо на различных стадиях газификации пузырьками в слое газификатора из мелкозернистого материала, в который вводится воздух, псевдоожижая материал слоя и обеспечивая тщательное перемешивание материала горячего слоя, горячего газа сгорания и подаваемой биомассы. Используются два основных типа газификаторов FB: с циркулирующим псевдоожиженным слоем и с барботажным псевдоожиженным слоем.

Барботажные газификаторы FB состоят из емкости с решеткой на дне, через которую подается воздух (см. Рис. 3). Над решеткой находится барботажный слой из мелкозернистого материала, в который загружается подготовленная биомасса. Биомасса подвергается пиролизу в горячем слое с образованием полукокса с газообразными соединениями, причем высокомолекулярные соединения крекируются при контакте с материалом горячего слоя, давая продукт-газ с низким содержанием смол.

В циркулирующей ВБР материал слоя циркулирует между реакционным сосудом и циклонным сепаратором, где зола удаляется, а материал слоя и полукокса возвращаются в реакционный сосуд (см. Рис.4). Циркуляционные газификаторы FB способны справляться с высокой производительностью и используются в бумажной промышленности для газификации коры и других лесных отходов. Газификаторы могут работать при повышенных давлениях, причем преимущество заключается в тех конечных применениях, где газ должен быть сжат впоследствии, как в газовой турбине.

Быстрый пиролиз (FP)

Быстрый пиролиз — это быстрое термическое разложение углеродсодержащих органических веществ в отсутствие кислорода.Этот процесс происходит при низком давлении, умеренных температурах и за очень короткое время. Быстрый пиролиз дает три продукта: биоуголь, пиролизное масло и неконденсирующиеся газы. Выходы зависят от многих факторов, включая условия процесса (температура в реакторе, давление, время пребывания) и состав сырья. Оптимальные условия обработки биомассы включают температуру реакции около 500 ° C, высокие скорости нагрева и быстрое охлаждение паров пиролиза после того, как biochar был в достаточной степени удален.

Основным продуктом пиролиза является мазут, и процесс оптимизирован для преобразования максимального количества углеродного соединения в масло. Сообщается о выходе порядка 70% от сухой массы сырья. Пиролизное жидкое топливо успешно используется в небольших газовых турбинах (1 МВт) и в двигателях на тяжелом топливе (дизельные двигатели) для производства энергии. Интерес к пиролизу растет, потому что мазут можно хранить и транспортировать, и его не нужно использовать на том же месте, где оно производится.

Генераторная установка

Газ биомассы можно использовать для производства электроэнергии несколькими способами:

• Совместное сжигание в установке ПХФ: Газ сжигается в печи вместе с пылевидным углем. Несколько станций работают на этом принципе, самая известная электростанция VAAS в Финляндии [5].
• Двигатели внутреннего сгорания: Биомасса успешно используется в качестве топлива для дизельных двигателей широкого диапазона типоразмеров.Это обычный метод для небольших газификаторов биомассы, в том числе для самодельных и коммерческих продуктов. Более крупный завод также использует двигатели дизельного типа.
• Газовые турбины: Одной из проблем газификации является содержание смол в выходящем газе. Двигатели дизельного типа терпимы к этому, а газовые турбины — нет, так как это приводит к повреждению лопаток, а продукт газификатора требует процесса очистки, прежде чем он станет пригодным для работы газовой турбины, что увеличивает стоимость.
• Газовые турбины с косвенным сжиганием: Возникающим решением этой проблемы является газовая турбина с косвенным сжиганием, в которой сжигаемые газы проходят не через турбину, а через теплообменник, и только нагретый сжатый воздух проходит через турбину.Этот метод также позволяет использовать небольшие турбины с топливом из биомассы. Горячий отработанный воздух можно возвращать на вход газификатора, повышая эффективность цикла.

Нет крупных электростанций, полностью работающих на газифицированной биомассе, но некоторые используют совместное сжигание газа с углем. Примером может служить угольная электростанция Вааса в Финляндии. Газификатор с циркулирующим псевдоожиженным слоем производства Valmet мощностью 140 МВт, использующий отходы лесного хозяйства и лесопиления в качестве топлива, был добавлен к электростанции в 2013 году [4].Газификатор снижает потребление угля до 40% и может использовать различные виды биотоплива. Опытные испытания, проведенные в сентябре 2014 года, показали, что котел может работать только на газе газогенератора. С тех пор котел работает исключительно на газе при низкой нагрузке осенью и весной [5].

Сравнение прямого сжигания, газификации и пиролиза для крупного завода

Исследования по этой теме показывают, что газификация имеет несколько преимуществ перед прямым сжиганием и что пиролиз имеет преимущества перед обоими [3].Это во многом зависит от размера растения. При прямом сравнении прямого сжигания и выработки пара и газификации с последующей установкой комбинированного цикла с газовой турбиной вариант GCC показывает более высокий общий КПД при всех размерах электростанции от 5 до 50 МВт в исследовании, проведенном в 2005 году.

Список литературы

[1] Э. Кэмпбелл и др.: «Большая транспортная энергия и компенсация выбросов парниковых газов от биоэлектричества, чем от этанола», Science, май 2009 г.
[2] М. Бломберг: «Преобразование топлива на электростанции Вааса: крупномасштабная газификация биомассы. установка интегрирована с угольным котлом ».
[3] Дж. Руис: «Газификация биомассы для производства электроэнергии: обзор существующих технологических барьеров», Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 18, February 2013.
[4] A Bridgewater, et al: «Обзор быстрого пиролиза биомассы», Organic Geochemistry , Issue 30
[5] S Farzad: «Критический обзор газификации биомассы, совместной газификации и их экологические оценки », Biofuel Research Journal, 2016.
[6] Дж. Андерсон:« Улучшение использования энергии на лесопилках: от сушильных печей до национального воздействия », дипломная работа: Технологический университет Лулео.

Присылайте свои комментарии на адрес [email protected]

Статьи по теме

Портал ресурсов правительства ЮАР по коронавирусу COVID-19

Постановлениями министерства предлагается 13813 МВт нового строительства на ГЭС, без Eskom

Настало время для южноафриканской национальной ядерной компании Necsa

Разбираясь со слоном в комнате, это Эском…

Интервью с министром полезных ископаемых и энергетики Гведе Манташе

Отходы для газификации энергии »GSTC

Твердые бытовые отходы (ТБО) включают «мусор», такой как кухонные отходы, электронику, электрические лампы, пластмассы, использованные шины, старую краску и дворовые отходы.В США, Японии и Европе законы и правила значительно увеличили переработку и повторное использование материалов из ТБО. Однако, несмотря на значительное увеличение объемов рециркуляции и рекуперации энергии в этих областях, рекуперируется только около четверти от общего количества ТБО, а оставшиеся три четверти подлежат захоронению на свалках или сжиганию (сжиганию). Но эти традиционные методы утилизации отходов становятся все менее жизнеспособными. В некоторых странах, где площадь полигонов ограничена или где новые законы и постановления либо запрещают захоронение ТБО на полигонах, либо предусматривают очень высокие сборы за захоронение, традиционные варианты захоронения и сжигания становятся менее осуществимыми.Помимо потребления ценных земель, при разложении ТБО образуются метан, парниковый газ, а отходы выщелачивания также могут представлять угрозу для поверхностных и грунтовых вод. Кроме того, в некоторых районах запрещено сжигание отходов из-за негативного воздействия на окружающую среду.

Столкнувшись с дорогостоящей проблемой удаления отходов и потребностью в дополнительной энергии, все большее число стран обращаются к газификации — проверенному временем и экологически безопасному способу преобразования энергии ТБО в полезные продукты, такие как электричество, удобрения и т. Д. транспортное топливо и химикаты.В среднем, традиционные заводы по переработке отходов в энергию, использующие сжигание массовым способом, могут преобразовать одну тонну ТБО в около 550 киловатт-часов электроэнергии. С помощью технологии газификации одну тонну ТБО можно использовать для производства до 1000 киловатт-часов электроэнергии, что является гораздо более эффективным и экологически чистым способом использования этого источника энергии. Газификация может помочь миру как управлять отходами, так и производить энергию и продукты, необходимые для экономического роста.

Aries Clean Energy Lebanon Tennessee Gasification Plant

Процесс газификации представляет собой значительный прогресс по сравнению со сжиганием.Чтобы понять преимущества газификации по сравнению со сжиганием, важно понимать различия между двумя процессами:

Сжигание буквально означает превратить в пепел. Сжигание использует ТБО в качестве топлива, сжигая их с большим объемом воздуха с образованием диоксида углерода и тепла. На заводе по переработке отходов в энергию, который использует сжигание, эти горячие газы используются для производства пара, который затем используется для выработки электроэнергии.

Газификация преобразует ТБО в пригодный для использования синтез-газ или синтез-газ.Именно производство синтез-газа отличает газификацию от сжигания. В процессе газификации ТБО являются не топливом, а сырьем для процесса высокотемпературной химической конверсии. Вместо производства только тепла и электричества, как это делается на заводе по переработке отходов в энергию с использованием сжигания, синтез-газ, полученный в результате газификации, можно превратить в более ценные коммерческие продукты, такие как транспортное топливо, химикаты, удобрения и даже природный газ. Сжигание не может этого достичь.

Одной из проблем, связанных с сжиганием ТБО, является образование и преобразование токсичных диоксинов и фуранов, особенно из пластмасс, содержащих ПВХ. Эти токсины попадают в выхлопные газы тремя путями:

• При разложении на более мелкие части более крупных молекул
• Путем «реформирования», когда более мелкие молекулы соединяются вместе; и / или
• Просто пройти через печь для сжигания без изменений.

Сжигание не позволяет контролировать эти процессы, и вся очистка происходит после сжигания.Одним из важных преимуществ газификации является то, что синтез-газ может быть очищен от загрязняющих веществ перед его использованием, что устраняет многие типы постфактум (после сжигания) систем контроля выбросов, требуемых на мусоросжигательных заводах. Чистый синтез-газ может использоваться в поршневых двигателях или турбинах для выработки электроэнергии или дальнейшей обработки для производства водорода, заменителя природного газа, химикатов, удобрений или транспортного топлива.

Зола, получаемая при газификации, отличается от золы, получаемой в мусоросжигательной печи.Хотя зола из мусоросжигательных заводов считается безопасной для использования в качестве альтернативного ежедневного укрытия на свалках, существуют опасения по поводу ее использования в коммерческих продуктах. При высокотемпературной газификации зола фактически течет из газогенератора в расплавленной форме, где она охлаждается закалкой, образуя стекловидный, невыщелачиваемый шлак, который можно использовать для изготовления цемента, кровельной черепицы, в качестве наполнителя асфальта или для пескоструйная обработка. Некоторые газификаторы предназначены для регенерации расплавленных металлов в отдельном потоке с дополнительным использованием преимуществ технологии газификации для улучшения рециркуляции.

Газификация не конкурирует с переработкой отходов. Фактически, это улучшает программы утилизации. Материалы могут и должны быть переработаны, и следует поощрять их консервацию. Однако многие материалы, такие как металлы и стекло, должны быть удалены из потока ТБО перед его подачей в газогенератор. Предварительно добавляются системы предварительной обработки для извлечения металлов, стекла и неорганических материалов, что приводит к увеличению переработки и использования материалов. Кроме того, широкий спектр пластмасс не может быть переработан в дальнейшем и в противном случае оказался бы на свалке.Такие пластмассы могут быть отличным высокоэнергетическим сырьем для газификации.

Существует много типов газификаторов для газификации отходов, включая плазменные газификаторы. Эти газификаторы различаются по размеру и типу ТБО, которые они могут газифицировать. Одни газификаторы предназначены для газификации строительного и сносного мусора, другие — для ТБО. Многие газификаторы требуют предварительной обработки ТБО для удаления неорганических материалов (таких как металлы и стекло), которые не могут быть газифицированы. Некоторые газификаторы требуют измельчения, сушки и калибровки сырья перед его отправкой в ​​газификатор.

SMSIL Установка плазменной газификации опасных отходов — Пуна, Индия

Ряд компаний разрабатывают небольшие компактные газификаторы, предназначенные для использования в городах или на военных базах. Информацию о компаниях, занимающихся газификацией отходов, см. В базе данных GSTC Worldwide Syngas.

Посмотреть другие коммерческие установки Alter NRG.

Преобразование биомассы в энергию путем газификации

Древесное топливо, с которым клиенты Spanner Re² могут работать более 8000 часов в год благодаря нашей запатентованной технологии газификации биомассы.

Электроэнергия и тепло из биомассы

С помощью нашей запатентованной технологии газификации биомассы вы можете производить электричество и тепло практически из любого вида натуральной древесины: из высококачественной древесной щепы, древесных остатков, обработанной придорожной зелени или измельченных фруктов ящики.

Электростанция на биомассе от Spanner Re² может работать с:

• Брикеты, диаметр 30 мм
• Стружка из натуральной древесины, согласно DIN ISO 17225-1 *
• Пеллеты, а также промышленные гранулы

Какое качество для необходима газификация биомассы?

• Содержание воды <13%
• Максимальное содержание мелких частиц (размер зерна <4 мм) 30%
• Избегание примесей, таких как металлы, камни или песок **

Используйте древесину на 100% для производства энергии — остаточные древесина становится ценным топливом

Как полный поставщик электростанций, работающих на биомассе, мы предлагаем вам идеально согласованные системные компоненты.Например, вы можете на 100% использовать местную древесину в качестве источника энергии, вырабатывать электроэнергию и тепло независимо от ископаемого сырья и, кроме того, получать дополнительные прибыльные потоки доходов. Наши электростанции, работающие на дровах, не только эффективны, но и отличаются высокой степенью топливной гибкости. Посмотрите несколько способов увеличения ваших инвестиций:

Энергия из лесной древесины

Не вся древесина, полученная в результате ухода за лесом, пригодна для использования в качестве материала.Было бы обидно использовать древесину только для выработки тепла. Высококачественный источник энергии можно получить из древесных остатков леса путем их обработки. Газификаторы древесины Spanner Re² вырабатывают из древесных остатков по принципу комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ) тепло и электроэнергию.

Энергия, вырабатываемая из придорожной зелени

Йохан Хубер использует газификатор древесины с придорожной зеленью с 2012 года. Он бесплатно получает остаточную древесину от общины и перерабатывает ее в источник высококачественной энергии. для газификации биомассы.

Энергия, вырабатываемая из промышленных поддонов, ящиков для фруктов

Возможно использование промышленных пиломатериалов. С 2016 года один из наших клиентов использует газификатор древесины на древесной щепе из переработанных промышленных и больших ящиков. Материал он получает бесплатно. Остаточная древесина измельчается и превращается в древесную стружку с помощью ящика-хакера. Возможные загрязнения, такие как гвозди, удаляются через металлический сепаратор.

Буковый шпон, образующийся как отходы, может генерировать энергию с помощью технологии газификации древесины.

Hermann Speerschneider KG — семейная компания, производящая шпон и фанеру. Любые пиломатериалы или остатки древесины измельчаются измельчителем в щепу. Дровяная электростанция типа HKA70 от Spanner Re², введенная в эксплуатацию в 2020 году, с тех пор вырабатывает электроэнергию и тепло из древесных отходов.

Энергия, вырабатываемая из древесных отходов

У нашего клиента Георга Хофера отходы превращаются в ценный источник энергии.С 2009 года он использует свой древесный газогенератор на древесной стружке, которую он перерабатывает сам — и исключительно из необработанной древесины, оставшейся после его обработки древесины.

Энергия, вырабатываемая опилками или древесной стружкой

Не оставляйте древесину неиспользованной: мы предлагаем вам возможность брикетировать щепу, пыль или опилки самостоятельно с помощью нашего пресса. Это даст вам ценный источник энергии из остатков материала. Брикеты имеют длину около 20 мм и диаметр 30 мм.

Использование брикетов дает множество преимуществ:

• Создание оптимальной стоимости
• CO2-нейтральное, экономичное топливо
• Высокая плотность энергии
• Хорошая текучесть и дозировка брикетов
• Высокая стабильность при хранении благодаря компактному давлению
• Компактность
• Простота транспортировки

* Стружка натуральной древесины в соответствии с DIN ISO 17225-1, размер: P31S, содержание мелких частиц: F10, влажность: M10, зольность: A1. 0
** Топливная лексика: Мелкие частицы: особенно в мелких частицах содержатся минералы, которые способствуют образованию шлака. Чем выше содержание мелочи, тем больше угольной пыли выводится через золу.
Содержание коры: может увеличить образование шлака, но также может повысить достижимую производительность.
Содержание воды: содержание воды оказывает значительное влияние на достижимую температуру и, следовательно, на содержание смол в образующихся газообразных продуктах.
Породы древесины: Различия в содержании смолы или дубильных веществ могут повлиять на качество газа, а также на производимые конденсаты или промежуточные продукты и их влияние на технологию системы.
Возраст древесины: Чем свежее древесина, тем больше летучих компонентов содержится в ней и может превращаться в газообразный продукт. Следовательно, старая древесина может привести к увеличению расхода топлива, а также к ухудшению качества газа и увеличению количества остаточного материала.
Посторонние вещества: Посторонние вещества в древесной щепе, такие как металлы и гвозди, а также песок и камни, могут привести к сбоям в работе винтового конвейера, а также в процессе газификации. В частности, это отрицательно сказывается на образовании шлака и износе ржавчины.

Генератор на заднем дворе, работающий на дереве — возобновляемая энергия

Иногда трудно решить, что является большим финансовым бременем: расходы на эксплуатацию автомобиля или расходы на обеспечение семьи электроэнергией и теплом. Итак, чтобы уменьшить напряжение в обоих случаях, ребята из исследовательского центра MOTHER EARTH NEWS потратили последние несколько месяцев на разработку и тестирование различных систем, в которых используются недорогие, а иногда и бесплатные древесные отходы вместо дорогостоящих. ископаемое топливо.

В статье «Грузовик на древесном газе: дорожная энергия от газификации древесины» мы подробно рассказали, как сделать газогенератор для древесины, достаточно малогабаритным, чтобы приводить в движение автомобиль или пикап, примерно за 125 долларов в деталях и материалах. В этом отчете мы также упомянули, что мы находимся в процессе адаптации технологии к стационарной генерирующей системе. Что ж, всего за несколько дней до крайнего срока, установленного для этого выпуска, наша исследовательская группа завершила работу над этим дровяным генератором. И — хотя у нас еще не было возможности посвятить достаточно рабочего времени устройству, чтобы убедить нас в том, что дизайн настолько хорош, насколько мы можем его сделать — наше первоначальное тестирование, похоже, показывает, что он будет работать так же хорошо, как и любые обычные заправленный резервным генератором аналогичной мощности в в дополнение к для обеспечения достаточного количества горячей воды для фактического обогрева дома!

С самого начала этого проекта мы не только хотели создать рабочий демонстрационный образец, который позволил бы посетителям нашей Эко-деревни увидеть — и, в некоторых случаях, позже повторить — то, что мы сделали, но также хотели создать безупречный функциональный источник переменного тока, который будет полностью обеспечивать нашу ремонтную мастерскую, тем самым уменьшая нашу зависимость от услуг местных коммунальных предприятий.

Как оказалось, мы смогли достичь наших целей … и для этого использовали недорогой лом или запчасти со свалки, которые мы подключили к 10-киловаттному генератору переменного тока на 120/240 В, первоначально приобретенному для гидроэлектростанции. (См. «Материнская гидроэлектростанция». Поскольку напор и поток на нашем гидроэлектростанции имеют потенциал чуть более 2 кВт, мы решили заменить там негабаритный генератор переменного тока более подходящим генератором мощностью 2,5 кВт, тем самым сделав более крупная установка доступна для использования с древесно-газовой установкой.)

Газификаторы, конденсаторы и фильтры

Система получения электричества из металлолома на удивление проста. Для начала, вместо того, чтобы использовать только один газогенератор, мы решили использовать два , подключенные независимо друг от друга, чтобы двигатель работал без перебоев. (В качестве дополнительного преимущества эта установка также позволяет нам очищать или обслуживать одну камеру, в то время как другая поддерживает работу установки.) И поскольку в стационарном режиме резервуары с древесным наполнителем не подвержены вибрации и перемещению, которые они могли бы столкновение, если установлено на транспортном средстве, мы пошли дальше и установили электромеханический встряхиватель решетки (сделанный из двигателя автомобильного стеклоочистителя) в каждой топке, чтобы гарантировать, что остатки топлива не накапливаются и остановить поток горючего «дымового» топлива производится газификаторами.

Когда пар выходит из «используемого» агрегата, он попадает непосредственно в десятифутовый, слегка наклонный горизонтальный конденсатор, который [1] удаляет большое количество несгоревшего водяного пара и некоторый остаток, и [2] охлаждается и, таким образом, уплотняет топливный заряд, делая его более мощным. Эта «охлаждающая камера» представляет собой не что иное, как серию труб, заключенных — все, кроме их концов — в «рубашку» трубопровода, которая заполнена водой и подключена к системе охлаждения двигателя.

После прохождения через конденсатор концентрированные газы попадают в вертикальный фильтр, который задерживает любые оставшиеся твердые частицы слоями тканой нити и , предотвращая потенциальное обратное пламя от достижения остальной части системы с помощью перфорированных пламегасителей на обоих входах. и розетка.И снова конденсатор и фильтр были изготовлены в двух экземплярах, так что были две отдельные и законченные системы производства топлива, каждая из которых подключена к общей питающей трубе, ведущей непосредственно к двигателю.

Силовая установка, генератор и регулятор скорости

При выборе двигателя для нашего завода учитывались четыре фактора: [1] мощность и крутящий момент при заданных оборотах, [2] рабочий объем, [3] доступность и [4] стоимость.

Из наших приблизительных расчетов мы пришли к выводу, что — после учета потерь эффективности — генератору мощностью 10 кВт для эффективной работы потребуется около 22 лошадиных сил. Однако, поскольку мощность в лошадиных силах является функцией частоты вращения двигателя, было важно выбрать силовую установку, которая развивает свои «лошадиные силы» в диапазоне средних оборотов, а не на максимальной скорости, поскольку высокоскоростной агрегат будет страдать от плохой экономии топлива и сокращенная продолжительность жизни. Мы также должны были учитывать тот факт, что двигатель, работающий на древесном газе, обеспечивает только от 50 до 65% мощности номинальной мощности , и что медленно горящий газ лучше работает при длинноходовой, а не короткоходной конструкции. .

Объем двигателя — еще один важный фактор.Очевидно, огромный восьмицилиндровый двигатель потреблял бы больше «дыма», чем требует скромная четырехцилиндровая машина. И в интересах экономии мы не видели смысла в использовании очень крупногабаритного двигателя для выполнения относительно небольшой задачи по обеспечению единственного здания электричеством и теплом.

Также важны доступность и стоимость. Мы посчитали, что лучше использовать недорогой утилизированный двигатель, близкий к нашим потребностям, чем покупать идеально подобранный — но дорогой — новый силовой агрегат .

К счастью, наш выбор оказался удачным. При обыске на местной свалке был обнаружен (за 75 долларов) четырехцилиндровый двигатель Pontiac Tempest 1961 года выпуска. Это длинноходная модель объемом 195 кубических дюймов, которая фактически является правой половиной двигателя V-8 General Motors. Мы оснастили блок поршнями с соотношением сторон 11: 1 и распределительным валом с малым перекрытием, затем установили самодельную систему карбюратора, аналогичную той, что используется на нашем пикапе с древесным газом, и немного увеличили угол опережения зажигания. (Эти модификации были экспериментальными.Система определенно будет работать вполне адекватно с двигателем «коробчатого типа».) Мы также заменили обычный выпускной коллектор на морской агрегат с водяным охлаждением и построили водяную рубашку вокруг открытой выхлопной трубы, чтобы отводить отработанное тепло для использования в система хранения тепла.

В нынешнем состоянии двигатель производит на больше, чем на мощности при оптимальной скорости генератора — 1800 об / мин — для эффективного выполнения своей работы. Насколько мы можем предположить, крепкий маленький четырехцилиндровый двигатель, изначально рассчитанный на 110 л.с. при 3800 об / мин, на этой скорости выталкивает почти 70 «пони» на своей газовой диете…. что означает подачу около 30 лошадиных сил на генератор переменного тока при 1800 оборотах в минуту (и это также скорость, с которой силовая установка развивает свой максимальный крутящий момент). Кроме того, эти обстоятельства позволяют нам использовать экономичную муфту прямого привода вместо более сложной и энергосберегающей системы понижающей передачи для установки.

Сама генераторная установка представляет собой стандартный генератор с самовозбуждением Kamag 14 мощностью 10 кВт в непрерывном режиме.Он обеспечивает либо одну 240-вольтовую, либо две 120-вольтовые 60-тактные цепи и предназначен для включения при 210 вольт, чтобы установка могла выйти на рабочую скорость без нагрузки. Точно так же он включает в себя регулятор превышения скорости, который отключает устройство при напряжении 270.

Поскольку изменение требований к нагрузке напрямую влияет на скорость вращения двигателя / генератора переменного тока и, таким образом, влияет на циклическое переключение мощности, нам пришлось полагаться на управление скоростью, чтобы поддерживать 60 циклов согласованно.Но вместо того, чтобы использовать шкив с регулируемой шириной, который изначально поставлялся с генератором, мы использовали только его датчик скорости и серводвигатель, а затем подключили последний компонент непосредственно к дроссельной заслонке двигателя. Этот макет гораздо менее громоздкий и сложный, чем «зажим для шкива», хотя нам нужно будет провести гораздо больше испытаний — и, возможно, внести некоторые изменения — прежде чем мы сможем полностью поручиться за его эффективность.

Система когенерации обеспечивает тепло

Система предназначена не только для производства электроэнергии для нашей ремонтной мастерской, но и для обеспечения этой конструкции теплом. Вы не поверите, но только около одной трети энергии в данном топливе выполняет какую-либо полезную работу, поскольку она сжигается в двигателе. Остальное, как правило, теряется в виде тепла, поскольку оно выбрасывается из выхлопной трубы или забирается из радиатора. Итак, чтобы воспользоваться этим растраченным ресурсом, мы направили систему охлаждения силовой установки вместе с «рубашкой», окружающей выпускной коллектор, в 15-галлонный «замкнутый контур» … который, в свою очередь, сбрасывает свою тепловую энергию в Накопительный бак на 500 галлонов, который через насос и 1 1/2-дюймовую линию соединен со вторым контейнером равного объема.

Для наших летних демонстраций мы подключили небольшой водонагреватель к первичному контуру двигателя. Однако осенью мы планируем превратить это в полномасштабную гидравлическую систему, установив обогреватели плинтуса в конструкции площадью 1200 квадратных футов, которая должна полностью использовать воду с температурой 170 ° F, которую обеспечивает двигатель.

и многое другое!

Наши эксперименты на этом тоже не закончатся. Как только мы полностью удовлетворены производящей электричество частью нашей установки, мы собираемся прикрутить воздушный компрессор к вспомогательному кронштейну в передней части двигателя, обвязать его ремнем и пропустить пневматическую линию в закопанный резервуар для хранения воздуха рядом с магазином.Холодная земля поможет сконденсировать любую влагу, а затем сжатую «атмосферу» можно будет использовать для приведения в движение инструментов или распыления краски.

На самом деле, когда дело доходит до придумывания новых задач для нашего генератора, мы ограничены только нашим воображением. Кажется, что в двигателе достаточно избыточной мощности, чтобы позволить нам работать даже с автомобильным компрессором кондиционера, который должен обеспечивать охлаждение небольшого дома. По крайней мере, один из наших научных сотрудников считает, что можно разработать механизм измельчения древесины / шнековой подачи, приводимый в действие коленчатым валом двигателя, который мог бы преобразовывать большие куски дерева в куски «размером с укус» и подавать их в газифицирующую среду. камеры!

В любом случае, мы чувствуем, что сделали ряд примечательных открытий в ходе наших небольших исследований, не последним из которых является тот факт, что домашние электрические потребности могут быть удовлетворены за счет газификации древесины.Вклад нашей лилипутской коммунальной службы — не считая рабочей силы — составил примерно 6000 долларов, включая ее «жилье», состоящее из плиты и защитной крыши. Конечно, эту стоимость можно было бы существенно снизить, если бы использовались подержанный генератор переменного тока и немодифицированный двигатель. И не требуется очень острого карандаша, чтобы понять, что домашнему хозяйству или ферме, которые ежегодно потребляют около 1500 долларов покупаемой энергии (во многих областях, которые можно было бы считать скромной цифрой ), придется работать с автономным всего четыре года — при условии, что топливо утилизируется — чтобы окупить вложения.

Но мы еще не закончили. Следите за будущими выпусками, чтобы получать больше отчетов о нашей когенерационной системе, потому что мы будем держать вас в курсе нашего прогресса по мере продвижения.

---

Первоначально опубликовано: июль / август 1981 г.

Оценка потенциала газификации биомассы для производства электроэнергии в Бангладеш

Бангладеш — это страна, основанная на сельском хозяйстве, где более 65 процентов населения проживает в сельских районах и более 70 процентов общего потребления первичной энергии покрывается за счет биомассы, в основном сельскохозяйственных отходов и дерево.Только около 6% всего населения имеет доступ к природному газу, в основном в городских районах. Производство электроэнергии в Бангладеш в значительной степени зависит от ископаемого топлива, запасы которого в настоящее время находятся под угрозой, и теперь правительство сосредоточивает внимание на альтернативных источниках, чтобы использовать электроэнергию для удовлетворения постоянно растущего спроса. Чтобы уменьшить зависимость от ископаемого топлива, использование биомассы для производства электроэнергии может сыграть жизненно важную роль в этом отношении. В этой статье исследуется потенциал производства энергии из биомассы в Бангладеш с помощью технологии газификации — эффективного термохимического процесса для распределенного производства электроэнергии.Было подсчитано, что общая выработка электроэнергии из сельскохозяйственных остатков составляет около 1178 МВт. Среди них потенциал производства из рисовой шелухи и жмыха составляет 1010 МВт и 50 МВт соответственно. С другой стороны, солома пшеницы, стебли джута, остатки кукурузы, солома чечевицы и скорлупа кокосовых орехов также являются многообещающими ресурсами биомассы для выработки электроэнергии, которая составляет около 118 МВтэ. Лесные остатки и твердые бытовые отходы также могут вносить вклад в общую выработку электроэнергии 250 МВт и 100 МВт, соответственно.

1. Введение

1.1. Энергетический статус в Бангладеш

Бангладеш — одна из самых густонаселенных (1142,29 / км ² в 2010 г.) стран мира с площадью 147 570 км ² и населением около 150 миллионов [1]. Две трети всего населения страны проживает в сельской местности, удовлетворяя большую часть своих потребностей в энергии (бытовой, коммерческой и промышленной) за счет традиционных видов топлива из биомассы [1], и около 51% населения страны не имеет доступа к электроэнергии [2].Потребление энергии на душу населения в Бангладеш очень низкое, самое низкое на Индийском субконтиненте. Значение энергопотребления в 2010 году составляет около 209 кг н.э., что довольно мало по сравнению с 566 кг н.э. для Индии, 487 кг н.э. для Пакистана, 478 кг н.э. для Шри-Ланки и 341 кг н.э. для Непала и намного ниже среднемирового показателя 1680 кг н.э. [1]. Установленная мощность в Бангладеш увеличилась примерно на 3 415 МВт в период с 2009 по 2012 г. и сейчас составляет около 8 535 МВт [3]. По имеющимся данным, Бангладеш в настоящее время вырабатывает мощность 5000 МВт. Пиковая нагрузка составляет 6000 МВт каждый день и увеличивается в жаркие летние дни. Электроснабжение Бангладеш сильно зависит от природного газа. Более 67,21% электростанций работают на газе. На гидроэнергетику приходится лишь 2,58% от общего объема поставок электроэнергии. На электростанции, использующие HFO, приходится около 22,34% всей электроэнергии. Острая нехватка газа приводит к потере производства около 600 МВт [3]. Из-за нехватки ископаемого топлива правительство сосредоточило внимание на технологии возобновляемых источников энергии, в основном на солнечной энергии и биомассе.

В Бангладеш сельскохозяйственные остатки в значительной степени удовлетворяют потребности домашних хозяйств в энергии в сельских и пригородных районах. Это практикуется главным образом из-за того, что около 65 процентов нашей экономической деятельности основано на сельском хозяйстве. Неорошаемая экосистема Бангладеш производит огромное количество ресурсов биомассы, например, сельскохозяйственных остатков (растительные / древесные остатки, рисовая шелуха и джутовая палочка), отходы животноводства (коровий навоз и человеческие экскременты), древесина / листья деревьев, бытовые отходы, растительность, жмых сахарного тростника, водяной гиацинт, помет птицы, мусор и т. д.Из-за отсутствия электроснабжения в сельской местности сельское население зависит в основном от биомассы как источника энергии. Только около 6% всего населения имеет доступ к природному газу, в основном в городских районах. Топливо из биомассы, такое как древесина, коровий навоз и сельскохозяйственные отходы, собирается в основном из местной окружающей среды и стало предметом торговли в качестве топлива для приготовления пищи. Большинство домохозяйств Бангладеш в сельских районах (99%), а также в городах (66%) используют биомассу, такую ​​как древесина, коровий навоз, джутовые палочки или другие сельскохозяйственные отходы, для приготовления пищи, а в таблице 1 представлены различные источники топлива для приготовления пищи в Бангладеш. В таблице 2 показаны различные источники освещения как для городских, так и для сельских районов страны [4].

Тип топлива 2011 2004 1991 Древесина 34.80 9032 9032 9032 9 1,79 0,57 Газ / СНГ 12.60 9,09 2,36 Электричество 0,40 0,76 0,88 Солома / листья / сушеный коровий навоз 51,20 55,91 — —

Источник 2011 2004 2004 9060 56.60 39,77 14,37 Солнечная энергия 3,30 — — Керосин 39,50 59,93 84,73 84,73 Прочие 0,50 0,31 0,89

1.

2. Возобновляемые источники энергии в Бангладеш

Производство электроэнергии в Бангладеш в значительной степени зависит от природного газа, учитывая его очевидную огромную доступность.Максимальная доля вырабатываемой энергии приходится на природный газ, остальная часть приходится на жидкое топливо, уголь и гидроэнергетику. В настоящее время доля возобновляемых источников энергии составляет всего 0,5% [5]. Однако в последние годы стало очевидно, что реальный сценарий отличается, и на карту поставлено адекватное предложение природного газа из-за истощения существующих запасов газа и неразведки новых запасов газа. Неопределенность сдерживала развитие дальнейшей программы расширения производства электроэнергии на основе газа. Принимая во внимание эту ситуацию, правительство диверсифицировало топливный баланс, и в соответствии с планом расширения производства новой генерации значительная часть приходится на жидкое топливо и уголь.В этом случае описанный выше сценарий кардинально изменится. В изменившейся перспективе возобновляемые источники энергии будут иметь значительный вклад, учитывая сценарий глобального изменения климата и перспективу торговли квотами на выбросы углерода. Совет по развитию энергетики Бангладеш (BPDB), Совет по электрификации сельских районов (REB), Агентство местного самоуправления, такое как Управление местного самоуправления (LGED), и значительное количество агентств частного сектора, включая НПО, участвуют в развитии возобновляемых источников энергии. Известные государственные университеты, например, Бангладешский инженерно-технологический университет (BUET), Технический и технологический университет Раджшахи (RUET), Технический и технологический университет Кхулна (KUET) и их дочерние институты, участвуют в исследованиях и разработках возобновляемых источников энергии. энергетические приложения.

Самая большая программа по возобновляемым источникам энергии в Бангладеш — это домашняя солнечная система (SHS). В Бангладеш проект SHS был реализован в рамках Infrastructure Development Company Limited (IDCOL) и на данный момент установлено 900 000 единиц, и этот объем продолжает расти благодаря комплексной программе, осуществляемой правительством через его финансовое учреждение IDCOL. Программа IDCOL считается успешной моделью для установки СВС в мире. На сегодняшний день национальная мощность возобновляемой энергии составляет около 50 МВтэ [5].Из них одна только солнечная домашняя система производит 45 МВтэ, ветровая энергия производит 2 МВтэ, а доля биомассы не превышает 1 МВтэ.

2. Ресурсы биомассы в Бангладеш

2.1. Сельскохозяйственные остатки

Общая площадь Бангладеш составляет около 147 570 км², из которых общая площадь сельскохозяйственных земель составляет около км², что составляет 62,8% от общей площади. Общая пашня составляет 79700 км², что составляет 55,3% от общей площади. Приблизительно 52,54% земель страны используется для ведения сельского хозяйства, а 17% земель.50% для леса [10]. Пожнивные остатки представляют собой несъедобные части растений, которые остаются на поле после сбора урожая и / или остаются в качестве побочных продуктов после обработки сельскохозяйственных культур, например, экстракции или измельчения [11]. Эти остатки вносят значительный вклад в сектор биомассы Бангладеш и потенциально могут использоваться в качестве источника энергии для электрификации сельских районов. Будучи источником энергии, растительные остатки используются для нескольких других целей, таких как корм и сырье для производства. Рисовая солома, рисовая шелуха, пшеничная солома, кокосовая шелуха и скорлупа, масличное дерево, бобы, овощные деревья, джут, жмых сахарного тростника и т. Д. Являются основными сельскохозяйственными отходами.

В таблице 3 показано общее производство остатков в 2011 году в Бангладеш. При общем производстве сельскохозяйственных культур 59,2 миллиона тонн [12] и с учетом количества фракций различных типов сельскохозяйственных культур общий вклад потенциального остатка биомассы составляет около 41,66 миллиона тонн соломы и лузги. Количество пожнивных остатков было оценено путем применения остаточного коэффициента из нескольких исследований для различных сельскохозяйственных культур [13–19]. Солома обычно дает около 50% от общего производства сельскохозяйственных культур, тогда как рисовая шелуха дает 20% производства риса, а жмых производит 36% от общего производства сахарного тростника.

50,63 9032 9032 9032 9032 9032 9032 9032 9032 1,52 9032 9032 9032 9032 9032 9032 9032 9032 в 2011 году (млн тонн) Зерновые культуры Производство в 2011 г. (млн т) Фракции Количество фракций Остатки урожая (млн т) Солома 50,00 25,31 Шелуха 20,00 10,13 Кукуруза 1.02 Стебли 200,00 2,04 Початки 30,00 0,31 Пшеница 0,97 Солома Стебель 58,84 0,90 Листья 13,91 0,21 Сахарный тростник (обрезанный) 4.67 Багасса 36,00 1,68 Горчица 0,23 Солома 75,00 0,17 Кокос 0,08 Шелуха 31,00 0,024 Скорлупа 24,40 0,019 Чечевица 0,081 Солома 41.66

2.1.1. Характеристики сельскохозяйственных остатков

Энергетическая ценность или калорийность шелухи несколько варьируется в зависимости от сорта сельскохозяйственных культур, количества отрубей, смешанных с шелухой, и содержания влаги в шелухе (обычно от 8 до 10%). Согласно отчету, энергия в 3 кг лузги примерно равна энергии в 1 кг мазута или 1,5 кг угля [20]. Несколько более высокие показатели топлива были выявлены при испытаниях лузги малых заводов в развивающихся странах; включение некоторых отрубей с шелухой приводит к увеличению процентного содержания углерода и разбавлению золы в смеси.Высокое содержание золы и характеристики золы предъявляют несколько жестких требований к конструкции систем сжигания или газификации для использования рисовой шелухи. Более высокая теплотворная способность (HHV) указывает на энергосодержание данной биомассы. В таблице 4 представлен приблизительный и окончательный анализ некоторых выбранных сельскохозяйственных остатков.

(%) 9032 9032 64,32 9032 24,00 Остатки сельскохозяйственных культур Неподвижный углерод (%) Летучие вещества (%) Зола (%) C (%) H (%) N (%) S (%) HHV МДж / кг Рисовая солома 14.01 61,2 20,49 39,99 3,94 30,26 0,79 0,2 Шелуха риса 16,22 0,52 0,05 15–17 Пшеничная солома 19,80 71,30 8,90 43,20 5,00 39,40 0.61 0,11 Стебли кукурузы 16,03 70,31 5,25 44,20 5,80 43,5 1,30 19,00 39,60 5,17 34,06 1,78 0,38 15,65 Джутовый стержень 21.00 76,05 0,62 49,79 6,02 41,37 0,19 0,05 19,70 3,37 0,38 0,01 18,10 Горчичная солома 17,66 68,36 6,34 46,48 5,08 33.36 0,74 0,36 Скорлупа кокосового ореха 22,01 71,84 0,47 49,41 6,20 37,29 72,00 4,00 46,60 5,60 42,80 0,70 0,01 15,20

17 МДж / кг [8, 9].Предварительный анализ — это анализ отходов для определения влажности, летучих веществ, золы и связанного углерода. Сельскохозяйственные остатки содержат большое количество летучих твердых веществ от 61 до 76%, остатков золы от 0,47 до 20,49% и связанного углерода от 14 до 24%. Окончательный анализ — это процентное содержание углерода, водорода, кислорода, азота, серы и золы. Анализ показывает, что содержание углерода составляет от 38 до 50%, водорода — около 6%, кислорода — от 30 до 43%, а азота — около 2%, а также незначительного количества серы.

2.2. Лесные остатки

По данным Статистического бюро Бангладеш и Департамента лесов, в общей сложности 2,52 миллиона гектаров, что составляет почти 17,4 процента суши, составляют леса, из которых 1,52 миллиона гектаров находятся под прямым контролем департамента. Homestead Trees поставляет значительное количество дров, которые в основном состоят из дров, веток и листьев. Деревья поставляются в виде древесины на лесопилки городских и пригородных территорий, а также на предприятия деревообрабатывающей промышленности. Данные о древесных остатках от различных видов бревен, то есть пиловочника и фанерного кряжа, фанеры и колотого бревна, балансовой древесины и ДСП, а также производства топливной древесины в 2011 году были собраны из Статистической базы данных FAOSTAT Продовольственной и сельскохозяйственной организации (ФАО). 2011 [20].В таблице 5 представлено количество лесных остатков, производимых в Бангладеш.

м 3 тонн бумаги Лесные товары Производство в 2011 году Пиловочник и фанерный кряж 174000 м 174000 м 2 174000 м 2 Пиломатериалы 388000 м 3 Древесное топливо 27286834 м 3 Деловой круглый лес 2820001 Древесно-стружечная плита 2200 м 3 ДВП 5100 м 3 Древесный уголь 326607 Бумага для письма и печати 30000 тонн Целлюлоза 18000 тонн Газетная бумага 20000 тонн

2.3. Твердые бытовые отходы

Твердые бытовые отходы (ТБО) — это гетерогенный состав органических и неорганических отходов, быстро и медленно биоразлагаемых, свежих и разлагаемых, а также опасных и неопасных, образующихся из различных источников в городских районах в результате деятельности человека [21]. Из-за быстрой урбанизации муниципальные образования образуют огромное количество твердых отходов. Это отрицательно сказывается на окружающей среде и здоровье населения. Отходы сельского населения генерируют всего 0,15 кг на душу населения в день, в то время как городское население производит 0.От 4 до 0,5 кг на душу населения в день в Бангладеш [22]. Уровень генерации очень близок в каждом крупном городе [23]. В целом, поколение на душу населения варьируется от дома к дому в зависимости от экономического положения, пищевых привычек, возраста и пола членов домохозяйства, а также времени года. ТБО образуются из различных источников: от 75 до 85% из жилых домов, от 11 до 22% из коммерческих, от 1 до 1,5% из институциональных и от 0,5 до 1,25% из других источников. Состав ТБО в шести основных районах Бангладеш незначительно варьируется.В Таблице 6 представлено общее количество отходов за день с учетом численности населения шести основных районов Бангладеш. Быстро биоразлагаемая часть обычно очень высока по сравнению с другими порциями, в основном из-за использования свежих овощей и фруктов. Составы включают от 68 до 81% продуктов питания и овощей, от 7 до 11% бумаги и бумажных изделий, от 3 до 5% полиэтилена и пластмасс и от 9 до 16% других веществ [23].

11.9 9032 9032 9032 9032 9032 748 скорость образования (кг / чел / день) Поколение MSW Дакка Читтагонг Кхулна Раджшахи Барисал 7,5 2,3 2,6 2,3 3,4 Образование ТБО (тонны / день) 5770 2700 796 1042 0,485 0,360 0,346 0,401 0,325 0,430

плотность, (2) гранулометрический состав компонентов и (3) влажность.Другими характеристиками, которые могут использоваться при принятии решения об обращении с твердыми отходами, являются (1) цвет, (2) пустоты, (3) форма компонентов, (4) оптические свойства, (5) магнитные свойства и (6) электрические свойства [ 24]. Предварительный анализ — это анализ отходов для определения влажности, летучих веществ, золы и связанного углерода. Отходы содержат большое количество летучих твердых веществ от 43 до 71%, остаток золы от 29 до 57%, высокое содержание влаги от 56 до 70%, насыпную плотность от 550 до 1125 кг / м ³ , крупность от 2 до 200 мм, а pH от 7.С 7 по 8.7. Окончательный анализ — это процентное содержание углерода, водорода, кислорода, азота, серы и золы. Анализ показывает, что содержание углерода составляет от 43 до 50%, водорода — около 6%, кислорода — от 36 до 45%, азота — от 0,2 до 3,5%, а также незначительного количества серы [25–27].

3. Технология преобразования биомассы в энергию

Существует множество путей получения биоэнергии, которые можно использовать для преобразования исходного сырья биомассы в конечный энергетический продукт. Было разработано несколько конверсионных технологий, адаптированных к различной физической природе и химическому составу сырья, а также к требуемой энергии (тепло, энергия и транспортное топливо) [28].Поэтому в последние годы значительные усилия были направлены на поиск наилучших способов использования этих потенциально ценных источников энергии. Что касается методов извлечения энергии, их можно упорядочить по сложности процесса следующим образом: (1) прямое сжигание биомассы; (2) термохимическая обработка для улучшения биотоплива: процессы в этой категории включают пиролиз, газификацию и сжижение; (3) биологическая обработка: естественные процессы, такие как анаэробное сбраживание и ферментация, поощряемые обеспечением подходящих условий, снова приводят к полезному газообразному или жидкому топливу.

3.1. Сжигание

Сжигание — это распространенный и самый ранний метод производства тепла и электроэнергии из биомассы. Для более энергоэффективного использования ресурса биомассы современные крупномасштабные системы отопления часто сочетаются с производством электроэнергии в системах комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ). Совместное сжигание (также называемое совместным сжиганием) на угольных электростанциях — это наиболее экономичное использование биомассы для выработки электроэнергии. Специализированные установки сжигания биомассы также успешно эксплуатируются в коммерческих целях, и многие из них являются промышленными или централизованными ТЭЦ.Эффективность установки составляет около 30% в зависимости от размера установки. Эта технология используется для удаления большого количества остатков и отходов (например, жома). При использовании высококачественной древесной щепы на современных ТЭЦ с максимальной температурой пара 540 ° C электрический КПД может достигать 33-34% (LHV) и до 40% при работе только в электрическом режиме. Ископаемая энергия, потребляемая для производства биоэнергии с использованием продуктов лесного и сельского хозяйства, может составлять всего 2–5% от конечной произведенной энергии. Согласно оценке жизненного цикла, чистые выбросы углерода на единицу электроэнергии составляют менее 10% выбросов от электроэнергии на основе ископаемого топлива.Сжигание биомассы — зрелая технология. Во время использования биомассы для получения энергии очень важен контроль выбросов, и его основными стоками являются дымовой газ, зола и сточные воды. Выбросы диоксинов в результате термической обработки биомассы были серьезной проблемой, которая беспокоит людей. Чтобы обеспечить выброс диоксинов, можно применять дополнительную очистку дымовых газов с впрыском активированного угля перед улавливанием пыли или SCR (катализатор) после улавливания пыли. Эта недавняя разработка превентивных технологий позволила снизить количество диоксинов до уровня, приемлемого для общества. Выбросы загрязняющих веществ и диоксинов можно эффективно контролировать, но во многих странах мусоросжигательные заводы сталкиваются с проблемами общественного признания и рассматриваются как конкурирующие с отходами. переработка [29].

3.2. Биохимическое преобразование

В отсутствие воздуха органические вещества, такие как навоз животных, органические отходы и зеленые энергетические культуры (например, трава), могут быть преобразованы индуцированной бактериями ферментацией в биогаз (газ с высоким содержанием метана на 40–75% с CO ₂ и небольшое количество сероводорода и аммиака). Анаэробное сбраживание также является основным процессом производства свалочного газа из городских зеленых отходов. Обладает значительным потенциалом, но отличается относительно небольшими размерами растений.Анаэробное сбраживание все чаще используется в небольших, сельских и автономных системах в домашних условиях и на фермах. Как правило, 50% такого газа можно утилизировать и использовать для производства электроэнергии и тепла. После очистки и повышения качества биогаз можно использовать в тепловых установках и стационарных двигателях, подавать в сеть природного газа или использовать в качестве транспортного топлива (сжатый природный газ). Крупные предприятия, использующие ТБО, сельскохозяйственные отходы и промышленные органические отходы (крупномасштабное совместное переваривание), требуют 8000–9000 тонн ТБО в год на МВт установленной мощности.

3.3. Пиролиз

Пиролиз — это термохимическое разложение органических веществ при повышенных температурах без участия кислорода. Обычный пиролиз включает нагревание исходного материала при почти полном отсутствии воздуха, обычно при 300–500 ° C, до тех пор, пока летучие вещества не будут удалены. Остаток — это полукокс, более известный как древесный уголь, топливо, плотность энергии которого примерно в два раза выше, чем у оригинала, и которое горит при гораздо более высокой температуре. С помощью более сложных методов пиролиза летучие вещества могут быть собраны, а тщательный выбор температуры, при которой происходит процесс, позволяет контролировать их состав.Жидкие продукты потенциально могут использоваться как жидкое топливо, но они загрязнены кислотами и перед использованием должны быть обработаны. При быстром пиролизе растительного материала, такого как древесина и скорлупа орехов, при температурах 800–900 ° C остается всего 10% материала в виде твердого полукокса и 60% превращается в газ, богатый водородом и оксидом углерода. В настоящее время предпочтительной технологией является быстрый пиролиз или мгновенный пиролиз при высоких температурах с очень коротким временем пребывания [30].

3.4. Газификация

В процессе газификации биомасса непосредственно превращается в синтез-газ (синтез-газ) в газификаторе в контролируемом количестве воздуха.Синтез-газ можно использовать в двигателе внутреннего сгорания (ВС) для производства энергии или в когенерационной системе для производства тепла и электричества. Ранее Kapur et al. рассчитали удельную стоимость электроэнергии при использовании системы выработки электроэнергии на основе газификатора рисовой шелухи и оценили ее финансовую целесообразность с поставщиками коммунальных услуг и электроэнергией, вырабатываемой дизелем [31]. Abe et al. [32] обсудили потенциал производства электроэнергии в сельской местности с помощью системы газификации биомассы. Результаты показывают, что даже несмотря на то, что сельскохозяйственные отходы, такие как рисовая шелуха, могут содержать высокий энергетический потенциал, обеспечение системы газификации биомассы в долгосрочной перспективе может потребовать выращивания деревьев для обеспечения достаточного количества ресурсов [32].Эти исследования предполагают, что осуществимость этих крупномасштабных проектов в значительной степени зависит от местоположения завода, которое влияет на доступность ресурсов и понесенные логистические затраты на выбранное сырье биомассы. В промышленных масштабах хорошо зарекомендовали себя системы газификации биомассы и производства электроэнергии.

Газификация биомассы — это многоступенчатый процесс. Химия газификации биомассы аналогична химии газификации угля в том смысле, что термическое разложение обоих твердых веществ происходит с образованием смеси, по существу, одних и тех же газов [33].Однако газификация биомассы происходит в гораздо менее жестких рабочих условиях, чем при использовании угольного сырья, поскольку ее основные составляющие, целлюлоза с высоким содержанием кислорода и гемицеллюлоза, обладают более высокой реакционной способностью, чем углеродсодержащие материалы с дефицитом кислорода в угле [34]. Газификация биомассы — это процесс термохимического преобразования, в котором твердое топливо из биомассы, например древесина и рисовая шелуха, превращается в горючий газ. На практике газификация частицы биомассы происходит на первой стадии сушки частицы, за которой следует пиролитическая стадия, которая приводит к удалению летучих веществ и усадке исходной частицы.Последней стадией является газификация угля, стадия пиролиза происходит постепенно от поверхности к центру частицы биомассы. В газогенераторе биомассы биомасса сжигается в ограниченном количестве воздуха. Количество подаваемого воздуха меньше количества воздуха, необходимого для полного горения. Это превращает биомассу (которая состоит из углерода, водорода, кислорода и т. Д.) В горючую смесь газов, известную как генераторный газ / древесный газ. Генераторный газ состоит из окиси углерода (CO), водорода (H ₂ ) и метана (CH ₄ ), а также диоксида углерода (CO ₂ ) и азота (N ₂ ).Азот негорючий; однако он занимает объем и разбавляет синтез-газ, когда он входит и сгорает в двигателе. Обобщенная реакция, описывающая газификацию биомассы, представлена ​​на Рисунке 1.

Классификация газификаторов биомассы на основе коэффициента плотности (отношение плотной фазы биомассы к общему объему реактора) является простым и эффективным методом классификации. Таким образом, газификаторы можно разделить на (а) газификаторы плотной фазы и (б) газификаторы бедной фазы. В газификаторах обедненной фазы, например, с псевдоожиженным слоем, биомасса занимает очень небольшой объем реактора, то есть 0.05−0.2. Большинство газификаторов, используемых для децентрализованных применений в развивающихся странах, представляют собой реакторы с плотной фазой, в основном реакторы с неподвижным слоем; они имеют типичный коэффициент плотности 0,3-0,08 [35].

3.4.1. Газификаторы Updraft

В реакторах этого типа воздух забирается снизу, а газ выходит сверху. Биомасса движется против потока газа и последовательно проходит через зоны сушки, пиролизации, восстановления и очага. Газы следуют естественному восходящему движению, поскольку повышение температуры снижает их плотность.Газификатор Updraft может быть рассчитан на работу при естественной или принудительной тяге. При такой конфигурации поступающий воздух или окислитель контактирует с нагаром, создавая зону горения. Газы, выходящие из зоны горения, должны проходить через слой нагара над ними, создаваемый теплом зоны горения. Здесь CO ₂ и H ₂ O восстанавливаются до CO и H ₂ . Восстановленные газы все еще содержат достаточно энергии для пиролиза нисходящей биомассы в диапазоне от 200 до 500 ° C, создавая тем самым нагар, который питает зону горения.В реакционной цепи пиролизные газы также имеют достаточную температуру для сушки влажной биомассы, поступающей над ними. Однако во время пиролиза выделяются химические вещества, смолы и масла, которые становятся частью производящих газов. Этот недостаток ограничивает применение газификатора с восходящим потоком, поскольку эти продукты, выделяемые при пиролизе, могут быть вредными для теплового двигателя; однако его можно использовать для обогрева [36]. Другой серьезный недостаток газогенератора с восходящим потоком связан с высокой температурой золы плавления колосниковой решетки, что приводит к шлакованию.

3.4.2. Газификаторы с нисходящим потоком или газификаторы с нисходящим потоком

В газификаторе с нисходящим потоком воздух поступает на средний уровень газификатора над решеткой, и полученная смесь воздуха и газа течет вниз в реактор газификатора через зону высокотемпературного окисления, что приводит к термическому крекингу летучих веществ. в результате получается газ с относительно низким содержанием смол, который лучше подходит для использования в двигателях. Этот тип газогенератора дешев и прост в изготовлении. Такие системы имеют более короткое время контакта и, следовательно, более чувствительны, чем восходящие газификаторы, к резким изменениям потребности в газе, возникающим при заправке двигателей [37, 38].Однако этот газификатор предпочтительнее газификатора с восходящим потоком для двигателей внутреннего сгорания из-за низкого содержания смол в синтез-газе.

3.4.3. Газификация в псевдоожиженном слое

Газификация в псевдоожиженном слое была первоначально разработана для решения эксплуатационных проблем газификации в неподвижном слое топлива с высоким содержанием золы, но в целом подходит для больших мощностей (более 10 МВт) [34]. Топливо подается во взвешенный (барботажный псевдоожиженный слой) или циркулирующий псевдоожиженный слой горячего песка.Слой ведет себя как жидкость и характеризуется высокой турбулентностью. Частицы топлива быстро смешиваются с материалом слоя, что приводит к быстрому пиролизу и относительно большому количеству газов. Основные проблемы газификации в псевдоожиженном слое заключаются в высоком содержании смол [35], неполном сгорании углерода и плохой реакции на изменения нагрузки. Проблемы с подачей, нестабильность реакционного слоя и спекание летучей золы в газовых каналах могут возникать при использовании некоторых видов биотоплива [38]. Существует два основных типа газификаторов с псевдоожиженным слоем, а именно с барботажным псевдоожиженным слоем и с циркулирующим псевдоожиженным слоем.Газификаторы с псевдоожиженным слоем были центром значительных исследований и разработок для крупномасштабной генерации.

3.4.4. Газификация биомассы в Бангладеш

Электростанция на базе газификатора рисовой шелухи мощностью 250 кВт была смонтирована и введена в эксплуатацию в Капасиа, Бангладеш, в октябре 2007 года (Рисунок 2). Система газификации включает реактор газификатора с обратным дожиганием с нисходящей тягой производительностью 150 кг / час с системой очистки и охлаждения газа. Сначала рисовая шелуха подается в газификатор, а газ вырабатывается внутри газогенератора.Производитель сырья выходит с температурой реактора примерно от 450 ° C до 600 ° C с загрязнителями в виде твердых частиц (1000 мг / Нм ³ ) и смолы (150 мг / Нм ³ ). Горячий запыленный газ дополнительно обрабатывается в системе охлаждения и очистки газа для кондиционирования газа до уровня, приемлемого для работы двигателя. Во-первых, горячий газ проходит через высокоэффективный циклон, который отделяет сухие твердые частицы от неочищенного газа (~ 80%). Следующий промежуточный процесс охлаждения и очистки газа осуществляется в скрубберах эжекторной конструкции.Промывная вода для газоочистки используется в режиме рециркуляции после необходимой очистки на установке комплексной очистки сточных вод. Охлажденный и очищенный газ далее обрабатывается в другом скруббере, так что полученный газ содержит твердые частицы и смолу (P&T) менее 1 мг / Нм ³ . Для выработки электроэнергии используется двухтопливный генератор мощностью 300 кВт. На этой электростанции на основе рисовой шелухи для работы генератора требуется определенное количество дизельного топлива, поскольку генераторный газ имеет относительно более низкую теплотворную способность и его необходимо дополнять дизельным топливом для получения необходимой выходной мощности.Поэтому двигатель внутреннего сгорания переведен на двухтопливный режим; то есть он может работать как на генераторном газе, так и на дизельном топливе. Здесь соотношение генераторного газа к дизельному топливу составляет 70:30. Во время запуска установки основной генератор запускается сначала на дизельном топливе, а затем переключается на двухтопливный режим, когда генераторный газ доступен для зарядки двигателя. Технические характеристики установки представлены в Таблице 7.

Параметры Описание Тип газификатора Расход газа Номинальная мощность кВт 625 Нм 3 / час (до общей мощности 250 кВт) Номинальное потребление биомассы До 300 кг / час (для общей мощности 250 кВт) Температура газификации 1050 ° C –1100 ° C Эффективность газификации До 75% Температура газа на выходе из газификатора от 250 до 400 ° C Подача биомассы Ручной режим Непрерывно (минимум 300 дней в год) Типичное потребление вспомогательной энергии До 11 кВт 90 324 Типичный состав газа CO-20.62%, H 2 -10,62%, CO 2 -13,61%, CH 4 -до 4%, N 2 -52,62% Блок очистки газа Фильтр грубой очистки, мелкие опилки фильтры, тканевый защитный фильтр (размер твердых частиц 5 микрон), мокрые скрубберы Двигатель Двухтопливный генератор мощностью 300 кВт (соотношение производительного газа и дизельного топлива составляет 70:30)

3.4.5.Выбор технологий газификации биомассы

Выбор одного типа газификаторов по сравнению с другим диктуется топливом, его конечной доступной формой, размером, содержанием влаги и зольностью. Газификаторы с неподвижным слоем больше подходят для малой энергетики и промышленного отопления [39]. Существуют четыре типа реакторов: восходящие или противоточные газификаторы, нисходящие или прямоточные газификаторы, газификаторы с поперечной тягой и газификаторы с псевдоожиженным слоем. Как правило, технология газификации выбирается на основе имеющегося качества топлива, диапазона мощности и условий качества газа.Газификатор с нисходящим потоком подходит для диапазона тепловой мощности от 1 кВт до 1 МВт, тогда как восходящий поток составляет от 1,1 МВт до 12 МВт, газификатор с псевдоожиженным слоем составляет от 1 МВт до 50 МВт, а газификаторы с поперечной тягой — от 10 МВт до 200 МВт [36 ].

Система газогенератора с нисходящим потоком может быть выбрана с точки зрения Бангладеш из-за ее простоты в конструкции и конкурентоспособности по ценам. Газификатор с нисходящим потоком производит очень небольшое количество смолы, и после небольшой обработки его можно использовать непосредственно в двигателе внутреннего сгорания.К тому же в мире достаточно развиты технологии этих систем. Однако, исходя из приведенных выше сравнительных обсуждений, газификатор с нисходящим потоком лучше, чем система газификатора с восходящим потоком во многих аспектах. Этот газификатор имеет некоторые уникальные преимущества, такие как пригодность для мелкосерийного производства (50–150 кВт), минимальные затраты на обслуживание, тип выхлопа (в частности, процентное содержание смол), простота и меньшие затраты на техническое обслуживание.

4. Потенциал выработки электроэнергии из биомассы

Полученный таким образом генераторный газ является газом с низкой теплотворной способностью и обычно имеет более высокую теплотворную способность в диапазоне 5.4–5,7 МДж / м ³ [40]. Генераторный газ можно непосредственно сжигать в горелке для получения тепловой энергии или его можно использовать в качестве топлива в двигателе для выработки механической энергии или электричества. Фактический состав синтез-газа биомассы зависит от процесса газификации, газифицирующего агента и состава сырья [36]. Изучаются различные технологии газификации для превращения биомассы в газообразное топливо. Отличительной особенностью различных газификаторов является способ контакта топлива на стадии газификации.

Горючий генераторный газ от газификации биомассы может использоваться в дизельном двигателе вместе с небольшой долей дизельного топлива в двухтопливном режиме [41–44] или может использоваться непосредственно в двигателе с искровым зажиганием (SI) [45, 46 ]. Технология газификации биомассы оказалась эффективным способом использования биомассы на уровнях мощности в диапазоне от нескольких кВт до примерно 2 МВт.

В последние годы газификаторы биомассы использовались для электрификации отдаленных деревень. Размер таких систем может варьироваться от 10 до 500 кВт.В Индии несколько систем газификации биомассы меньшего размера (10–20 кВтэ) были созданы в рамках двух правительственных программ Индии, названных «Электрификация удаленных деревень» (RVE) и «Программа энергетической безопасности деревень» (VESP) [46]. Помимо государственных программ, несколько НПО и корпораций также создали такие системы. Было несколько случаев, например, электростанция на базе газификатора биомассы мощностью 500 кВт на острове Госаба в Сундарбансе (Индия), где использовались газификаторы большой мощности. Есть несколько примеров подключенных к сети электростанций с газификатором биомассы.Это газификаторы относительно крупных размеров с мощностью в сотни кВт. В Индии типичным примером является Arashi Hitech Bio Power, независимый производитель электроэнергии (IPP), который установил электростанцию ​​на базе газификатора, подключенную к государственной сети. Он расположен в деревне Султанпет в районе Коимбатур в штате Тамил Наду, где много кокосовой скорлупы. Электростанция включает в себя систему переработки биомассы, систему газификации, систему автоматизации и управления на базе программируемого логического контроллера (ПЛК), полноценную водоочистную установку, силовой агрегат и систему эвакуации энергии.На первом этапе система газификатора мощностью 800 кг / час была интегрирована с тихоходным судовым дизельным двигателем в июле 2002 года. Электростанция проработала в двухтопливном режиме при средней нагрузке 600 кВтэ в течение почти 6000 часов. Среднее зарегистрированное замещение жидких ископаемых составляет около 68% при удельном потреблении биомассы 0,6-0,7 кг / кВтч. Недавно двухтопливный двигатель был заменен на генераторные газовые двигатели 5 × 250 кВтэ [47].

Среди биоэнергетических технологий вариант газификации биомассы для удовлетворения потребностей в электричестве в сельской местности для бытовых, ирригационных и сельских малых и частных промышленных предприятий, а также для тепловой деятельности имеет большой потенциал.Газификация — это технология, позволяющая производить топливный газ в результате преобразования биомассы, который может удовлетворить потребность в энергии в различных формах. В последние годы технология газификации биомассы, похоже, вызвала озабоченность во всем мире. Это эффективный способ утилизации отходов биомассы, а газ, полученный в результате газификации, можно использовать для выработки электроэнергии. Газификация производит менее вредные выхлопные газы, поскольку биомасса очень бедна серой, хлором или тяжелыми металлами, которые вредны для окружающей среды.Самым большим преимуществом газификации является использование разнообразного сырья и продуктов, поскольку синтез-газ также может использоваться в химической промышленности наряду с выработкой электроэнергии.

Будучи сельскохозяйственной страной, Бангладеш имеет большой потенциал для производства электроэнергии из сельскохозяйственных остатков. Бангладеш входит в пятерку ведущих стран-производителей риса в мире. Рис — основная культура страны с точки зрения посевных площадей и производства. Производство рисовой шелухи и рисовой соломы составило 10,12 млн тонн и 25 тыс. Тонн.31 млн т соответственно в 2011 г. [12]. По данным ассоциации владельцев рисовых мельниц Бангладеш, более 100 000 рисовых мельниц разбросаны по всей стране. Большинство заводов географически сконцентрированы в четырех отдельных кластерных областях, и 90% из них имеют небольшую мощность (5–10 тонн в день). За исключением 4 отдельных кластерных зон для рисовых заводов в Бангладеш, будет сложно обеспечить бесперебойное снабжение завода [48]. Таким образом, ее необходимо смешать с доступной на месте биомассой, чтобы она могла соответствовать распределенной системе энергии / мощности на различных уровнях мощности.Исследования показывают, что газификатор с нисходящим потоком подходит для маломасштабных электростанций на базе газификации биомассы [49, 50]. Расход рисовой шелухи составляет 1,86 кг на 1 кВт · ч электроэнергии для электростанции, основанной на газификации [51]. Предполагая, что 50% рисовой шелухи и соломы используются для выработки электроэнергии, потенциал выработки электроэнергии из рисовой шелухи и соломы составляет около 1010 МВт.

В Бангладеш, где находится около 15 сахарных заводов, в 2011 году было произведено около 1,68 миллиона тонн жома, которого достаточно для производства электроэнергии.В северо-западном регионе, который испытывает нехватку энергии, сахарные заводы были бы большим энергетическим ресурсом. Это тоже преимущество, так как все 15 сахарных заводов были установлены в области. Жом потенциально может производить мощность около 50 МВт, которая могла бы потреблять сами комбинаты, а остальная часть энергии может поставляться в близлежащие районы или в национальную сеть. Правительству Бангладеш необходимо будет внести поправки в энергетическую политику, чтобы заводы по газификации могли работать на полную мощность и продавать излишки электроэнергии в сеть.

Пшеничная солома, стебли джута, остатки кукурузы, солома чечевицы и скорлупа кокосовых орехов также являются многообещающими ресурсами биомассы для производства электроэнергии. Подсчитав все сельскохозяйственные остатки около 41,26 миллиона тонн, как указано в Таблице 3, предполагается, что, принимая 50% остатков для производства электроэнергии, общий потенциал для производства электроэнергии из биомассы составляет 1178 МВт.

Бангладеш имеет очень ограниченные лесные ресурсы. В общих чертах, леса Бангладеш можно разделить на четыре типа: (1) мангровые леса в прибрежной дельте, (2) холмистые леса во внутренних районах, (3) сала (Shorea robusta) леса на небольших территориях внутри страны и (4) социальные леса.Потенциал биоэнергетики древесных отходов невелик, но он имеет большое значение для различных уровней потребителей в сельской местности. Тем не менее, топливная древесина является основным источником энергии на базе древесины в стране. Большинство домохозяйств используют дрова для приготовления пищи в сельской местности. Однако эффективное использование лесных остатков может быть возобновляемым источником энергии в любой части Бангладеш. Лесные остатки включают небольшие ветки, листья, кукурузную печку и так далее. Бангладеш имеет хороший потенциал для получения биоэнергии из лесных остатков путем установки газификатора биомассы в лесных регионах для производства электроэнергии.На основе лесных остатков, имеющихся в Бангладеш, и при допущении, что небольшая часть (~ 30% доступность) остатков доступна из лесов, возможный энергетический потенциал составляет около 250 МВтэ.

Основными параметрами, определяющими потенциал рекуперации энергии из отходов (в том числе ТБО), являются количество отходов и физико-химические характеристики (качество) отходов. Фактическое производство энергии будет зависеть от конкретного используемого процесса обработки, выбор которого также в значительной степени зависит от двух вышеуказанных параметров.Важные физические параметры, требующие рассмотрения, включают размер, плотность и влажность компонентов. Меньший размер компонентов способствует более быстрому разложению отходов [52]. Учитывая качество и влажность твердых бытовых отходов (ТБО) в крупных городах Бангладеш, по оценкам, из твердых бытовых отходов можно произвести около 100 МВт электроэнергии.

5. Заключение

Газификация биомассы может предложить привлекательную альтернативную систему возобновляемой энергии, особенно в сельских районах, где топливо из биомассы легко доступно.Эти ресурсы могли бы обеспечить небольшие независимые электростанции на базе местных сообществ. Рисовая шелуха и солома могут быть признаны одними из самых доступных видов биомассы в Бангладеш и имеют потенциал выработки электроэнергии около 1010 МВт. Электростанция может быть установлена ​​рядом с «кластерами» крупных рисовых заводов в Динаджпуре, Богра, Наогаон, Чапайнавабгандж и Ишварди с излишками рисовой шелухи. Однако создание электростанций на основе жмыха в сахарной промышленности приведет к огромным изменениям в производстве сахара, а остальная энергия будет поставляться в национальную сеть и местным общинам.Однако другие типы биомассы, такие как кожура бобовых опилок, также следует рассматривать для газификации. Бангладеш имеет значительную потенциальную форму производства электроэнергии за счет газификации биомассы и оценивается примерно в 1500 МВт. Предоставление государственных субсидий необходимо для преодоления барьеров для установки таких газификационных электростанций. Правительство может изыскивать средства из различных источников иностранной помощи. Также возможна торговля выбросами углерода. Установка электростанций на биомассе в сельской местности приведет к огромным изменениям в образе жизни местных сообществ.Повышенное освещение также косвенно поможет сообществу за счет увеличения рабочего времени на рынке, улучшения состояния здоровья и поощрения новых деловых достижений.