Аналіз роботи котельні потужністю 1,0 МВт з використанням біомаси.
Автор: Михалюк Олександр Валерійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Теплоенергетика
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: заочна
Навчальний рік: 2022-2023 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Михалюк О.В., Кравець Т.Ю. (керівник). Аналіз роботи котельні потужністю 1,0 МВт з використанням біомаси. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2022. Розширена анотація Розвиток енергетики України, за останні кілька років, показав нестачу ефективних екологічних теплоенергетичних потужностей, який позначився на економічному розвитку держави [1, 2]. У зв’язку з військовим станом в державі спостерігається значний дефіцит електроенергії, а тарифи на неї зросли в 1,5-2 рази. Щорічно на території України утворюється до 1,7-1,9 млрд. тон біомаси. По оцінках експертів в енергетичних цілях в Україні вже сьогодні технічно можливо щорічно використовувати до 10,0 млн. т деревної біомаси, до 5,0 млн. т органічних відходів, до 10 млн. т твердих побутових відходів міст [3]. Одним з найбільш перспективних напрямків переробки деревинних відходів в західній Європі, США та Японії стало виробництво паливних гранул. Сьогодні ринок паливних гранул росте колосальними темпами. На гранулах працюють комунальні котельні, промислові підприємства та електростанції середньої потужності. При існуючих цінах на електроенергію та паливні гранули опалювати житлові і виробничі приміщення гранулами в 2,5 - 3 рази дешевше, ніж електроенергією. У зв’язку з важким станом паливно-енергетичного сектору України, що обумовлено військовим станом в державі, дефіцитом усіх видів палива, зменшенням об’ємів добування вугілля, виявилась необхідність у використанні місцевих видів енергоресурсів. Вирішення даної задачі слід шукати у впровадженні у промислове використання джерел енергії, які досі не враховувалися у паливно-енергетичному балансі України, а також у розробці методів експлуатації паливних ресурсів, які дозволять повністю використовувати їх тепловий потенціал та звести втрати енергії до мінімуму. Один з шляхів вирішення даної задачі є запровадження нової технології спалювання твердого палива в низькотемпературному киплячому шарі. Завдяки запровадженню цієї технології стає можливим використання запасів низькосортного твердого палива, утилізація відходів вуглезбагачення та вуглевидобування, а також деревної біомаси. Розробка режимів роботи теплоенергетичної системи, з використанням біомаси в якості палива, для врахуванням змінних потреб теплових споживачів є безумовно актуальним питанням на даний час. Саме аналізу роботи котельні потужністю 1,0 МВт в різних режимах роботи, з використанням біомаси, і присвячена дана робота. Об’єкт дослідження – техніко-економічні показники роботи котельні потужністю 1,0 МВт з використанням біомаси в якості палива. Предмет дослідження – вплив техніко-економічних показників роботи котельні на ефективність її експлуатації в різних режимах. Мета дослідження – розробка котельні потужністю 1,0 МВт, здатної забезпечити ефективну та екологічну експлуатацію устаткування, яка працює на біомасі з деревини. Перший розділ роботи присвячений розгляду потенціалу відходів деревини в Україні та ефективності виробництва енергії з неї. У другому розділі представлено теорію теплового самозаймання різних типів деревної біомаси. Виконано розв’язання системи диференційних рівнянь процесу самозаймання в одномірному потоці. Третій розділ присвячений питанням дослідження методів ефективного та екологічного спалювання біомаси. Встановлено, що цим вимогам відповідає процес спалювання біомаси в киплячому шарі. В цьому ж розділі представлено теорію виникнення, властивості та основні характеристики киплячого шару. У четвертому розділі наведено розрахунок аеродинаміки киплячого шару, в результаті якого обчислено оптимальні швидкості витання частинок тирси різних розмірів деревини. П’ятий розділ присвячений аналізу роботи котельні з використанням деревної біомаси. Проведено розрахунок котельні для 3-ох основних режимів її роботи: максимального, середнього та мінімального навантаження. В економічній частині роботи виконано розрахунок терміну окупності при заміні газової котельні на котельню із спалюванням деревини. У розділі автоматизації розроблено систему автоматичного регулювання твердопаливної котельні на сучасних засобах автоматизації для стійкого контролю та регулювання витрати теплової енергії [4, 5]. Ключові слова – біомаса з деревини, циркулюючий киплячий шар, аеродинаміка, котел, режим роботи котельні. Література. 1. Микитенко В. Енергоефективність національної економіки: соціально-економічні аспекти / В. Микитенко / Енерго ресурс: Вісн. НАН України. – № 10. 2006 – С. 17–26. 2. Скорочення викидів та покращення маневровості теплових станцій: монографія (видання 2-ге, доповнене) / М.П. Кулик, Т.Ю. Кравець. – Львів: Растр-7, 2019. – 229с. 3. Лис С.С., Кравець Т.Ю., Мисак Й.С. Газифікація твердого палива у суцільному шарі: (монографія) – Львів: Растр-7, 2018. – 210с. 4. Чистович С.А. (1994) Автоматизация установок систем теплоснабжения, М.: Стройиздат, - 201с. 5. Витальев В.П., Фаликов В.С. (1997) Приборы и средства автоматизации,- М.: Стройиздат, - 174с.