МИНОБРНАУКИ РОССИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙУНИВЕРСИТЕТ» (ННГАСУ)

Кафедра теплогазоснабжения

ОТЧЕТ

по научно-исследовательской работе (НИР)

в 1 семестре

Научный руководитель,

профессор, д-р. техн. наук __________________________________А.Г. Кочев

^{(подпись, дата)}

Исполнитель

магистрант гр. М.Сзв-6/07_______________________________ П.П. Петров

^{(подпись, дата)}

Нижний Новгород,

2016

Содержание

Содержание 2

вввввввввввввввввввввввввввввввввввввввввввввввввввввввввввввввв 2

Введение 2

2.6 Быстрый пиролиз (газификация) 52

Достоинства пиролизных котлов: 54

Недостатки пиролизных котлов: 54

Список использованных источников 61

Вввввввввввввввввввввввввввввввввввввввввввввввввввввввввввввввв Введение

В настоящее время в Российской Федерации все большее значение приобретает необходимость учета возможностей такого важного фактора развития экономики, как энергосбережение. Это объясняется, главным образом, неуклонным уменьшением запасов энергетического сырья, ростом затрат на его добычу. К сожалению, при существующем уровне научно-технического прогресса энергопотребление может быть покрыто только лишь за счет использования невозобновляемых источников энергии органического топлива (уголь, нефть, газ). Однако, по результатам многочисленных исследований, невозобновляемые источники энергии уже к 2030 г. смогут удовлетворить запросы мировой энергетики только частично. Остальная часть энергопотребности может быть удовлетворена за счет возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и вторичных энергетических ресурсов (ВЭР).

Под ВЭР понимается энергетический потенциал продукции, отходов побочных и промежуточных продуктов, образующихся в технологических агрегатах (установках), который не используется в самом агрегате — источнике ВЭР, но может быть частично или полностью использован для энергоснабжения других потребителей на самом предприятии или за его пределами. [2, с. 204]

Выходом вторичных энергетических ресурсов называют количество энергоресурсов, образовавшихся в данном технологическом процессе. По виду энергии вторичные энергетические ресурсы разделяются на три основные группы. [2, с. 204]

Горючие (топливные) ВЭР — химическая энергия отходов технологических процессов, непригодных для технологиче­ской переработки и используемых в качестве топлива. К ним относятся:

• побочные горючие газы плавильных печей; горючие отходы химической и термохимической переработки органического сырья;

• отходы деревообработки — кора, опилки, стружки, обрезки и т. п.;

• щелоки целлюлозно-бумажного производства и горючие щелоки других производств;

• демонтированные деревянные детали зданий, сооружений, непгодные для использования шпалы, столбы и т. п. [2, с. 205]

Наиболее значительным из ВИЭ нашей страны является древесина, так как на ее территории сосредоточено около 22% всех лесных ресурсов планеты, что позволяет говорить о высоком потенциале вовлечения в баланс древесной биомассы. Во всем мире энергетическое использование древесной биомассы и, в частности, древесных отходов, рассматривается как альтернатива традиционным видам топлива. Это связано с тем, что при сжигании древесных отходов выделяется небольшое количество углекислого газа и других вредных веществ. По предварительным оценкам, в виде отходов ежегодно образуется древесное сырье, эквивалентное 40 млн. тонн условного топлива. К одним из основных факторов использования данного вида топлива можно отнести утилизацию низкосортного топлива, состоящего из отходов деревообработки - древесной щепы, опилок, обрезков, стружки.

В лесной и деревообрабатывающей промышленности основным видом ВЭР являются неиспользованные или непригодные для технологической переработки древесные отходы. Это обусловлено наличием в отрасли значительных объемов древесных отходов, технически или экономически недоступных для целей технологии, требующих значительных трудовых и денежных затрат для их ликвидации во избежание загрязнения ими окружающей среды. Вовлечение в топливный баланс котельных установок, работающих на таких отходах, обеспечивает прямую экономию невозобновляемых видов топлива и требует повседневного внимания со стороны работников энергетической службы.

Для регионов, имеющих значительные лесные массивы, и, не имеющих каких-либо природных запасов традиционного топлива (газ, нефть, уголь и др.), развитие региональной энергетики на базе имеющихся запасов древесного топлива открывает широкие перспективы экономического роста и обеспечения региональной энергетической независимости.

На первом этапе развития отечественной лесопильной промышленности ставился вопрос не об использовании отходов лесопиления, а об их уничтожении, так как эти отходы загромождали территорию вокруг лесозаводов и увеличивали опасность пожара.

К сожалению, примерно также обстоят дела с отходами в настоящее время. Огромное число мелких и средних лесоперерабатывающих производств, которые создаются и ликвидируются на российской территории в течение последних двадцати лет, окружены неиспользуемыми древесными отходами, объемы которых постоянно увеличиваются.

При этом необходимо признать, что за этот период практически утрачен широко накопленный передовой научно-технический и промышленный опыт комплексного использования древесины [4] и ее отходов в результате ликвидации большинства прикладных научно-исследовательских и конструкторский отраслевых институтов потери кадрового потенциала специалистов.

Увеличивающийся дефицит на лесобумажные товары во многих странах, в том числе в России, ставят перед лесной и деревообрабатывающей промышленностью задачу наиболее полного использования древесных отходов.

Экономическая выгода предлагает несколько направлений применения древесных отходов в настоящее время.

На крупных деревообрабатывающих предприятиях и целлюлозно-бумажных комбинатах отходы могут быть использованы полностью в инфраструктуре самих предприятий для получения дополнительной продукции (разные виды прессованных плитных материалов) и в качестве топлива.

Проблемным является использование отходов мелких и средних предприятий.

Целесообразность передачи отходов на большие предприятия для энергетического или технологического применения определяется соображениями логистики.

Использование отходов мелкого предприятия на месте, как правило, не экономично, поскольку объем отходов недостаточен для организации устойчивого рентабельного производства.

Одновременно возникает проблема энергетического обеспечения вновь создаваемого производства для переработки отходов.

Решение проблемы использования отходов малых и средних предприятий заключается в кооперации и создании совместных технологических и энергетических предприятий, приближенных к источникам образования отходов.

В этом случае комплексного подхода производство технологической продукции будет иметь надежное автономное энергетическое обеспечение.

Наиболее энергодефицитные районы Нижегородской области расположены в ее северной части. К северным районам Нижегородской области отнесены: Варнавинский, Ветлужский, Воскресенский, Ковернинский, Краснобаковский, Семеновский, Сокольский, Тонкинский, Тоншаевский, Уренский, Шарангский, Шахунский; всего 12 районов. Северные районы Нижегородской области являются проблемными территориями. Дотационность их бюджетов является наиболее высокой в области, максимальна в Тонкинском районе - 84%. Кроме того, в этих районах проблема энергообеспечения является острейшей социальной проблемой.

Отсутствие централизованного газоснабжения и, как следствие, использование дорогостоящих видов топлива (уголь, мазут) обуславливает высокую стоимость тепловой энергии, составляющую в среднем - около 2000 руб. / Гкал. в год.

На фоне постоянного увеличения стоимости вырабатываемой тепловой энергии при использовании традиционных видов топлива напрашивается вывод о необходимости нового комплексного решения в области технологии производства тепловой энергии. Таким решением может стать использование, в качестве альтернативного топлива, отходов лесопереработки, которые в настоящий момент используются очень ограниченно, а свалки этих отходов все больше становятся серьезной экологической проблемой. В пользу промышленного использования отходов лесопереработки в производстве теплоты говорит европейский опыт, где древесные топливные гранулы широко используются даже в газифицированных районах.

Фактором, который может стать определяющим в развитии технологии производства теплоты в северных районах Нижегородской области, является то обстоятельство, что данные районы являются "лесными". На их территории сосредоточен 61% спелых и перестойных лесов Нижегородской области.

По заказу Министерства жилищно-коммунального хозяйства Нижегородской области ООО «Нижегородский Инвестиционный Центр Энергоэффективности - НН» (далее - ООО «НИЦЭ-НН») проведены исследования и анализ эффективности работы 1116 котельных, в том числе 857 муниципальных котельных, действующих на территории 12-ти северных районов Нижегородской области (Варна­винский, Ветлужский, Воскресенский, Ковернинский, Краснобаковский, Семеновский, Сокольский, Тонкинский, Тоншаевский, Уренский, Шарангский, Шахунский). Газифицированы в настоящее время только 5 районов (Воскресенский, Ковернинский, Краснобаковский, Семеновский и Сокольский), в остальных 7 природный газ отсутствует. [4]

Учитывая изложенное выше, а также в целях: сокращения дефицита топливно-энергетических ресурсов, снижения затрат на доставку топлива, расширения объемов использования его местных экологически чистых возобновляемых видов, повышения эффективности функционирования предприятий деревоперерабатывающих отраслей, Министерство жилищно-коммунального хозяйства Нижегородской области считает целесообразным приступить к работе по формированию концепции перевода котельных северных районов на альтернативные виды топлива (отходы деревообрабатывающих предприятий). [4]

В перспективе, перевод котельных жилищно-коммунального хозяйства поставляемых в регионы традиционных видов топлива (угля, мазута) на отходы деревообработки позволит снизить бюджетную нагрузку региона и экономить дорогостоящие топливно-энергетические ресурсы. [4]

Экономическая эффективность проектов тепловых станций (ТС) на древесном топливе, сегодня находится на уровне эффективности обычных ТС на угле. Однако, она может быть существенно улучшена при реализации конкретного проекта за счет уменьшения стоимости древесного топлива, минимизации транспортных расходов на его доставку, применения прогрессивных технологий рубки и вывоза леса, высокоэффективного технологического цикла генерации электроэнергии и теплоты.

Все это привело к тому, что технологии получения энергии из древесных отходов в последние годы развиваются и совершенствуются.

Целью работы является разработка мероприятий и проектных решений по экономии топливно-энергетических ресурсов с помощью применения альтенативного вида топлива или возобновляющихся источников энергии, в частности древесных отходов деревообрабатывающего производства.

Объектом исследования является деревообрабатывающее предприятие и отходы его деятильности.

Методология и методы исследования включают в себя сбор и анализ научной литературы и нормативно-технических источников, и сопоставление полученных результов исследования.