Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование и разработка энергосберегающей технологии получения тепловой энергии из отходов деревопереработки и сельскохозяйственного сырья с высоким содержанием зольности и создание инновационной линейки энергоэффективных отопительных систем для широкого спектра потребителей.

Номер контракта: 14.578.21.0091

Руководитель: Ларчиков Александр Викторович

Должность: Заместитель руководителя "ЦКТТ" МИЭТ

Организация: федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники"
Организация докладчика: федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники"

Аннотация скачать
Постер скачать
Презентация скачать
Ключевые слова:
теплотворная способность, зольность, горение, гранулированное биотопливо, горелка, экологические показатели, теплотехнические характеристики

Цель проекта:
Разработка инновационной линейки энергоэффективных отопительных систем для получения тепловой энергии из отходов деревопереработки и сельскохозяйственного сырья с высоким содержанием зольности, основным элементом которой является горелка, работающаяя с любым видом гранулированного биотоплива.

Основные планируемые результаты проекта:
1) Проведено компьютерное моделирование процессов сжигания отходов деревопереработки и сельскохозяйственного сырья с высоким содержанием зольности.
2) Проведена сравнительная оценка вариантов возможных решений для эффективного сжигания отходов деревопереработки и сельскохозяйственного сырья с высоким содержанием зольности с учетом результатов компьютерного моделирования.
3) Разработаны и обоснованы экспериментальные и методические подходы для решения задач получения тепловой энергии из сжигания отходов деревопереработки и сельскохозяйственного сырья с высоким содержанием зольности.
4) Разработан технологический регламент сжигания отходов деревопереработки и сельскохозяйственного сырья с высоким содержанием зольности.
5) Разработана структурная схема энергоэффективной отопительной системы для получения тепловой энергии из отходов деревопереработки и сельскохозяйственного сырья с высоким содержанием зольности и определены ее базовые компоненты.
6) Разработаны варианты электрической схемы, проведены моделирование и сравнительная оценка характеристик разработанных вариантов схем датчиков.
7) Разработана программная документация на программно-аппаратный комплекс автоматизации управления горелкой.
8) Разработаны технические решения экспериментального образца ЭОС.
По результатам компьютерного моделирования можно сделать вывод о перспективности применения факельно-слоевых горелок как оптимального варианта для создания отопительной системы для получения тепловой энергии из отходов деревопереработки и сельскохозяйственного сырья с высоким содержанием зольности. Перспективным научным направлением является определение кинетических характеристик процесса термического разложения экспериментальным путем или на основе термогравиметрических данных и дальнейшее применение кинетических характеристик для моделирования процессов, происходящих в топочных устройствах. Использование предложенных системы и модели оценки факельных характеристик топок промышленных котлов в комбинации с основным нормативным методом расчета ее суммарного теплообмена повышает достоверность получаемых результатов и, как следствие, эффективность внедряемых мероприятий, упрощает проведение наладки и испытаний основного и вспомогательного оборудования. Представленная в ходе выполнения ПНИ модель топки может быть использована при переводе промышленных котлов на современные технологии топливосжигания. Представленные математические модели в совокупности с разработанными программно-аппаратными средствами являются основой интеллектуальных систем управления оборудованием энергоэффективной отопительной системы и позволяют проводить его настройку в процессе тестовых испытаний, проводимых после монтажа этого оборудования. Разработанные технические решения обеспечат для ЭОС возможность использования полного автоматизированного алгоритма, позволяющего подавать, поджигать и эффективно сжигать гранулированное биотопливо и получать максимальное количество тепловой энергии, а также дадут возможность для ЭОС масштабирования для реализации линейки мощностей для эффективного производства тепловой энергии. На текущий момент все запланированные работы проекта выполнены успешно и в полном объеме.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Результаты, полученные в ходе реализации проекта, создают основу для вовлечения в энергетический баланс регионов отходов переработки биомассы и обеспечения их эффективного энергетического использования. Достигается значительная экономия дорогостоящих привозных топлив, обеспечивается охрана окружающей среды за счет значительного снижения выбросов вредных веществ и создаются условия для создания новых рабочих мест.
Результаты ПНИЭР предназначены для использования в энергетике и позволят повысить эффективность энергетического применения различных видов гранулированного биотоплива, произведенного из отходов деревопереработки и сельскохозяйственного сырья с высоким содержанием зольности.
В результате ПНИЭР будет создана отопительная система, использующая гранулированное биотопливо, произведенное из отходов деревопереработки и сельскохозяйственного сырья с высоким содержанием зольности.
Котлы, работающие на гранулированном биотопливе, являются относительно новым видом отопительного оборудования, имеющий преимущества перед другими отопительными системами:
- независимости от центральных источников;
- экологической чистоте;
- максимальной автоматизации;
- экономичности.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
ПНИЭР ориентирована на последующую разработку и тиражирование теплогенерирующего оборудования малой мощности, которое актуально для частного потребителя, муниципальных образований, ЖКХ удаленных и труднодоступных районов, в особенности Сибири и Дальнего Востока, предприятий различного профиля, нуждающихся в самообеспечении тепловой энергией. Для тиражирования разрабатываемых технологий требуется создание (модернизация существующих) котельных малой мощности, позволяющих сжигать гранулированное биотопливо с учетом местных особенностей. В дальнейшем необходим масштабный переход и организация серийного производства инновационной линейки энергоэффективных отопительных систем для получения тепловой энергии из отходов деревопереработки и сельскохозяйственного сырья с высоким содержанием зольности.
Основными преимуществами внедрения разрабатываемой инновационной линейки энергоэффективных отопительных систем для получения тепловой энергии из отходов деревопереработки и сельскохозяйственного сырья с высоким содержанием зольности являются:
1) Экологические преимущества (сокращение парникового эффекта).
2) Социально-экономические преимущества (новые рабочие места, надежность поставок.
3) Способность конкурировать с другими биогенными типами топлива.

Текущие результаты проекта:
Проведено теоретическое исследование теплотехнических, теплофизических и технологических характеристик горения различных видов отходов деревопереработки и сельскохозяйственного сырья с высоким содержанием зольности. Разработана программа и методики исследовательских испытаний экспериментального образца энергоэффективной отопительной системы для получения тепловой энергии из отходов деревопереработки и сельскохозяйственного сырья с высоким содержанием зольности с базовыми компонентами.