14.578.21.0091

Целью исследования является 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, работающая с любым видом гранулированного биотоплива.

Существующие технологии получения тепла в котельных требуют высокого качества исходного топлива, что приводит к использованию дорогого привозного топлива, которое при длительной транспортировке и перегрузках частично теряется и снижает качество, что, в свою очередь, повышает затраты на генерацию тепла и снижает надежность и эффективность работы котельной. Поэтому использование местных топлив с использованием разработанных технологий и оборудования позволит на 30-40% снизить стоимость тепла, загрязнение окружающей среды и количество аварий на котельных. Новизна предлагаемой работы, заключается в разработке и обосновании новой экологически безопасной системы тепловой генерации, использующей инновационные способы применения местных энергоресурсовсо для стабильного получения тепла.
Различные виды биотоплив являются важнейшим энергоресурсом, способным обеспечить большую экономию средств и энергонезависимость предприятий, а в некоторых случаях и регионов. Разработка высокоэффективных топочных и горелочных устройств для сжигания гранулированного биотоплива, произведенного из отходов деревопереработки и сельскохозяйственного сырья с высоким содержанием зольности позволит значительно уменьшить экологическое воздействие объектов энергетики на окружающую среду и создаст условия для динамичного развития научно-технического и технологического комплекса страны.
Использование гранулированное биотопливо позволит решить сразу несколько проблем народного хозяйства:
- иметь всегда восполняемый запас экологического топлива;
- перерабатывать всевозможные отходы производства;
- золу использовать в сельском хозяйстве в качестве удобрения.

Применяемые в настоящее время в России топочные и горелочные устройства для сжигания различных видов биотоплива имеют низкую энергетическую и экологическую эффективность, что приводит к нерациональному использованию энергетических ресурсов и значительному загрязнению окружающей среды, что особенно сильно сказывается на экологической обстановке. При реализации цели проекта были решены следующие задачи:
• выбор и обоснование принятого направления исследований и способов решения поставленных задач, а также проведены патентные исследования;
• выполнены экспериментальные и теоретические исследования механизмов горения различных видов гранулированного биотоплива при различных скоростях нагрева испытуемых топлив;
• исследованы теплотехнические, теплофизические и технологические характеристики различных видов гранулированного биотоплива;
• разработан и запущен в эксплуатацию экспериментальный стенд для комплексного исследования эффективности сжигания различных видов гранулированного биотоплива, произведенного из отходов деревопереработки и сельскохозяйственного сырья с высоким содержанием зольности;
• исследованы на экспериментальной установке основные параметры, определяющие качественные показатели гранулированного биотоплива, произведенного из отходов деревопереработки и сельскохозяйственного сырья с высоким содержанием зольности;
• проведены комплексные исследования эффективности работы теплогенерирующих установок мощностью 25 и 50 кВт при сжигании различных видов гранулированного биотоплива, произведенного из отходов деревопереработки и сельскохозяйственного сырья с высоким содержанием зольности и разработаны рекомендации по повышению их энергетических и экологических показателей;
• выполнен сопоставительный анализ результатов экспериментальных работ с результатами теоретических исследований;
• предложены рекомендации по оптимизации технологического процесса производства гранулированного биотоплива, произведенного из отходов деревопереработки и сельскохозяйственного сырья с высоким содержанием зольности и повышения эффективности их сжигания;
• разработаны рекомендации по расчету топочных устройств котлов малой мощности для сжигания различных видов гранулированного биотоплива, произведенных из отходов деревопереработки и сельскохозяйственного сырья с высоким содержанием зольности;
• сформулированы рекомендации по проектированию топочных устройств и оптимальным режимам их эксплуатации для сжигания различных видов гранулированного биотоплива, произведенных из отходов деревопереработки и сельскохозяйственного сырья с высоким содержанием зольности;
• проведена оценка возможности создания конкурентоспособной продукции, включая предложения по коммерциализации;
• обосновано развиваемое направление исследований, изложены методики проведения исследований, а также описаны полученные результаты.
Для обеспечения достоверности полученных результатов использовалась самая современная материально-техническая и приборная база, методы математического моделирования и математического планирования экспериментов и обработки их результатов.
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 исследований 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.

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 исследований 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 исследований созданы экспериментальные образцы энергоэффективной отопительной системы, использующей гранулированное биотопливо, произведенное из отходов деревопереработки и сельскохозяйственного сырья  с высоким содержанием зольности.

В результате исследований получено 3 свидетельства на программу для ЭВМ. 

 

При выполнении исследований исполнителями написано и опубликовано 5 научных статей по тематике проекта в журналах, индексируемых в базе данных Scopus.

Разработан проект технического задания на проведение ОКР.

Разработаны рекомендации и предложения по использованию результатов проведенных исследований в реальном секторе экономики.

Проведена технико-экономическая оценка полученных результатов.

Исследования ориентированы 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 типами топлива.