ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ФУНКЦІОНУВАННЯ БІОГАЗОВИХ УСТАНОВОК
5.1 Вибір системи нагріву біогазової установки в залежності від її робочого режиму та витрат на власні потреби
Сучасні системи теплопостачання здатні точно і надійно підтримувати потрібні параметри технологічних процесів, що досягається використанням регулюючих та змішувальних клапанів, датчиків контролю та іншого автоматичного обладнання (рисунок 5.1). Точний підбір теплообмінних поверхонь і схем їх підключення до загальної теплової мережі залишається основним критерієм надійності і якості систем.
Температура, °С 1- витрати теплоти на потреби підприємства; 2 — корисна продуктивність установки; 2′- корисна продуктивність установки, з ураху ванням виконання заходів щодо зниження витрат на власні потреби; 3 — повна продуктивність установки; 4 — витрати на власні потреби установки 5 — крива виходу бі — огазу в процесі анаеробної переробки. Рисунок 5.1 — Розподіл витрат на теплопостачання тваринного комплексу і вироблення енергії біогазові установки в залежності від температури зовнішнього повітря |
Значно знизити витрати на обігрів біогазової установки, який може бути здійснений по однотрубної або двотрубної схемами дозволяє застосування теплоутилізаторів.
При цьому збільшення навантаження від температури менш +8 °С обґрунтовується витратами на опалення, вентиляцію і збільшуються навантаження на гаряче водопостачання та технологічні потреби.
і Іри облаштуванні та впровадженні в систему теплопостачання біогазової установки, вона здатна забезпечити потреби тваринницького комплексу в обсязі, показаному по лінії 2. Прямою 3 характеризується загальне вироблення теплової енергії установкою, що є середньозваженою від кривої виходу біогазу 5 в процесі анаеробної переробки відходів тваринництва. Лінією 4 описується споживання теплової енергії на потреби самої установки і воно залежить від температурного режиму, теплової ізоляції, використання утилізації тепла збродженого осаду та інших факторів.
Зниження витрат на власні потреби та підвищення ефективності їх використання є основним завданням при використанні біога — зових установок [21, 69]. Ефективність прийнятих інженерних рішень оцінюється величиною А, в цьому випадку графік лінії 2 зміщується до лінії 2′. Чим більше величина А тим більше ефективні прийняті конструктивні й технологічні рішення.
Для конкретного аналізу витрат теплової енергії нами вивчено потреби в енергоресурсах промислово тваринницького господарства ВТК «Запоріжсталь» на 5000 і 7500 голів свиней м’ясного напрямку. Графік загального споживання нетрадиційного джерела енергії (НДЕ) на опалення, вентиляцію, гаряче водопостачання і продуктивність біогазової установки представлений на (рис. 5.2). З графіка видно, що значний надлишок енергоресурсів утворюється в літній період. В зимовий період середньомісячні навантаження по підприємству перевищують продуктивність установки, однак загальна її річна проду ктивність набагато вище необхідних витрат. В зимовий період загальне збільшення навантаження не перевищує місячної продуктивності установки. У зв’язку з цим слід приймати рішення щодо акумулювання енергії, що виробляється нетрадиційними джерелами. Виходячи з конкретних умов повинна визначатися величина акумулювання.
Накопичення біогазу без можливості його повної реалізації нераціонально для великих комплексів створення систем, так як встає питання про реалізації надлишкової енергії. При спільному’ отриманні теплової та електричної енергії, постачання енергоресу’-
рсами сторонніх споживачів, наприклад, розташовані поруч промислові підприємства, тепличні господарства, адміністративні і громадські будівлі сільських поселень можливо додаткове використання енергії нетрадиційних джерел. У цьому випадку може бути економічно виправдане створення резервуарного парку [69].
І Навантаження Щ Корисна иродукиівшсіь НД£ по прецпрпємитву Рис 5.2 — Графік споживання теплової енергії для ВТК «Запоріжсталь» та вироблення енергоресурсів за допомогою біогазової установки (БГУ) |
Обсяг економії власних витрат є найбільш гострим питанням для установок малої продуктивності з об’ємом реактора менш 100 м3, які можуть застосовуватися для невеликих приватних фермерських господарств. Це пов’язано з тим, що величина цих витрат становить до 57 %, а загальна продуктивність установки невелика [49,70].
На сьогоднішній день актуальним завданням є вивчення питань використання анаеробної переробки відходів на тваринницьких комплексах. Вирішити питання утилізації відходів і забезпечення власних потреб в енергоресурсах сільськогосподарським підприємствам дозволить більш широке впровадження біогазових установок.