Модернізація газової котельні шляхом встановлення газогенераторів на деревній трісці

Abstract

Орест ЛАЛАК, Андрій КАПУСТЯНСЬКИЙ (керівник). Модернізація газової котельні шляхом встановлення газогенераторів на деревній трісці. Бакалаврська кваліфікаційна робота. - Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2025. Розширена анотація. В реальних умовах експлуатації технологічні властивості деревної біомаси суттєво впливають на конструкцію теплотехнічних пристроїв [1], у яких здійснюється її спалювання, і це в значній мірі, визначає показники роботи парових і водогрійних котлоагрегатів лісозаготівельних підприємств [2]. Важливою особливістю деревної біомаси як палива є відсутність у ній сірки та фосфору [3]. Відомо, що основною втратою тепла в котлоагрегаті є втрата теплової енергії, що відходить разом із гарячими газами. Величина цієї втрати визначається температурою відхідних газів. При спалюванні палива, що містить сірку, ця температура підтримується в межах 200 – 250 oС [4]. При спалюванні деревних відходів, які не містять сірки, температура відхідних газів може бути знижена до 110 – 120 oС, що дозволить суттєво підвищити ККД котлоагрегатів. Саме такого роду проблемам і присвячена дана робота, а саме аналізу, розробленню та впровадженню на котлах заходів направлених на покращення підготовки і спалювання деревної тріски та оцінка їх ефективності. Об'єктом дослідження є енерготехнологічний процес спалювання здрібненої деревної біомаси у енергетичних котлоагрегатах. Метою досліджень є розвиток наукових основ процесу спалювання здрібненої деревної біомаси та вдосконалення паливневих пристроїв для підвищення ефективності її спалювання. В першому розділі роботи проведено аналіз основної проблематики та сформовані задачі досліджень використання деревної тріски, як палива для спалювання. Другий розділ присвячений енергетичному аудиту підприємства з метою встановлення можливості спалювання там деревної тріски.

5 У третьому розділі представлено результати математичного моделювання процесу спалювання здрібненої деревної біомаси, на твердотілій моделі газогенератора. Четвертий розділ присвячений впровадженню запропонованих рішень на об’єкті досліджень та проведена оцінка їх енергоефективності. Приведені в роботі результати обстеження заходів, направлених на поліпшення підготовки і спалювання видів деревного палива у вигляді тріски, впроваджених на енергопідприємстві. Складений технічний опис кожного заходу з додатком відповідних схем і креслень. Визначена відповідність заходів правилам, що діють, і ПТЕ. В економічній частині роботи виконано розрахунок економічної ефективності по переведенню котельні зі спалювання газу на встановлення передтопків, де спалюватимуть деревну тріску. У п'ятому розділі розглянуто заходи з охорони праці на об'єкті, включаючи технічні рішення для безпечної експлуатації, гігієну праці та виробничу санітарію, а також пожежну безпеку.спалювання відходів біомаси.Orest LALAK, Andrii KAPUSTIANSKYI (supervisor). Modernization of the boiler room by installing gas generators on wood chips. Bachelor's qualification work. Bachelor`s thesis. – Lviv Polytechnic National University, Lviv, 2025. Extended abstract. In real operating conditions, the technological properties of wood biomass significantly affect the design of heat-engineering devices [1] in which it is burned, and this largely determines the performance of steam and hot water boiler units of logging enterprises [2]. An important feature of wood biomass as a fuel is the absence of sulfur and phosphorus [3]. It is known that the main heat loss in a boiler unit is the loss of thermal energy, which is discharged together with hot gases. The magnitude of this loss is determined by the temperature of the exhaust gases. When burning fuel containing sulfur, this temperature is maintained within 200 - 250 oС [4]. When burning wood waste that does not contain sulfur, the temperature of the exhaust gases can be reduced to 110 - 120 oС, which will significantly increase the efficiency of boiler units. This work is devoted to precisely these kinds of problems, namely the analysis, development and implementation of measures in boilers aimed at improving the preparation and combustion of wood chips and assessing their effectiveness. The object of the study is the energy technological process of burning crushed wood biomass in power boiler units. The purpose of the research is to develop the scientific foundations of the process of burning crushed wood biomass and improve fuel devices to increase the efficiency of its combustion. In the first section of the work, an analysis of the main issues and the formulation of research tasks for the use of wood chips as fuel for combustion are presented. The second section is devoted to the energy audit of the enterprise in order to establish the possibility of burning wood chips there.

7 The third section presents the results of mathematical modeling of the process of burning crushed wood biomass on a solid model of a gas generator. The fourth section is devoted to the implementation of the proposed solutions at the research site and an assessment of their energy efficiency. The work presents the results of a survey of measures aimed at improving the preparation and combustion of types of wood fuel in the form of chips, implemented at the energy enterprise. A technical description of each measure has been compiled with the addition of relevant diagrams and drawings. The compliance of the measures with the current regulations and the PTE has been determined. In the economic part of the work, a calculation of the economic efficiency of converting the boiler house from gas combustion to the installation of pre-fireplaces, where wood chips will be burned, has been performed. In the fifth section, occupational safety measures at the facility are considered, including technical solutions for safe operation, occupational hygiene and industrial sanitation, as well as fire safety.