AGRIS - 

2017

Ivanov, Yu.G. | Kirsanov, V.V. | Shafeev, A.F., Russian State Agrarian Univ., Moscow

One of the ways of recycling litter on poultry farms is its thermal utilization with obtaining thermal energy. However, there are currently no installations for thermal processing of litter. The results of theoretical and experimental studies on thermal disposal of poultry litter for the production of thermal energy in solid-fuel installations are presented. There are following assumptions: burning process – quasidiabatic, reference temperature of the sample – 20 deg C, ratio "litter : bedding" – 1:1, type of bedding – sawdust, humidity of the bedding litter - 37%, heating speed – 5-20 deg C/min. The following parameters have been determined during the research: hourly performance of an installation, feeder capacity, cyclic feed of a feeder, grate performance in three combustion zones, and the regularity of the litter bedding mass change depending on the burning time and temperature in separate zones. As a result of the verification of the obtained dependences in laboratory and production conditions, it has been established that the proposed measures aimed at improving the technology and the installation for litter bedding utilization lead to a decrease in the amplitude of thermal power fluctuations from 60 to 20%. Power used for the dosed supply of litter into advanced installation mostly fluctuates in the range of 1500-2000 kW. This will increase the time of trouble-free operation of a thermal utilization plant and improve operational characteristics of the equipment. | Одним из способов утилизации помета птицефабрик является его термическая утилизация с получением тепловой энергии. Однако в настоящее время установки для термической утилизации помета не производятся. Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований по термической утилизации помета птицефабрик для производства тепловой энергии в твердотопливных установках. Приняты допущения: процесс горения – квазидиабатный, начальная температура образца 20 град. С, соотношение "помет : подстилка" – 1:1, вид подстилки – древесные опилки, влажность подстилочного помета 37%, скорость нагрева – 5-20 град. С/мин. В ходе исследований определены следующие показатели: часовая производительность установки, объем питателя, цикловая подача питателя, производительность колосников в трех зонах горения, а также закономерность изменения массы подстилочного помета в зависимости от времени и температуры горения по зонам. В результате проверки полученных зависимостей в лабораторных и производственных условиях установлено, что предложенные меры по усовершенствованию технологии и установки для утилизации помета с подстилкой приводят к снижению амплитуды колебаний тепловой мощности с 60 до 20%. Мощность при дозированной подаче помета в усовершенствованную установку в основном колеблется в диапазоне 1500-2000 кВт. Это позволит увеличить время бесперебойной работы установки по термической утилизации и улучшить эксплуатационные характеристики оборудования.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2017

Golubkovich, A.V., All-Russia Research and Development Inst. of Mechanization of Agriculture, Moscow (Russian Federation) | Belen'kaya, L.I. | Dadyko, A.N., All-Russia Research and Development Inst. of Mechanization of Agriculture, Moscow (Russian Federation) | Lovkis, V.B.

There are various types of combustorswith use of suspension bed alternative and local fuels for grain drying. A low-quality fuel burns in the suspension bed better than in the dense one. And the emissions of nitrogen oxides decrease very much. Ecological, operational and economic benefits of these combustors are doubtless. They are especially perspective for combustion of low-grade fuels and various wastes (for example, waste of agricultural production) in a cyclonic and vortex layer. The distinctive feature of such combustors is availability of vortex contours in the burning chamber that increases efficiency of burning process. The furnace block with grain dryers SZT-30 in the Voronezh region was tested. There were burnt sunflower peelings with the lowest calorific power of 14 MJ and 17 MJ per 1 kg at different filling of the block: 100, 210, 230, 250, 280, 320 and 380 kg. It has been found that a set of 2 furnace blocks (TBR-2.0) operating with sunflower peelings which are characterized by the lowest calorific power of at least 17 MJ per 1 kg will provide necessary capacity of the dryer SZT-30 for grain and seeds drying. The maximum capacity of the unary thermal block TBR-2.0 should not exceed 1.5 MW. As well the maximum efficiency is reached, and extent of air heating provides functioning of the dryer at a temperature of external air not below 5 deg. C. The economy and safe operation of the furnace block can be provided in case of capacity of 0.8-1.3 MW and 1.2-1.5 times air-fuel ratio. In this case emissions of nitrogen oxides are less than permitted values and equal to 0.6-0.7 g per 1 cub. m. | Для сушки зерна применяют различные типы топочных устройств на альтернативных и местных видах топлива с взвешенным слоем. Топливо низкого качества во взвешенном слое горит лучше, чем в плотном. При этом выбросы оксидов азота резко уменьшаются. Отметили, что экологические, эксплуатационные и экономические преимущества этих топок сегодня не вызывают сомнения. Особенно перспективны они для сжигания низкосортных топлив и различных отходов (например, отходов сельскохозяйственного производства) в циклонно-вихревом слое. Определили, что отличительная особенность таких топок – наличие вихревых контуров в камере сжигания, что повышает эффективность процесса горения. На одном из предприятий Воронежской области провели испытания топочного блока с зерносушилками СЗТ-30. Сжигали лузгу подсолнечника с низшей теплотой сгорания 14 и 17 МДж на 1 кг при различной загрузке блока: 100, 210, 230, 250, 280, 320 и 380 кг/ч. Установлено, что комплект из 2 топочных блоков (ТБР-2,0) при работе на лузге подсолнечника с низшей теплотой сгорания не менее 17 МДж на 1 кг обеспечит необходимую для сушки зерна и семян производительность сушилки СЗТ-30. Максимальная мощность теплового одинарного блока ТБР-2,0 не должна превышать 1,5 МВт. При этом достигается максимальный КПД, а степень подогрева воздуха обеспечивает работу сушилки при температуре наружного воздуха не ниже 5 град. С. Экономичный и безопасный режим работ топочного блока возможен при мощности 0,8-1,3 МВт и избытке воздуха 1,2-1,5 г/куб. м. В этом случае выбросы окислов азота меньше допустимых величин и составляют 0,6-0,7 г на 1 куб. м.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2017

Golubkovich, A.V. | Dadyko, A.N., Federal Research Agro-engineering Center VIM, Moscow

A theoretical substantiation of heat and mass transfer by heating solid fuel particles, in particular, by burning plant waste. Drying of large particles proceeds in the period of the drooping process rate, accompanied by deepening the front of evaporation inside the material, separating and firing volatile components (VC) and coke residue (CR). In the conditions of convective and radiant heat exchange with the combustion gases which are in case of high temperature, the particle practically at once gets warm to a water boiling point. The front of intensive evaporation of moisture moves deep into material with time. "Dry" and "wet" zones are formed in a particle. Warming up, separation of VC and their inflaming in "the dry" zone begin in the course of deepening the evaporation zone. 3 periods of drying are provided for burning a large particle of the wet fuel with a radius of more than 1 mm: before inflaming VC; visible burning VC before inflaming coke on a surface; drying proceeding in parallel with coke burning-off. A certain location of an evaporation zone corresponds to each of these periods according to which particle dryness and drying duration can be calculated. The total duration of drying represents duration of particle ignition. Processes of particles drying and ignition with different initial humidity and under various conditions of heat emission were calculated. Processes of drying, separation and inflaming of VC, as well as burning of CR take place at the same time in a large wet particle of plant refuse in case of arrival into the furnace chamber. Duration of ignition is defined by end time of burning CR and can be calculated according to complete drying of a particle. In the furnace unit TBR-2.0 drying and ignition of wet soft plant refuse particles with a radius of less than 0.25 mm takes for less than for 2 s, drying with the subsequent ignition of particles with a radius of 1-3 mm lasts 30 s. | Проведено теоретическое обоснование процессов тепломассопереноса при нагреве частицы твердого топлива, в частности при сжигании растительных отходов. Сушка крупных частиц протекает в периоде падающей скорости процесса, сопровождается углублением фронта испарения внутрь материала, выделением, зажиганием летучих компонентов (ЛК) и коксового остатка (КО). В условиях конвективного и лучистого теплообмена с дымовыми газами, находящимися при высокой температуре, частица практически сразу прогревается до температуры кипения воды. Фронт интенсивного испарения влаги с течением времени перемещается вглубь материала. Внутри частицы образуются "сухая" и "мокрая" зоны. В процессе углубления зоны испарения начинается прогрев, выделение ЛК и их воспламенение в "сухой" зоне. Для случая горения в топке крупной частицы влажного топлива радиусом более 1 мм в предлагаемой модели предусмотрены 3 периода сушки: до воспламенения ЛК; видимого горения ЛК до воспламенения кокса на поверхности; сушки, протекающей параллельно с выгоранием кокса. Каждому из этих периодов соответствует определенное положение зоны испарения, по которому можно рассчитать остаточное влагосодержание частицы и длительность сушки. Определили, что суммарная продолжительность сушки представляет собой длительность зажигания частицы. Рассчитали процессы сушки и зажигания частиц с разной начальной влажностью и при различных условиях теплоотдачи. Установили, что в крупной влажной частице растительных отходов при поступлении в топочную камеру одновременно происходят процессы сушки, выделения и воспламенения ЛК, а также горения КО. Длительность зажигания определяется временем окончания горения КО и может быть рассчитана по выражению полного высушивания частицы. В топочном блоке ТБР-2,0 сушка и зажигание влажных мягких частиц растительных остатков радиусом менее 0,25 мм происходит менее чем за 2 с, сушка с последующим зажиганием частиц радиусом 1-3 мм занимает до 30 с.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2016

Kuznetsov, Yu.A. | Goncharenko, V.V. | Semeshin, А.L., Orel State Argarian Univ.

Исследовали восстановление работоспособности радиаторов пайкой с использованием водородно-кислородного пламени и клеевых составов. Для пайки деталей радиаторов рекомендовано использовать сварочные водородно-кислородные установки "Энергия 1.5 УХЛ4", "МБВ-500", "Москва-20". В данных установках для получения газовой смеси используется 20% раствор щелочи КОН в дистиллированной воде, в качестве флюса – раствор следующего состава: хлористый цинк 25%, хлористый аммоний 10% и вода 65% или хлористый цинк 40%, вода 60%. При пайке нагрев изделия рекомендуется проводить 3-ей зоной пламени, на расстоянии 15-20 мм от конца ядра, причем в момент введения припоя следует отвести пламя от шва на 30-40 мм, чтобы не вызвать перегрева припоя. Использование клеевых составов позволяет устранить место течи без разборки радиатора. В качестве клеевого материала при ремонте сердцевины радиатора охлаждения рекомендуется использовать компаунд "Десан-Термо". В отличие от эпоксидных клеев, он влагостоек, хорошо "держит удар" в агрессивных средах, стоек к щелочам, органическим растворителям, маслам, бензину и антифризу, не токсичен. Клеевое соединение может работать в диапазоне температур от -185 град. С до +300 град. С. Данный способ ремонта радиатора повышает теплопроводность отремонтированного участка благодаря циркуляции воздуха через тонкостенные трубки, проходящие насквозь через радиатор, что исключает возможность нарушения теплового режима работы двигателя. Рассмотренные технологические процессы ремонта радиаторов системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания обеспечивают ресурс восстановленных изделий не менее 80-90% от новых, а также позволяют значительно снизить эксплуатационные расходы. | Studied is restoration of operability of radiators by means of soldering using hydrogen-oxygen flame and adhesive compositions. For soldering of radiator parts, it is recommended to use the Energiya 1.5 UKHL4, MBV-500, Moska-20 hydrogen-oxygen welding plants. To obtain a gas mixture, these plants use a 20% alkali solution of KOH in distilled water and as a flux - a solution of the following composition: zinc chloride (25%), ammonium chloride (10%), water or zinc chloride (65% and 40%, respectively) and water (60%). In the process of soldering, it is recommended to heat products with the 3-d zone of the flame at a distance of 15-20 mm from the end of the core. What is more, at the time of injecting a solder the flame should be back away from the solder joint to 30-40 mm not to cause overheating of the solder. Use of adhesive compositions enables to eliminate a leaky area without disassembling a radiator. The "Dezan-Termo" compound is recommended to use as an adhesive material in the process of repairing the radiator core. Unlike epoxy adhesives, it is alkalis, organic solvents, oils, gasoline, antifreeze and water resistant, non-toxic and "takes the blow" in the corrosive medium. Adhesive joint can be operable in the temperature range from -185 deg. C to +300 deg. C. This repairing method of a radiator increases the thermal conductivity of a repaired area due to air circulation through thin-walled tubes passing through the radiator and eliminating the possibility of violation of engine thermal conditions. The above considered technological processes of repair in a cooling system of internal combustion engines provide reconditioned life of products of not less than 80-90% of the new ones and can considerably reduce operating costs.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2016

Ivanov, Yu.G. | Belopukhov, S.L. | Shafeev, A.F. | Vorob'ev, V.A., Russian State Agrarian Univ., Moscow

It is known that direct burning the litter of poultry farms leads to complications, preventing long-term and efficient operation of solid fuel boilers. The determination of the conditions of litter manure thermal decomposition on the basis of determining the activation energy, which must be taken into account in operating the combustion modes in boilers, was done. Derivatograph was used during the research. Speed of sample heating was 20 deg/min, top temperature limit – 1000 deg C. It has been found that heating of clean litter to the temperature of 400 deg C leads to a surge of heat generation, i.e. intense burning of volatile components, as opposed to burning sawdust or manure mixed with sawdust. This can cause sintering of the particles of mineral components and the formation of agglomerates, which may lead to their sticking to convective surfaces including a fire grate, which may lead to damage, failures and repair of solid fuel boilers. It has been found that the introduction of cellulose with sawdust components with low decomposition temperatures contributes to the lowering of the peak temperature, the temperature fluctuations in the furnace and, as a consequence, the more uniform combustion process. Combustion rate, composition of gas phase and components produced after combustion are possible to optimize, changing the content of oxygen in the coming air. | Известно, что прямое сжигание помета птицефабрик приводит к осложнениям, препятствующим долговременной и эффективной работе твердотопливных котлов. Выявляли условия термического разложения подстилочного помета на основе определения энергии активации, которую необходимо учитывать при управлении режимами его сжигания в котлах. В ходе исследования применяли дериватограф. Скорость нагрева образца составляла 20 град. /мин, верхний предел температуры – 1000 град. С. Установили, что при нагревании чистого помета до t 400 град. С происходит всплеск выделения тепла, т.е. интенсивного горения летучих составляющих, в отличие от сжигания опилок или помета с опилками. Это может вызвать спекание частиц минеральных составляющих и образование агломератов, приводящих к их налипанию на конвективные поверхности, в том числе колосниковой решетки, что может привести к выходу из строя, остановке и ремонту твердотопливных котлов. Установили, что добавление опилок с целлюлозосодержащими компонентами с невысокими температурами разложения способствует снижению пиковых значений температур, колебаний температуры в топке и, как следствие, более равномерному процессу горения. Проведенные термодинамические расчеты и экспериментальные измерения энергии активации компонентов сырья позволяют оптимизировать температурные режимы горения в твердотопливных котлах. Скорость горения, состав газовой фазы и компонентов, образующихся после сгорания можно оптимизировать, изменяя содержание кислорода в поступающем воздухе.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2011

Garzanov, A.L. | Avakov, A.A. | Yakovlev, Yu.V. | Malyk, I.S.

The methods of utilizing bedding dung (BD) have been considered. BD can serve a renewable alternative biofuel that is used for poultry farm needs replacing a natural gas or another type of natural fuel. Burning BD does not require pretreatment (granulation, grinding, drying and the likes) simplifying and making cheaper the technological process. Ash formed by burning BD is a complex phosphor-potassium-lime fertilizer with an increased content of microelements and can be applied for different crops at the doses of 200 to 1000 kg/ha depending on a type of soils, crops and method of applying. The ash yield is 1-15% of the amount of starting dung. Producing special furnace units combining layer burning of fuel and turbulent burning makes possible burning BD reliable. The construction of the furnace unit with a system of multi-unit air blowing provides the required conditions for burning this high-wet low calorie fuel with minimum carry-over of ash. A typical technological scheme of a steam boiler-house operated on BD is proposed | Рассмотрены методы утилизации подстилочного помета (ПП). ПП может служить возобновляемым альтернативным биотопливом, которое используют для собственных нужд птицефабрики с замещением природного газа или другого вида натурального топлива. Сжигание ПП не требует его предварительной подготовки (гранулирования, измельчения, сушки и пр.), что упрощает и удешевляет технологический процесс. Зола, образующаяся при сжигании ПП, является комплексным фосфорно-калийно-известковым удобрением с повышенным содержанием микроэлементов и может применяться под различные культуры в дозах от 2 до 10 ц/га в зависимости от вида почв, культур и способа внесения. Выход золы составляет 10-15% от количества исходного помета. Надежное сжигание ПП стало возможным с созданием специальных топочных устройств, сочетающих слоевое сжигание топлива с вихревым. Конструкция топки с системой многозонного воздушного дутья обеспечивает необходимые условия горения этого высоковлажного низкокалорийного топлива с минимальным уносом золы. Предложена типовая технологическая схема паровой котельной на ПП

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2007

Vomperskij, S. Eh. | Glukhova, T. V. | Smagina, M.V. | Kovalev, A.G.

The distribution and consequences of ground fire on a differently drained sphagnum bog (29 hectares) in Zapadnaya Dvina region, Tver province, were investigated. Water-physical properties and hydrological regime of drained forest bogs related to volumetric calorific value (VCV) of peat and potentials of its burning out were analyzed. Low VCV of peat, its high moisture and capillary inflow limit fire downward expansion. The fire damage is assessed in relation to nanorelief and sinusium structure of vegetation. The main agents of fast fire encroachment were marsh undershrub layer and gusts. Positive nanorelief elements (tussocks with undershrubs, butt knolls) burnt out completely. Plane and especially lowered locations in nanorelief were amazed with fire much less often or with smaller force. The real threat of fires increase due to amelioration itself is insignificant. In rare cases ameliorative burning can deepen a peat layer only by0.1-0.2 m as opposed to the depth of a burned layer formed after fire on a natural bog. The area unaffected by ground fire irrespectively of a drainage degree was 10-25 %. The depth of peat burning out was on the averaged 0.01-0.02 m in the case of 160 m between channels and 0.07-0.11 m at the case of 60 m. The depth was a little smaller right in the middle between ditches, than near to them. The catastrophiс consequences for forest stands on ameliorated bogs even after weak ground fires are shown. The destruction of productive reclaimed pine forests from burning or damage of cambium layer of trees, needles, hungry wood and roots came nearer to 100 % even at rather weak fire.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation