УЗЕЛ ПОДОГРЕВА БИОМАССЫ БИОГАЗОВОЙ УСТАНОВКИ
BIOMASS HEATING UNIT OF A BIOGAS PLANT

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в биогазовых установках для подогрева биомассы.
Известен аналог - узел подогрева биомассы биогазовой установки, содержащий контроллер, ферментер с тепловой рубашкой, включенной в контур рабочего теплоносителя, трубопровод обратной сетевой воды и газоход уходящих продуктов сгорания, внутри ферментера установлен подключенный к контроллеру датчик температуры (см. патент RU 106895 U1, опубл. 27.07.2011). Этот аналог принят в качестве прототипа.
Недостаток аналога и прототипа заключается в пониженной экономичности подогрева биогаза из-за повышенного расхода тепловой энергии при использовании сетевой воды непосредственно после ее нагрева в теплогенераторе и неиспользование теплоты уходящих продуктов сгорания в межотопительный период.
Технической проблемой, на решение которой направлено изобретение является разработка высокоэкономичного узла подогрева биомассы биогазовой установки, в котором используются вторичные энергоресурсы.
Техническим результатом является повышение экономичности и эффективности работы узла подогрева биомассы биогазовой установки за счет более полного использования теплоты обратной сетевой воды и уходящих продуктов сгорания.
Для достижения этого результата предложен узел подогрева биомассы биогазовой установки, содержащий контроллер, ферментер, тепловую рубашку, контур рабочего теплоносителя, трубопровод обратной сетевой воды и газоход уходящих продуктов сгорания, внутри ферментера установлен подключенный к контроллеру датчик температуры.
Особенность узла заключается в том, что перед тепловой рубашкой ферментера в контур рабочего теплоносителя включены последовательно водо-водяной подогреватель первой ступени, подключенный по греющей среде к трубопроводу обратной сетевой воды, и газо-водяной подогреватель второй ступени, подключенный по греющей среде к газоходу уходящих продуктов сгорания, на выходе из ферментера в контур рабочего теплоносителя включен циркуляционный насос, контроллер соединен импульсными линиями с регулятором расхода на трубопроводе обратной сетевой воды перед водо-водяным подогревателем первой ступени и с регулирующим шибером на газоходе уходящих продуктов сгорания перед газо-водяным подогревателем второй ступени.
Совокупность признаков заявляемого изобретения, находящихся в конструктивной и технологической взаимосвязи, позволяет обеспечить требуемый температурный режим в ферментере, используя для этого теплоту обратной сетевой воды и уходящих продуктов сгорания.
Далее рассмотрим сведения, подтверждающие возможность осуществления заявленного решения с получением искомого технического результата.
На чертеже изображена схема узла подогрева биомассы биогазовой установки. Узел содержит контроллер 1, ферментер 2 с тепловой рубашкой 3, включенной в контур 4 рабочего теплоносителя, после тепловой рубашки 3 в контур 4 рабочего теплоносителя включен циркуляционный насос 5, последовательно подающий рабочий теплоноситель в водо-водяной подогреватель 6 первой ступени, подключенный по греющей среде в трубопровод 7 обратной сетевой воды, и в газо-водяной подогреватель 8 второй ступени, подключенный по греющей среде к газоходу 9 уходящих продуктов сгорания. В ферментере 2 установлен датчик температуры 10, подключенный к контроллеру 1. На трубопроводе 7 обратной сетевой воды перед водо-водяным подогревателем 6 первой ступени установлен регулятор расхода 11, соединенный импульсной линией 12 с контроллером 1. На газоходе 9 уходящих продуктов сгорания перед газо-водяным подогревателем 8 второй ступени установлен регулирующий шибер 13, соединенный импульсной линией 14 с контроллером 1.
Узел подогрева биомассы биогазовой установки работает следующим образом. Теплоноситель по контуру рабочего теплоносителя 4 подается циркуляционным насосом 5 в водо-водяной подогреватель 6 первой ступени, где отбирает теплоту от поступающей по трубопроводу 7 обратной сетевой воды и нагревается до температуры 38-50°С. Сигнал от датчика температуры 10, установленного в ферментере 2 поступает в контроллер 1. Расход обратной сетевой воды регулируется с помощью регулятора расхода 11, к которому по импульсной линии 12 поступает импульс от контроллера 1. После водо-водяного подогревателя 6 первой ступени теплоноситель подается в газо-водяной подогреватель 8 второй ступени, где отбирает теплоту от уходящих продуктов сгорания, подаваемых по газоходу 9, нагревается до требуемой температуры 55-60°С и далее поступает в тепловую рубашку 3, где отдает теплоту биомассе. Расход уходящих продуктов сгорания через газо-водяной подогреватель 8 второй ступени регулируется с помощью регулирующего шибера 13, к которому по импульсной линии 14 поступает импульс от контроллера 1.
Таким образом, предложенное решение позволяет в течение всего года обеспечить необходимый температурный режим работы узла подогрева биомассы и повысить экономичность и эффективность его работы за счет более полного использования теплоты обратной сетевой воды и продуктов сгорания.