Projektuję układ kogeneracji

Awatar użytkownika
adam_mk
Doświadczony
Posty: 83
Rejestracja: 17 paź 2005, 02:00
Lokalizacja: Dąbrowa Górn.

Projektuję układ kogeneracji

Postautor: adam_mk » 17 paź 2005, 02:25

Witam
Do wykorzystania odpadów drewna jestem w pełni przekonany. Zbudowałem już wiele różnych urządzeń, więc myślę, że skopiowanie technologii o ponad wiekowej tradycji nie powinno być trudne.
Planuję budowę układu kogeneracyjnego - ciepło (ciepła woda) + prąd.
Do napędu wykorzystam silnik spalinowy. Kiwam się nad dizlem z dawką inicjującą oleju jadalnego. Zgazowywacz chcę zasilać trocinami. Ciekawe, czy to "wyjdzie".

Rozpocznę od budowy czadnicy. Ponieważ urządzenie z założenia będzie stacjonarne, stać mnie na "nie liczenie się" z wagą tego kociołka. Ceramika lekka nie jest. Myślę o dobrej izolacji termicznej tego pudełka.
W pierwszym etapie będę zadowolony, gdy uzyskam ładny płomyczek na wylotowej pochodni. Potem będą filtry, schładzanie, uzdatnianie itd.
Ponownie na potrzeby pochodni, tak żeby porównać.
Ostatni etap - to silniczek obciążony generatorem prądotwórczym.
Trochę potrwa, bo będę to robił w chwilach czasu wolnego, którego za wiele nie mam.
Napiszcie co sądzicie o takiej konstrukcji. Jestem ciekawy Waszych opinii.
Pozdrawiam Adam M.
Myśleć! To nie boli!

Awatar użytkownika
Lis
Site Admin
Posty: 1758
Rejestracja: 24 gru 2003, 23:26
Lokalizacja: Warszawa
Kontaktowanie:

Postautor: Lis » 17 paź 2005, 17:24

Bardzo dobry kierunek -- najpierw budowa generatora i próba jego działania, to jest czy w ogóle jest w stanie wyprodukować gaz i czy ten gaz nadaje się do spalenia.

Potem, gdy ten najważniejszy problem jest załatwiony, trzeba wziąć się za oczyszczanie i chłodzenie gazu. Jaki sposób filtrowania planujesz, jaką chłodnicę?

Pomysł wykorzystania oleju roślinnego mi się średnio podoba, choć tylko dlatego, że wolałbym korzystać tylko z jednego paliwa. Zawsze dwa razy mniej problemów, choćby z pilnowaniem dwóch zapasów paliwa. No ale jak diesel to może od razu z turbosprężarką?

Dalej...w jaki sposób zamierzasz produkować ciepło? Zamierzasz wykorzystać ciepło odpadowe z silnika, czy raczej postawić dodatkowy kocioł do produkcji ciepłej wody?

W jaki sposób zamierzasz rozwiązać problem wybierania popiołu w trakcie pracy układu (jak rozumiem -- będzie on pracować mniej więcej bez przerwy?)?

I ostatnie pytanie -- jaką moc planujesz osiągnąć?

Awatar użytkownika
adam_mk
Doświadczony
Posty: 83
Rejestracja: 17 paź 2005, 02:00
Lokalizacja: Dąbrowa Górn.

Postautor: adam_mk » 17 paź 2005, 20:14

Witam
Myślałem o dość niestandartowym podejściu do czadnicy. Na próbę to będzie maleństwo. Wysokość ok 1.5m, średnica nieco ponad 20 cm. Chcę zrobić eksperyment z bardzo mokrym drewnem, a właściwie - świerzymi trocinami.
Zakładam, że spalanie a potem redukcja spalin będzie zachodziła z dołu do góry. Filtrem wstępnym powinien być sam wsad. Zobaczymy czy to się uda.
Trochę mętne jest to co opisuję. Bez rysunku "nie razbieriosz"
Spróbuję coś naszkicować i wstawić tutaj. Matejko to ja nie jestem, ale myślę, że coś będzie można zrozumieć.
Ciepło.
Wytwarzane jest w kilku miejscach procesu:
chłodnica gazu
obieg wodny silnika
spaliny silnikowe

Samą czadnicę trzeba sobie odpuścić, bo ona ledwo poradzi sobie termicznie z własnymi zadaniami.

Spójrz na dołączony silnik jak na piec CO z zupełnie zamkniętą komorą spalania. Komin nie musi mieć "ciągu" , bo tu nazywa się "wydech" i działa samoczynnie. Taki "piec" bez problemu popracuje jako "bardzo, bardzo kondensacyjny". I do tego z boku sterczy taki wałek, co się tak ładnie obraca (i napędza generator prądotwórczy). Ciepełko będzie odbierane przez wodę w takim dość ciekawym wymienniku
woda-woda+czad-woda+spaliny-woda.
Mętne to jak diabli! Rysunek koniecznie!
Cierpliwości!
Pozdrawiam Adam M.

Moc? Ciekawe, ile tego gazu będzie i co się da napędzić.
Myśleć! To nie boli!

Awatar użytkownika
Lis
Site Admin
Posty: 1758
Rejestracja: 24 gru 2003, 23:26
Lokalizacja: Warszawa
Kontaktowanie:

Postautor: Lis » 17 paź 2005, 20:42

To może spróbuj jakby w drugą stronę -- oszacuj moc silnika, a następnie zbuduj odpowiednio dużą czadnicę?

O ile zdołałem się zorientować, gaz będzie odbierany od góry urządzenia, czyli niejako gaz przepływa w kierunku odwrotnym niż paliwo. W takiej sytuacji faktycznie będziesz mieć w gazie dużo mniej popiołu. Niestety, ma to dwie wady.

Po pierwsze -- ciepło gazu podgrzeje Ci wsad i spowoduje odparowanie wody. Dzięki temu będziesz miał podsuszone paliwo ale przy okazji dużo pary wodnej w gazie (potem będziesz musiał ją wykroplić). Druga sprawa to zachodzenie pirolizy w nieodpowiednim momencie. Rozumiem przez to, że gaz z procesu pirolizy zamiast spalić się na rozgrzanym węglu będzie uciekać z czadnicy razem z gazem powstałym niżej. Przez to w gazie będziesz miał masę lotnych substancji uwolnionych z drewna -> innymi słowy masę smoły, którą też będziesz musiał usunąć.

Co do odebrania ciepła odpadowego od instalacji chyba się dobrze zrozumieliśmy. :)

W sytuacji gdy chcesz korzystać z wilgotnego wsadu, proponowałbym raczej podsuszenie paliwa właśnie ciepłem odpadowym, na przykład spalinami.

I na koniec -- gdybyś miał problem z umieszczeniem tu gdzieś obrazka (nie wiem czy forum ma taką możliwość), rzuć go do mnie mailem, ja umieszczę na stronie do oglądania.

Awatar użytkownika
adam_mk
Doświadczony
Posty: 83
Rejestracja: 17 paź 2005, 02:00
Lokalizacja: Dąbrowa Górn.

Postautor: adam_mk » 17 paź 2005, 21:16

Witam
Prawie że dobrze ale...
To trochę inaczej.
Jestem świadom wskazywanych niedogodności. Myślę, że rysunek wyjaśni je dość dobrze.
Planuję tak:

Obrazek

Mam zamiar zastosować dodatkowy wentylator do "przemywania" wilgotnego wsadu gorącymi spalinami i usuwania produktów pirolizy do palnika dopalającego smókę i te inne mało wartościowe dodatki. Woda (para) też będzie krążyła w tym obiegu. Dobrze, że będzie jej sporo. Wsad trochę podgrzany wcale taki lotny nie będzie.
GAZ BĘDĘ ODBIERAŁ PONAD POLEM ŻARU W POŁOWIE WYSOKOŚCI KOTŁA PRZEZ SIATKĘ/MEANDER
Palił będę podsuszone, zalewał żar parą i podtrzymywał dopalając produkty suchej destylacji wsadu.
Będzie trochę drobnych problemów, ale do pokonania.

Obrazek

Zbiornik wody i nagrzewnica o budowie prostej, kilkusekcyjnej.
Trywialne.
Na uczelni wykładowcy twierdzili, że problemy dzielą się na proste, oczywiste i trywialne.
Zobaczymy.
Pozdrawiam Adam M.
Myśleć! To nie boli!

Awatar użytkownika
adam_mk
Doświadczony
Posty: 83
Rejestracja: 17 paź 2005, 02:00
Lokalizacja: Dąbrowa Górn.

Postautor: adam_mk » 17 paź 2005, 21:30

Tak myślę, że powinienem zaznaczyć, że to tylko schemat, zamysł.
Brak tu osłon termicznych, automatycznego podajnika wsadu, automatycznego usuwania popiołu i wielu detali. Mądrze dobrany cyklon poradzi sobie nawet w tych temperaturach. W DGP się je stosuje i żyją latami.
Pozdrawiam Adam M.
Myśleć! To nie boli!

Awatar użytkownika
Lis
Site Admin
Posty: 1758
Rejestracja: 24 gru 2003, 23:26
Lokalizacja: Warszawa
Kontaktowanie:

Postautor: Lis » 17 paź 2005, 21:33

Pomysł mi się podoba, ciekawi mnie tylko czy tej pary wodnej nie będzie za dużo, czy nie będzie ona przyczyną znacznego obniżenia temperatury w urządzeniu. Nigdzie nie czytałem na temat takiej instalacji więc to tylko moje gdybanie.

Podczas projektowania wymiennika ciepła gaz-woda pamiętaj o tym, by dało się go łatwo demontować i czyścić. Na tym wymienniku od strony gazu będzie Ci osiadać para wodna i smoła. Parę wodną możesz jakoś odprowadzić do zbiornika, który stosunkowo łatwo opróżnić. Smoła jak się przyklei to trzeba ją czymś wyczyścić i bez wsadzenia kawałka nasączonej spirytusem szmaty na kiju do środka wymiennika się nie obejdzie.

Jak rozumiem ruszt będzie posiadał jakąś możliwość poruszania nim, żeby ułatwiać spadanie popiołu na dno instalacji?

Podsumowując -- jestem bardzo zaciekawiony co z tego wyjdzie. :)

Awatar użytkownika
adam_mk
Doświadczony
Posty: 83
Rejestracja: 17 paź 2005, 02:00
Lokalizacja: Dąbrowa Górn.

Postautor: adam_mk » 17 paź 2005, 21:48

Przy poprawnie zbudowanym palniku potrząsanie rusztem może być zbędne. Pęd spalin zdmuchnie z niego niepalne pyłki. Trochę się zastanawiam, czy wsad nie będzie się za bardzo kleił smołą i "zawisał" kleszcząc proces. (Wtedy zwiększę średnicę pieca).
Ilość smoły pobieranej w okolicach wierzchołka pola żaru powinna być pomijalna. Przecież uwalnia się powyżej tego miejsca. Wody też już tu być nie powinno. Nie po przejściu przez 30-40 cm "klocek" białego żaru (ok 550stC).
Pozdrawiam Adam M.
Myśleć! To nie boli!

Awatar użytkownika
adam_mk
Doświadczony
Posty: 83
Rejestracja: 17 paź 2005, 02:00
Lokalizacja: Dąbrowa Górn.

Postautor: adam_mk » 28 lis 2005, 23:58

Witam
Temat jest dla mnie stale aktualny.
Wpadłem na dość ciekawy pomysł - zgazowanie owsa.
Pomysł wywodzi się z tej dyskusji:
http://murator.com.pl/forum/viewtopic.p ... 567#923567

Owies ma same zalety. Jest po prostu powtarzalny i podatny na automatyzowanie uzupełniania wsadu. Inne zalety też nie są obojętne.
Teraz łeb mi puchnie od myśli - jak zrobić czadnicę na owies.
Zrobię próby. Musi się udać!
Pozdrawiam Adam M.
Myśleć! To nie boli!

Awatar użytkownika
Lis
Site Admin
Posty: 1758
Rejestracja: 24 gru 2003, 23:26
Lokalizacja: Warszawa
Kontaktowanie:

Postautor: Lis » 29 lis 2005, 00:32

W zasadzie to problemy do rozważenia są dwa moim zdaniem.
1) Co zrobić, by pojedyncze ziarna owsa nie były unoszone przez strumień gazu opuszczającego generator?
2) Co zrobić, by między płomienicą a rusztem się strefa rozżarzonego paliwa za bardzo nie 'rozlała' z racji 'rzadkiego' paliwa.

Awatar użytkownika
adam_mk
Doświadczony
Posty: 83
Rejestracja: 17 paź 2005, 02:00
Lokalizacja: Dąbrowa Górn.

Postautor: adam_mk » 29 lis 2005, 07:24

Unoszenie drobin uniemożliwi filtr zgrubny zintegrowany z czadnicą. Spore pole żaru pomoże w procesie.
Co zrobić, żeby drobiny nie przelatywały przez ruszt? Tu jest kłopot.
Wrzucę jakiś szkic pomysłu.
Pozdrawiam Adam M.
Myśleć! To nie boli!

Awatar użytkownika
Lis
Site Admin
Posty: 1758
Rejestracja: 24 gru 2003, 23:26
Lokalizacja: Warszawa
Kontaktowanie:

Postautor: Lis » 10 gru 2005, 20:40

Tak sobie ostatnio myślałem o Twoim projekcie i oto co przyszło mi do głowy.

Może w ogóle nie korzystaj z popielnika i rusztu? Co jeśli odbiór gazu umieściłbyś na samym dole zgazowywacza, zaraz przy jego dnie? Wstawiając tam siatkę miałbyś pewność, że niedopalone ziarna się stamtąd nie wydostaną, natomiast popiół, który już na pewno będzie znacznie drobniejszy -- jak najbardziej. Dalej daj odpylacz cyklonowy albo lepiej dwa, a najlepiej dwie pary cyklonów zamontowane równolegle, do pracy zamiennej -- mógłbyś wtedy opróżniać jeden komplet cyklonów podczas gdy drugi by pracował, nie byłoby konieczności zatrzymywania urządzenia... :)

Pytanie tylko ile jest popiołu w owsie, bo jeśli jest go sporo, to raczej nie ma to sensu.

Tak czy siak jeśli wyraziłem się nieprecyzyjnie, na dniach mógłbym postarać się o wrzucenie jakiegoś rysunku...

No i druga sprawa, która mnie od dłuższego czasu nurtuje (nie wiem czemu przy pierwszych wizytach w tym wątku o niej nie pomyślałem), bo sam chciałbym mieć w domu układ conajmniej kogeneracyjny (a najchętniej tri- lub jeszczewięcejgeneracyjny ;) -- produkujący ciepło, gorącą wodę użytkową, elektryczność, chłód do zamrażarki i klimatyzacji oraz gaz do kuchenki) -- jak spłaszczyć wykres obciążeń?

Na pewno zdajesz sobie sprawę z tego, że latem będziesz miał mniejsze zużycie ciepła i elektryczności (cieplej, dzień dłuższy) niż zimą... O ile można spłaszczyć zapotrzebowanie na elektryczność w ciągu jednego dnia, magazynując gaz w jakimś zbiorniku o zmiennej objętości, to już przechowywanie go przez pół roku byłoby raczej uciążliwe no i zbiornik musiałby być gigantyczny. W ten sposób musiałbyś mieć urządzenie o dość szerokim zakresie wydajności, w którym mogłoby ono pracować... Ciekawym, czy da się coś takiego zrobić. No i jaka jest różnica w zapotrzebowaniu na energię w ciągu lata i zimą -- to jest do policzenia, kiedyś jak mi się zachce to siądę i policzę dla sprawdzenia, czy będzie to np. 2:1 czy 5:1... W tym pierwszym przypadku nie ma się co przejmować, generator powinien stosunkowo dobrze znieść takie wahania, za to w tym drugim trzeba byłoby przynajmniej zbudować dwa generatory...

Awatar użytkownika
adam_mk
Doświadczony
Posty: 83
Rejestracja: 17 paź 2005, 02:00
Lokalizacja: Dąbrowa Górn.

Postautor: adam_mk » 11 gru 2005, 02:09

Witaj
Cały czas mam wrażenie, że ty myślisz o odbieraniu gazu dołem. Nic bardziej błędnego nie ma!
Gaz będę się starał odebrać W POŁOWIE WYSOKOŚCI PIECA- CZADNICY.
Chyba tylko rysunek tu pomoże. Wrzucę coś, jak się wyśpię, bo mam za sobą parszywy dzień na prochach (ząbki!)
Adam M.
Myśleć! To nie boli!

Awatar użytkownika
Lis
Site Admin
Posty: 1758
Rejestracja: 24 gru 2003, 23:26
Lokalizacja: Warszawa
Kontaktowanie:

Postautor: Lis » 11 gru 2005, 10:55

Właśnie tak...mam na myśli odbieranie gazu dołem. Na Twoich rysunkach faktycznie widać, że gaz odbierasz w połowie wysokości, masz więc wtedy zgazowywacz przeciwprądowy (gaz płynie w przeciwnym kierunku niż paliwo). Tymczasem urządzenia współprądowe (gaz i paliwo płyną z góry na dół) produkują lepszy gaz generatorowy, zawierający mniej substancji smolistych. W tych pierwszych może być ich 10 000 - 150 000 mg/m3n, w drugich -- 10 - 6 000 mg/m3n [J.Skorek, J.Kalina "Paliwa gazowe dla układów kogeneracyjnych"].

Awatar użytkownika
adam_mk
Doświadczony
Posty: 83
Rejestracja: 17 paź 2005, 02:00
Lokalizacja: Dąbrowa Górn.

Postautor: adam_mk » 28 gru 2005, 15:32

Witam
Obiecałem trochę dokładniejszy szkic.
Obrazek

Czadnica rzeczywiście pracowałaby w układzie przeciwprądowym. Problem dużego udziału substancji smolistych chciałbym minimalizować przez usuwanie produktów pirolizy w osobnym obiegu pędzonym dodatkowym wentylatorem.
Urządzenie składałoby się (patrząc od góry) z:

Wentylatora oddzielonego od komory paliwowej siatką, którego zadaniem byłoby przemieszczanie gorących składników suchej destylacji do palnika pod rusztem.
Komory paliwowej, do której w układzie automatycznym dostarczane byłoby paliwo (owies) przez otwór zasypowy.
Z zewnątrz komory paliwowej ale jednocześnie wewnątrz obudowy pieca umieściłbym ciasno zwiniętą żaroodporną siatkę pełniącą rolę filtra . Paliwo „płukane” byłoby częścią strumienia gorącego gazu z paleniska i dogrzewane przez strugę gazu opuszczającego czadnicę przez filtr siatkowy. Ta struga gazu rzeczywiście zawierałaby prawie całość substancji smolistych i innych palnych i lotnych zawartych w paliwie. Rzeczywiście, gaz niskiej wartości. Doprowadzony do palnika Bunsena pod rusztem, dopalając się tam podtrzymywałby temperaturę tego obszaru. Produkty jego spalania podlegałyby redukcji w palenisku podnosząc jakość strugi gazu opuszczającej czadnicę.
Paleniska, które posiadałoby nieco większą średnicę niż komora paliwowa. W założeniu powinien być to obszar, w którym następowałoby zgazowanie rozżarzonych drobin paliwa strugą spalin znad rusztu + bunsena dopalającego substancje smoliste.
Popielnika wodnego, łatwego do opróżnienia bez zatrzymywania urządzenia. Woda bardzo źle grzeje się „od góry”. Jednak promieniowanie podczerwone rusztu i gorące drobiny wpadającego do niej popiołu sprawiałyby, że jej parowanie w tym obszarze będzie występowało i będzie wprost proporcjonalne do „mocy” z jaką pracuje urządzenie, co z kolei stabilizowałoby średni skład gazu opuszczającego czadnicę.

W efekcie powinienem uzyskać rozległy obszar żaru o wysokiej temperaturze omywany spalinami z bunsena, niewielką ilością pary wodnej i śladowymi ilościami powietrza dostarczanego pod ruszt przez specjalnie wykonane tam otwory. Myślę, że taki układ paleniska powinien pozwolić na wygenerowanie gazu odpowiedniej jakości dla zasilenia nim (oczywiście po dalszym uzdatnieniu) silnika spalinowego układu prądotwórczego. Odzysk powstającego przy tym ciepła to już osobny problem dla osobnego urządzenia (trochę złożonego wymiennika).

Jeżeli wentylator usuwający gorący gaz z czadnicy (pominięty na rysunku) i zasilający pochodnię wyposażymy w możliwość regulacji obrotów, to będzie można sprawdzić „elastyczność” tego urządzenia. Wesoło płonąca pochodnia byłaby sygnałem startu dla opracowania dalszych części układu kogeneracyjnego.

Pozdrawiam Adam M.
Ostatnio zmieniony 22 kwie 2006, 12:12 przez adam_mk, łącznie zmieniany 1 raz.
Myśleć! To nie boli!


Wróć do „Inne”

Kto jest online

Użytkownicy przeglądający to forum: Obecnie na forum nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 1 gość

cron