Підвищення ефективності енергопостачання свинокомплексу шляхом застосування когенераційної технології
Loading...
Date
2022-12-16
Authors
Колгін, Сергій Сергійович
Kolhin, Serhii
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
ЦНТУ
Abstract
Метою даної роботи є підвищення ефективності енергопостачання свинокомплексу шляхом застосування біогазової когенераційної технології з утилізацією вторинних продуктів тваринництва. Виконаний аналіз показав, що постачання діючих свинокомплексів теплом здійснюється переважно від котельної установки, яка використовую викопне паливо, а електропостачання-від зовнішніх електричних мереж. Фактично не утилізуються вторинні продукти тваринництва, що негативно впливає на екологію довкілля. В роботі запропоновано схемно-технологічне рішення енергоефективної системи автономного енергозабезпечення свинокомплексу шляхом застосування біогазової когенераційної установки (БКУ) та енергетичного модулю на основі органічного циклу Ренкіна (ORC-модуль). Виконані розрахунки енергобалансу такої системи на прикладі її застосування для енергопостачання свинокомплексу ТОВ «Марлен-КД». Показано, що запропонована система енергопостачання, яка передбачає утилізацію відходів рідкого гною для отримання біогазу та наступне його використання для виробництва електричної та теплової енергії, дозволяє повністю забезпечити потреби в енергоспоживанні підприємства та навіть реалізувати частину виробленої електроенергії за «зеленим» тарифом. Виконано аналіз процесів та обладнання біогазових установок і визначено шляхи інтенсифікації виробництва біогазу для умов утилізацію відходів рідкого гною. Розроблено схемно-конструктивні рішення біогазової установки та біореактора-ферментатора для енергоефективної БКУ і виконано аналіз варіантів її роботи. Визначено, що застосування ORC-модулю дозволяє додатково виробляти на 1 МВт теплової енергії 150 кВт електричної енергії. The purpose of this work is to increase the efficiency of energy supply to the pig complex by using biogas cogeneration technology with the utilization of secondary livestock products. The performed analysis showed that the supply of heat to the operating pig complexes is carried out mainly from the boiler plant, which uses fossil fuel, and the electricity supply is from external electrical networks. In fact, secondary products of animal husbandry are not disposed of, which negatively affects the ecology of the environment. The paper proposes a scheme-technological solution for an energy-efficient autonomous power supply system for a pig complex by using a biogas cogeneration unit (BCU) and an energy module based on the organic Rankine cycle (ORC module). Calculations of the energy balance of such a system were carried out on the example of its application for energy supply to the pig complex of Marlen-KD LLC. It is shown that the proposed energy supply system, which involves the disposal of liquid manure waste to obtain biogas and its subsequent use for the production of electric and thermal energy, allows you to fully meet the energy consumption needs of the enterprise and even sell part of the generated electricity at the "green" tariff. The analysis of the processes and equipment of biogas plants was performed and the ways of intensification of biogas production were determined for the conditions of disposal of liquid manure waste. Schematic and structural solutions of a biogas plant and bioreactor-fermenter for an energy-efficient BCU were developed and an analysis of options for its operation was performed. It was determined that the use of the ORC module allows additional production of 150 kW of electrical energy for 1 MW of thermal energy.
Description
Keywords
біогаз, біогазова когенераційна установка, відновлювальні джерела енергії, газгольдер, ферментатор, orc-модуль, biogas, biogas cogeneration plant, renewable energy sources, gas holder, fermenter, orc module
Citation
Колгін, С. С. Підвищення ефективності енергопостачання свинокомплексу шляхом застосування когенераційної технології : кваліфікаційна магістерська робота : спец. 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка» / наук. кер. В. В. Клименко ; Центральноукраїн. нац. техн. ун-т. – Кропивницький : ЦНТУ, 2022. – 113 с.