Принципи раціонального розміщення автономних котельних з установками термознешкодження твердих побутових відходів. Промислові випробування і економічна оцінка розробленої конструкції установки термознешкодження ТПВ для теплопостачання району міста.
Аннотация к работе
В Україні термічна переробка відходів з подальшим використанням теплової енергії вимагає впровадження і розвитку унаслідок наступних чинників: збільшення накопичення твердих побутових відходів в певних районах з великою щільністю населення; дефіцит власних паливно-енергетичних ресурсів і високі ціни палива, більшість якого імпортується; зниження ефективності роботи існуючих систем теплопостачання в наслідок їх фізичного зносу. Розробка методики інженерно-екологічного районування території, яка визначає паливно-ресурсний потенціал твердих побутових відходів та раціональне розташування автономних опалювальних котелень. Таким чином, дослідження, направлені на створення і вдосконалення систем теплопостачання з джерелом теплової енергії від установок термічного знешкодження твердих побутових відходів, створення методології постановки, теоретичного і практичного вирішення проблеми районування систем теплопостачання міст є актуальними. Напрям роботи відповідає плану ДКТН України, розділ 04.12 «Економічні та технологічні засади енерго-та ресурсозбереження; стратегія розвитку енергетики», основним завданням державної програми «Енергозбереження», програм «TASIS» Енергетичного центру ЄС в м. Практичне значення отриманих результатів складає у тому, що: - розроблена методика інженерно-екологічного районування міської території для раціонального розміщення автономних котелень з модулем термознешкодження побутових відходів;В даний час не має адекватної моделі спалювання різносортних твердих відходів у модулі термознешкодження ТПВ розмірами більше 0,01м, а в більшості теплоенергетичних процесів використовуються неізотермічні закрученні потоки, та використанні методики теплового розрахунку котельних агрегатів основані на визначені тепла, яке у випадку використання побутових відходів можна визначити тільки орієнтовано. Характер руху двофазного потоку в процесі спалювання у модулі термознешкодження ТПВ визначається одночасною дією основних факторів: динамічною дією газової струї на частки ТПВ, стиснення і зміни напрямку часток внаслідок дії центробіжної сили та гравітації, зміни характеру результуючого потоку під дією температури, процесів горіння палива в модулі термознешкодження ТПВ, процесу відводу теплової енергії з модуля термознешкодження ТПВ. Таким чином, для визначення оптимальних параметрів (швидкості, витрат, температурного режиму в модулі) при повному спалюванні ТПВ і максимальному використанні теплової енергії, яка виділяється, а також мінімізації температурних зон можливого вторинного синтезу діоксинів необхідно дослідити закономірності аеродинаміки модулю термознешкодження ТПВ під дією вище перерахованих факторів. При математичному опису руху двофазної струї у модулі термознешкодження ТПВ при спалюванні твердих часток використані наступні допущення:відстань між дисперсними частками можливо рахувати малими порівняно з характерними лінійними розмірами течій; зіткнення, дроблення та коагуляція часток в дисперсній фазі відсутні; теплопровідність і вязкість чистих фаз не облічується, їх облік проводиться тільки в процесі міжфазної взаємодії; взаємодія між частками і стінкою модуля термознешкодження ТПВ прийнято ідеальним (кут падіння дорівнює куту відбивання). В даній моделі вирішена «внутрішня» задача - тобто повітря, природний газ і частки ТПВ (розміром 0,01м) подавались з відповідними витратами через тангенсальний патрубок (повітря та газ з витратами 0,1 кг/с, с масовими долями 0,3 и 0,7 відповідно), а тверді частки зі швидкістю 15 м/с и масовим витратами 1 кг/с.В даний час перспективними є методи знешкодження відходів з утилізацією тепла, економічно доцільніше будівництво комбінованих автономних котелень з модулями термознешкодження відходів, порівняно з будівництвом і експлуатацією сміттєспалювальних заводів великої продуктивності. На основі теоретично дослідженого процесу спалювання твердих побутових відходів в установках термознешкодження ТПВ і на підставі отриманих результатів, розроблена конструкція установки термознешкодження ТПВ: Визначено тип пристрою спалювання ТПВ, найбільш ефективно нейтралізуючий ТПВ та який дозволяє здійснювати відбір теплової енергії і передачу її теплоносію. Зроблено численне моделювання процесу спалювання подрібнених ТПВ в модулі термознешкодження на основі, якого отриманні лінії току при різних швидкостях, температурах і масових витратах входу природного газу, повітря та ТПВ в пристрою. Обґрунтовані і розроблені принципи раціонального розміщення автономних котельних з установками термознешкодження твердих побутових відходів на основі принципів інженерно-екологічного районування: принципи комплексного моделювання та реалізації моделі: оцінка паливно-ресурсного потенціалу; визначення теплових втрат у розподільчій мережі; застосування раціональної системи збору ТПВ; принципи локалізації процесу термознешкодження ТПВ для установок малої потужності, які полягають у більш ефективному розподілі паливних ресурсів за рахунок використання теплової енергії отриманої від спалювання ТПВ, а та