Зерносушильний комплекс

Реферат: Зерносушильний комплекс містить вузол завантаження, сушарку з трубчастим теплообмінником, агрегат для виробництва сушильного агента, утилізатор тепла, з'єднувальні трубопроводи. Як агрегат для виробництва сушильного агента використовують газотурбінну електростанцію. Трубчастий теплообмінник сушарки розташовано зовні і з'єднано трубопроводом вхід в сушарку з виходом газової турбіни газотурбінної електростанції. Як утилізатор тепла використовують або конденсатор-теплообмінник в коопераційній схемі сушіння, або бромистолітієву холодильну машину, або водоаміачну холодильну машину при тригенераційній схемі сушіння зерна, які з'єднані трубопроводами з виходом газів з сушарки. UA 91112 U (54) ЗЕРНОСУШИЛЬНИЙ КОМПЛЕКС UA 91112 U UA 91112 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до сушильної техніки і може бути використана в агропромисловому комплексі для сушіння зерна різних видів і подібних дисперсних матеріалів у сільськогосподарському виробництві. Найбільш близьким технічним рішенням до того, що пропонується і, тому вибрано за найближчий аналог, є установка для сушіння дрібнодисперсного матеріалу, що містить пневмотрубу з рекуперативним кожухотрубним теплообмінником, де відбувається сушіння матеріалу і нагрів повітря. Установка передбачає завантажувальний бункер, де зерно омиває щільним шаром трубчасту поверхню і одночасно нагрівається до температури сушіння. Всередині циркулюють топкові гази, які вийшли з кожухотрубчастого теплообмінника. Ці ж гази надходять і в утилізатор тепла, розташований в тепломасообміннику. Установка забезпечує якість сушіння, дозволяє знизити витрати енергії з топковими газами, що виходять, але характеризується високими енергетичними витратами через те, що в такій схемі сушіння високотемпературні продукти згоряння не виконують корисної роботи, мають місце втрати ексергії палива при згоранні, не реалізуються принципи когенерації і тригенерації, що різко знижує термодинамічну ефективність сушіння зерна, мають місце втрати тепла відпрацьованих газів після сушіння зерна через малоефективні процеси тепломасообміну в усіх тепломасообмінних апаратах. (Патент RU № 557245, МПК F26В 17/10, опубл.5.05.77 р – найближчий аналог). В основу корисної моделі поставлено задачу створити енергозберігаючий комплекс для сушіння різних видів зерна в різноманітних сушарках з використанням принципу когенерації і тригенерації, які передбачають максимальне використання ексергії (енергетичного потенціалу) первинного палива, послідовне перетворення ексергії палива в корисну роботу, отримання тепла продуктів згоряння палива для сушіння зерна, а також для виробництва електроенергії, максимальне використання теплоти відпрацьованого сушильного агента для виробництва або тепла, або холоду, що значно знизить енергетичні виграти на сушіння зерна, зробить його енергозберігаючим і у певній мірі термодинамічно ефективним і дозволить раціонально використовувати енергетичний потенціал палива (ексергію палива). Поставлена задача вирішується тим, що зерносушильний комплекс, що містить вузол завантаження, сушарку з трубчастим теплообмінником, агрегат для виробництва сушильного агента, утилізатор тепла, з'єднувальні трубопроводи, згідно з корисною моделлю як агрегат для виробництва сушильного агента використовують газотурбінну електростанцію, а трубчастий теплообмінник сушарки для охолодження розташовано зовні і з'єднано трубопроводом вхід в сушарку з виходу газової турбіни газотурбінної електростанції, а як утилізатор тепла використовують або конденсатор-теплообмінник в когенераційній схемі сушіння, або бромистолітієву холодильну машину, або водоаміачну холодильну машину при тригенераційній схемі сушіння зерна, які з'єднані трубопроводами з виходом газів з сушарки. Газотурбінна електростанція може бути забезпечена блоком газифікації мазуту при використанні мазуту як палива. Введення автономної газотурбінної електростанції в зерносушильний комплекс дає можливість отримати додаткову електричну енергію, яка може бути використана для різноманітних цілей, в тому числі на продаж. Подальше використання теплоти відпрацьованих газів після газової турбіни із значним коефіцієнтом надлишку повітря (α≥4,0) з температурою 400…450 °C як сушильного агента потребує зниження їх температури до 100…180 °C, залежно від виду зерна. Це раціонально можливо здійснити при використанні, наприклад, водотрубчастого теплообмінника, в якому можна отримати без додатковихенерговитрат гарячу воду з використанням її у тепломережі або в технологічних процесах. В конденсаторі-теплообміннику при коопераційній схемі сушіння зерна відпрацьовані гази після сушіння зерна, що містять водяну пару (Н2О), утворюють конденсат води, а тепло конденсату і охолоджуюча вода, після нагріву її в конденсаторі-теплообміннику, використовуються для теплопостачання та в технологічних цілях. Конденсація водяної пари в конденсаторі-теплообміннику, що міститься у відпрацьованих газах після сушіння зерна, дає додатковий енергозберігаючий ефект до 5 %. У зерносушильному комплексі по тригенераційній схемі сушіння зерна є можливість після сушіння зерна додатково охолоджувати його з використанням холоду в бромистолітієвій холодильній установці до температури вище нуля градусів за Цельсієм (+7-+8 °C), або підтримувати температуру зерна у певних межах при температурі навколишнього повітря нижче нуля градусів за Цельсієм з використанням холоду водоаміачної установки для збереження якості зерна. Заявлений зерносушильний комплекс базується на коопераційному і тригенераційному 1 UA 91112 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 принципах, є енергозберігаючим і термодинамічно досконалим. При використанні для сушіння зерна як палива мазуту в заявленому технічному рішенні пропонується його газифікація сучасними методами в окремому блоці газифікації мазуту (БГМ). Продукти газифікації мазуту у вигляді палива забезпечують екологічну чистоту при сушинні зерна, завдяки відсутності шкідливих сполук у відпрацьованих газах після процесу сушіння, зокрема - оксидів азоту, сірки, вуглецю. Використання запропонованого зерносушильного комплексу з усіма приведеними суттєвими ознаками дає змогу здійснити термодинамічно ефективний процес сушіння зерна, значно підвищити економічні та екологічні його показники, значно підвищити не менше як па 40 % ексергетичний (реальний) коефіцієнт корисної дії у порівнянні з ексергетичним коефіцієнтом корисної дії діючих сушильних агрегатів. На кресленні схематично представлено зерносушильний комплекс. Зерносушильний комплекс містить як агрегат для виробництва сушильного агента і його тепла, а також додатково електроенергії типову газотурбінну електростанцію 1, виконану по авіаційній технології, автоматизовану, автономну, що допускає: більше 100 пусків і зупинок за рік, наприклад газотурбінну електростанцію виробництва ПАТ "Моторсіч", яка містить повітряний компресор 2, камеру згоряння палива 3 з мінімальними втратами ексергії палива, газову турбіну 4 (ГТ) і електрогенератор 5, вихід газової турбіни 4 трубопроводами 6 з'єднано з входом в трубчастий теплообмінник 7, а вихід теплообмінника 7 з'єднано з сушаркою 8. Крім того, зерносушильний комплекс має, конденсатор-теплообмінник 9, бромистолітієву холодильну установку 10, водоаміачну холодильну установку 11, які зв'язані трубопроводами 12, 13 і 14 з сушаркою 8, вхід в трубопровід 15 атмосферного повітря і далі в бромистолітієву холодильну установку 10. Комплекс забезпечений блоком газифікації мазуту (БГМ) 16 (при використанні мазуту як палива) і має вузол завантаження зерна 17 в сушарку 8. Подачу охолодженого повітря на вхід компресора 2 газотурбінної установки здійснюють за допомогою трубопроводів 18. Атмосферне повітря у випадку без охолодження в бромистолітієвій холодильній установці 10 подається на вхід компресора 2 по трубопроводу 19. Робота зерносушильного комплексу здійснюється таким чином. Для запуску газотурбінної електростанції 1 природний газ (або продукти газифікації мазуту) направляються в камеру згоряння 3, куди також повітряним компресором 2 подається стиснуте атмосферне повітря. При згоранні палива отримують високотемпературні продукти згоряння при температурі 2000 °C і далі суміш продуктів згоряння палива і повітря, з коефіцієнтом надлишку повітря (α≥4,0) при температурі 850 °C як робоче тіло направляють в газову турбіну 4. В газотурбінній електростанції 1 виробляється електроенергія, а відпрацьовані гази після газової турбіни 4 п р и температурі 400… 450 °C використовують як с ушильний агент, які в водотрубчастому теплообміннику 7 попередньо охолоджуються залежно від типу зерна до температури 100…180 °C і далі подаються у зерносушарку 8 для сушіння зерна, а охолоджувальна вода після нагріву в теплообміннику 7 використовується в теплопостачанні і в технологічних цілях. Водяна пара, що міститься у відпрацьованих газах після процесу сушіння, конденсується у конденсаторі-теплообміннику 9, який використовують в когенераційній схемі сушіння зерна, а тепло конденсату і підігріта охолоджувальна вода в конденсаторі 9 використовується для теплопостачання або для технологічних цілей. Конденсація водяної пари продуктів згоряння підвищує до 5 % енергоефективність технології сушіння, як це має місце в різних теплотехнічних установках Приведена вище схема сушіння зерна ґрунтується на коопераційному принципі. При реалізації тригенераційного принципу сушіння зерна відпрацьовані гази після зерносушарки 8, оминаючи конденсатор-теплообмінник 9, використовують для виробництва холоду у бромистолітієвій холодильній машині 10 для одержання відповідної температури холодоагенту, наприклад +7…+8 °C при температурі відпрацьованих газів після сушіння зерна не менше 90 °C або для виробництва холоду у водоаміачній холодильній машині 11 для одержання температур холодоагенту нижче нуля градусів за Цельсієм при температурі відпрацьованих газів не нижче 100 °C. Таким чином, в зерносушильному комплексі використана термодинамічна ефективна енергозберігаюча технологія сушіння зерна на основі когенераційного і тригенераційного принципів, найбільш повне використання ексергії (енергетичного потенціалу) палива (природного газу або продуктів газифікації мазуту), що дозволяє створити термодинамічно ефективний комплекс сушіння зерна з ексергетичним (реальним) коефіцієнтом корисної дії (К.К.Д.), який перевищує ексергетичний К.К.Д. діючих пристроїв для сушіння зерна не менше, ніж на 40 % з додатковим виробництвом електроенергії при коопераційній схемі сушіння і з додатковим виробництвом електроенергії і холоду при тригенераційній схемі сушіння та з 2 UA 91112 U додатковим виробництвом тепла в охолоджуючому теплообміннику після газотурбінної установки і в конденсаторі-теплообміннику. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 1. Зерносушильний комплекс, що містить вузол завантаження, сушарку з трубчастим теплообмінником, агрегат для виробництва сушильного агента, утилізатор тепла, з'єднувальні трубопроводи, який відрізняється тим, що як агрегат для виробництва сушильного агента використовують газотурбінну електростанцію, а трубчастий теплообмінник сушарки розташовано зовні і з'єднано трубопроводом вхід в сушарку з виходом газової турбіни газотурбінної електростанції, а як утилізатор тепла використовують або конденсатортеплообмінник в коопераційній схемі сушіння, або бромистолітієву холодильну машину, або водоаміачну холодильну машину при тригенераційній схемі сушіння зерна, які з'єднані трубопроводами з виходом газів з сушарки. 2. Зерносушильний комплекс за п. 1, який відрізняється тим, що газотурбінна електростанція забезпечена блоком газифікації мазуту при використанні мазуту як палива. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3