Оптимизация конструктивно-технологических параметров газогенераторной установки для повышения эффективности использования отходов сельскохозяйственного производства тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, кандидат наук Коротков Александр Николаевич

• Коротков Александр Николаевич
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Коротков Александр Николаевич

ВВЕДЕНИЕ

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Структура отходов сельскохозяйственного производства Вологодской области и основные технологии по их переработке

1.2 Основные характеристики отходов сельскохозяйственного производства

1. 3 Обзор конструкций газогенераторов и способов управления ими

1.4 Обзор результатов теоретических исследований по энергетической переработке отходов сельскохозяйственного производства

1.5 Выводы, цель и задачи исследования

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ К ОБОСНОВАНИЮ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ГАЗОГЕНЕРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

2.1 Классификация газогенераторных установок

2.2 Обоснование способа управления газогенераторной установкой

2.3 Разработка конструктивно-технологической схемы газогенераторной установки

2.4 Разработка математической модели для расчета параметрического управления подачей окислителя в реакционную зону газогенератора

2.5 Результаты теоретических расчетов конструктивно - технологических параметров газогенераторной установки для различных объемов расхода генераторного газа

2.6 Выводы по главе

3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Программа экспериментальных исследований

3.2 Описание экспериментальных установок

3.2.1 Экспериментальная установка для моделирования режимов

работы воздушных электромагнитных клапанов

3.2.2 Экспериментальные установки для исследования режимов разряжения во впускном тракте ДВС

3.2.3 Экспериментальная установка для моделирования сопротивления реакционной зоны газогенератора на различных видах топлив

3.2.4 Экспериментальная установка для моделирования подачи окислителя в реакционную зону газогенератора

3.2.5 Экспериментальные установки для производства древесного угля и брикетированию сельскохозяйственных отходов

3.2.6 Экспериментальная газогенераторная установка, с возможностью регулирования рабочих параметров в плоскости фурменного пояса

3.2.7 Экспериментальная газогенераторная установка с одно-, двух-

и четырех - цилиндровыми ДВС

3.2.8 Модернизированная отопительно-вентиляционная установка ОВ - 95 для работы на генераторном газе

3.2.9 Модернизированная экспериментальная газогенераторная установка, с возможностью регулирования рабочих параметров в плоскости фурменного пояса

3.3 Приборы, устройства и оборудование, применявшиеся при проведении экспериментальных исследований

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Результаты исследований режимов работы электромагнитных клапанов на экспериментальной установке

4.2 Результаты исследования режимов разряжения во впускном тракте ДВС

4.3 Результаты моделирования сопротивления реакционной зоны газогенератора на различных видах топлив

4.4 Результаты исследований по моделированию подачи окислителя в реакционную зону газогенератора

4.5 Результаты исследований на экспериментальной газогенераторной установке с возможностью регулирования рабочих параметров в плоскости фурменного пояса

4.5.1 Результаты исследований параметрического управления дутьевыми фурмами на экспериментальной газогенераторной установке

4.5.2 Результаты исследований по применению теплозащиты (термофутляра) на экспериментальной газогенераторной установке

4.6 Результаты сравнительных исследований работы одно, двух и четырех цилиндровых ДВС на товарных и альтернативных моторных топливах

4.7 Исследование рабочего процесса отопительно-вентиляционной

установки ОВ-95 при работе на генераторном газе

5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОВЕДЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А. Патент РФ на изобретение № 2555486 Газогенератор

Приложение Б. Протоколы испытаний №

Приложение В. Протоколы испытаний №

Приложение Г. Состав генераторного газа

Приложение Д. Состав отработавших газов ДВС

Приложение Е. Акт производственных испытаний газогенераторной

установки

Приложение И. Справка об использовании результатов научно - исследовательской работы в учебном процессе

Приложение К. Справка о передаче в конструктивно-технический отдел «ООО Лесгрупп» результатов законченных научных исследований

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оптимизация конструктивно-технологических параметров газогенераторной установки для повышения эффективности использования отходов сельскохозяйственного производства»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Агропромышленный сектор экономики представляет собой отходоёмкую отрасль. Отходы производятся на различных этапах создания основного сельскохозяйственного продукта. Выход основного продукта иногда составляет 15... 30 % от массы исходного сырья. Вовлечение в производственные циклы технологических отходов, их энергетическая переработка обеспечивает снижение издержек производства на единицу конечной продукции при тех же затратах на сырье [19]. Наибольшая часть отходов приходится на отрасль животноводства (56 %), второе место занимают отходы растениеводства (35,6 %). Для сравнения, на долю перерабатывающих отраслей приходится порядка 4,7 % отходов [111].

Основную долю в отходах животноводства занимают продукты жизнедеятельности животных, к которым относится и навоз. В соответствии с Федеральным классификационным каталогом отходов, навоз классифицируется следующим образом: навоз КРС перепревший (хранение не менее шести месяцев) - V класс опасности; навоз КРС свежий - IV класс опасности; навоз от свиней свежий - III класс опасности; навоз от свиней перепревший (хранение не менее одного года) - IV класс опасности. Птичий помет рассматривается как токсичные отходы производства III класса опасности. Отходы растениеводства редко превышают V класс опасности [109].

В навозе сельскохозяйственных животных содержатся микроэлементы, а также вещества и элементы, вызывающие коррозию машин и оборудования (углекислота, аммиак, сульфаты и сульфиды, хлориды, кальций, магний и др.). Навоз, кроме питательных элементов, также содержит большое количество патогенных микроорганизмов, личинок и яиц гельминтов, которые являются источниками различных заболеваний. Это в свою очередь порождает эпидемическую опасность, которая зависит не только от наличия патогенных микроорганизмов и их концентрации, но и от сроков их выживаемости. Кроме того, в навозе содержится большое количество семян сорных растений, которые наносят значительный эко-

номический ущерб при производстве продукции растениеводства [93]. Таким образом, с одной стороны, навоз является ценным органическим удобрением, а с другой - непосредственное его использование без предварительной подготовки представляет серьезную экологическую опасность для окружающей среды, животных и людей.

В зависимости от вида и способа содержания сельскохозяйственных животных, а также имеющихся в наличии системы машин и оборудования, навоз и побочные продукты растениеводства (отходы) в хозяйствах подвергают частичной или глубокой переработке. Эти мероприятия обеспечивают не только обеззараживание от патогенной микрофлоры и семян сорных растений, но и при системном подходе позволяют извлекать дополнительные энергетические ресурсы [83].

Проблема утилизации сельскохозяйственных отходов в настоящее время стоит достаточно остро в свете повышения энергетической эффективности производства и ужесточения требований экологического законодательства. Для её решения специалисты разрабатывают и исследуют несколько стратегических направлений. Ключевыми из них являются: - снижение количества производимых отходов на единицу основного сельскохозяйственного продукта за счет внедрения современных технологий и системы машин, а также - рециклинг отходов. Отходы являются неотъемлемой частью технологического процесса производства основного сельскохозяйственного продукта. Например, солома при производстве зерновых культур или навоз животных при производстве молока и мяса.

Ввиду специфики сельскохозяйственного производства (использование в технологических процессах животных и растений) любая технология априори не может быть безотходной. Снижение количества отходов при производстве также имеет свой предел, к которому современные производители, использующие традиционные технологии производства, уже приблизились вплотную. Вследствие этого, практический интерес представляют энергетические технологии по переработке отходов, в процессе которых производится как энергия, так и новые коммерческие продукты (например - органические или минеральные удобрения).

Как в развитых, так и развивающихся странах практический интерес к альтернативным технологиям производства энергоресурсов, с использованием местных возобновляемых источников энергии, возникает с завидным постоянством. Побудительные мотивы различны: от борьбы за экологические идеалы до социально-политических, но в конечном итоге все инновации приводятся к общему знаменателю - экономическому. На сколько доступней, надёжней, эффективней и т.д. новая технология будет по отношению к традиционной [16, 17, 84, 101, 106, 121, 122, 127]?

С учетом вышеизложенного, тема научного исследования является актуальной и посвящена вопросам совершенствования технологии переработки отходов сельскохозяйственного и промышленных производств, побочными продуктами которой являются: тепловая энергия, горючие газы (генераторный газ) и концентрированное минеральное удобрение (зола).

Степень разработанности темы. Для современного агропромышленного комплекса РФ из всего многообразия требований, предъявляемых к технологическому процессу, на первое место выходит повышение энергоэффективности производства, при одновременном снижении экологических рисков. В своих трудах, как отечественные, так и зарубежные исследователи отмечают высокий коммерческий потенциал технологий по переработке и вторичному использованию в технологических циклах производства отходов сельского хозяйства и промышленности. Затраты на энергоносители в финансовом исчислении в структуре себестоимости продукции, как в промышленности так и в сельскохозяйственном кластере год от года увеличиваются. Хотя применение современных энергосберегающих технологий способствует снижению прямых материальных издержек в технологических циклах производства [1, 3, 14, 16, 17, 18, 31, 34, 46, 52, 56, 84, 87, 89, 90, 101, 103, 105, 106, 119, 121, 122, 126, 128].

Основной акцент исследователи в своих работах делают на энергетическую составляющую процесса переработки и использования отходов местных биоресурсов в технологических циклах производства. При этом в качестве отходов рас-

сматривают в основном отходы лесопереработки, незаслуженно мало уделяя внимания отходам сельского хозяйства (отходам животноводства и растениеводства).

Исходя из постоянного совершенствования научно-технических средств, технологий и методов, которые могут быть использованы для повышения энергоэффективности сельскохозяйственного производства, требуется проведение дополнительных исследований в данном направлении.

Цель работы - повышение энергоэффективности использования отходов сельского хозяйства и промышленности в технологических циклах производства путем оптимизации конструктивно-технологических параметров газогенераторной установки.

Объект исследования - газогенераторная установка с параметрическим регулированием рабочих параметров, двигатели внутреннего сгорания (ДВС), теплогенератор.

Предмет исследования - конструкция и режимы функционирования газогенераторной установки при производстве электрической и тепловой энергии на отходах сельскохозяйственных и промышленных производств.

Научная новизна. Выполненные в работе исследования позволили получить совокупность новых положений и результатов:

- решены задачи по совершенствованию конструкции газогенераторной установки, повышению ее универсальности и адаптивности по видам перерабатываемого твердого топлива;

- обоснованы теоретически и экспериментально подтверждены конструктивно-технологические параметры газогенераторной установки с параметрическим регулированием подачи окислителя (воздуха) в реакционную зону газогенератора;

- получены математические зависимости для расчета расхода воздуха, при параметрическом управлении дутьевыми фурмами газогенератора, при синхронном и асинхронном режимах их работы.

Практическая ценность результатов исследований состоит в разработке научных основ, методов и средств, позволяющих:

- реализовать в газогенераторной установке оптимальные режимы термической переработки сельскохозяйственных и промышленных отходов;

- управлять в динамике режимами термической переработки отходов.

Предложено техническое решение, новизна которого подтверждена патентом РФ на изобретение № 2555486 «Газогенератор» (приложение А).

Реализация результатов исследований. На производственной базе СПК «Колхоз Андога» Вологодской области выполнены опытно - конструкторские работы по изготовлению и опытной эксплуатации экспериментальной газогенераторной установки с возможностью параметрического регулирования рабочих параметров в плоскости фурменного пояса.

С привлечением специалистов инженерного факультета Вологодской ГМХА имени Н.В. Верещагина проведены исследования совместной работы газогенераторной установки с ДВС различного рабочего объема и теплогенератором.

В 2018 году проведены производственные испытания совместной работы газогенераторной установки с ДВС в КФХ Мызина И.А. Вологодской области.

Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены:

- на научной конференции профессорско-преподавательского состава ВГМХА им. Н.В. Верещагина (2010 г.);

- конкурсах научных грантов правительства Вологодской области по тематике: «Повышение термического КПД стационарного газогенератора работающего совместно с ДВС электростанции» в 2010 г., «Исследование работы газогенератора, с целью повышения КПД процесса газификации и энергетической ценности единицы объема генераторного газа» в 2011 г., «Исследование работы многокамерного газогенератора, с целью оптимизации конструктивных параметров и повышения энергетической ценности единицы объема генераторного газа» в 2012 г., «Исследование газогенератора с параметрическим регулированием рабочего процесса» в 2012 г.;

- Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы эксплуатации автомобильного транспорта и пути их решения на основе современных информационно-коммуникационных технологий» (г. Воронеж, 2015 г.);

- IX Международной научно-практической конференции: «Наука - Технология - Ресурсосбережение» в ФГБОУ ВО "Вятская государственная сельскохозяйственная академия" (г. Киров, 2016 г.);

- Всероссийской научно - практической конференции «Агроэкологические и организационно-экономические аспекты создания и эффективного функционирования экологически стабильных территорий» в ФГБОУ ВО "Чувашская государственная сельскохозяйственная академия" (г. Чебоксары, 2017 г.);

- Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: Мосоловские чтения" (г. Йошкар-Ола, 2018 г.);

- Международной научной конференции «Энергосберегающие агротехноло-гии и техника для северного земледелия и животноводства» в ФГБНУ ФАНЦ Северо-Востока (г. Киров, 2018 г.);

- II Всероссийской с международным участием научно-практической конференции «Молодые исследователи - развитию молочнохозяйственной отрасли» (Вологда - Молочное, 2018 г.).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликована 21 печатная работа, в том числе 3 в изданиях рекомендованных ВАК, получено 5 патентов РФ на изобретение.

Научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:

- конструктивно-технологическая схема газогенераторной установки с параметрическим регулированием подачи окислителя (воздуха) в реакционную зону газогенератора;

- теоретическое обоснование и экспериментальное подтверждение конструктивно-технологических параметров газогенераторной установки;

- результаты исследований режимов функционирования аппаратно-программного комплекса по параметрическому регулированию рабочих параметров газогенератора на лабораторных стендах и экспериментальных установках;

- результаты исследований совместной работы разработанной газогенераторной установки и потребителей генераторного газа (ДВС различного рабочего объема и теплогенератора).

Решение отдельных задач по теме диссертационной работы выполнены автором под руководством д.э.н., профессора кафедры ЭСиТС инженерного факультета Вологодской ГМХА имени Н.В. Верещагина В.Н. Острецова. Автор выражает ему свою искреннюю благодарность.

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Структура отходов сельскохозяйственного производства Вологодской области

и основные технологии по их переработке

Производство сельскохозяйственной продукции предусматривает использование в технологических процессах животных и растений, а также различные средства механизации. Как и любая другая современная технология, она априори не может быть безотходной. Производство, оборот и утилизация производственных отходов на территории Российской Федерации регулируется Федеральным законом от 10.01.2002 К7-ФЗ «Об охране окружающей среды» [109]. Производственный контроль в области охраны окружающей среды (производственный экологический контроль) на сельскохозяйственных предприятиях регламентирует его 67 статья. Каждый вид производственных отходов, согласно «Федеральному классификационному каталогу отходов», отнесен к определенному классу опасности [109].

В виду схожести технологических процессов, различные сельскохозяйственные предприятия Вологодской области в процессе своей хозяйственной деятельности производят однотипные производственные отходы. Количество производимых производственных отходов зависит от размеров сельскохозяйственного предприятия и интенсивности производственного процесса. В качестве примера рассмотрим перечень отходов образующихся в результате производственной деятельности в сельскохозяйственном производственном кооперативе «Колхоз Андо-га» (СХПК «Колхоз «Андога»). Виды отходов по классам опасности приведены в таблице 1.1 [77, 78].

Таблица 1.1 - Перечень производственных отходов СХПК «Колхоз «Андога»

Класс опасности Наименование производственных отходов

I класса опасности: • лампы ртутные, ртутно-кварцевые, люминесцентные, утратившие потребительские свойства.

II класса опасности: • аккумуляторы свинцовые отработанные неповрежденные, с электролитом.

III класса опасности: • опилки и стружка древесные, загрязненные нефтью или нефтепродуктами (содержание масел 15% и более); • отходы минеральных масел моторных; • обтирочный материал, загрязненный нефтью или нефтепродуктами (содержание нефти или нефтепродуктов 15% и более); • фильтры очистки масла автотранспортных средств отработанные; • фильтры очистки топлива автотранспортных средств отработанные.

IV класса опасности: • фильтры воздушные автотранспортных средств отработанные; • навоз крупного рога скота свежий; • отходы абразивных материалов в виде порошка; • шлак сварочный; • покрышки пневматических шин с металлическим кордом отработанные; • мусор от офисных и бытовых помещений организаций несортированный (исключая крупногабаритный).

V класса опасности: • остатки и огарки стальных сварочных электродов; • лом и отходы, содержащие незагрязненные черные металлы в виде изделий и кусков, несортированные; • стружка черных металлов несортированная незагрязненная; • тормозные колодки отработанные без накладок асбестовых; • ленты конвейерные, приводные ремни, утратившие потребительские свойства незагрязненные; • резинометаллические изделия отработанные незагрязненные; • отходы упаковочной бумаги незагрязненные; • отходы сучьев, ветвей, вершинок от лесоразработок; • горбыль из натуральной чистой древесины; • опилки натуральной чистой древесины; • стружка натуральной чистой древесины; • зерноотходы овса; • зерноотходы мягкой пшеницы; • зерноотходы ячменя; • зерноотходы ржи; • отходы пленки полиэтилена и изделий из нее незагрязненные; • отходы упаковочного картона незагрязненные; • отходы (мусор) от уборки территории и помещений объектов оптово-розничной торговли продовольственными товарами; • отходы (мусор) от уборки территории и помещений объектов оптово-розничной торговли промышленными товарами; • пищевые отходы кухонь и организаций общественного питания несортированные.

Годовой норматив образования производственных отходов СХПК «Колхоз «Андога» выполненный по типовой методике приведен в таблице 1.2 [10, 51, 88]. Таблица 1.2 - Годовой норматив образования отходов в СХПК «Колхоз «Андога»

Наименование производственных отходов Годовой объем, (т/год) Объемная доля, %

лампы ртутные, ртутно-кварцевые, люминесцентные, утратившие потребительские свойства 0,01243 0,000046

аккумуляторы свинцовые отработанные неповрежденные, с электролитом 0,417625 0,001543

опилки и стружка древесные, загрязненные нефтью или нефтепродуктами (содержание масел 15% и более) 3,7375 0,013810

отходы минеральных масел моторных 4,559979 0,016849

обтирочный материал, загрязненный нефтью или нефтепродуктами (содержание нефти или нефтепродуктов 15% и более) 0,160805 0,000594

фильтры очистки масла автотранспортных средств отработанные 0,16768 0,000620

фильтры очистки топлива автотранспортных средств отработанные 0,02541 0,000094

фильтры воздушные автотранспортных средств отработанные 0,02067 0,000076

навоз крупного рога скота свежий 26957,44 99,608248

отходы абразивных материалов в виде порошка 0,000684 0,000003

шлак сварочный 0,019 0,000070

покрышки пневматических шин с металлическим кордом отработанные 0,91882 0,003395

мусор от офисных и бытовых помещений организаций несортированный (исключая крупногабаритный) 8,206 0,030321

остатки и огарки стальных сварочных электродов 0,062 0,000229

лом и отходы, содержащие незагрязненные черные металлы в виде изделий и кусков, несортированные 2,486 0,009186

стружка черных металлов несортированная незагрязненная 0,3045 0,001125

тормозные колодки отработанные без накладок асбестовых 0,03087 0,000114

ленты конвейерные, приводные ремни, утратившие потребительские свойства незагрязненные 0,11 0,000406

резинометаллические изделия отработанные незагрязненные 0,024 0,000089

отходы упаковочной бумаги незагрязненные 0,008 0,000030

отходы сучьев, ветвей, вершинок от лесоразработок 2,808 0,010376

горбыль из натуральной чистой древесины 36 0,133021

опилки натуральной чистой древесины 14,63 0,054058

стружка натуральной чистой древесины 1,53 0,005653

зерноотходы овса 3,24 0,011972

зерноотходы мягкой пшеницы 1,44 0,005321

зерноотходы ячменя 6,6 0,024387

зерноотходы ржи 0,72 0,002660

отходы пленки полиэтилена и изделий из нее незагрязненные 0,5535 0,002045

отходы упаковочного картона незагрязненные 0,83028 0,003068

отходы (мусор) от уборки территории и помещений объектов оптово-розничной торговли продовольственными товарами 10,932 0,040394

отходы (мусор) от уборки территории и помещений объектов оптово-розничной торговли промышленными товарами 2,733 0,010098

пищевые отходы кухонь и организаций общественного питания несортированные 2,733 0,010098

Итого: 27063,46175 100,000000

Анализ данных таблицы 1.2, показывает, что 99,6% производственных отходов в СХПК «Колхоз «Андога» приходится на свежий навоз крупного рогатого скота (КРС). Следует отметить, что не зерновая часть урожая - солома, не относится к отходам, так как частично используется в качестве подстилки на фермах по содержанию КРС. А также остается на поле, после измельчения зерноуборочным комбайном в процессе уборки зерна.

Основные показатели возделывания зерновых и зернобобовых культур хозяйствами всех категорий по районам Вологодской области согласно данным ФСГС Вологдастат приведены в таблице 1.3 [15, 98, 99].

Таблица 1.3 - Основные показатели возделывания зерновых и зернобобовых культур, хозяйствами всех категорий, по районам Вологодской области

Район Посевные площади зерновых и зернобобовых культур. Хозяйства всех категорий, га Урожайность зерновых и зернобобовых культур. Хозяйства всех категорий, ц/га Валовые сборы зерновых и зернобобовых культур. Хозяйства всех категорий, ц

2015 2016 2017 2018 2015 2016 2017 2018 2015 2016 2017 2018

БАБАЕВСКИЙ 3009,0 3350,0 3473,0 2814.9 8,7 6,1 6,6 3,8 26038,0 17529,0 23655,0 10647,0

БАБУШКИНСКИЙ 333,0 335,0 305,0 304.5 12,1 12,2 10,0 6,3 3975,0 4013,0 2710,0 1922,0

БЕЛОЗЕРСКИЙ 380,0 435,0 507,0 436,0 10,8 9,6 12,7 12,7 4125,0 4166,0 5074,0 5553,0

ВАШКИНСКИЙ 902,5 810,5 840,0 1018,4 11,7 7,7 19,6 10,8 10303,0 5316,4 11180,0 10965,8

ВЕЛИКОУСТЮГСКИЙ 6098,0 5718,0 5666,0 5563,8 17,0 16,9 11,9 13,7 103351,1 96440,5 42827,0 76128,4

ВЕРХОВАЖСКИЙ 4435,0 4197,0 3310,0 3199,3 12,2 12,0 10,3 12,2 54253,0 50343,0 22911,0 37924,0

ВОЖЕГОДСКИЙ 1036,0 1113,0 909,0 642,4 12,3 6,5 7,5 7,1 12698,0 6865,0 5870,0 4588,0

ВОЛОГОДСКИЙ 32809,0 32450,0 29422,0 29588,3 27,1 24,9 24,0 19,7 878607,9 795944,6 485867,8 563633,8

ВЫТЕГОРСКИЙ 0,2 0,2 1,2 0,2 - - 15,0 10,0 - - 17,0 2,0

ГРЯЗОВЕЦКИЙ 10281,9 11551,0 10349,8 9185,7 32,7 29,9 23,3 24,1 324148,0 332881,0 195517,0 219622,0

КАДУЙСКИЙ 964,0 1048,4 989,0 1077,6 18,6 14,1 16,9 10,7 15613,0 14744,0 16040,0 11485,8

КИРИЛЛОВСКИЙ 3568,0 3568,0 3513,0 3577,6 29,2 25,5 17,3 21,7 104565,0 79429,0 51077,8 77718,0

КИЧМЕНГСКО-ГОРОДЕЦКИЙ 5019,0 5423,0 4956,0 4790,4 12,5 11,8 8,7 9,9 62481,0 64061,0 38270,0 47205,0

МЕЖДУРЕЧЕНСКИЙ 2291,1 2402,0 - 2602,1 17,4 19,5 - 16,0 39961,0 46803,0 - 41701,0

НИКОЛЬСКИЙ 2530,0 2431,0 2403,0 2409,2 16,1 18,0 13,8 16,4 39865,0 43769,0 27500,0 39599,0

НЮКСЕНСКИЙ 668,0 910,0 720,0 1075,1 10,5 10,1 7,8 10,3 6987,0 7138,0 4070,0 11026,0

СОКОЛЬСКИЙ 5929,0 6269,0 6355,0 5065,7 28,8 22,2 18,6 12,5 170768,0 137431,0 90812,0 63278,0

СЯМЖЕНСКИЙ 53,0 33,0 52,0 22,2 9,0 9,3 6,0 11,4 471,0 306,3 316,0 254,0

ТАРНОГСКИЙ 5995,0 5737,0 5732,0 5505,0 13,2 11,1 12,5 10,0 79017,0 60997,0 49923,0 52898,8

ТОТЕМСКИЙ 5070,0 4897,0 1916,0 4186,3 20,0 19,7 17,2 14,5 98114,0 96266,0 37599,0 60629,0

УСТЬ-КУБИНСКИЙ 3957,0 3845,0 3387,0 3128,0 18,2 13,4 13,0 9,9 67075,5 45827,0 33664,3 31108,0

УСТЮЖЕНСКИЙ 4138,0 4271,0 3997,0 3538,3 21,5 13,6 15,2 12,9 85702,0 57477,3 43927,5 45617,5

ХАРОВСКИЙ 890,1 990,3 1127,0 718,1 21,7 12,3 14,7 10,2 15139,0 11343,0 6146,0 7336,0

ЧАГОДОЩЕНСКИЙ 541,0 409,0 481,0 230,0 16,8 10,1 12,8 11,0 9092,4 4082,4 3770,0 2229,0

ЧЕРЕПОВЕЦКИЙ 3583,0 3387,0 3457,0 2470,8 17,4 18,2 16,5 14,7 62356,8 55635,0 27159,4 36415,6

ШЕКСНИНСКИЙ 12179,0 10831,0 11896,0 10657,1 20,9 18,4 17,8 16,0 252272,3 186069,0 154579,2 170604,9

Сумма по районам 116659,8 116411,4 105764,0 00687,6 2526979,0 2224876,5 1380483,1 1630091,6

Основное направление деятельности сельскохозяйственных организаций Вологодской области в растениеводстве - это решение задачи по обеспечению сельскохозяйственных животных кормами. С этой целью культивируются зерновые и зернобобовые культуры, такие как ячмень, овес, горох, озимая рожь, а также их смеси. Яровые культуры обеспечивают потребности хозяйств в фураже и посевном материале. Озимые культуры занимают небольшие площади и используются в качестве сидера-тов или как покровные культуры при посеве однолетних и многолетних трав.

Основная доля отходов при производстве товарных продуктов в отрасли животноводства приходится на помет (навоз) животных. Поголовье КРС, содержащееся в хозяйствах всех категорий по районам Вологодской области, согласно данным ФСГС Вологдастат приведены в таблице 1.4 [15, 98, 99].

Таблица 1.4 - Поголовье КРС содержащееся в хозяйствах всех категорий по райо-

нам Вологодской области

Хозяйства всех категорий, крупный Хозяйства всех категорий, крупный

Район рогатый скот, голов рогатый скот. Коровы, голов

2015 2016 2017 2018 2015 2016 2017 2018

БАБАЕВСКИЙ 2289 1808 1442 1321 1099 816 752 663

БАБУШКИНСКИЙ 983 1014 952 799 440 415 399 338

БЕЛОЗЕРСКИЙ 1679 1501 1633 1605 980 920 936 896

ВАШКИНСКИЙ 1705 1615 1582 1363 863 843 822 846

ВЕЛИКОУСТЮГСКИЙ 7087 6896 6930 6287 3402 3341 3236 3127

ВЕРХОВАЖСКИЙ 4996 5709 5433 5338 2698 2777 2757 2598

ВОЖЕГОДСКИЙ 1856 1703 1459 1375 872 824 710 690

ВОЛОГОДСКИЙ 40652 40718 40980 42028 17586 17652 17823 18172

ВЫТЕГОРСКИЙ 896 1168 917 714 433 491 463 414

ГРЯЗОВЕЦКИЙ 26546 26538 27759 28813 11752 12116 12642 12992

КАДУЙСКИЙ 1823 1814 1846 1527 829 851 858 856

КИРИЛЛОВСКИЙ 5091 4893 4845 4871 2487 2515 2561 2568

КИЧМЕНГСКОГОРОДЕЦКИЙ 4168 4222 4002 3735 2110 1900 1835 1743

МЕЖДУРЕЧЕНСКИЙ 2337 2421 2423 2433 1057 1059 1077 1099

НИКОЛЬСКИЙ 3987 3891 3563 3724 1810 1707 1594 1635

НЮКСЕНСКИЙ 1679 1681 1713 1636 754 767 762 758

СОКОЛЬСКИЙ 3320 3589 3727 3542 1449 1503 1604 1662

СЯМЖЕНСКИЙ 1028 1170 1149 1125 125 124 127 133

ТАРНОГСКИЙ 5157 7126 6963 6617 2374 2349 2348 2412

ТОТЕМСКИЙ 9238 9410 9821 9557 4510 4693 4896 4945

УСТЬ-КУБИНСКИЙ 2500 2248 2020 2089 1247 1017 1022 1012

УСТЮЖЕНСКИЙ 5679 5627 5774 5906 2783 2826 2827 2784

ХАРОВСКИЙ 1940 1972 1933 1908 957 952 953 933

ЧАГОДОЩЕНСКИЙ 3114 3766 3835 419 1507 1695 1745 1883

ЧЕРЕПОВЕЦКИЙ 12634 12172 12233 12225 6413 6259 6254 6355

ШЕКСНИНСКИЙ 11331 11300 11126 11047 5220 5252 5409 5486

Сумма по районам 163715 165972 166060 162004 75757 75664 76412 77000

Сельскохозяйственные предприятия, кроме земель сельскохозяйственного назначения в структуре земельных фондов имеют лесные угодья. Где самостоятельно занимаются лесозаготовками для удовлетворения хозяйственных потребностей, а также сдают их в аренду для коммерческой заготовки древесины. На территории Вологодской области функционируют специализированные лесопромышленные предприятия. Сводные объемы заготовки древесины на территории Вологодской области, согласно данным ФСГС Вологдастат приведены в таблице 1.5 [15, 98, 99].

Таблица 1.5 - Объем заготовки древесины на территории Вологодской области

Показатели 2015 2016 2017 2018

Древесина необработанная, т 6619750 6687100 6711950 7324500

в том числе:

бревна хвойных пород, т 3099550 3071500 3223500 3335050

бревна лиственных пород, т 2468100 2661750 2796750 3253750

Результаты вычислений потенциального выхода отходов от растениеводства, животноводства и лесопереработки по Вологодской области сведены в таблицу 1.6.

Кроме основного продукта - зерна, при возделывании зерновых и зернобобовых культур создается побочный продукт - солома. Выход соломы (по массе), относительно основного продукта варьируется в широких пределах от 0,7 до 2,0 и зависит от вида, сорта возделываемой культуры, погодно-климатических условий, технологии уборки и т.д. [11, 86]. Среднее значение переводного коэффициента, с учетом потерь при уборке, при расчетах выхода соломы относительно зерна в расчетах примем равным 1:1. Т.е. ресурсный потенциал соломы, как альтернативного твердого топлива для газогенераторной установки, сопоставим с валовым сбором зерна от зерновых и зернобобовых культур по Вологодской области.

Соотношение общего поголовья к количеству коров за 2015...2018 гг. по Вологодской области варьируется в диапазоне 2,1.2,2. Что укладывается в общие рекомендации по формированию структуры поголовья стада. Расчет выхода навоза, с учетом возрастных групп животных, выполнен по типовой методике [5, 42, 48, 49].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Коротков Александр Николаевич, 2020 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абдрахманов, Р.Р. Энергоснабжение сельскохозяйственных потребителей с использованием возобновляемых источников (в условиях Республики Башкортостан): дис. ... канд. техн. наук: 05.20.02 / Абдрахманов Ренат Рафилович.

- Уфа, 2005. - 203 с.

2. Агрегаты бензоэлектрические унифицированные переменного тока АБ-2-О/230-М1, АБ-2-Т/230-М1, АБ-4-О/230-М1, АБ-4-Т/230-М1, АБ-4-Т/400-М1: Техническое описание и инструкция по эксплуатации. - Внешторгиздат: Изд. № 953 ВТИ, 1969. - 49 с.

3. Алешина, А.С. Газификация растительной биомассы в газогенераторах кипящего слоя: дис. ... канд. техн. наук: 05.14.04 / Алешина Алена Сергеевна.

- СПб, 2013. - 165 с.

4. Алешина, А.С. Газификация твердого топлива: учебное пособие / А.С. Алешина, В.В. Сергеев. - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2010. - 202 с.

5. Алешкин, В.Р. Механизация животноводства: учебники и учебное пособие для высш. учеб. заведений, по спец. 1509 "Механизация с. - х-ва" и 1516 "Сельское хоз-во" / В.Р. Алешкин, П.М. Рощин; под ред. С.В. Мельникова. - М.: Агропромиздат, 1985. - 336 с.

6. Альтернативная энергетика [Электронный ресурс] // Сезоны года. -Режим доступа: https://xn—8sbiecm6bhdx8i.xn--p 1 ai/%D0%B0%D0%BB%D 1 %8C%D 1 %82%D0%B5%D 1 %80%D0%BD%D0%B0% D1 %82%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D0%B0%D 1 %8F%20%D 1 %8D%D0%BD%D 0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B5%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0.html.

7. Альтернативные источники энергии [Электронный ресурс] // Портал Alter220.ru. - Режим доступа: https://alter220.ru/news/alternativnye-istochniki-energii.html.

8. Бабошин, А.А. Оценка технического состояния двигателей внутреннего сгорания по давлению во впускном и выпускном коллекторах / А.А. Бабошин, А.С. Косарев, В.С. Малышев // Вестник МГТУ. - 2013. - Том 16. - № 1. - С. 23-32.

9. Балтиков, Д.Ф. Разработка энергетического комплекса для молочно товарной фермы: дис. ... канд. техн. наук: 05.20.01 / Балтиков Денис Фаилевич. -Уфа, 2018. - 153 с.

10. Безопасное обращение с отходами: сборник нормативно-методических документов. 6-е изд. Санкт-Петербург: Компания "Интеграл", 2007. - 649 с.

11. Богатырева, Е.Н. Коэффициенты пересчета зерна и семян в побочную продукцию и содержание основных элементов питания в побочной продукции сельскохозяйственных культур в республике Беларусь / Е.Н. Богатырева, Т.М. Серая, О.М. Бирюкова, Т.М. Кирдун, Ю.А. Белявская, М.М. Торчило // Почвоведение и агрохимия. - Минск, 2016. - № 2 (57). - С. 78-89.

12. Большая советская энциклопедия: в 30 т. / Гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Сов. энцикл., 1969 - 1978.

13. Боровиков, А.М. Справочник по древесине / А.М.Боровиков, Б.Н. Уголев; под ред. Б.Н. Уголева. - М.: Лесн. пром-сть, 1989. - 296 с.

14. Валиуллин, М.А. Разработка пиролизных установок как возобновляемых источников энергии для сельскохозяйственного производства: дис. ... канд. техн. наук: 05.20.02 / Валиуллин Марат Анварович. - Ижевск, 2009. - 133 с.

15. Вологодская область в цифрах. 2018: крат. стат. сб. / Вологдастат. -Вологда, 2019 - 148 с.

16. Габитов, И.И. Энергетический комплекс с газогенераторной установкой для малых сельскохозяйственных производств / И.И. Габитов, Д.Ф. Балтиков // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. - 2017. - № 91. - С. 14-23.

17. Гельфанд, Е.Д. Технология биотоплив: учебное пособие для магистрантов, обучающихся по направлению 240700.68 «Биотехнология» / Е.Д. Гельфанд. - Архангельск. - 2012. - 60 с.

18. Глядеев, С.О. Повышение эффективности использования древесных отходов лесозаготовок путем производства из них топлива для газогенераторных установок: дис. ... канд. техн. наук: 05.21.01 / Глядеев Сергей Олегович. - СПб., 2009. - 118 с.

19. Голубев, И.Г. Рециклинг отходов в АПК: справочник / И.Г. Голубев, И.А. Шванская, Л.Ю. Коноваленко, М.В. Лопатников. - М.: ФГБНУ «Росинфор-магротех», 2011. - 296 с.

20. ГОСТ 2160-2015 Топливо твердое минеральное. Определение действительной и кажущейся плотности.

21. ГОСТ Р 52911-2013 Топливо твердое минеральное. Определение общей влаги (с Поправкой).

22. ГОСТ Р 55661-2013 (ИСО 1171 : 2010) Топливо твердое минеральное. Определение зольности (с Изменением N 1).

23. Драгайцев В.И. Методика экономической оценки технологий и машин в сельском хозяйстве / В.И. Драгайцев, Н.М. Морозов, К.И. Алексеев, Ж.С. Марюх-ненко и др. М.: Всероссийский НИИ экономики сельского хозяйства, 2010. - 147 с.

24. Зубакин, А.С. Газогенератор как направление альтернативной энергетики. / А.С. Зубакин, А.В. Яковлева // Материалы VII ежегодной научной сессии аспирантов и молодых ученых. - ВоГТУ, 2013. - С. 94-99.

25. Зубакин, А.С. Определение оптимального угла опережения зажигания двигателя 1Ч 6,8/5,4 при работе на генераторном газе и смеси бензина и генераторного газа / А.С. Зубакин, А.С. Кузнецов // Успехи современной науки. - 2017. -№ 7. - С. 132-136.

26. Зубакин, А.С. Пути повышения эксплуатационных характеристик ДВС при переводе его на генераторный газ / А.С. Зубакин, А.В. Яковлева, В.А. Механиков, А.В. Палицын // Вузовская наука - региону: Материалы XII Всероссийской научно-технической конференции. - ВоГТУ, 2014. - С. 192-194.

27. Зубакин, А.С. Разработка и исследование газогенераторов для производства газообразного топлива / А.С. Зубакин, А.Н. Коротков // Улучшение эксплуатационных показателей двигателей внутреннего сгорания. Материалы IX Международной научно-практической конференции: сборник научных трудов. - ФГБОУ ВО "Вятская государственная сельскохозяйственная академия", 2016. - С. 37-39.

28. Зубакин, А.С. Современное состояние и перспективы развития газификации биомассы, как направления альтернативной энергетики / А.С. Зубакин, А.В.

Палицын, В.М. Механиков // Вузовская наука - региону: материалы 11-й всероссийской научно - технической конференции. - Вологда: ВоГТУ, 2013. С. 201-204.

29. Имомкулов, Х.А. Результаты поисковых исследований по оптимизации эксплуатационных характеристик ДВС электростанции при работе на альтернативных моторных топливах / Х.А. Имомкулов, А.Н. Коротков, А.В. Палицын, А.С. Зубакин // Молодые исследователи - развитию молочнохозяйственной отрасли. Часть 1: Сборник научных трудов по результатам работы II всероссийской с международным участием научно-практической конференции. - Вологда-Молочное: ФГБОУ ВО Вологодская ГМХА. - 2018. - С 142-147.

30. Касаткин, А.С. Электротехника: учебное пособие для вузов / А.С. Касаткин, М.В. Немцов. - 4-е издание, перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 440 с.

31. Кейко, А.В. Системная оценка технологии термохимической конверсии низкосортного твердого топлива: дис. ... д-ра. техн. наук: 05.14.01 / Кейко Александр Владимирович. - Иркутск, 2012. - 392 с.

32. Киприянов, Ф.А. Параметрический газогенератор с объемным регулированием процесса газификации / Ф.А. Киприянов, А.С. Рассветалов, В.С. Дунаев // Молочнохозяйственный вестник. - 2014. - № 4 (16). - С. 84-89.

33. Кислицын, А.Н. Пиролиз древесины: химизм, кинетика, продукты, новые процессы / А.Н. Кислицын. - М.: Лесная промышленность, 1990. - 312 с.

34. Ковалев, А.А. Технологии и технико-энергетическое обоснование производства биогаза в системах утилизации навоза животноводческих ферм: дис. ... д-ра техн. наук: 05.14.08 / Ковалев Александр Андреевич. - М., 1998. - 244 с.

35. Коварская, М.И. Минеральные кислоты и основания. Часть 1. / М.И. Коварская; под редакцией с дополнениями проф. В.Н. Верховского. - Л.: ГОС-ХИМТЕХИЗДАТ, 1932. - 280 с.

36. Коллеров, Л.К. Газомоторные установки / Л.К. Коллеров. - М.-Л.: МАШГИЗ, 1951. - 240 с.

37. Корн, Г.А. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г.А. Корн, Т.М. Корн. - М.: Наука, 1978. - 831 с.

38. Коротков, А. Многотопливная электростанция как элемент резервного энергообеспечения крестьянских и фермерских хозяйств / А. Коротков, А. Пали-цын, П. Савиных, В. Романюк, К. Борек // Agricultural Engineering. - 2019. - Vol. 23. - No. 1. - Pp .49-57.

39. Коротков, А.Н. Использование бесподстилочного навоза крупного рогатого скота в качестве альтернативного топлива для поршневого двигателя внутреннего сгорания электростанции / А.Н. Коротков, Ю.А. Плотникова, А.В. Пали-цын, П.А. Савиных // Problems of intensification of animal production including environment protection and alternative energy production as well as biogas. Monograph under the scientific editorship of prof. Waclaw Romaniuk. - Falenty-Warsaw, 2018. - С 88 - 93.

40. Коротков, А.Н. Совершенствование конструкции и оптимизация конструктивно - технологических параметров газогенераторной установки: Научно-квалификационная работа на соискание степени «Исследователь. Преподаватель-исследователь». Направление подготовки 35.06.04: «Технологии, средства механизации и энергетическое оборудование в сельском, лесном и рыбном хозяйстве» / Коротков Александр Николаевич. - Вологда-Молочное, 2018. - 132 с.

41. Коротков, А.Н. Термическая переработка отходов сельскохозяйственного производства/ А.Н. Коротков, А.В. Палицын, П.А. Савиных // Агроэкологи-ческие и организационно-экономические аспекты создания и эффективного функционирования экологически стабильных территорий: матер. Всеросс. научно-практ. конф. 5 октября 2017. - Чебоксары: ЧГСХА. - 2017. - С. 88-93.

42. Костин, Г.Н. Информационные материалы, необходимые для расчетов по основным технологическим процессам и техническому обслуживанию оборудования на фермах. Справочник. Учебное издание / Г.Н. Костин, П.М. Рощин, Е.В. Косолапов. - Киров, 2010. - 179 с.

43. Кремлевский, И.И. Расходомеры и счетчики количества / И.И. Кремлевский. - Л.: Машиностроение: Ленингр. отд-ние, 1975. - 776 с.

44. Лагунов, С. Газогенератор своими руками [Электронный ресурс] / С. Лагунов. - Режим доступа: http : //benz.lagunof.com/book/book.pdf

45. Лямин, В.А. Газификация древесины / В.А. Лямин. - М.: Лесная промышленность, 1967. - 262 с.

46. Марченко, Д.Б. Обоснование технологических и конструктивных параметров оборудования для получения органического удобрения и биогаза из птичьего помета: дис. ... канд. техн. наук: 05.20.01 / Марченко Дмитрий Борисович. - Новосибирск, 2009. - 108 с.

47. Мезин, И.С. Транспортные газогенераторы / И.С. Мезин. - М.: ОГИЗ СЕЛЬХОЗГИЗ, 1948. - 310 с.

48. Мельников, С.В. Механизация и автоматизация животноводческих ферм : учебники и учеб. пособия для высших с.-х. учеб. заведений, для факультетов механизации сельского хозяйства / С.В. Мельников. - Л.: Колос, 1978. - 560 с.

49. Мельников, С.В. Справочник по механизации животноводства / С.В. Мельников, В.В. Калюга, Е.Е. Хазанов и др. - Л.: Колос, 1983. - 336 с.

50. Методические рекомендации по определению общего экономического эффекта от использования результатов НИР и ОКР в АПК. - М.: РАСХН. -2007. - 31 с.

51. Методические указания по разработке проектов нормативов образования отходов и лимитов на их размещение, утвержденные приказом Минприроды России от 05.08.2014 № 349.

52. Мисников, О.С. Разработка научных принципов утилизации промышленных отходов с комплексным использованием ресурсов торфяных месторождений: дис. ... д-ра техн. наук: 25.00.36/ Мисников Олег Степанович. - Тверь, 2007. - 343 с.

53. Морозов, Н.М. Организационно-экономические и технологические основы механизации и автоматизации животноводства / Н.М. Морозов. - М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2011. - 284 с.

54. Моторные топлива, масла и жидкости. Том 1. Моторные топлива / Под редакцией доктора техн. наук К.К. Папок. - М.-Л.: Гостоптехиздат, 1957. - 340 с.

55. Навасардян, А.А. Энергоемкость производства продукции молочно-мясного скотоводства в хозяйствах Ульяновской области [Электронный ресурс] / А.А. Навасардян, И.С. Куроедов // Экономика и социум. - 2016. - № 1 (20). - С.

1406-1412. - Режим доступа: https://readera.ru/ienergoemkost-proizvodstva-produkcii-molochno-miasnogo-skotovodstva-v-hoziaistvah-140115857

56. Никулин, А.Н. Ресурсосберегающие технологии получения тепловой энергии на основе использования твердых горючих отходов углеродосодержащих материалов: дис. ... канд. техн. наук: 25.00.36 / Никулин Андрей Николаевич. -СПб., 2008. - 210 с.

57. Нормативно-справочные материалы по планированию механизированных работ в сельском хозяйстве. Сборник. - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2008. - 316 с.

58. ООО «TC Груп Энергия» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.otrabotka.ru/catalog/teplogeneratory/na-tverdom-toplive.

59. ООО «Wichlacz» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.wichlacz.com.ua/index.php?option=com content&view=article&id= 112&It emid=135.

60. ООО «Агротех» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http s: //agrotech3 5.ru/.

61. ООО «Альфа-Инвест» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://a-invest.com.ua/equipment/modernizatsiya-kotelnykh.

62. ООО «Тэсто Рус» - Российское отделение Testo AG: Практическое руководство. Измерительные технологии для отопительного оборудования [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.testo.ru.

63. Отопительно-вентиляционные установки типа ОВ65 и ОВ95, [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.i-mash.ru/forum/biblioteka/file/1421 -ov65-ov95-ustanovka-otopitelno-ventilyatcionnaya-r/.

64. Палицын, А.В. Моделирование на лабораторном стенде динамических процессов, сопровождающих работу бытовой электростанции на альтернативных видах топлива / А.В. Палицын, А.С. Зубакин, А.Н. Коротков, А.С. Кузнецов, Д.П. Яшенев // Успехи современной науки. - 2017. - Том 1. - № 12. - С. 180-186.

65. Пат. 2466177 Российская Федерация, C10J3/20 (2006.01). Газогенератор / Острецов В.Н., Зубакин А.С., Палицын А.В., Коротков А.Н.; заявитель и па-

тентообладатель Зубакин Алексей Сергеевич. - № 2011111320; заявл. 28.03.2011; опубл. 10.11.2012, Бюл. № 31.

66. Пат. 2555486 Российская Федерация, С^3/20 (2006.01). Газогенератор / Острецов В.Н., Зубакин А.С., Палицын А.В., Коротков А.Н.; заявитель и патентообладатель Палицын Андрей Владимирович. - № 2013132317; заявл. 11.07.2013; опубл. 10.07.2015, Бюл. № 19.

67. Пат. 2575536 Российская Федерация, С^3/20 (2006.01). Газогенератор. / Острецов В.Н., Зубакин А.С., Палицын А.В., Коротков А.Н., Киприянов Ф.А., Рассветалов А. С.; заявитель и патентообладатель Палицын Андрей Владимирович. - № 2014132727; заявл. 7.08.2014; опубл. 20.02.2016, Бюл. № 5.

68. Пат. 2605870 Российская Федерация, F02B 43/08 (2006.01), F02D 19/02 (2006.01), F02D 29/06 (2006.01), F02M 21/02 (2006.01). Система питания двигателя внутреннего сгорания генераторным газом / Плотников С.А., Острецов В.Н., Киприянов Ф.А., Палицын А.В., Зубакин А.С., Коротков А.Н.; заявитель и патентообладатель ФГБУ ВО «Вятский государственный университет». - № 2015139021; заявл 11.09.2015; опубл. 27.12.2016, Бюл. № 36.

69. Пат. 2696463 Российская Федерация, С^ 3/20 (2006.01). Газогенераторная установка / Плотников С.А., Зубакин А.С., Острецов В.Н., Плотникова Ю.А., Палицын А.В., Коротков А.Н.; заявитель и патентообладатель ФГБУ ВО «Вятский государственный университет». - № 2018117043; заявл 07.05.2018; опубл. 01.08.2019, Бюл. № 22.

70. Печи и сушилки силикатной промышленности: учебник для вузов по специальности "Технология силикатов" / Д.Б. Гинзбург, С.Н. Деликишкин, Е.И. Ходоров, А.Ф. Чижский; под ред. акад. П.П. Будникова. - 3-е изд., перераб. - М.: Госстройиздат, 1963. - 343 с.

71. Плотников, С.А. Исследование электростанции, работающей на альтернативном топливе / С.А. Плотников, А.С. Зубакин, А.Н. Коротков // Улучшение эксплуатационных показателей сельскохозяйственной энергетики. Материалы IX Международной научно-практической конференции "Наука - Технология -

Ресурсосбережение": Сб. науч. тр. - Киров, ФГБОУ ВО Вятская ГСХА, 2016. -Вып. 17. - С. 220-224.

72. Плотников, С.А. Некоторые результаты применения альтернативных топлив для снижения токсичности ДВС / С.А. Плотников, А.С. Зубакин // Общество, наука, инновации. (НПК - 2016) [Электронный ресурс]: всерос. ежегод. науч.-практ. конф.: сб. статей. - 2-е изд., испр. и доп.. - Киров: Вят. гос. ун-т., 2016. - С. 1352-1358.

73. Плотников, С.А. Система питания генераторным газом ДВС и установка для его осуществления / С.А. Плотников, А.С. Зубакин, А.Н. Коротков // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. -2015. - Т. 3. - № 5-3 (16-3). - С. 66-69.

74. Плотникова, Ю.А. Оптимизация конструктивно-технологических параметров газогенераторной установки для совместной работы с ДВС электростанции / Ю.А. Плотникова, А.В. Палицын, А.Н. Коротков // Аграрный научный журнал. - 2019. - № 7. - С - 88-94.

75. Плотникова, Ю.А. Оптимизация конструкции системы питания двс электростанции с искровым зажиганием для эксплуатации на смесевом топливе / Ю.А. Плотникова, А. В. Палицын, А.С. Зубакин, Х.А. Имомкулов, А.Н. Коротков // Научно-технический журнал «Двигатель». - 2019. - № 2 (122). - С 18-20.

76. Попов Д.Н. Динамика и регулирование гидро - и пневмосистем / Д.Н. Попов. - М.: Машиностроение, 1977. - 424 с.

77. Приказ МПР РФ от 01.09.2011 N 721 (ред. от 25.06.2014) "Об утверждении порядка учета в области обращения с отходами".

78. Приказ МПР РФ от 15 июня 2001 г. №511 «Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды».

79. Рабочий лист для расчета клапанов AB 04 RU SAMSON AG MESS -UND REGELTECHNIK Издание: август 2011. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.samson.de.

80. Руководство по материальной части и эксплуатации унифицированных бензоэлектрических агрегатов АБ-8-Т/230М, АБ-8-Т/230Ч-400М и АБ-8-0/230/Ч-425М / М-во обороны СССР. - М.: Воениздат, 1963. - 246 с.

81. Савиных, П.А. Оценка эффективности использования теплогенератора на альтернативных видах топлива / П.А. Савиных, А.В. Палицын, А.Н. Коротков // Пермский аграрный вестник. - 2019. - № 1 (25). - С 10-16.

82. Савиных, П.А. Рециклинг отходов сельскохозяйственного производства на примере газогенераторной технологии / П.А. Савиных, А.В. Палицын, А.Н. Коротков // Энергосберегающие агротехнологии и техника для северного земледелия и животноводства: монография; под общей редакцией В.А. Сысуева. -Киров: ООО «Кировская областная типография». - 2018. - С. 275-282.

83. Савиных, П.А. Энергетическая переработка сельскохозяйственных отходов и продуктов жизнедеятельности сельскохозяйственных животных / П.А. Савиных, Ю.А. Плотникова, А.В. Палицын, А.Н. Коротков // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: Мосоловские чтения: матер. междунар. научно-практ. конф. - Йошкар-Ола: Мар. гос. ун-т. - 2018. - Вып. XX. - С. 413-418.

84. Садритдинов, О.К. Обоснование выбора источника альтернативной энергии и способа ее получения / О.К. Садритдинов, Д.Ф. Балтиков, К.В. Костарев // Наука молодых - инновационному развитию АПК: материалы VIII всеросс. научно-практ. конф. молодых ученых. - Уфа: Башк. гос. агр. ун. - 2015. - С. 339-342.

85. Сайт Федеральной службы государственной статистики России. Приложение к ежегоднику "Социально-экономические показатели Российской Федерации в 1991-2018 гг." [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http:// www.gks.ru

86. Самсонова, Н.Е. Использование соломы в качестве органического удобрения: учебно-методическое пособие / Н.Е. Самсонова. - Смоленск: ФГБОУ ВПО «Смоленская ГСХА», 2014.- 16 с.

87. Сатарова, З.Г. Совершенствование технологии переработки древесных отходов в генераторный газ: дис. ... канд. техн. наук: 05.21.05 / Сатарова Зульфия Гаптелахатовна. - Казань, 2013. - 228 с.

88. Сборник методик по расчету объемов образования отходов. Инженерно Технический Центр "Компьютерный Экологический Сервис", ООО "Центр обеспечения экологического контроля". Санкт-Петербург 2004. - 77 с.

89. Семенов, А.В. Повышение энергетической эффективности производства сельскохозяйственной продукции: дис. ... канд. эконом. наук: 08.00.05 / Семёнов Александр Владимирович. - М., 2013. - 217 с.

90. Сергеев, В.В. Теплоэнергетические основы промышленной слоевой газификации растительной биомассы: дис. ... д-ра техн. наук: 05.14.04 / Сергеев Виталий Владимирович. - СПб., 2009. - 284 с.

91. Славянский, А.К. Технология лесохимических производств / А.К. Славянский, Ф.А.Медников. - М.: Лесная промышленность, 1970. - 392 с.

92. Соболев, Ю.Н. Расчеты плавильных и нагревательных печей: учеб. пособие / Б.М. Соболев, Ю.Н. Мансуров, Хейн Вин Зо, С.Б. Марьин; под общ. ред. Б.М. Соболева. - Комсомольск-на-Амуре: ФГБОУ ВПО «КнАГТУ», 2015. 131 с.

93. Справочник инженера-механика сельскохозяйственного производства / Под ред. директора Департамента научно-технологической политики и образования Минсельхоза России В.В. Нунгезера, акад. Россельхозакадемии Ю.Ф. Лачуги и чл.-корр. Россельхозакадемии В.Ф. Федоренко. - Ч. II. - М.: ФГБНУ «Росин-формагротех», 2011. - 492 с.

94. Справочник по лесопилению / Составитель Ю.Б. Шимкевич. - СПб. «ПРОФИКС», 2006 - 200 с.

95. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗОВ / Под редакцией И.Н. Бронштейна, К.А. Семендяева. - 13-е. изд. испр. - М.: Наука гл. ред. физмат. лит., 1986. - 544 с.

96. Справочник по удобрениям. - М. «Колосс», 1964. - 719 с.

97. Справочник по электроизмерительным приборам / Под ред. К.К. Илюхина. - Л.: Энергия, 1977. - 402 с.

98. Статистический ежегодник Вологодской области, 2016: Стат. сб./ Во-логдастат. - Вологда, 2017. - 313 с.

99. Статистический ежегодник Вологодской области, 2017: Стат. сб./ Во-логдастат. - Вологда, 2018. - 389 с.

100. Стационарные малолитражные двигатели УД-15, УД-25 и их модификации. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. - М.: В/О ЭНЕР-ГОМАШЭКСПОРТ,1976. - 74 с.

101. Степанова, И.А. Утилизация отходов агропромышленного комплекса: учебное пособие / И.А. Степанова, А.С. Степанов. - Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2009. - 164 с.

102. Стоимость топлива [Электронный ресурс] // Авто Mail.ru - Режим доступа: https : //auto .mail .ru/fuel/.

103. Сучков, С.И. Разработка энергетической технологии газификации твердого топлива: дис. ... д-ра техн. наук: 05.14.14 / Сучков Сергей Иванович. -М., 2011. - 177 с.

104. Теплоэнергетические установки малой и средней мощности: Справочное руководство / Л.П. Гринь, А.Г. Горенштейн, А.Д. Дубинин и др.; под ред. действ. чл. АН УССР И.Т. Швеца и проф. П.Д. Швецова. - Киев, М.: Машги, Укр. отд-ние, 1952. - 516 с.

105. Тимербаев, Н.Ф. Комплексная энерготехнологическая переработка древесных отходов с применением прямоточной газификации: дис. ... д-ра техн. наук: 05.21.05 / Тимербаев Наиль Фарилович. - Казань, 2012. - 423 с.

106. Титова, В.И. Обоснование использования отходов в качестве вторичного материального ресурса в сельскохозяйственном производстве: учебное пособие / В.И. Титова, М.В. Дабахов, Е.В. Дабахова. - Н. Новгород, 2009. - 179 с.

107. Товарные нефтепродукты, их свойства и применение: справочник / Под ред. Пучкова Н.Г. - М.: Химия, 1971. - 414 с.

108. Токарев, Г.Г. Газогенераторные автомобили / Г.Г. Токарев. - М.: Машгиз, 1955. - 207 с.

109. Федеральный закон от 10.01.2002 К7-ФЗ (ред. от 27.12.2018) «Об охране окружающей среды».

110. Федеральный классификационный каталог отходов (ФККО) с изменениями и дополнениями от 24.07.2017 г.

111. Федоренко, В.Ф. Инновационные технологии производства биотоплива второго поколения / В.Ф. Федоренко, Д.С. Буклагин, А.Н. Зазуля, И.Г. Голубев и др. - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2009. - 68 с.

112. Шмидт, Ю. Окись углерода, ее значение и применение в технической химии / Ю. Шмидт; пер. и ред. И.Ф. Богданова // М.; [Л.]: Онти. Глав. ред. хим. лит-ры, (Л.: тип. "Кр. печатник"), 1936. - 266 с.

113. Электрические измерения / К.П. Дьяченко, Д.И. Зорин, П.В. Новицкий и др.; под ред. В.Г. Шрамкова. - М.: Высшая школа, 1972. - 520 с.

114. Электрические измерения / Л.И. Байда, Н.С. Добротворский, Е.М. Душин и др.; под ред. А.В. Фремке. - Л.: Энергия, 1973. - 424 с.

115. Электрические измерения неэлектрических величин / A.M. Туричин, П.В. Новицкий, Е.С. Левшина и др.; под ред. П.В. Новицкого. - Л.: Энергия, 1975. - 576 с.

116. Электрический справочник / Под общей редакцией профессоров МЭИ. Т. 3. - М.-Л.: Энергия, 1966.- 872 с.

117. Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве: труды 8-й Междунар. научно-технич. конф. Ч. 1. Проблемы энергообеспечения и энергосбережения. - М.: ГНУ ВИЭСХ, 2012. - 384 с.

118. Юдушкин, Н.Г. Газогенераторные тракторы /теория, конструкция, расчет/ Н.Г. Юдушкин. - М: МАШГИЗ, 1955. - 244 с.

119. Якупов, Р.Р. Повышение эффективности пиролиза возобновляемых источников энергии в сельскохозяйственном производстве: дис. ... канд. техн. наук: 05.20.02 / Якупов Руслан Рафикович. - Ижевск, 2010. - 133 с.

120. Яшенев, Д.П. Использование системы контроля на платформе AR-DUINO при термической переработке карбоносодержащих производственных отходов / Д.П. Яшенев, А.Н. Коротков, В.Н.Острецов // Молодые исследователи -развитию молочнохозяйственной отрасли. Ч. 1: Сборник научных трудов по результатам работы II всероссийской с международным участием научно--практ. конф. - Вологда-Молочное: ФГБОУ ВО Вологодская ГМХА, 2018. - С 221-225.

121. Basu P. Biomass gasification and pyrolysis: Prakctical design and theory. Elsevier, 2010. - 364 p.

122. Chris Higman. GASIFICATION. Gulf Professional Publishing is an imprint of Elsevier Science. / Chris Higman; Maarten van der Burgt // Elsevier Science (USA). 2003. - 391 р. ISBN 0-7506-7707-4 (he: alk. paper).

123. Gasifier Experimenters Kit (the GEK, США) [Электронный ресурс]. -Режим доступа: www.gekgasifier.com.

124. HUTTE: Справочник для инженеров, техников и студентов. Том 1. -Издание пятнадцатое испр. и доп. / Перевод с 26 немецкого издания под общей редакцией В.К. Запорожец, С.И. Курбатова, Н.Л. Мануйлова, С.Ф. Лебедева. - М. - Л.: Гос. научно-техн. изд-во по машиностроению и металлообработке, 1933. - 1004 с.

125. Pat. US20110023363A1, United States. SYSTEM AND METHOD FOR DOWNDRAFT GASIFICATION. / James Matthew Mason // Inventor: James Matthew Mason, Berkeley, CA(US). Provisional application No. 61/229,413, filed on Jul. 29, 2009. Pub. Date: Feb. 3, 2011.

126. Santanu De. Coal and Biomass Gasification. Recent Advances and Future Challenges / Santanu De; Avnash Kumar Agarwal; V. S. Moholkar; Bhaskar Thallada // Springer Nature Singapore Pte Ltd. 2018. 521 p. ISBN 978-981-10-7334-2; ISBN 978981-10-7335-9 (eBook) https://doi.org/10.1007/978-981-10-7335-9.

127. Sharma A K (2011) Modeling and simulation of a downdraft biomass gasifier 1. model development and validation. Ener Convers Manag 52(2): 1386-1396.

128. Thomas B. Reed. Generator Gas. The Swedish Experience - Gas 1939 -1945. - Biomass Energy Foundation, 1998. - 334 с.

129. Wang Y and Kinoshita C (1993) Kinetic model of biomass gasification. Solar Ener 51(1): 19-25.

130. Werner Kroll. Der Gasgenerator / Werner Kroll // Herausgegeben vom Verlag G. Kliemt, Nossen i. Sa. - Berlin 1943. - 208 c.

131. Yucel O and Hastaoglu M A (2016) Kinetic modeling and simulation of throated downdraft gasifier. Fuel Process Technol 144:145-154.

ПРИЛОЖЕНИЯ

э

он

яи 2 555 486 С2

Рисунок 1

Рисунок 2

СИ

Изобретение относится к топливной энергетике, а именно к газогенераторным устройствам, в основном использующим отходы лесопереработки. Изобретение преимущественно может быть использовано для питания двигателей внутреннего сгорания (далее ДВС), а также для газификации и теплоснабжения в промышленности, сельском хозяйстве, для автономных поселений и т.д.

Известны конструкции газогенераторов, содержащих вертикально расположенный корпус, дутьевой канал с отверстиями (фурмами), канал отвода газа и разделительную перегородку (колосниковую решетку). [2, 3, 4]. Технические и конструктивные параметры газогенераторов рассчитывались из условия обеспечения генераторным газом ДВС на режиме максимальной мощности, т.е. для максимальной производительности по генераторному газу. На переходных режимах работы ДВС, а также режимах неполной его загрузки энергетическая ценность генераторного газа снижается. Это происходит вследствие снижения скорости воздушного дутья через фурмы, т.к. снижается объем просасываемого ДВС воздуха через газогенератор, а суммарное проходное сечение фурм остается неизменным. Ввиду этого падает температура в реакционной зоне газогенератора, уменьшается ее активная площадь, снижаются скорости восстановительных реакций, так как данные реакции протекают с поглощением теплоты. Также следует отметить большую инерционность процесса газификации.

Недостатками данных газогенераторов является следующее:

- снижение энергетической ценности генераторного газа на переходных режимах, а также режимах неполной его загрузки;

- низкая эффективность процесса газификации и, как следствие, снижение однородности состава генераторного газа на переходных режимах, а также режимах неполной его загрузки;

- большая инерционность процесса газификации в газогенераторе, вследствие чего низкая «приемистость» ДВС при резком возрастании его загрузки.

Прототипом предлагаемого газогенератора является газогенератор, содержащий вертикально расположенный корпус, индивидуальные дутьевые каналы с фурмами на конце, канал отвода газа [1].

У прототипа [1] невозможно индивидуальное управление дутьевыми фурмами в процессе работы газогенератора. Конструктивные параметры газогенератора рассчитаны из условия обеспечения генераторным газом ДВС на режиме максимальной мощности, то есть для максимальной производительности по генераторному газу. На переходных режимах работы ДВС, а также режимах неполной его загрузки энергетическая ценность генераторного газа снижается. Это происходит вследствие снижения скорости воздушного дутья через фурмы, так как снижается объем просасываемого ДВС воздуха через газогенератор, а суммарное проходное сечение фурм остается неизменным. Ввиду этого падает температура в реакционной зоне газогенератора, уменьшается ее активная площадь, снижаются скорости восстановительных реакций.

Недостатками данного газогенератора является следующее:

- снижение энергетической ценности газа на переходных режимах, а также режимах неполной его загрузки;

- низкая эффективность процесса газификации и, как следствие, снижение однородности состава генераторного газа на переходных режимах, а также режимах неполной его загрузки;

- большая инерционность процесса газификации в газогенераторе.

Техническим результатом изобретения является повышение энергетической ценности генераторного газа на переходных режимах, повышение эффективности процесса газификации, снижение инерционности газогенератора.

Для достижения указанного технического результата газогенератор содержит цилиндрическую камеру газификации 4, установленную вертикально. Верхняя часть камеры газификации снабжена загрузочным люком с запорным механизмом 5. Нижняя часть камеры газификации снабжена зольниковой решеткой 13 и зольниковым люком 14. Атмосферный воздух, необходимый для процесса газификации, подается по воздушному патрубку 1 через трехходовой электромагнитный клапан 2 в воздушный коллектор 3 и далее через систему электромагнитных клапанов 6 индивидуально к дутьевым фурмам, расположенным в зоне фурменного пояса 12, по трубкам 8. Камера газификации вместе с газовым резервуаром 9 помещена в термоизоляционный футляр 10 и внешний защитный кожух 11. Для удобства обслуживания камера газификации установлена на опоры 15. Отбор генераторного газа осуществляется в верхней части газового резервуара через газоотводный патрубок 7. Для розжига газогенератора используется технологический люк 16. Вентилятор 19, обратный клапан 18 и воздушный резервуар 17 являются форсажным воздушным контуром, который используется как при первоначальном розжиге газогенератора, так и для снижения инерционности процесса газификации в газогенераторе. Схема общего вида газогенератора представлена на рисунке 1.

Газогенератор работает следующим образом. Камера газификации заполняется небольшой, затравочной порцией древесного угля (для первого запуска газогенератора, если газогенератор ранее работал, то древесный уголь не нужен) и твердым топливом для газификации (древесина или отходы ее переработки). После загрузки верхний и нижний люки должны быть герметично закрыты. Блок управления газогенератора переводится в позицию «запуск 1», при этом запускается вентилятор для создания избыточного давления в воздушном резервуаре. Через технологический люк осуществляется розжиг древесного угля, находящегося на зольниковой решетке. Блок управления газогенератора переводится в позицию «запуск 2», при этом открываются трехходовой электромагнитный клапан, пропуская воздух под давлением из воздушного резервуара в воздушный коллектор, и электромагнитные клапаны управления дутьевыми фурмами. Воздух, попадая через фурмы в камеру газификации в районе фурменного пояса, начинает взаимодействовать с древесным углем. Температура в реакционной зоне возрастает. Когда газогенератор выйдет на рабочий режим и из газоотборного патрубка пойдет горючий генераторный газ, блок управления газогенератора переводится в позицию «автомат» и производится запуск ДВС, работающего совместно с данным газогенератором. При этом трехходовой электромагнитный клапан перекрывает воздушный резервуар, соединяя воздушный коллектор с атмосферой, вентилятор создает определенное избыточное давление в воздушном резервуаре и отключается, электромагнитные клапаны фурм открываются и закрываются в зависимости от режима работы ДВС.

В случае резкого возрастания нагрузки на ДВС, в работу автоматически включается форсажный воздушный контур. При этом трехходовой электромагнитный клапан перекрывает доступ к атмосферному воздуху, присоединяя воздушный резервуар с избыточным давлением к воздушному коллектору. Запускается вентилятор. Открываются все электромагнитные клапаны фурм. Возрастает объем производства генераторного газа, что позволяет ДВС быстрее справится с пиком нагрузки и найти новый равновесный режим работы. Далее трехходовой электромагнитный клапан

перекрывает воздушный резервуар, соединяя воздушный коллектор с атмосферным воздухом, вентилятор создает определенное избыточное давление в воздушном резервуаре и отключается, электромагнитные клапаны фурм открываются и закрываются в зависимости от режима работы ДВС.

По выработке топлива в камере газификации, камера загружается снова и цикл повторяется.

В газогенераторе используется принцип параметрического регулирования рабочего процесса в плоскости фурменного пояса. Газогенератор отличается от традиционных газогенераторов наличием индивидуального подвода воздуха к каждой дутьевой фурме, это позволяет не только повысить эффективность процесса газификации в газогенераторе за счет подогрева воздуха, подаваемого в реакционную зону через фурмы, но и при помощи системы электромагнитных клапанов изменять число задействованных фурм, поддерживая постоянной скорость истечения воздушного факела из фурмы при различных режимах работы газогенератора. Для поддержания температуры и рабочей площади реакционной зоны постоянными на переходных (не номинальных) режимах происходит чередование в работе фурм. Также возможен и импульсный режим работы дутьевых фурм. Для улучшения приемистости ДВС при переходных режимах газогенератор снабжен форсажным воздушным контуром.

На рисунке 2 представлена схема распределения факела воздушного дутья из фурм газогенератора, использующего принцип параметрического регулирования рабочего процесса в плоскости фурменного пояса:

а) номинальный режим (ДВС работает на полную мощность, расход генераторного газа максимальный);

б) '/г номинального режима;

в) режим холостого хода ДВС.

На рисунке 3 представлены факелы сжигаемого генераторного газа, полученные при различных режимах работы газогенератора, выбранного в качестве прототипа.

Структура пламени факела сжигаемого генераторного газа показывает изменение качественного и количественного состава генераторного газа при изменении скорости и объема воздушного дутья в газогенераторе, выбранного в качестве прототипа.

Факел «А» получен при расходе генераторного газа 75% от номинального.

Факел «Б» получен при расходе генераторного газа 50% от номинального.

Факел «В» получен при расходе генераторного газа 25% от номинального.

Факел «Г» получен при максимальной производительности газогенератора по генераторному газу (100% расходе генераторного газа).

При снижении объема потребления генераторного газа снижается температура в реакционной зоне газогенератора. Это приводит к тому, что продукты сухой перегонки древесины, содержащие сложные по структуре химических связей компоненты (спирты, смолы и т.д.), не подвергаются термическому разложению в реакционной зоне газогенератора. Длина и структура факела меняется, пламя приобретает оранжевый цвет, появляется копоть на окружающих факел поверхностях. Для сравнения также приведен факел сжигаемого генераторного газа, при максимальной производительности газогенератора по генераторному газу (100% расходе генераторного газа). Пламя голубоватого цвета, на окружающих факел поверхностях нет копоти.

Так как основным потребителем генераторного газа является ДВС, для определения качественных характеристик генераторного газа было проведено индицирование ДВС. (Индицирование - измерение давления в цилиндре двигателя при его работе.)

Результаты экспериментов показаны в таблице.

При работе ДВС с газогенератором, выбранным в качестве прототипа

Частота вращения коленчатого вала две Максимальное давление в цилиндре ДВС Проценты к номинальному режиму работы две Д отклонение изменения давления в цилиндре

3000 мин"1 57 кг/см2 100 0

2000 мин 1 53,4 кг/см* 93,68 6,32

1000 мин'1 48,9 кг/см' 85,78 14,22

При работе ДВС с заявляемым газогенератором

3000 мин" 59,3 кг/см'' 100 0

2000 мин" 57,1 кг/см" 96,29 3.71

1000 мин" 54,9 кг/см' 92,58 7,42

Результаты экспериментов показали следующее.

При использовании заявляемого газогенератора повышается эффективность процесса газификации, о чем свидетельствует данные, приведенные в таблице. Анализ данных, указанных в таблице, показывает уменьшение изменения давления в цилиндре ДВС на переходных режимах работы по сравнению с выбранным в качестве прототипа газогенератором, что говорит о повышении энергетической ценности генераторного газа. Так как давление в цилиндре ДВС при прочих равных условиях зависит от энергетической ценности генераторного газа, подаваемого в цилиндры двигателя.

На рисунке 4 представлена графическая зависимость состава выхлопных газов и частоты вращения коленчатого вала ДВС при резком увеличении нагрузки на ДВС при работе с газогенератором, выбранным в качестве прототипа. Время переходного процесса по стабилизации частоты вращения коленчатого вала ДВС составляет 31 секунду.

На рисунке 5 представлена графическая зависимость состава выхлопных газов и частоты вращения коленчатого вала ДВС при резком увеличении нагрузки на ДВС при работе с заявляемым газогенератором.

Время переходного процесса частоты вращения коленчатого вала ДВС составляет 7 секунд, что подтверждает снижение инерционности заявляемого газогенератора по сравнению с газогенератором, выбранным в качестве прототипа. Длительность переходного процесса снижается в 4 раза, что подтверждает снижение инерционности заявляемого газогенератора по сравнению с прототипом.

Использование параметрического регулирования рабочего процесса в плоскости фурменного пояса в генераторе позволило:

- оптимизировать температуру в реакционной зоне газогенератора, и, как следствие, активная площадь реакционной зоне газогенератора остается практически неизменной на всех режимах работы ДВС, скорость воздушного дутья в фурме остается постоянной за счет изменения количества задействованных дутьевых фурм, так как каждой дутьевой

фурмой управляет свой электромагнитный клапан;

- введение в конструкцию газогенератора форсажного воздушного контура улучшает «приемистость» ДВС при резком возрастании его загрузки.

Проведенные исследования по патентным и научно-техническим источникам свидетельствуют, что предлагаемое устройство неизвестно и не следует явным образом из изученного уровня техники, следовательно, соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень».

Заявляемый газогенератор может быть изготовлен в условиях любого предприятия, с использованием стандартного отечественного или импортного оборудования, известных технологий и материалов.

Таким образом, заявляемый газогенератор соответствует критерию «промышленная применимость».

Предлагаемая совокупность существенных признаков сообщает заявляемому газогенератору новые свойства, позволяющие получить указанный технический результат.

Источники информации

1. Патент ив 2011/0023363 А1.

2. Н.Г. Юдушкин. Газогенераторные тракторы /Теория, конструкция, расчет/ М. -1955 г. МАШГИЗ, 16 п.л.

3. Г.Г. Токарев. Газогенераторные автомобили. М. - 1955 г. МАШГИЗ, 13 п.л.

4. И.С. Мезин. Транспортные газогенераторы. ОГИЗ СЕЛЬХОЗГИЗ. М. - 1948 г.

Формула изобретения

Газогенератор, содержащий вертикально расположенный корпус, индивидуальные дутьевые каналы с фурмами на конце и канал отвода газа, отличающийся тем, что содержит систему электромагнитных клапанов, подсоединенных индивидуально к трубкам с дутьевыми фурмами на конце, расположенными в зоне фурменного пояса, причем система электромагнитных клапанов также присоединена к воздушному коллектору, имеющему на конце трехходовой электромагнитный клапан, соединенный с форсажным воздушным контуром, а вертикально расположенная цилиндрическая камера газификации вместе с трубками помещена в термоизоляционный футляр.

RU 2 555 486 C2

Г)

Рис. З

Яи 2 555 486 С2

Рис. 4

Рис. 5

АККРЕДИТОВАННАЯ ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ

Аттестат аккредитации № РОСС Р(и.0001.21ПЧ08

Адрес и место проведения испытаний: 160555. Вологодская обл.. г.Вологда, с.Молочное, ул.Студенческая, д.11 телефон: [phone], т/факс: [phone], 52-54-59, e-mail: [e-mail]

ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИИ № 0.3998

от 23 октября 2017 года

1. Заявитель

2. Адрес заявителя

3. Изготовитель

4. Адрес изготовителя

5. Наименование продукции

6. Регистрационный номер

7. Испытания проводятся на соответствие требованиям НД Отбор выполнен

8 Дата отбора пробы

9. Дата получения образца

10. Период проведения испытаний

11. Описание пробы

12. Основание проведения испытаний

Частное лицо Палицын А.В., Короткое А.Н.

Навоз конский 0.3998

заказчиком 9 октября 2017 г. 9 октября 2017 г.

с 9 октября 2017 г. по 23 октября 2017 г. Проба массой 1,0 кг в полиэтиленовом пакете Договорные работы

Результаты испытаний

№ Наименование показателя НД на метод анализа Ед. изм Значения характеристик

при испытаниях погрешности по НД

Физико-химические показатели:

1 Массовая доля влаги ГОСТ 26713-85 % 83,7 ±0,9 -

2 Фосфор общий ГОСТ 26717-85 % 1,4 ±0,1 -

3 Калий общий ГОСТ 26718-85 % 1,4 ±0,1 -

4 Зола ГОСТ 26714-85 % 20,0 ±0,4 -

Протокол представлен на 1 странице(ах) Сведения об оборудовании:

1) Весы лабораторные квадрантные ВЛКТ-500 М, зав.№243, год ввода в экспл-цию-1982. Инв. № МЦ 0000000373

2) Пламенный фотометр Цейс, зав.№286360, год ввода в экспл-цию-1961. Инв. № 1101043001

3) Фотоэлектроколориметр КФК-2 зав.№890078, год ввода в экспл-цию-1989. Инв. № 2101043029

Ответственный за оформление протокола испытаний Начальник испытательной лаборатор!

Настоящий протокол испытаний не может быть скопирова| Данные результаты протокола испытаний распространяю'

/Ю.В.Коричева/ О.Л. Павшедная/

ельной лаборатории, вергнутый испытанию.

АККРЕДИТОВАННАЯ ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ

Аттестат аккредитации № РОСС К1).0001.21ПЧ08

Адрес и место проведения испытаний: 160555, Вологодская обл., г.Вологда. с.Молочное, ул.Студенческая. д.11 телефон: [phone], т/факс: [phone], 52-54-59. e-mail: [e-mail]

ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИИ № 0.3999

от 23 октября 2017 года

1. 2.

3.

4.

5.

6. 7.

8.

9.

10. 11. 12.

Заявитель Адрес заявителя Изготовитель Адрес изготовителя Наименование продукции Регистрационный номер Испытания проводятся на соответствие требованиям НД Отбор выполнен Дата отбора пробы Дата получения образца Период проведения испытаний Описание пробы Основание проведения испытаний

Частное лицо Палицын А.В., Короткое А.Н.

Навоз от КРС 0.3999

заказчиком 9 октября 2017 г. 9 октября 2017 г.

с 9 октября 2017 г. по 23 октября 2017 г. Проба массой 1,0 кг в полиэтиленовом пакете Договорные работы

Результаты испытаний

№ Наименование показателя НД на метод анализа Ед. изм Значения характеристик

при испытаниях погрешности по НД

Физико-химические показатели:

1 Зола ГОСТ 26714-85 % 18,0 ±0,4 -

2 Калий общий ГОСТ 26718-85 % 0,60 ±0,05 -

3 Фосфор общий ГОСТ 26717-85 % 2,0 ±0,1 -

4 Массовая доля влаги ГОСТ 26713-85 % 85,0 ±0,9 -

Протокол представлен на 1 странице(ах) Сведения об оборудовании:

1) Весы лабораторные квадрантные ВЛКТ-500 М, зав.№243, год ввода в экспл-цию-1982. Инв. № МЦ 0000000373

2) Пламенный фотометр Цейс, зав.№286360, год ввода в экспл-цию-1961. Инв. № 1101043001

3) Фотоэлектроколориметр КФК-2 зав №890078, год ввода в экспл-цию-^989. Инв. № 2101043029

_/Ю.В.Коричева/

Ответственный за оформление протокола испытаний Начальник испытательной лаборатор!

Настоящий протокол испытаний не может быть скопирован! Данные результаты протокола испытаний распространяйте!

.Л. Павшедная/

!Льной лаборатории, ергнутый испытанию.

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО АККРЕДИТАЦИИ Федеральное государственное бюджетное учреждение государственный центр агрохимической службы "Вологодский"

АККРЕДИТОВАННАЯ ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ

Аттестат аккредитации № РОСС 1*11.0001.21ПЧ08

Адрес и место проведения испытаний: 160555, Вологодская обл., г.Вологда, с.Молочное, ул.Студенческая, д.11 телефон: [phone], т/факс: [phone], 52-54-59. e-mail: [e-mail]

ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЙ № 0.4000

от 23 октября 2017 года

1. Заявитель

2. Адрес заявителя

3. Изготовитель

4. Адрес изготовителя

5. Наименование продукции

6. Регистрационный номер

7. Испытания проводятся на соответствие требованиям НД Отбор выполнен

8. Дата отбора пробы

9. Дата получения образца

10. Период проведения испытаний

11. Описание пробы

12. Основание проведения испытаний

Частное лицо Палицын А.В., Короткое А.Н.

Торф 0.4000

заказчиком 9 октября 2017 г. 9 октября 2017 г.

с 9 октября 2017 г. по 23 октября 2017 г. Проба массой 1,0 кг в полиэтиленовом пакете Договорные работы

Результаты испытаний

№ Наименование показателя НД на метод анализа Ед. изм Значения характеристик

при испытаниях погрешности по НД

Физико-химические показатели:

1 Массовая доля влаги ГОСТ 11305-2013 ч 64,8 ±0,8 -

2 Фосфор общий ГОСТ 27894.5-88 мг/100 г 264 ±35 -

3 Калий общий ГОСТ 27894.6-88 мг/100 г 150 ±42 -

4 Зола ГОСТ 11306-2013 % 33,0 ±1,4 -

Протокол представлен на 1 странице(ах) Сведения об оборудовании:

1) Весы лабораторные квадрантные ВЛКТ-500 М, зав.№243, год ввода в экспл-цию-1982. Инв. № МЦ 0000000373

2) Пламенный фотометр Цейс, зав.№286360, год ввода в экспл-цию-1961. Инв. № 1101043001

3) Фотоэлектроколориметр КФК-2 зав.№890078, год ввода в эксйЙ-цйю-1989/ Инв. № 2101043029

Ответственный за оформление протокола испытаний ■ •'. .■ Начальник испытательной лаборатор!

_7Ю.В.Коричева/

Павшедная/

Настоящий протокол испытаний не может быть скопирован без разрешения испытательной лаборатории. Данные результаты протокола испытаний распространяются толькЬ на'образец, подвергнутый испытанию.

> рос£

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО АККРЕДИТАЦИИ Федеральное государственное бюджетное учреждение государственный центр агрохимической службы "Вологодский"

АККРЕДИТОВАННАЯ ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ

Аттестат аккредитации № РОСС Ви.0001.21ПЧ08

Адрес и место проведения испытаний: 160555, Вологодская обл., г.Вологда, с.Молочное. ул.Студенческая, д.11 телефон: [phone], т/факс: [phone], 52-54-59, e-mail: [e-mail]

ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЙ № 0.4001

от 23 октября 2017 года

9.

10. 11. 12.

Заявитель Адрес заявителя Изготовитель Адрес изготовителя Наименование продукции Регистрационный номер Испытания проводятся на соответствие требованиям НД Отбор выполнен Дата отбора пробы Дата получения образца Период проведения испытаний Описание пробы Основание проведения испытаний

Частное лицо Палицын А.В., Короткое А.Н.

Торф 0.4001

заказчиком 9 октября 2017 г. 9 октября 2017 г.

с 9 октября 2017 г. по 23 октября 2017 г. Проба массой 1,0 кг в полиэтиленовом пакете Договорные работы

Результаты испытаний

№ Наименование показателя НД на метод анализа Ед. изм Значения характеристик

при испытаниях погрешности по НД

Физико-химические показатели:

1 Массовая доля влаги ГОСТ 11305-2013 % 58,7 ±0,8

2 Фосфор общий ГОСТ 27894.5-88 мг/100 г 14,5 - -

3 Калий общий ГОСТ 27894.6-88 мгЛООг 126 ±42 -

4 Зола ГОСТ 11306-2013 % 21,5 ±1,4 -

Протокол представпен на 1 странице(ах) Сведения об оборудовании:

1) Весы лабораторные квадрантные ВЛКТ-500 М, зав.№243, год ввода в экспл-цию-1982. Инв. № МЦ 0000000373

2) Пламенный фотометр Цейс, зав.№286360, год ввода в экспл-цию-19.61, Инв, № 1101043001

3) Фотоэлектроколориметр КФК-2 зав.№890078, год ввода в экспл-цйкИ989. Инв. № 2101043029

Ответственный за оформление протокола испытаний

Начальник испытательной лаборатории .

Настоящий протокол испытаний не может быть скопирован без разрешения й'с| Данные результаты протокола испытаний распространяются только на образец, подвергнутый испытанию

_/Ю.В.Коричева/

О S' ®\\

_/О.Л. Павшедная/

hd

ной лаборатории.

АККРЕДИТОВАННАЯ ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ

Аттестат аккредитации № РОСС Ри.0001.21ПЧ08

Адрес и место проведения испытаний: 160555, Вологодская обл., г.Вологда, с.Молочное, ул.Студенческая, д.11 телефон: [phone], т/факс: [phone]-59, e-mail: [e-mail]

ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЙ № 0.4002

от 23 октября 2017 года

1. Заявитель

2. Адрес заявителя

3. Изготовитель

4. Адрес изготовителя

5. Наименование продукции

6. Регистрационный номер

7. Испытания проводятся на соответствие требованиям НД Отбор выполнен

8. Дата отбора пробы

9. Дата получения образца

10. Период проведения испытаний

11. Описание пробы

12. Основание проведения испытаний

Частное лицо Палицын А.В., Короткое А.Н.

Опилки 0.4002

заказчиком 9 октября 2017 г. 9 октября 2017 г.

с 9 октября 2017 г. по 23 октября 2017 г. Проба массой 1,0 кг в полиэтиленовом пакете Договорные работы

Результаты испытаний

№ Наименование показателя НД на метод анализа Ед. изм Значения характеристик

при испытаниях погрешности по НД

Физико-химические показатели:

1 Массовая доля влаги ГОСТ 26713-85 % 67,6 ±0,8 -

2 Фосфор общий ГОСТ 26717-85 % 0,03 - -

3 Калий общий ГОСТ 26718-85 % 0,05 ±0,03 -

4 Зола ГОСТ 26714-85 % 3,0 ±0,3 -

Протокол представлен на 1 странице(ах) Сведения об оборудовании:

1) Весы лабораторные квадрантные ВЛКТ-500 М, зав.№243, год ввода в экспл-цию-1982. Инв. № МЦ 0000000373

2) Пламенный фотометр Цейс, зав.№286360, год ввода в экспл-цию^^. Инв. № 1101043001

3) Фотоэлектроколориметр КФК-2 зав.№890078, год ввода в эксп.

//

Ответственный за оформление протокола испытаний

Начальник испытательной лаборатории

19. Инв. № 2101043029

Ьс. '

/Ю'.В.Коричева/

К-

_Ю.Д. Павшедная/

г,- ч

Настоящий протокол испытаний не может быть скопирован без разрешения испытательной лаборатории. Данные результаты протокола испытаний распространяются только на'образец, подвергнутый испытанию.