Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Улучшение экологического состояния водных бассейнов тесно связано с реконструкцией систем водоотведения и очистки сточных вод. Модернизация устаревших станций очистки сточных вод и снижение эксплуатационных затрат возможны за счет перехода к эффективным технологическим решениям, включающим процесс анаэробного сбраживания субстрата с производством биогаза, а также сырья для высококачественных удобрений. Биогаз может быть использован в энергоустановках для производства тепловой и электрической энергии, необходимой для собственных нужд станции и снижающей эксплуатационные затраты. Предложена схема модуля анаэробного сбраживания, обосновано применение утилизационных когенерационных газотурбинных установок с внешним подводом теплоты к цикловому воздуху. Определены оптимальные параметры утилизационных газотурбинных установок. При температуре воздуха перед турбиной 1190 К степень повышения давления в цикле составила 4,2, электрический КПД — 0,313, общий с учетом вырабатываемой теплоты — 0,872. В ряде случаев газотурбинная установка может выполняться без дожимного топливного компрессора.
очистка сточных вод, анаэробное сбраживание, биогаз, утилизация, когенерационная газотурбинная установка, оптимальные параметры.
1. Введение
Улучшение экологического состояния водных бассейнов в Российской Федерации тесно связано с реконструкцией городских и поселковых систем водоотведения и очистки сточных вод, большинство которых было построено в 1970–1980-е годы в соответствии с существовавшими в то время нормативными требованиями.
1. Шеломков А. С., Шеломков С. А. Руководство по проектированию очистных сооружений городских сточных вод и близких к ним по составу сточных вод промышленных предприятий /Под ред. Пупырева Е. И. М.: МосводоканалНИИПроект, 2014. — 408 с.
2. Яковлев С. В., Воронов Ю. В. Водоотведение и очистка сточных вод: учебник для вузов. М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2006. —704 с.
3. СниП 2.04.03–85 Канализация. Наружные сети и сооружения. Введ. 1986–01–01. М.: Издательство стандартов, 1986. —39 с.
4. Осипов М. И., Тумашев Р. З., Моляков В. Д. ГТУ малой мощности на топливных газах низкого давления с измененной очередностью процессов термодинамического цикла// Труды Международной научно-практической конференции «Малая энергетика‑2003». Обнинск, 2003. — С. 340–343.
5. Осипов М. И., Тумашев Р. З., Моляков В. Д. Усовершенствование ГТУ малой мощности при использовании топливных газов низкого давления // Труды Международной научно-практической конференции «Малая энергетика‑2004». М., 2004. С. 113–116.
6. Тумашев Р. З., Бодров Н. Г. Когенерационная газотурбинная установках на попутных нефтяных газах с высоким содержанием тяжелых углеводородов // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. 2012. № 7. С. 155–165.
7. Тумашев Р. З., Щеголев Н. Л., Кулаков Д. М. Утилизация шахтного метана в газотурбинных установках для производства электрической энергии и теплоты // Безопасность в техносфере. 2015. Т. 4. № . 5. C. 41–48.
8. Brian Elmegaard, Bjorn Qvale, Giacinto Carapelli and Pietro de Faveri Tron. Open-cycle Indirectly Fired Gas Turbine for Wet Biomass Fuels. Proceedings of ECOS2001. July 4–6, 2001. Instambul, Turkey, pp. 361–368.
9. Brian Elmegaard, Urik Henriksen and Bjorn Qvale. Thermodynamic Analysis of Supplementary-Fired Gas Turbine Cycles. Int.J. Thermodynamics, vol.6 (No.2), pp.85–92, June‑2003.
10. Тумашев Р. З., Назаревич К. И. Энерготехнологическая установка утилизации осадков сточных вод // Молодежный научно-технический вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. № 4 Апрель. 2012.
11. Данилова С. К., Тумашев Р. З. Энерготехнологическая установка на базе газотурбинного двигателя с использованием продуктов газификации древесных отходов // Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация. МГТУ им. Н. Э. Баумана. Электрон. Журн. 2016. № 04. С. 1–13.
12. Михальцев В. Е., Моляков В. Д. Расчет параметров цикла при проектировании газотурбинных двигателей и комбинированных установок: учеб. пособие / Под ред. Суровцева И. Г. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014. 58 с.
13. Бекнев В. С., Куфтов А. Ф., Тумашев Р. З. Расчет и проектирование центробежных компрессоров ГТД: Методические указания. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1996. 44 с.
14. Митрохин В. Т. Выбор параметров и расчет центростремительной турбины. М.: Машиностроение, 1966. 200 с.
15. Иванов В. Л., Леонтьев А. И., Манушин Э. А., Осипов М. И. Теплообменные аппараты и системы охлаждения газотурбинных и комбинированных установок: Учебник для вузов. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. 592 с
