Power potential of separate types of alternative fuel and estimation of power inputs on their preparation for direct incineration in steam generating units

An analysis is conducted and the estimation of possible power potential of separate alternative types of fuel is given, direct expenses of energy supply on their booty, production and preparation to incineration in steam generating units. The followings types of fuel are considered: peat, wastes of...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2011
Автори:	Bilodid V.D., Kuts G.O.
Формат:	Стаття
Мова:	Українська
Опубліковано:	General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2011
Теми:	alternative types of fuel power potential power expenses power efficiency.
Онлайн доступ:	https://systemre.org/index.php/journal/article/view/407
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	System Research in Energy
Завантажити файл:

Репозитарії

System Research in Energy

_version_	1871103738844807168
author	Bilodid V.D. Kuts G.O.
author_facet	Bilodid V.D. Kuts G.O.
author_institution_txt_mv	[ { "author": "Bilodid V.D.", "institution": null }, { "author": "Kuts G.O.", "institution": null } ]
author_sort	Bilodid V.D.
baseUrl_str	https://systemre.org/index.php/journal/oai
collection	OJS
datestamp_date	2026-07-18T12:57:38Z
description	An analysis is conducted and the estimation of possible power potential of separate alternative types of fuel is given, direct expenses of energy supply on their booty, production and preparation to incineration in steam generating units. The followings types of fuel are considered: peat, wastes of the timber cuttings, agricultural biomass, mine methane.General power potential of the indicated types of fuel after a separate variant makes 9360 thousands of conditional fuel, including peat is a piece – 1700, wastes of wood – 1700, straw of corn cultures – 3800, mine methane – 1000.Direct expenses of energy supply on a booty and preparation of alternative types of fuel resulted to 1 kg of conditional fuel, followings: peat is a piece are 23,9 kg of conditional fuel, peat milling – 49,7; peat briquettes – 143,5; straw in bales – 31,0; straw in briquettes – 170; straw in granules – 238,3; wood on condition of its gasification – 240,8; mine methane – 151,0. Got values of direct power expenses on preparation of alternative fuels to incineration except for peat of piece exceed analogical indexes for the traditional types of fuel.
first_indexed	2026-03-24T02:01:40Z
format	Article
fulltext	32 ISSN 1562�8965. Проблеми загальної енергетики, 2011, вип. 1 (24) У перспективі до 2030 року згідно з прогнозом [1] подальший розвиток систем генерації теплової енергії має відбуватися шляхом підви� щення їх ефективності із суттєвим зниженням обсягів споживання природного газу та його заміною на більш доступні для країни власні види палива, у тому числі й альтернативні. Не� зважаючи на наявний значний потенціал цих видів палива, їх частка у загальному енергетич� ному балансі України на сьогодні є незначною. У той же час у ряді країн Європи споживання таких видів палива досягає 20 ... 24 % [2] від загальних обсягів, що спрямовуються на отри� мання теплової енергії. Разом з тим недостатньо вивченим є питан� ня ресурсного потенціалу, а також енергоємно� сті процесів підготовки окремих видів альтер� нативного палива, немає даних стосовно кіль� кісних оцінок. У зв’язку з цим метою даної роботи є визначення енергетичного потенціалу окремих видів альтернативного палива та оцін� ка прямих енерговитрат на їх видобуток чи виробництво, а також на підготовку для прямо� го спалювання в котлоагрегатах. Розглянуто такі види палива: торф, відходи лісозаготівель, відходи рослинної сільськогосподарської біо� маси, шахтний метан. Торф. Торф як вид первинного палива – від� носно молоде геологічне утворення, яке вини� кає в результаті природного відмирання та неповного розпаду болотної рослинності при недостатньому доступі кисню. В Україні тор� фові родовища розміщені практично по всій території за винятком АР Крим, Луганської, Одеської та Чернівецької областей. Виявлено і розвідано понад 3 тис. торфових родовищ із загальними геологічними запасами, які склада� ють близько 2,2 млрд т. Запаси торфу на відве� дених під промислову розробку родовищах значно менші й складають на сьогодні лише 22,6 млн т, а підготовлені промислові потужно� сті на його видобуток зовсім незначні й склада� ють всього 2,1 млн т. Отже, в Україні є реальні можливості розви� вати видобуток торфу. У табл. 1 наведено дані щодо промислового енергетичного та доцільно� економічного потенціалів запасів торфу за окремими регіонами. У цілому по країні ці показники складають відповідно 832,7 та 362,0 млн т у.п. [2, 3]. Слід зауважити, що дані табл. 1 є орієнтов� ними, оскільки розрахунки та оцінки з джерел інформації [2, 3] виходили з цінових пропорцій на паливно�енергетичні ресурси 80�х років минулого століття. І тому доцільно�економіч� ний потенціал цього ресурсу (остання колонка табл. 1) з позицій сьогоднішнього дня вочевидь можна значно збільшити, оскільки середні ціни на паливно�енергетичні ресурси за станом на кінець 2007 року у порівнянні з 1985 роком сут� тєво зросли: на нафту – з 10 до 80 USD за барель1, на газ – з 3 до 7,5 USD за МБто2, на вугілля – з 45 до 70 USD за тонну [4]. За станом на середину 2008 р. цінові пропорції змінилися ще більше, і тенденція до зростання зберігати� меться (наприклад, ціна на нафту перевалила у липні 2008 року за 125 USD за барель [5]). Зни� ження цін на енергоресурси, що спостерігалося наприкінці 2008 р., слід розглядати лише як УДК 621.91 В.Д. БІЛОДІД, канд. техн. наук, Г.О. КУЦ, канд. техн. наук Інститут загальної енергетики НАН України, м. Київ ЕНЕРГЕТИЧНИЙ ПОТЕНЦІАЛ ОКРЕМИХ ВИДІВ АЛЬТЕРНАТИВНОГО ПАЛИВА ТА ОЦІНКА ЕНЕРГОВИТРАТ НА ЇХ ПІДГОТОВКУ ДЛЯ ПРЯМОГО СПАЛЮВАННЯ В КОТЛОАГРЕГАТАХ Визначено прогнозний потенціал окремих видів альтернативного палива та зроблено оцінки щодо витрат енергії на його підготовку для спалювання в котлоагрегатах. На основі зроблених оцінок прогнозуються можливі обсяги споживання визначених аль� тернативних видів палива на перспективу. К л ю ч о в і с л о в а: альтернативні види палива, енергетичний потенціал, енергетичні витрати, енергетична ефективність © В.Д. БІЛОДІД, Г.О. КУЦ, 2011 1 Американський нафтовий барель – одиниця для вимірю0 вання об'єму нафти, яка дорівнює 42 галонам або 158,988 літрам. 2 Британська теплова одиниця (1 МБто = 0,252 Гкал = = 1,0551 ГДж). тимчасову флуктуацію навколо кривої стабіль� ного збільшення цін. У 70�ті роки ХХ ст. в Україні видобувалось 7,5 млн т торфу на рік, з них 27 % використову� валось на енергетичні потреби. За останні роки видобуток енергетичного торфу значно змен� шився, його обсяг складає 600 ... 700 тис. т, у 2006 р. видобуток був 795 тис. т, у тому числі: торф фрезерний паливний для брикету� вання – 562, кусковий – 33 і торф для добрив – 200 тис. т [6]. На сьогодні в Україні існують дві основні схеми видобутку торфу – фрезерний і екскава� торний. Кінцевим продуктом фрезерного мето� ду є торф’яна крихта, а екскаваторного – шмат� ки торфу вагою 500 ... 1000 г (кусковий торф). Фрезерний торф має вологість у межах 40 ... 50 % (при розрахунках приймається умовна воло� гість 40 %) і належить до низькокалорійних видів палива з нижчою теплотою згорання, рівною 9,63 ... 10,88 МДж/кг (2300 ... 2600 ккал/кг). Кусковий торф належить до більш калорійного палива з меншою вологістю. При умовній його вологості 33 % він має нижчу теплоту згорання 12,01 МДж/кг (2870 ккал/кг). Видобуток фрезерного та кускового торфу пов’язаний із застосуванням великого парку машин та комплексних агрегатів, які призначе� ні для виконання таких технологічних опера� цій: підготовка поверхні покладів торфу; видо� буток фрезерного та кускового торфу; наванта� ження та транспортування торфу. За оцінками [3, 7] середні питомі витрати енергетичних ресурсів на видобуток 1 т торфу складають: фрезерний торф –дизельного палива 2,9 кг/т та електроенергії – 32 кВт·год/т; кусковий торф – відповідно 1,5 кг/т та 20 кВт·год/т. До більш привабливого палива на основі торфу для використання в енергетиці слід від� нести торф’яні брикети, які виробляються шля� хом брикетування фрезерного торфу. До техно� логічних процесів брикетування входять такі операції: підготовка торфу до сушіння та його сушіння до вологості 15 ... 18 %; пресування висушеного торфу в брикети з розмірами: дов� жина 150 ... 180, ширина 20 ... 60 і висота 70 ... 74 мм; охолодження та складування брикетів. Брикетований торф більш зручний для вико� ристання. Крім того, втрати такого палива при транспортуванні та зберіганні значно менші, ніж торфу фрезерного чи кускового. Згідно з технічними умовами, товарні тор� ф’яні брикети повинні мати: вологість 16 %, зольність 11 %, густину 700 кг/м3 та нижчу теплоту згорання 4200 ккал/кг (17580 кДж/кг). На виробництво торф’яних брикетів витрати енергоресурсів (без урахування витрат на видо� буток фрезерного торфу) складають: теплова енергія – 2300 МДж/т (~550 Мкал/т), електро� енергія – 129 кВт год/т. Згідно з прогнозом [8], 33ISSN 1562�8965. Проблеми загальної енергетики, 2011, вип. 1 (24) Енергетичний потенціал окремих видів альтернативного палива та оцінка енерговитрат на їх підготовку для прямого спалювання в котлоагрегатах Таблиця 1 № з/п Області Загальний енергетичний потенціал, млн т у.п. Доцільно%економічний потенціал, млн т у.п. 1. Вінницька 16,8 4,3 2. Волинська 169,5 93,7 3. Житомирська 35,7 19,6 4. Івано�Франківська 5,6 2,1 5. Київська 88,1 18,0 6. Львівська 85,0 30,0 7. Полтавська 44,8 17,6 8. Рівненська 144,6 70,7 9. Сумська 40,7 25,2 10. Тернопільська 47,2 14,1 11. Херсонська 1,4 1,0 12. Хмельницька 29,1 12,2 13. Черкаська 23,6 9,8 14. Чернігівська 100,6 43,7 Всього: 832,7 362,0 у 2020 р. видобуток торфу зросте до 3,5 млн т, з нього паливного буде 2,0 млн т, у 2030 р. відпо� відно – 4,5 і 2,5, частка паливного торфу буде складати 55 ... 57 %. Відходи деревини. Деревина, до якої вхо� дять відходи лісозаготівель та деревообробки (сучки, кора, пеньки, щепа, тирса, обрізь), а також демонтовані будівельні дерев’яні матері� али, непридатні для подальшого використання, за даними [9, 10] в Україні складають значний паливний потенціал. Кожного року в країні утворюються 6,0 ... 6,5 млн щільних м3 відходів деревини, еквівалентних за потенціалом 1,8 ... 2,0 млрд нм3 природного газу. У виробничій практиці деревина як паливо може використовуватися за такими техноло� гіями: безпосереднє спалювання з утворенням дво� окису вуглецю і водяної пари; газифікація (неповне згорання) з утворен� ням синтез�газу (суміш водню і двоокису вуглецю); піроліз – термічний розпад деревини без надходження кисню, у процесі якого утворю� ється деревне вугілля. Із зазначених технологій до найбільш при� датних для використання деревини як палива в енергетичних установках слід віднести техно� логію газифікації, яка, зокрема, рекомендована у роботі [11]. Основний принцип даної техноло� гії полягає у тому, що деревина спільно з при� родним газом (використовується для підсвічу� вання факелу) надходять у газифікатор, де утворюються горючий газ та коксовий залишок (деревне вугілля). Питомий вихід горючого газу складає 1,77 кг на кг деревини, а деревного вугілля – 0,16 кг/кг. Нижча теплота згорання горючого газу складає 5840 кДж/кг, а деревного вугілля – 3500 кДж/кг. У подальшому горючий газ надходить у котлоагрегат для виробництва теплоти, а деревне вугілля до окремого газифі� катора, де перетворюється на силовий газ, який використовується як моторне паливо у газово� му двигуні для виробництва електроенергії. Прямі витрати енергоресурсів на підготовку деревини для спалювання за даними робіт [9, 12] та за власною оцінкою є такими: вантажні операції та транспортування дере� вини: автомобільним транспортом – 45 ... 50 МДж/т; залізницею – 20 ... 25 МДж/т; приготування щепи – 1000 ... 1200 МДж/т; зберігання деревини – 120 ... 200 МДж/т; витрати природного газу для підсвічування при газифікації деревини – 104 нм3/т (700 МДж/т). Сумарні прямі витрати енергії на підготовку деревини для спалювання у водогрійних кот� лах складають 1885 ... 2175 МДж/т (76,5 ... 88,5 кг у.п./т). Відходи рослинництва. До загального потенціалу біомаси Україна має значний потен� ціал горючих відходів, що утворюються при вирощуванні зернових культур. Солома пше� ниці, ячменю, вівса, жита, проса та інших, сте� бла кукурудзи та соняшника є відходами виробництва і частково можуть використовува� тися для енергетичних потреб як паливо. За хімічним складом солома близька до складу деревини за винятком сірки та хлору, вміст яких складає відповідно 0,01 ... 0,13 та 0,14 ... 0,97 порівняно з деревиною, де їх вміст дорівнює 0,05 та менше 0,01 (табл. 2). Саме ці елементи спричиняють корозійні процеси теплообмін� них поверхонь котлів, що обмежує широке використання соломи та інших відходів рос� линництва на теплоелектростанціях. Тому за рекомендаціями роботи [13] оптимальна части� на соломи у паливному балансі вугільних енер� гетичних котлів не повинна перевищувати 10 %. 34 ISSN 1562�8965. Проблеми загальної енергетики, 2011, вип. 1 (24) В.Д. БІЛОДІД, Г.О. КУЦ Таблиця 2 Показники Суха солома Деревина Вміст, % – вуглецю 45 ... 47 48 ... 50 – водню 5,8 ... 6,0 6,0 ... 6,5 – азоту 0,4 ... 0,6 0,5 ... 2,3 – кисню 39 ... 41 38 ... 42 – сірки 0,01 ... 0,13 0,05 – хлору 0,14 ... 0,97 менше 0,01 У табл. 3 подані значення нижчої теплоти згорання сухої та робочої маси для соломи різ� них видів зернових культур, за якими видно, що нижча теплота згорання має незначну різ� ницю і її середня величина при 20 % вологості соломи дорівнює 13,5 МДж/кг (3225 ккал/кг). Важливим питанням використання соломи як палива в теплоенергетиці є величина енерге� тичних та трудових затрат на її підготовку до спалювання. До найбільш поширених схем збору та підготовки соломи для спалювання в котлах входять такі операції: збирання соломи та її скирдування на полі, навантаження та транспортування до місця споживання, складу� вання та підготовка до спалювання. До більш прогресивних схем підготовки соломи слід від� нести схеми, пов’язані з виготовленням тюків або брикетів, до яких крім зазначених операцій включаються відповідно операції тюкування та пакування. Прямі витрати енергоресурсів на проведення зазначених операцій оцінюються за роботами [14, 15] у таких межах: збирання соломи – 25 ... 30 МДж/т; виготовлення тюків з питомою масою до 150 кг/м3 з урахуванням вантажних операцій – 200 ... 250 МДж/т; транспортування тюків автомобільним тран� спортом залежно від тоннажності – 8,3 ... 11,2 МДж/(т·км). Нерівномірність згорання тюків та брикетів соломи у топці котлів призводить до періодич� ності їх роботи і певного зниження потужності. Усунення зазначеного недоліку потребує осна� щення котлів складною системою регулювання процесу горіння та встановлення баків – акуму� ляторів гарячої води. Нерівномірність згорання тюків і брикетів знижує ККД котла до 10 % порівняно з котельними, які працюють на подрібненій соломі, а встановлення додатково� го обладнання значно підвищує вартість котла [15]. Цей недолік легко долається при наявності в котельній кількох котлів. Тоді почергово один з них може очищатися, не завдаючи шкоди постачанню теплової енергії споживачам. Для сільських районів, де планується, що альтернативним видом палива для теплопоста� чання може стати солома, автори роботи [16] рекомендують встановлювати централізовані лінії виробництва гранул із соломи. На сьогод� ні у Російській Федерації (Санкт�Петербург) виготовляються грануляційні установки про� дуктивністю від 0,5 ... 2,0 т/год, які впровадже� ні на ряді котелень сільської місцевості. Вико� ристання гранул із соломи дозволяє повністю механізувати та автоматизувати їх подачу до топок котлів і тим самим ліквідувати періодич� ність їх роботи. При виготовлені гранул затра� ти енергоресурсів додатково підвищуються на 120 ... 150 кВт·год/т (1060 ... 1400 МДж/т). Сумарні витрати енергоресурсів на підго� товку соломи для спалювання в котлоагрегатах складають: у тюках – 325 ... 380 МДж/т; у бри� кетах – 2050 ... 2300 МДж/т; у гранулах – 3080 ... 3200 МДж/т. Енергетичні затрати на вирощування зернових культур у цих витратах не враховані. Вважається, що ці затрати слід відносити до зерна, яке отримується як резуль� тат діяльності сільгоспвиробників. Разом з тим очевидно, що при використанні соломи у якості палива певну частину енерговитрат, що пішли на її вирощування, слід віднести на неї. Скіль� ки саме витрат відносити на солому – це питан� ня потребує окремого вирішення. Але, на нашу думку, вони мають складати 10 ... 15 % загаль� них витрат. У роботі [17] ці витрати для пшениці при її врожайності 50 ц/га були оцінені в 4,29 МДж/кг. Отже, у розрахунку на 1 га угідь зат� рати складають 21450 МДж/га. Приймаючи, що на енергетичні потреби спрямовуються лише 20 % соломи, а 80 % залишаються у сіль� госпвиробництві як корм і підстилка для тва� 35ISSN 1562�8965. Проблеми загальної енергетики, 2011, вип. 1 (24) Енергетичний потенціал окремих видів альтернативного палива та оцінка енерговитрат на їх підготовку для прямого спалювання в котлоагрегатах Таблиця 3 Види зернових культур Зольність на суху масу, % Нижча теплота згорання сухої маси, МДж/кг Нижча теплота згорання робочої маси при вологості 20 %, МДж/кг Солома жита 4,5 17,0 13,6 Солома пшениці 6,5 17,8 13,8 Солома ячменю 4,5 – 5,9 17,4 13,4 Солома вівса 4,9 16,7 12,0 Солома (в середньому) 5,0 17,4 13,5 рин та органічне добриво для землі, отримуємо загальні енергетичні витрати на солому енерге� тичного призначення 214,5 МДж/т. Приблизно такі ж результати ми отримаємо для соломи вівса, стебел кукурудзи тощо. В середньому можна прийняти, що енерговитрати на отри� мання соломи складають 200 ... 250 МДж/т. Таким чином, загальні розрахункові витрати енергоресурсів на вирощування та підготовку соломи для спалювання в котлоагрегатах скла� дають: у тюках – 525 ... 630 МДж/т; у брикетах – 2250 ... 2550 МДж/т; у гранулах – 3280 ... 3450 МДж/т. Шахтний метан. Шахтний метан – вуглево� день (СН4), який є супутнім газом вугільних родовищ і може використовуватись як паливо у теплоелектрогенеруючих установках або над� ходити на перетворення в інші види палива (моторне). Метан у вугільних родовищах зна� ходиться у сорбованому стані на поверхні вугільних часток, у розчиненому вигляді в органіці вугільних пластів чи вільному стані в транспортних та закритих каналах. Газонос� ність метану залежить від глибини залягання вугільних пластів та марки вугілля. Напри� клад, для вугільних родовищ Донбасу газонос� ність вугільних пластів різна на різних глиби� нах (з глибиною газоносність зростає): на гли� бині 300 ... 400 м у межах 14 ... 25 м3 метану на тонну гірської маси, на глибині 800 ... 900 м – 20 ... 27 м3/т, а на глибині понад 1000 м – 17 ... 35 м3/т. Середній вміст метану залежно від марки вугілля складає: для марки вугілля Д (довгопо� лум’яні) до 5 м3/т сухої маси вугілля, марки Г (газові) до 15 м3/т, марки Ж (жирні) – 20, марки К (коксувальні) – 25, марки Т (пісні) – 30 і марки А (антрацит) – 35 [18–20]. Запаси шахтного метану у вугільних родо� вищах України точно не визначені, а оцінки цих запасів дуже різняться залежно від того, за якими методиками проводилася оцінка. Якщо оцінювати запаси метану за методикою, якою користуються у США, його потенційні ресурси в Україні складають 12 трлн м3, а у разі коли оцінки робити за методиками вітчизняних фахівців, ці ресурси у вугільних родовищах Донбаського та Львівсько�Волинського регіо� нів складають значно меншу величину і не перевищують 2,5 ... 3,0 трлн м3 [18]. По деяких геолого�виробничих районах Донбасу обсяги шахтного метану у вугільних пластах на глибині 500 ... 1800 м наведені у роботі [19]. Щорічно при видобутку вугілля в атмосфе� ру викидається понад 2 млрд м3 шахтного мета� ну, з цієї кількості системами вентиляції – 80 %, системами підземної дегазації – 18 % і через свердловини, що пробурені з поверхні – 2 %. Утилізується метан у обсязі приблизно 80 ... 90 млн м3, що складає лише 4 ... 5 % від обсягу викиду. Цей метан використовується як паливо для виробництва теплової енергії. Для порів� няння у США утилізується та спалюється до 35 млрд м3 шахтного метану на рік. Для видобутку шахтного метану у вугільній промисловості використовуються наступні технології: викиди метану з вентиляційним повітрям (вміст метану у вентиляційному повітрі не перевищує 1 %); підземна дегазація метану (вміст його у межах 15 ... 60 %); дегазація метану через свердловини, пробуре� ні з поверхні шахт (вміст метану досягає 97 %). За першою технологією викидний метан разом з вентиляційним повітрям на ряді шахт використовується у промислових котельнях як повітря для дуття. За другою технологією видобутий метан використовується в котель� них шахт як самостійне паливо або в суміші з природним газом. До найбільш перспективної технології видо� бутку шахтного метану на майбутнє слід відне� сти його видобуток через свердловини, пробу� рені з поверхні шахт. Така технологія впрова� джується на шахті ім. Л.Ф. Засядька, де фірмою “Сінапс” розроблено інноваційний проект коге� нераційної газової електростанції, яка буде працювати на шахтному метані. Когенераційна станція буде розміщена на трьох промислових майданчиках та обладнана 22 газопоршневими установками IMS�620 австрійської фірми, які матимуть загальну електричну потужність 121 МВт. Планується, що когенераційною електро� станцією щорічно буде вироблятись 534,2 млн кВт·год електроенергії та 1,94 млн ГДж теплоти при утилізації 115,8 млн м3 шахтного метану [21–23]. Використання шахтного метану в когенера� ційних установках шахти ім. А.Ф. Засядька пов’язано з виконанням ряду підготовчих опе� рацій, а саме: транспортування шахтного метану вакуум� 36 ISSN 1562�8965. Проблеми загальної енергетики, 2011, вип. 1 (24) В.Д. БІЛОДІД, Г.О. КУЦ ними насосами від свердловин до загального колектора; охолодження метано�повітряної суміші до 35 °С двома холодильними агрегатами потуж� ністю 220 кВт кожний; сепарація та нагрівання осушеної метано� повітряної суміші до температури 39 °С, при цьому максимальне теплове навантаження системи нагрівання складає 70 кВт; підвищення концентрації метану у метано� повітряній суміші до 35 % та подальше її транс� портування для спалювання у когенераційних модулях. Зазначені технологічні операції видобутку та підготовки шахтного метану для викори� стання його у когенераційній електростанції за проектом фірми “Сінапс” досить енергозатрат� ні. За переліком електрообладнання, задіяного у схемі транспорту та підготовки шахтного метану до стану форкамерного палива (сепара� ція, нагрівання, охолодження), та його по� тужності, за нашою оцінкою, витрати електро� енергії знаходитимуться на рівні 150 ... 160 кВт·год/(тис. м3). Витрати природного газу на запальну опера� цію форкамерного газу при роботі 12 когенера� ційних модулів за даними [21] складатимуть 300 м3/год, або у перерахунку на обсяг форка� мерного газу, який надходитиме на спалювання, цей показник дорівнюватиме 8,8 м3/(тис. м3). Загальні прямі витрати енергоресурсів на видо� буток та підготовку шахтного метану до рівня його використання в когенераційній електро� станції складають 64 ... 66 кг у.п./(тис. м3) фор� камерного палива з нижчою теплотою згорання, рівною 12537 кДж/м3 (2995 ккал/м3). За проведеним аналізом видобутку (вироб� ництва) та підготовки альтернативних видів 37ISSN 1562�8965. Проблеми загальної енергетики, 2011, вип. 1 (24) Енергетичний потенціал окремих видів альтернативного палива та оцінка енерговитрат на їх підготовку для прямого спалювання в котлоагрегатах Таблиця 4 Прямі витрати енергоресурсів на видобуток (виробництво) № з/п Вид палива Одиниця виміру в натураль% ному виді паливо, кг у.п. теплова енергія, Мкал електро% енергія, кВт · год Сумарна величина прямих витрат енергоре% сурсів, кг у.п./кг Нижча теплота згорання (середня), ккал/кг або ккал/м3 Прямі питомі витрати енерго% ресурсів на ви% добуток (вироб% ництво) альтер% нативного пали% ва, кг у.п./т у.п. 1. Газ природний тис. м3 10,6 4,3 5,6 13,4 8050 11,5 2. Вугілля кам’яне т – 43,1 92,9 42,4 5096 58,2 3. Вугілля буре т – 32,0 59,6 27,9 1848 105,7 4. Торф кусковий т 2,2 – 20,0 9,8 2870 23,9 5. Торф фрезерний т 4,2 – 32,0 16,4 2310 29,7 6. Торф’яні брикети (з урахуванням фре� зерного торфу) т 31,5 130,0 120,0 67,2 4200 143,5 7. Нафта сира (видо� буток) т 12,7 38,6 81,0 49,9 10000 34,9 8. Нафта сира (пере� робка) т 32,9 86,3 24,2 56,4 – 39,4 9. Солома у тюках т 14,3 – – 14,3 3225 31,0 10. Солома у брикетах т 84,5 – – 84,5 3460 170,0 11. Солома у гранулах т 125,3 – – 125,3 3680 238,3 12. Деревина лісозаго� тівель при умовах її газифікації т 31,5 – 142,0 85,5 2484 240,8 13. Коксовий газ тис. м3 35,6 – 21,3 43,7 4000 76,5 14. Шахтний метан, приведений до фо� ркамерного палива тис. м3 8,8 – 155 64,6 2995 151,0 палива було зроблено оцінку прямих витрат енергетичних ресурсів на виконання цих робіт. Величини витрат енергоресурсів, поданих у табл. 4, приведено до єдиного показника – на 1 т умовного палива. Для порівняння цього показ� ника щодо альтернативних видів палива за даними статзвітності 2006 року [6] розраховано енергозатрати на видобуток традиційних видів палива – кам’яного та бурого вугілля, природно� го газу та нафти і окремо її перетворення. У табл. 5 наведено результати підсумкових оцінок та розрахунків стосовно енергетичних потенціалів та витрат енергоресурсів на видо� буток і підготовку до спалювання відповідних видів альтернативного палива. Наведені величини прямих витрат енергоре� сурсів на операції приготування альтернатив� них видів палива до спалювання у паливних агрегатах за винятком торфу кускового біль� шою мірою перевищують аналогічні показники традиційних видів палива. ВИСНОВКИ 1. На основі проведеного аналізу альтернатив� них видів палива проведено оцінку його енерге� тичного потенціалу та прямих витрат енергоре� сурсів на видобуток (виробництво) і приготуван� ня до спалювання в енергетичних установках. 2. Загальний енергетичний потенціал аль� тернативних видів палива за оптимальним варіантом складає 9360 тис. т у.п., за ймовірним – 7770, у тому числі за окремими видами: торф паливний відповідно – 1700 і 740; відходи дере� вини лісозаготівлі та деревообробки – 1700 і 1580; солома зернових культур – 3800 і 3630; шахтний метан – 1000 і 860. 3. Прямі витрати енергоресурсів на видобу� ток (виробництво) альтернативних видів пали� ва та приготування його до спалювання склада� ють: за оптимальним варіантом – 1378 тис. т у.п., за ймовірним – 1213, що до загального енергетичного потенціалу становить відповід� но 16,8 і 14,8 %. 1. Енергетична стратегія України на період до 2030 р. (Розпорядження Кабінету Міністрів України від 15.03.2006 р., № 145�р.) // Інформаційно�ана� літичний бюлетень “Відомості Міністерства палива та енергетики України” / Спец. вип. – К., 2006. – 115 с. 2. Огляд світових енергетичних ресурсів, опубліко� ваний Світовою Енергетичною Радою (World Energy Council), 2001. 38 ISSN 1562�8965. Проблеми загальної енергетики, 2011, вип. 1 (24) В.Д. БІЛОДІД, Г.О. КУЦ Таблиця 5 Прямі витрати енергоресурсів на видобуток та підготовку палива, тис. т у.п.№ з/п Види палива Енергетичний потенціал, тис. т у.п. (оптимістич% ний варіант) Енергетичний потенціал, тис. т у.п. (ймовірний варіант) оптимістичний варіант ймовірний варіант 1. Торф паливний, всього у тому числі: – торф’яні брикети 1700,0 1500,0 740,0 600,0 220,0 215,2 89,4 86,1 – кусковий торф 200,0 140,0 4,8 3,3 2. Відходи деревини, всього у тому числі: – лісозаготівель (деревина газифікована) 1700,0 1500,0 1580,0 1400,0 361,2 361,2 377,1 377,1 – деревообробки (тирса, обрізки, щепа) 200,0 180,0 – – 3. Солома зернових культур при викорис� танні: 3800,0 3630,0 – – – у тюках – – 117,8 112,5 – у брикетах – – 646,0 617,0 – у гранулах – – 905,5 865,0 4. Шахтний метан, приведений до форка� мерного палива 1000,0 860,0 151,0 129,8 Всього: 8200,0 6810,0 1378,0 1213,0 3. Справочник по торфу / Под ред. Н.Ф. Ларгина. – М.: Недра, 1982. – 760 с. 4. Key World Energy Statistics / International Energy Agency, 2007. – 82 р. 5. Key World Energy Statistics / International Energy Agency, 2008. – 82 р. 6. Статистична форма № 11�МТП “Звіт про результати використання палива, теплоенергії та електроенергії” за 2006 рік. 7. Соколов С.Г., Горцакалян Л.О., Самсонов Л.Н. Торфяные машины и комплексы. – М.: Недра, 1981. – 416 с. 8. Снєжкін Ю.Ф., Корінчик Д.М. Заходи щодо замі� нення природного газу торфом // Комунальна теплоенергетика України: стан, проблеми, шляхи модернізації. – 2007. – Т. 2. – 304 с. 9. Биомасса как источник энергии / Под ред. А. Соу� фера. – М.: Мир, 1985. – 375 с. 10. Возобновляемые источники энергии / НПО “Агентство по возобновляемой энергетике”. – 2007. – С. 1–7. 11. Носач В.Г., Шрайбер А.А., Скляренко Е.В. Об эффективности производства тепловой и элек� трической энергии из древесины // Пром. тепло� техника. – 2004. – Т. 26. – № 3. – С. 54–57. 12. Лаптанович И.В. Промышленное производство древесного угля: Экспресс�информ. зарубежного опыта. – М.: ВНИПИЭИлеспром, 1987. – 20 с. 13. Вольчин І.А., Потапов А.А., Варнінг С., Юнкер Г. Використання соломи на вугільних ТЕС і змен� шення викидів парникових газів // Энергетика и электрификация. – 2004. – № 2. – С. 42–49. 14. Ottosen P., Jensen J.P. Large Seale Wood and Straw Pellets Production and Use // Proceeding of Euro� pean Pellets Conference. 3�4 march 2004, Wels, Austrіa. 15. Справочник потребителя биотоплива / Под ред. Виллу Вереса. – Таллинн: Таллиннский техн. ун�т, 2005. 16. Исьемин Р.Л., Кузьмин С.Н. и др. Альтернативные источники энергии // Пром. энергетика. – 2007. – № 6. – С. 40–43. 17. Білодід В.Д., Тарасенко П.В. Деякі розрахунки щодо енергетичної ефективності біопалив // Проблеми загальної енергетики. – 2008. – № 18. – С. 34–39. 18. Карп И.Н. Метан угольных пластов // Экотехноло� гии и ресурсосбережение. – 2005. – № 1. – С. 5–8. 19. Метан угольных месторождений Украины: про� изводственный и инвестиционный потенциал шахт Донбасса. – К.: Лагос, 2000. – 132 с. 20. Метан в угольных пластах / Под ред. А.А. Ско� чинского. – М.: Учлетиздат, 1958. – 256 с. 21. Федоров С.Д. Проектирование когенерационной установки для утилизации шахтного метана // Экотехнологии и ресурсосбережение. – 2006. – № 1. – С. 71–76. 22. Федоров С.Д. Процессы комбинированной выра� ботки электро� и теплоэнергии и их реализация в проектах НПП “Синапс” // Енерговісті. – 2004. – № 2. – С. 5–7. 23. Боксерман Ю.А., Сухоруков В.И., Сичкаренко В.А. Основные принципы оценки эффективности проектов использования угольного метана // Экотехнологии и ресурсосбережение. – 2004. – № 6. – С. 15. Надійшла до редколегії: 01.11.2010 39ISSN 1562�8965. Проблеми загальної енергетики, 2011, вип. 1 (24) Енергетичний потенціал окремих видів альтернативного палива та оцінка енерговитрат на їх підготовку для прямого спалювання в котлоагрегатах
id	systemreorg-article-407
institution	System Research in Energy
keywords_txt_mv	keywords
language	Ukrainian
last_indexed	2026-07-19T01:12:59Z
publishDate	2011
publisher	General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
record_format	ojs
resource_txt_mv	systemreorg/b1/d48f58faf576fc94add41ddcd514d5b1.pdf
spelling	systemreorg-article-4072026-07-18T12:57:38Z Power potential of separate types of alternative fuel and estimation of power inputs on their preparation for direct incineration in steam generating units Енергетичний потенціал окремих видів альтернативного палива та оцінка енерговитрат на їх підготовку для прямого спалювання в котлоагрегатах Bilodid V.D. Kuts G.O. alternative types of fuel, power potential, power expenses, power efficiency. альтернативні види палива, енергетичний потенціал, енергетичні витрати, енергетична ефективність. An analysis is conducted and the estimation of possible power potential of separate alternative types of fuel is given, direct expenses of energy supply on their booty, production and preparation to incineration in steam generating units. The followings types of fuel are considered: peat, wastes of the timber cuttings, agricultural biomass, mine methane.General power potential of the indicated types of fuel after a separate variant makes 9360 thousands of conditional fuel, including peat is a piece – 1700, wastes of wood – 1700, straw of corn cultures – 3800, mine methane – 1000.Direct expenses of energy supply on a booty and preparation of alternative types of fuel resulted to 1 kg of conditional fuel, followings: peat is a piece are 23,9 kg of conditional fuel, peat milling – 49,7; peat briquettes – 143,5; straw in bales – 31,0; straw in briquettes – 170; straw in granules – 238,3; wood on condition of its gasification – 240,8; mine methane – 151,0. Got values of direct power expenses on preparation of alternative fuels to incineration except for peat of piece exceed analogical indexes for the traditional types of fuel. Проведено аналіз та надано оцінку можливого енергетичного потенціалу окремих альтернативних видів палива, прямих витрат енергоресурсів на їх видобуток, виробництво та підготовку до спалювання в котлоагрегатах. Розглянуто такі види палива: торф, відходи лісозаготівель, відходи рослинної сільськогосподарської біомаси, шахтний метан.Загальний енергетичний потенціал зазначених видів палива за оптимальним варіантом складає 8200 тис. т у.п., у тому числі торф паливний – 1700, відходи деревини – 1700, солома зернових культур – 3800, шахтний метан – 1000.Прямі витрати енергоресурсів на видобуток та підготовку альтернативних видів палива, приведених до 1 т у.п., такі: торф кусковий – 23,9 кг у.п.; торф фрезерний – 49,7; торф’яні брикети – 143,5; солома у тюках – 31,0; солома у брикетах – 170; солома у гранулах – 238,3; деревина за умови її газифікації – 240,8; шахтний метан – 151,0. Отримані величини прямих енергетичних витрат на підготовку альтернативних видів палива до спалювання за винятком торфу кускового в цілому перевищують аналогічні показники для його традиційних видів. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2011-03-17 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/407 System Research in Energy; No. 1 (24) (2011): The Problems of General Energy; 32-39 Системні дослідження в енергетиці; № 1 (24) (2011): Проблеми загальної енергетики; 32-39 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/407/349 Copyright (c) 2011 Bilodid V.D., Kuts G.O. https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0
spellingShingle	alternative types of fuel power potential power expenses power efficiency. Bilodid V.D. Kuts G.O. Power potential of separate types of alternative fuel and estimation of power inputs on their preparation for direct incineration in steam generating units
title	Power potential of separate types of alternative fuel and estimation of power inputs on their preparation for direct incineration in steam generating units
title_alt	Енергетичний потенціал окремих видів альтернативного палива та оцінка енерговитрат на їх підготовку для прямого спалювання в котлоагрегатах
title_full	Power potential of separate types of alternative fuel and estimation of power inputs on their preparation for direct incineration in steam generating units
title_fullStr	Power potential of separate types of alternative fuel and estimation of power inputs on their preparation for direct incineration in steam generating units
title_full_unstemmed	Power potential of separate types of alternative fuel and estimation of power inputs on their preparation for direct incineration in steam generating units
title_short	Power potential of separate types of alternative fuel and estimation of power inputs on their preparation for direct incineration in steam generating units
title_sort	power potential of separate types of alternative fuel and estimation of power inputs on their preparation for direct incineration in steam generating units
topic	alternative types of fuel power potential power expenses power efficiency.
topic_facet	alternative types of fuel power potential power expenses power efficiency. альтернативні види палива енергетичний потенціал енергетичні витрати енергетична ефективність.
url	https://systemre.org/index.php/journal/article/view/407
work_keys_str_mv	AT bilodidvd powerpotentialofseparatetypesofalternativefuelandestimationofpowerinputsontheirpreparationfordirectincinerationinsteamgeneratingunits AT kutsgo powerpotentialofseparatetypesofalternativefuelandestimationofpowerinputsontheirpreparationfordirectincinerationinsteamgeneratingunits AT bilodidvd energetičnijpotencíalokremihvidívalʹternativnogopalivataocínkaenergovitratnaíhpídgotovkudlâprâmogospalûvannâvkotloagregatah AT kutsgo energetičnijpotencíalokremihvidívalʹternativnogopalivataocínkaenergovitratnaíhpídgotovkudlâprâmogospalûvannâvkotloagregatah

Power potential of separate types of alternative fuel and estimation of power inputs on their preparation for direct incineration in steam generating units

Репозитарії

Схожі ресурси