Обгрунтування параметрів насосної станції для подачі субстрату в біогазовий реактор з використанням вільновихрового насоса

Abstract

Кваліфікаційна робота присвячена обґрунтуванню параметрів насосної станції для подачі органічного субстрату в біогазовий реактор з використанням вільновихрового насоса. Проведено аналіз сучасного стану біогазових технологій в Україні та світі, який показав, що технічний потенціал виробництва біогазу в Україні становить близько 8 млрд м³ на рік. Досліджено фізико-механічні властивості субстратів: густина 1000-1080 кг/м³, в'язкість 0,05-1,5 Па·с, вміст сухої речовини 8-15%, наявність твердих часток до 50 мм та волокон до 300 мм. Виконано огляд насосного обладнання та обґрунтовано вибір вільновихрового насоса, який завдяки бічному розташуванню робочого колеса забезпечує прохідну здатність та надійність роботи 8000 15000 годин. Розраховано технологічні параметри реактора об'ємом 1000 м³ для переробки 27,5 т/добу гною від ферми на 500 голів великої рогатої худоби. Визначено необхідну продуктивність насоса 32 м³/год при напорі 20 м. Гідравлічний розрахунок встановив діаметр трубопроводу 100 мм зі швидкістю руху субстрату 1,13 м/с у ламінарному режимі. Теоретичний аналіз роботи вільновихрового насоса дозволив визначити діаметр робочого колеса 0,3 м, частоту обертання 1450 об/хв, потужність приводу 7,5 кВт при ККД 35%. Техніко-економічне обґрунтування показало, що при капітальних витратах 2050000 грн та річному економічному ефекті 507986 грн простий термін окупності становить 4 роки, дисконтований – 5,76 року. Опрацьовано питання охорони праці та пожежної безпеки з урахуванням вибухонебезпечності метану.