При виробництві гранул, брикетів, деревного борошна, деревинно-полімерних композитів, пористого керамічної цегли та багатьох інших видів продукції, вихідна сировина необхідно подрібнити і висушити. Переважна більшість типів обладнання сушки вимагає підведення до них зовнішнього джерела тепла. Підприємства виробляють 3 види тепло-генераторів:

1) піролізні - для спалювання сухого подрібненого палива;

2) вихрові - для спалювання сухого подрібненого і вологого кускового палива;

3) з похилими колосниковими ґратами - для спалювання вологого палива.

У цій статті спробуємо розібратися, - які тепло-генератори краще використовувати в різних ситуаціях.

1. Економіка.

Спочатку - зовсім трохи теорії.

Загальновідомо, що для виробництва гранул та брикетів необхідна відносна вологість сировини близько 10%, тоді як його вихідна вологість найчастіше складає в середньому 55%. Таким чином, прийнято вважати, що з 2 т. вологої сировини буде отримано 1 т. готової продукції і буде видалена 1 т води. Як правило, з цією метою необхідно докласти 1 МВт теплової потужності. При спалюванні 1 кг деревини з вологістю 10% виділяється близько 18 МДж чистої теплової енергії (нижча теплота згоряння). Отже, для одержання потужності 1 МВт - необхідно протягом години спалити близько 200 кг деревини з вологістю 10% (1 МВт х 3600 з / 18 МДж = 200). Оскільки ККД тепло-генератора становить близько 90%, реально необхідно протягом години спалити 220 кг деревини. Висновок: для того, щоб отримати 1 т. продукції (гранул, брикетів та ін) в будь-якому випадку необхідно спалити не менше 220 кг сухих тирси (вологих, відповідно, ще більше). А далі, починаються варіанти. Розглянемо їх окремо.

Варіант 1. Спалюємо частина отриманої сухої біомаси в піролізному тепло-генераторі, адже, здавалося б, втрата складе всього лише 22%. Зате, у наявності явний виграш - відсутність опалювача зважаючи на можливість повністю автоматичної подачі палива в тепло-генератор. Але, насправді, все не зовсім так. У нас є 1000 кг, спалюємо 220 кг, залишається 780 кг, але 220 до 780 - це вже не 22, а 28%. Іншими словами, в цьому варіанті ми економимо на зарплаті одного працівника, але спалюємо майже третина потенційної продукції. Додаткові переваги піролізного тепло-генератора - низька вартість (~ 900 000 рублів при потужності понад 1 МВт), можливість транспортування після першого використання, висока ремонтопридатність, дуже швидкий старт і зупинка, мінімальне споживання електроенергії (~ 2 кВт на 1 МВт теплової потужності). Однак, головна перевага такого рішення - більш стабільна робота заводу, більший коефіцієнт використання устаткування. Тому, даний варіант найбільш підходить підприємствам, які мають великі обсяги сировини і значне видалення від ринків збуту готової продукції.

Варіант 2. Спалюємо у вихровому тепло-генераторі відходи, що не представляють цінності для подальшої переробки: кора, обаполок, брудне і гниле сировину, поліна (за відсутності рубальної машини). У цьому варіанті програємо на зарплаті робітника, але зберігаємо сировину. Для порівняння з Варіантом 1 розглянемо в якості прикладу виробництво деревних паливних гранул. Припустимо, що волога сировина - власне і безкоштовне. Після сушіння та подрібнення від готових гранул його відділяє тільки вартість пресування, просіювання і пакування. Для простоти в даному розрахунку наведемо готову цифру - не більше 225грн. / т гранул

Середня ціна продажу гранул - 800 грн. / т (80 Євро / т). Отже, з кожної недоотриманої тонни гранул в нашому прикладі буде втрачено 525грн.. І це при припущенні, що сировина - безкоштовна. Якщо ж вона привезена і платна - різниця буде набагато більше. Ще більш помітною різниця стає при виробництві брикетів, тому їх ціна продажу перевищує1050грн. / т. Ще наочніше ситуація виглядає в масштабах місячного виробництва. За робочу зміну на заводі потужністю 1 т / год проводиться не менше 8 т гранул. За 21 робочу зміну в місяць завод може призвести 168 т продукції. Якщо кількість сировини обмежена, і частина його спалювати в тепло-генераторі, за місяць буде втрачено 47 т продукції (28%) на суму понад 37500 грн, при двозмінній роботі втрата складе більше 75000грн.. Економія на зарплаті опалювачів складе 3700 і 7500 грн. відповідно. Таким чином, даний вид тепло-генератора найбільш підходить підприємствам, у яких є обмежений обсяг якісної сировини і відсутні проблеми зі збутом продукції.

Варіант 3. Спалюємо в тепло-генераторі вологі подрібнені відходи. На перший погляд - саме правильне рішення, тому що мокрі відходи мають мінімальну вартість (найчастіше - нульову), але це не зовсім так. Головним недоліком даного способу спалювання є його крайня неефективність, особливо при використанні в процесі сушіння біомаси. При горінні вологою біомаси величезна кількість енергії споживається на випаровування міститься в паливі води (~ 2,3 МДж / кг). В результаті - суттєве зниження температури горіння, і, як наслідок, - зниження його ефективності (ККД). Тому, при такому способі спалювання витрата палива буде найвищим не лише в абсолютному вираженні, але й у відносному (при перерахунку на суху речовину). Крім того, отриманий в результаті теплоносій буде мати максимальний вміст водяної пари, одержаних як від випаровування, так і в результаті реакції окислення (горіння). Отже, цінність цього теплоносія як сушильного агента при відсутності теплообмінника буде мінімальною. Додаткові істотні недоліки даного варіанту: найвища складність конструкції тепло-генератора і, як наслідок, - найвища ціна (близько 1млн. грн.. При потужності 2 МВт), найнижча ремонтопридатність і найвищі експлуатаційні витрати; найтриваліший період старту і зупинки ; неможливість транспортування після першого використання; високе питоме енергоспоживання. Таким чином, цей варіант може бути переважний тільки для дуже великих підприємств з цілодобовим режимом роботи, великою кількістю вологих відходів і серйозними інвестиціями.

2. Якість (ефективність) спалювання біомаси.

Давно доведеними вважаються наступні факти:

- Найбільш ефективним способом спалювання деревини (і іншої біомаси) є піроліз, тобто якщо деревину спочатку розкласти при високій температурі і при нестачі кисню до піролізних газів, а потім ці гази спалити з надлишком кисню, - тепла виділиться більше, ніж при звичайному спалюванні цієї деревини;

- Процес піролізу найбільш ефективний при температурі 700о С і вище;

- Для підтримки високої температури в зоні піролізу піддувач повітря повинен бути обов'язково гарячим;

Висновок: Для ефективного спалювання біомаси тепло-генератор повинен мати: як мінімум 2 зони (піролізу і допалювання), що підігрівається і розподілене дуття, високу температуру горіння.

3. Відповідність поставленому завданню.

Генерація тепла для сушки подрібненої біомаси у виробництві біопалива та інших перерахованих вище продуктів має специфічні вимоги:

- Мінімальне іскроутворення, і, як наслідок, - мінімальна пожежонебезпека;

- Мінімальний винос золи і потрапляння її в переробляється продукт;

- Максимальна стабільність роботи (стабільність утримування заданої температури і продуктивності).

Третя умова виконують багато тепло-генератори, а ось з першими двома добре справляються далеко не всі. Найбільш ефективними в цьому є вихрові (циклонні) циліндричної форми, тому закручене у вихор полум'я проходить в десятки разів більший шлях, що забезпечує спалення іскор саме в самому тепло-генераторі, а також піролізні тепло-генератори  притискають екранами. У пристроях інших конструкцій іскри просто гасяться у всіляких подальших циклонах, лабіринтових іскрогасниками і т.п., що знижує ККД генератора і збільшує трудомісткість його обслуговування. Що стосується тепло-генераторів з теплообмінниками, то, безумовно, вони мають мінімальну пожежонебезпеку, але, оскільки величезна кількість тепла втрачається в теплообміннику, такі тепло-генератори істота програють з точки зору економіки. Не дивлячись на це, вони знаходять застосування при виробництві харчових і кормових продуктів, тому ми їх також виготовляємо.

Висновок: Найбільш підходящим для генерації тепла в процесі сушіння біомаси є вихрові (циклонні) і піролізні тепло-генератори прямого нагріву.

4. Якість виконання та термін служби.

Один з найважливіших показників якості тепло-генератора - футеровка. У чому тут криються каверзи? При нагріві і охолодженні на футеровку і металевий корпус тепло-генератора (особливо за відсутності примусового охолодження футеровки) діють дуже потужні (молекулярні) сили лінійного розширення (стиснення). У прямокутних тепло-генераторах в кутах ці сили складаються, що призводить до поступового, але досить швидкого руйнування футеровки (іноді - всього за кілька місяців). Тому така форма тепло-генератора є не найвдалішою для розглянутого нами застосування. Циліндрична футеровка - найбільш довговічна, але і найважча у виготовленні, особливо, - для вихрових тепло-генераторів, тому повинна містити в собі дуттьові сопла. Далеко не кожному виробнику навіть в заводських умовах вдається зробити її якісно, ​​і практично неможливо зробити якісну футеровку тепло-генератора в умовах майданчики Покупця. До чого буде приводити неякісне виконання тепло-генератора? До частих і тривалих простоїв заводу. Це навіть небезпечніше, ніж різниця в економічній ефективності вибору палива, описана вище.

Висновок: Тепло-генератор повинен довгостроково витримувати багаторазові цикли нагріву-охолодження, отже, він повинен мати футеровку, виконану якісно і виключно в заводських умовах (краще - циліндричну), в ідеалі - футеровка повинна мати примусове охолодження.

5. Можливість демонтажу і транспортування на новий майданчик.

Далеко нерідкі випадки, коли завод з випуску гранул або брикетів залишається без сировини (для прикладу: власник сировини побудував собі власний завод з виробництва гранул). Що робити в цьому випадку? Необхідно переносити завод на нове місце. Більш того, можливість таких перенесень деякі інвестори розглядають з самого початку - на стадії прийняття рішення про вибір майданчика під будівництво. Практично все обладнання заводу можна демонтувати і перевезти на нове місце. Однак, трохи інакше справа йде з тепло-генератором. Без руйнування футеровки, і, навіть, сталевого корпусу генератора, більшість з них перевезти неможливо. Чи існують такі, які можна перевозити? Так, це тепло-генератори з циліндричною футеровкою, складеної навколо горизонтальної осі таким чином, що жоден цегла просто не в змозі з неї випасти. Такий тепло-генератор можна перевозити на будь-яку відстань навіть без пристрою підтримуючої опалубки. Також можлива транспортування піролізного тепло-генератора, але за умови переведення його в транспортне положення, на що потрібно кілька годин часу.

Загальний висновок.

Як ми бачимо з наведених доводів, ідеального і підходящого до всіх ситуацій тепло-генератора не існує і не може існувати. Тому, саме розумне рішення при виборі обладнання для кожної конкретної задачі - звернутися до професіоналів, які допоможуть зробити правильний і усвідомлений вибір.


http://bioresource.com.ua

Поділіться з друзями та збережіть собі!



Купити біопаливо

Пелети
з дерева, лузги, соломи
Брикети
з дерева, торфу, соломи
Дрова
кругляк, колоті
Щепа
технологічна, паливна
Деревне вугілля
фасоване, для гриля
Торф
торфобрикет, руф


Написати коментар (0)

Не пропустіть цікаве,
щотижнева розсилка:

Е-пошта:



Розсилка щотижнева, в суботу.
Тільки анонси новин та статей.
Будьте в курсі подій,
підпишіться на RSS:


Новини біопаливної галузі
Статті про біопаливо та котли

Потрібен котел? Заповнити анкету

Заповніть анкету та виробники запропонують вам ціни та послуги самі!



Потрібне біопаливо? Заповнити анкету

Заповніть анкету та виробники запропонують вам ціни та послуги самі!


Популярні статті цієї рубрики:


Рекомендуємо компанії цього напряму:

БЛОК ВІЛЬНИЙ
Щоб Ваша компанія була тут розміщена, замовте послугу "Фото-каталог"

Замовити!
База компаній