БРИКЕТИРОВАНИЕ
ГРАНУЛИРОВАНИЕ
ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ
(812) 339-21-10+7 911 984-10-12

Теплогенераторы на щепе, опилках, древесных отходах

Внимание: эта страница находится в архиве. Перейти на действующий сайт

ТЕПЛОГЕНЕРАТОРЫ ДЛЯ СУШКИ ОПИЛОК

Введение

Для работы сушилки необходим теплогенератор, который вырабатывает необходимое для сушки тепло. На заводах по производству биотоплива теплогенератор обычно работает на том же сырье, которое используется для производства готовых пеллет или брикетов. Чаще всего это древесные отходы - опилки, щепа, в хороших теплогенераторах сжигается кора и прочие не используемые отходы древесины.

В других случаях это может быть лузга подсолнечника, высушенный торф, солома, прочие растительные отходы.

  Можно использовать теплогенератор соответствующей мощности на любом другом топливе: будь то газ, мазут или электричество, однако, по причине высокой цены, практически имеет смысл альтернативно рассматривать только природный газ, если он есть на производстве и все равно используется, однако такие решения применяются редко, т.к. обычно выгоднее сжигать именно подлежащие утилизации отходы.

Далее мы будем говорить о теплогенераторах на древесных отходах, как наиболее часто встречающемся варианте. Как уже было сказано, теплогенератор дает тепловую энергию для сушки. Рассмотрим основные факторы, влияющие, в том числе, на его эксплуатационные характеристики.

Влияние влажности топлива

Топить теплогенератор разумно наименее ценными отходами, обычно влажной щепой, которую получают из горбыля и других неиспользуемых кусковых отходов. Однако чем более влажное топливо используется, тем сложнее его сжигать. Дело в том, что перед тем, как древесина начнет гореть, из нее должна испариться лишняя влага, на что может затрачиваться большая часть энергии, заключенная в древесине. Так, если влажность дерева превысит 60%, то вся энергия, которая выделится при сжигании, уйдет на испарение влаги и такое топливо гореть не будет.

Напомним, что, в частности, отходы пилорамы имеют естественную влажность на уровне 40-50%, при хранении они легко могут набрать 60% и более, то есть их влажность изначально находится недалеко от допустимой границы. Вот почему очень важна способность теплогенератора стабильно работать на таком топливе.

Влияние влажности топлива на его потребление теплогенератором мощностью 1МВт приведено в таблице ниже:

Влажность отн, %10%20%30%40%50%
Расход топлива на 1МВт *, кг230290340420535

( * ) - Для сушки материала со скоростью 1 т/час потребуется 1 МВт тепловой мощности. Расход топлива при этом будет приблизительно (с поправкой на КПД и породу древесины) соответствовать таблице .

Наиболее просто и эффективно использовать в качестве топлива сухой материал. Идеальное топливо - стружка после обработки сухой доски, отлично горит и не вызывает проблем. С другой стороны такой материал представляет ценность сам по себе и его можно использовать для производства продукции, а не сжигать.

Ручная загрузка топлива

Часто задается вопрос о возможности ручной загрузки топки крупными отходами, которых много на предприятии, без предварительного измельчения в щепу. На автоматических линиях загружать топливо вручную нельзя, потому что уже при открывании дверцы топки нарушается кислородный режим горения, а если еще туда закинуть дрова, то температура резко упадет, что вызовет сбой в работе сушилки.

С другой стороны, если в качестве теплогенератора предлагается примитивная печка (в увеличенных габаритах), то возможность загрузки топки вручную будет преподноситься, как достоинство, часто это единственный вариант. Оценить это можно будет немного поэксплуатировав данный агрегат, потому что кочегары хороши на допотопных котельных, которые обогревают помещения. Не так важно выше или ниже там температура, лишь бы не замерзнуть. Если же от кочегара зависит работа полностью автоматического импортного пресса, то результат вполне предсказуем.

В работе теплогенератора, особенно на топливе повышенной влажности, решающее значение имеет конструкция топки.

Вихревая топка

вихревая топка

Относительно простая конструкция. Горение происходит в потоке воздуха, когда поступающее топливо срывается, закручивается и горит в сильном воздушном вихре, создаваемом системой дутья. Известные конструкции не работают на топливе влажностью выше 30%, поскольку вихрь не раздувает мокрые опилки или щепу.
.

Кипящий слой

кипящий слой

Слой топлива создается на сужающейся колосниковой решетке и продувается снизу специальной системой дутья. В верхней части топлива образуется т.н. кипящий слой, который непрерывно горит. Теплогенератор, работающий на этом принципе, имеет более сложную конструкцию, однако может эффективно работать на влажном топливе.

Кусковая древесина предварительно измельчается до размеров щепы и подается в топку с помощью мощного шнека в зависимости от сигнала контроллера, обрабатывающего показатели датчиков температур.

Пиролизные теплогенераторы

Процесс горения древесины изначально разбит на 3 стадии:

  • сначала испаряется влага, а горения еще нет;
  • затем начинается пиролиз - выделение из древесины т.н. пиролизных газов, горение которых можно наблюдать в виде языков пламени. Отдача энергии относительно невысока;
  • затем древесина превращается в уголь, который горит с высоким выделением энергии без внешнего пламени;
пиролизный котел

Пиролизный теплогенератор должен быть разбит на две раздельные камеры. В первой камере находится сухое топливо и она нагревается. Выделяется пиролизный газ и поступает во вторую камеру, где горит. Достоинством такого способа можно назвать отсутствие искр, поскольку горит газ, а не опилки. Топливо превращается в уголь и дожигается каким то другим способом.

Эффективному пиролизу всегда мешает необходимость первоначального испарения влаги, поэтому такие устройства очень чувствительны к влажности и фракционному составу топлива, имеют ограничение по допустимой влажности топлива в 20-25%.

Следует отметить, что модное слово "пиролиз" является предметом различных спекуляций в среде производителей печек и котлов, хотя, как было указано выше, без фазы пиролиза не обходится горение даже обычного костра, поэтому любой поставщик, применяющий приставку "пиролизный" к своему изделию, будет безусловно прав.

.

Выводы

Как мы видим, многие теплогенераторы имеют ограничение по допустимой влажности топлива. Чаще всего верхний предел составляет 30% и это является серьезной проблемой, потому что в реальности возможны два варианта:

  • имеется сухое сырье, которое вообще не нужно сушить и вопрос отпадает;
  • имеются отходы "естественной" влажности в 40% и выше, другими словами, топить такой теплогенератор оказывается нечем;
  • чтобы получить топливо влажностью 30%, щепу необходимо предварительно высушить в естественных условиях, например несколько месяцев хранить под навесом с периодическим ворошением, что возможно, но хлопотно и лучше заказать более подходящий теплогенератор.

Данная проблема стоит очень остро перед всеми производителями теплогенераторов и котлов, в том числе и за рубежом, просто у нас она обычно замалчивается. Производитель, утверждающий, что его изделие может работать на любых отходах, любой влажности, намеренно вводит покупателей в заблуждение. Правильнее будет приобрести более дорогой теплогенератор, хотя бы частично лишенный этих недостатков.

Для полносты картины следует упомянуть еще одно возможное решение. Если сушилка имеет запас производительности и имеется избыток сырья, то можно сделать обратную связь - отбирать часть уже высушенного материала после сушилки и пневмотранспортом подавать его в топливный бункер теплогенератора.

Таким образом проблема будет решена, но порядка 200 кг с каждой тонны готовых опилок, на сушку которых были сделаны все затраты, пропадут зря и такое решение нельзя назвать эффективным.