На главную
Контакты
Карта сайта
Поиск-
Терем в сосновом бору
- Легкий, воздушный конструктив дома, с верандами и балконами располагает к отдыху
- Древесные Гранулы
- Древесные гранулы или пелеты — новый вид экологически чистого и эффективного топлива
Древесные гранулы: экономика+экология
В прошлых номерах журнала мы уже обращались к теме нового вида топлива — древесным гранулам и их популярности на Западе. И если для России это пока дело будущего (надеемся, не столь далекого), то, например, в Германии этот энергоноситель широко используют уже сейчас, в особенности для отопления индивидуального жилья (коттеджей). Предлагаем читателям статью о том, как производят, хранят и продают это топливо в Германии.
Древесные гранулы представляют собой безопасное с экологической точки зрения, чистое топливо с высокой теплотворной способностью, предназначенное для использования в автоматизированных гоночных устройствах.
Топливо по стандарту
В Германии существует стандарт на этот вид топлива: DIN 51731 «Требования к изделиям, получаемым в результате прессования из натуральной древесины». В соответствии с требованиями стандарта гранулы должны иметь поперечный диаметр от 6 до 8 мм и длину примерно 20 мм. При их производстве и процессе прессования не допускается использование посторонних материалов, таких как клей и пластмассы. Содержание золы в гранулах составляет, согласно стандарту, менее 1,5%.
Зола, образующаяся в процессе сгорания, может быть применена в качестве удобрения либо просто удаляться как мусор. Плотность засыпки гранул составляет 650 кг/м3. Это достаточно много для древесных материалов, и вследствие своей высокой энергетической плотности они требуют гораздо меньшего объема складов для хранения, чем древесные поленья или щепа. При сжигании древесных гранул процент выделения вредных веществ имеет рекордно низкий показатель, кроме того, затраты энергии на их производство составляют примерно 3 % от содержания энергии, что гораздо ниже затрат на получение природного газа или топочного мазута. Древесные гранулы могут использоваться для отопления как в сочетании с другими возобновляемыми источниками энергии, так и без них.
Технология производства
Древесные гранулы получаются в результате прессования под высоким давлением древесной стружки и древесной пыли и имеют теплотворную способность 4,9 кВт o ч/кг, что примерно соответствует половине литра топочного мазута.
Само по себе производство гранул не является открытием XX века. Эта технология использовалась еще в XIX веке для превращения в компактную форму органических и неорганических материалов, а также для улучшения их обработки. Однако гранулирование древесины для получения древесных гранул с целью их последующего использования в отопительных устройствах начало широко использоваться сравнительно недавно.
Поскольку древесные гранулы являются горючим материалом, производство которого регулируется посредством стандарта, это облегчает их использование и позволяет осуществлять автоматизацию отопительных систем. Наличие стандартов упрощает их транспортировку и использование. Так, гранулы могут поставляться упакованными или в сыпучем виде и перевозиться так же, как и топочный мазут, посредством автоцистерн, и так же загружаться в хранилище.
Неупакованные материалы поставляются в автоцистернах, обычно используемых для перевозки сыпучих материалов, и предназначаются, главным образом, для использования в устройствах центрального отопления. Их стоимость составляется из стоимости самого топлива, транспортных расходов, общих затрат на загрузку и налога с оборота.
Древесные гранулы в упаковках (так называемых Big-Bags) поставляются в устанавливаемых на поддонах мешках емкостью 15 или 25 кг. Такая форма поставки древесных гранул является особенно удобной для загрузки каминных печей для отопления коттеджей.
Как хранить гранулированное топливо
Древесные гранулы держат в специальных хранилищах, например в цистерне или в бункерах для сыпучих материалов, а также в мешках или врытых в землю емкостях. В случае складирования неупакованных гранул необходимо обратить внимание на то, что хранилище требуется защитить от влажности и от выброса пыли.
Какова должна быть конструкция хранилища, показано на рисунке 1. Для загрузки гранул методом вздувания, для отсасывания пыли и для выравнивания давления требуется наличие двух выводов. Используемые для этой цели металлические трубы должны быть гладкими внутри и иметь диаметр 80 или 100 мм. Диаметр линии для отсасывания — 100 мм. В качестве соединительных муфт используются либо муфты TW-80, либо пожарные муфты (система Storz, размер А).
В случае использования муфт TW-80 профильная деталь должна монтироваться на сооружении. Кроме того, они должны быть доступны в любой момент и без использования вспомогательных средств.
В качестве средства защиты от атмосферных осадков на муфте предусмотрена крышка. Вся заполняющая система должна быть максимально короткой. При проектировании ее следует избегать изгибов под углом 90 . В том случае, если расстояние между отверстием для всасывания гранул и противоположной стенкой составляет менее четырех метров, на этой стенке должен устанавливаться ударно-отражательный мат, изготавливаемый из резины, во избежание крошения гранул. В идеале следует согласовать конструкцию хранилища с поставщиками древесных гранул
Для организации хранилища в зданиях, ранее отапливавшихся при помощи топочного мазута, чаще всего оказывается достаточно уже имеющейся цистерны. Если же предполагается строительство нового здания с отоплением на древесных гранулах, то в зависимости от используемой тепловой мощности необходима емкость склада примерно 0,9 м3 на киловатт. Полы хранилища должны располагаться под углом примерно 45° по отношению к шнеку для разгрузки хранилища, тогда емкость будет легко опустошаться.
В качестве альтернативы может быть использован склад для сыпучих материалов, врытая в землю цистерна или специально изготовленные стальные цистерны. Пожарные инструкции предписывают использование специального хранилища лишь в случае складирования большого объема топлива (более 15 т).
Отопительная техника
Древесные гранулы обычно используются для сжигания в домашних каминных печах и отопительных устройствах. Это печи с открытым пламенем, которые устанавливаются внутри помещения и отдают тепло за счет теплового излучения или вследствие конвекции. Именно этот тип теплового излучения считается наиболее комфортным для человека.
Каминные печи содержат отделенную от камеры сгорания небольшую специальную емкость с запасом гранул, из которой гранулы автоматически подаются в камеру сгорания. В ней гранулы сгорают за смотровым стеклом. Продолжительность горения может быть от 24 до 100 часов. Этот запас может пополняться вручную даже в процессе горения. Подача гранул из буферной емкости в камеру сгорания осуществляется полностью автоматически при помощи шнека. При этом мощность нагревания может устанавливаться вручную или регулироваться при помощи термостата (диапазон мощностей от 2 до 10 кВт или от 3 до 15 кВт).
Некоторые изготовители предлагают также печи с дистанционным управлением. Соотношение сжигаемого воздуха, количество гранул и рабочей температуры контролируется при помощи устройств с электронно-цифровым управлением. Благодаря этому удается наладить процесс сгорания с ничтожным выбросом вредных веществ и с очень высоким коэффициентом полезного действия.
Каминные печи с водяным отоплением содержат, в противоположность устройствам с воздушным отоплением, резервуар для воды, к которому может быть подключен контур горячего водоснабжения. В результате каминные печи превращаются в устройства центрального отопления. В большинстве систем резервуар для воды имеет такой размер, чтобы от 60 до 80% тепловой мощности поступало в отопительный контур, а остальная мощность в виде теплового излучения и конвекционного тепла — непосредственно в нагреваемое помещение. Летом печь использоваться не может, поэтому предлагается комбинировать ее с тепловой солнечной установкой, предназначенной для нагрева питьевой воды. Однако такого рода нагревательная система (каминная печь с водяным контуром) может быть использована только для обеспечения теплом объектов с малой потребностью в тепле, например зданий с небольшим количеством этажей.
Альтернативой данным устройствам являются полностью автоматические нагреватели на древесных гранулах. В отопительный котел древесные гранулы поступают в автоматическом режиме из хранилища или из цистерны при помощи транспортного шнека или пневматического разгрузочного устройства. Хранилище должно иметь такие размеры, чтобы оно, аналогично цистернам, предназначенным для хранения топочного мазута, могло заполняться только один раз в год. Поставка древесных гранул осуществляется при помощи автомобильных цистерн, предназначенных для перевозки древесных гранул.
Подача древесных гранул посредством пневматического разгрузочного устройства имеет дополнительные преимущества. Так, например, хранилище может быть удалено от нагревательного котла на расстояние до 20 м и не обязательно должно находиться на одном уровне с нагреваемым помещением. А это дает возможность хранить древесные гранулы, например, в цистерне, зарытой в землю.
Нагревательные устройства, работающие на древесных гранулах, регулируются в полностью автоматическом режиме. Зажигание древесных гранул осуществляется при помощи электричества. Целесообразно использование комбинации из котла, работающего на древесных гранулах, и накопителя теплой воды. Кроме того, в состав нагревательной системы может быть включена нагревательная солнечная установка. На рынке имеются различные комбинированные решения: котлы, ра6отающие на поленьях, в которых могут сжигаться также и древесные гранулы, и щепа.
Единственный недостаток этих отопительных систем — необходимость периодического удаления золы и регулярной очистки нагревательных поверхностей. Очистка может осуществляться в автоматическом режиме, хотя для этого и придется пойти на некоторое увеличение капиталовложений.
Рекомендации по хранению и использованию древесных гранул cc
.gif) .gif)
|
Хранилище для древесных гранул Хранилище должно иметь такую емкость, чтобы в него мог быть помещен запас топлива до 1,2 — 1,5-кратной годовой потребности
Качество гранул Необходимо обращать внимание на качество древесных гранул (низкое содержание коры, отсутствие трещин, доля мелкого вещества — менее 1 %)
Отопительная система Следует включать в состав отопительной системы емкость для теплой воды (позволяет сократить количество запусков нагревательного элемента и время работы в режиме с частичной нагрузкой)
Дымовая труба В большинстве случаев рекомендуется использование конструкции дымовой трубы, нечувствительной к влажности (например, с использованием глазурирования).
Размеры должны соответствовать европейскому стандарту DIN 4705
Стоимость топлива
До настоящего времени стоимость древесных гранул в Германии была относительно стабильной. Сейчас (по состоянию: на октябрь 2003 года) стоимость древесных гранул с бесплатной доставкой на дом составляет примерно 180 евро за тонну. По цене это примерно соответствует 4 евроцентам за киловатт/час. Древесные гранулы, упакованные в мешки, в настоящее время поставляются по цене 250 евро за тонну.
В Германии и Австрии на сегодняшний день имеется уже достаточно много производителей древесных гранул (порядка 200 фирм), и продукция их имеет высокий спрос на рынке. В настоящее время в масштабе всей страны используются примерно 10 крупных установок, работающих на древесных гранулах. Это «первое поколение» предприятий, использующих древесные гранулы, — главным образом, сельскохозяйственные сушильные установки и производители кормовых смесей, которые таким образом обеспечивают дополнительную загрузку своей техники. Несколько установок, работающих на древесных гранулах, в настоящее время находятся на этапах проектирования и строительства и будут установлены на деревообрабатывающих предприятиях. Изготовители предполагают в ближайшие годы увеличение общего сбыта древесных гранул и отопительных устройств, работающих на гранулах, поэтому этот энергоноситель можно в буквальном смысле считать «топливом будущего».
