Светлобор Пре-сушилка

Сжигание влажной щепы и опилок высокой влажности от 30% и до 70% актуальная задача, не решаемая в рамках стандартного подхода. Стандартное решение – увеличить зону подсушки топлива на длинной колосниковой решетке (предтопок) котла. Раскаленные газы выходящие из основной топки, проходя в верхней части предтопка под сводом, за счет лучистой энергии сушат топливо.

Некоторые отечественные производители котлов утверждают – что сжигают щепу влажностью в 65%. В нашем понимании, это возможно только в котлах большой мощности более 1000 кВт. Имеет место фактор масштаба, отношение наружной поверхности топки (пропорциональное квадрату длины)  к объему топки (пропорциональное кубу) становится более благоприятным. Кроме того, КПД у таких котлов вообще не рассматривается в качестве важного фактора, главное чтобы котел горел.

Фирма Светлобор имеет опыт сжигания влажной щепы непосредственно в котле. Опыт негативный.

Два года назад мы, подражая лучшим австрийским котлам, изготовили и поставили водогрейный котел по классической схеме: адиабатная керамическая топка, колосниковая решетка с переталкивающими колосниками и отдельный вертикальный теплообменник с дымогарными трубами (на нашем сайте БИО-240). Интересен практический опыт запуска котла. Котел запускается на сухой щепе или пеллетах, при повышении температуры топки до 700-800°C, стенки котла начинают розоветь.  Переходим на щепу влажностью 50% — котел устойчиво работает. При кратковременной (более 5 минут) подаче щепы, влажностью более 50%, в котле исчезают языки пламени, начинается тление и появляется парение. При снижении влажности щепы, в рабочее состояние котел самостоятельно не переходит. Нужно начинать все с начала. КПД котла получился за 92%.

Все ниже изложенное — выводы на основе двухлетней эксплуатации очень хорошего котла, выполненного по классической схеме.

Сжигание влажной щепы (более 25-30%) непосредственно в котле – это тупиковый путь. Такое же  мнение (в последние два-три года) озвучивают производители котлов на щепе из Австрии. Есть публикации в отечественной прессе, можно зайти на их сайты.

Два примера неэффективности сжигания влажной щепы непосредственно в котле. Первый — площадь предтопка для выпаривания литра воды значительно меньше площади сушилки для того же количества выпариваемой воды. Но стоимость площади предтопка и функционально соответствующей площади примитивной сушилки будет в разы больше. Каждый квадратный сантиметр предтопка стоит значительно больше, равноценной площади по выпариванию воды в простой сушилки.

Второй пример.  Щепа влажностью 50%, т.е. сколько полезной древесины, столько же балласта – воды. Характерно, вода в данном случае в литературе называется балласт. Вода в котле выпаривается, водяные пары разогреваются до 1000°C в камере сгорания, затем охлаждаются в теплообменнике до 120°C и выбрасываются в атмосферу. Очевидно, на каждой стадии будут потери. Другой случай — щепа влажностью 25%. Тот же процесс, только количество воды, проходящей в виде балласта через котел и связанные с ней потери, в три раза  меньше.  Очевиден положительный эффект.

Наше предложение 2020 года по сжиганию щепы и опилок любой влажности. Комплекс, состоящий  из котла Светлобор Эко и Светлобор Пре-сушилка. Котел Светлобор Эко имеет керамическую камеру сгорания, керамический свод и систему очистки горелки и дымогарных труб. В результате котел эффективно (всегда) с КПД 92% сжигает щепу влажностью до 30%, начиная с мощности в 35 кВт и до 500 кВт.

В качестве устройства подготовки щепы предлагается ленточная пре-сушилка косвенного нагрева. Над горизонтальной лентой установлены водяные калориферы, питающиеся горячей водой от котла, под лентой имеются вытяжные центробежные вентиляторы. Горячий воздух от калориферов проходит через слой щепы на ленте и выбрасывается наружу.

Рис.1  Светлобор Пре-сушилка для котла Светлобор-Эко в 300кВт.

  1. Теплоизолированный каркас пре-сушилки;
  2. Водяной калорифер;
  3. Лента пре-сушилки;
  4. Всасывающий вентилятор;
  5. Двери инспекции.

 

Зачем такая сложность, если есть барабанные сушилки, обогреваемые напрямую дымовыми газами от тепло генераторов?  К тому же по заявлению производителей, тепло генераторы сжигают любое топливо, щепу любой влажности, опилки и солому и т.д. Конечно о КПД, рабочей силе для обслуживания тепло генераторов  скромно умалчивается.

Ответ:

  1. Производственная культура котельной, значительно выше цеха по производству пеллет. Это обогреваемое помещение, где недопустимы утечки дымовых газов, запыленность и периодические взрывы. Барабанные сушилки по этому критерию не проходят.
  2. Полная пожара безопасность ленточной сушилки косвенного нагрева. Воздух от водяных калориферов нагревается до 70°C, и ни при каких условиях щепа не загорится.  Использование дымовых газов (600°C) в барабанной сушилке в качестве теплоносителя, требует динамического контроля за влажностью щепы на входе и в процессе сушки. Таких надежных средств автоматизации не существует, поэтому регулярны возгорания и даже взрывы. В ленточной сушилке,  в принципе нет такого термина, как взрывобезопасные окна.
  3. Отсутствие циклонов и мощных вентиляторов. Поток воздуха идет сверху через материал и прижимает его к ленте. Отсутствует пылеобразование. Существенная экономия электроэнергии.
  4. Полная автоматизация процесса сушки. Невозможно пересушить щепу, она не загорится, ни при каких условиях. Лишнее количество выпаренной воды в сушилке, сэкономит гораздо больше энергии, в сравнении с выпариванием в котле.
  5. Универсальность комплекса по влажности топлива. При исходной влажности щепы в 30-35% в котел придет щепа в 5-10% (на уровне пеллет), при исходной влажности щепы в 60%, в котел придет топливо влажностью в 30%. Котел в обоих случаях штатно сожжет щепу с максимальным КПД. Разница будет только в том, что тепловой энергии, в виде горячей воды, выдаваемой внешнему пользователю, для котла Светлобор Эко в 300 кВт, в первом случае будет на 70 кВт больше. Произойдет само регуляция работы комплекса по влажности исходного топлива.

Предварительный тепловой баланс пре-сушилки для котла Светлобор Эко-300 в час, на входе 162 кг щепы влажностью 60%, на выходе 93 кг щепы с влажностью 30%. Потребляемая тепловая энергия 70 кВт, электроэнергия 3 кВт.

Габариты пре-сушилки для котла мощности 300 кВт составляют длина-ширина-высота 3500 — 2500 — 1700 мм, что сопоставимо с размерами котла. Стоимость пре-сушилки меньше разницы стоимости котла с переталкивающей колосниковой решеткой Био-300 и котла с самоочищающейся ретортной горелкой Эко-300.

Котел Светлобор Эко в комплексе с ленточной пре-сушилкой косвенного нагрева может эффективно сжигать щепу и опилки любой влажности, вплоть до 70%.

Рис.2  Комплекс для котла Светлобор Эко в 300 кВт и Светлобор Пре-сушилки.

  1. Рессорная мешалка;
  2. Пре-сушилка;
  3. Котел Светлобор-Эко 300 кВт.