Котельная на опилках и древесных отходах. Котел на опилках и древесных отходах

Разработка особых котлов, где в качестве топлива применяются отходы древесины (например, щепа), была спровоцирована необходимостью их вывоза на захоронение. Такие процессы делают деревопереработку существенно дороже. Выходом из ситуации стало сжигание древесного мусора и использование выделяющейся тепловой энергии для различных целей.

На сегодняшний день котлы для сжигания древесного мусора чаще всего используют в сфере:

• Жилищного отопления. Обычно это непосредственно сам котел. Для условий частного жилья этого вполне хватает.
• Промышленности. Здесь на основе котла собирается особая мощная ячейка, укомплектованная дополнительными приспособлениями (электронное управление, золоуловитель, шнеки для подачи отходов в топку, дымососы).

По принципу сжигания древесины котлы на древесных отходах и щепе различаются на:

• Неподвижные колосники. Поделен на 2 секции. В прямой его части топливо сжигается, а в наклонной досушивается. Самый распространенный метод.
• Механические решетки. Предусматривает сложную управляемую систему чередующихся неподвижных и подвижных колосников (реже цепные). Позволяет использование кускового топлива с высоким процентом влажности, досушивая и сортируя его по фракциям в процессе подачи к топке.
• Псевдоожиженный слой. Измельченная древесина подается на инертный слой (песок), обдуваемый воздухом. Постепенный вынос песка воздушным потоком вызывает необходимость его постоянно добавлять.
• Факельное горение. Система требует измельчение древесины до мелких фракций (щепа, опилки). Тип топки вихревой.

Рассмотрим различия и по принципу нагрева:

• Воздухогрейные

Система воздухозаборников расположена непосредственно рядом с топкой, работая по принципу конвектора. Основным источником нагрева выступает тепло, выделяемое при сгорании древесины. Данные модели требуют ручной загрузки сырья и его низкой влажности (максимум 20%). Подходит для нерегулярного отопления, где отдача тепла начинается уже через пару минут после розжига топлива.

Воздухогрейные котлы часто применяются в сушильных камерах, в том числе для сушки древесины на лесоперерабатывающих предприятиях и лесопилках, на которых отходы древесины всегда в избытке.

• Водогрейные котлы

Здесь используется 2 типа камер. В одной происходит сгорание древесины, а в другой пиролизный дожиг нагретых газов. Это существенно повышает эффективность, что позволяет котлу не только выступать в роли обогревателя, но и дополнительно нагревать воду (находится в особом котле). Система дымоходов с большим количеством колен также повышает теплоотдачу.

Топливо может подаваться не только вручную, но и автоматически (непрерывно). В этом случае требуется обустройство дополнительного бункера для древесных отходов. Также такие системы требуют дополнительного оснащения котла обдувом решеток (особенно если колосников несколько). Если в котле присутствует система авторозжига на основе плазменной дуги, то требуется наличие особых датчиков, контролирующих произошло ли возгорание. Если пламени и нагрева нет, то они дают сигнал на повторное срабатывание дуги. Водогрейные котлы на древесных отходах, оснащенные электронными пультами автоматизации, датчиками и непрерывной подачей горючего требуют дополнительного запитывания от электрической сети (расход до 300 Вт за час). Позволяют работать с более сырым топливом с влажностью до 40%.

Производители и цены

Большинство импортных котлов таких фирм как Hargassner, Viessmann, Heiztechnik имеют довольно высокую цену. Это связано с использованием большого количества электроники и сложных систем топок. Качество конечно на высоте, но стоит ли переплачивать за дополнительные функции зависит от того, нужны ли они вам.

Котлы на отходах — собирательный неформализованный термин, объединяющий котлы, печи и котлоагрегаты — утилизаторы разной конструкции, тепловой мощности, эффективности, целевого назначения и популярности, которые обеспечивают сжигание отходов различного происхождения с использованием полученного при сжигании тепла вместо дорогостоящего и небезопасного для экологии захоронения на специальных полигонах. К наиболее часто используемым в развитых странах мира котлам на отходах относят:

• мусоросжигательные котлоагрегаты, печи и котлы на отходах производственных предприятий и котлоагрегаты/печи/котлы на отходах жизнедеятельности людей — как правило, твердых бытовых отходах;
• печи и котлы на отходах деревообрабатывающей промышленности — дровяные котлы, котлы на щепе и пеллетах (специально спрессованных гранулах предварительно измельченных отходов деревообрабатывающих предприятий);
• котлы на отходах продуктов нефтеперерабатывающей промышленности (котлы и воздухонагреватели на отработанных маслах — моторных, индустриальных, турбинных, гидравлических, трансмиссионных) и маслах животного/растительного происхождения.

К основным характеристикам любого котла на отходах относят:

• коэффициент полезного действия, который колеблется от 30-40% у мусоросжигательных котлов до 80-90% у котлов на пеллетах (конденсационного типа) и котлов на отработке;
• удельную стоимость получения 1 кВт/кДж/ккал тепла при сжигании единицы объема/массы отходов;

Важно: Удельная стоимость получения 1 кВт/кДж/ккал тепла определяется не только теплотворной способностью отходов и коэффициентом полезного действия котла на отходах, но и:

стоимостью дополнительной энергии, используемой для сжигания отходов — топлива (газа, мазута, отработки), используемого в горелках розжига и стабилизации мусоросжигательных котлов, электроэнергии компрессоров/вентиляторов, обеспечивающих подачу первичного и вторичного воздуха в камеру сгорания, электроэнергии толкателей камерных и электродвигателей вращающихся подов мусоросжигательных котлов, электроэнергии шнековых механизмов загрузки и очистки колосников пеллетных котлов, электроэнергии и топлива систем многоступенчатой очистки отходящих газов мусоросжигательных котлоагрегатов и т. д. ;

стоимостью доставки и подготовки к сжиганию отходов;

стоимостью работ по очистке камеры сгорания и дымогарных каналов, а также стоимостью мероприятий по утилизации образованных после сгорания шлаков;

начальной стоимостью котла на отходах, величиной и периодичностью амортизационных отчислений;

стоимостью автоматики и/или работ обслуживающего персонала и т. д. и т. п.

стоимость печи/котлоагрегата/котла на отходах и смежного оборудования/конструкций/устройств/мероприятий, обеспечивающих полный цикл сжигания отходов с утилизацией шлаков и очисткой сгоревших газов от примесей до ПДК, установленных международным и/или действующим национальным законодательством.

Мусоросжигательные котлы на отходах.

Мусоросжигательные котлоагрегаты, реже котлы на отходах в России используются на мусоросжигательных заводах, иногда — в крупных централизованных котельных. Типовые мусоросжигательные котлы на отходах — камерные, обычно с толкателями, обеспечивающими подачу/перемешивание отходов и очистку колосникового пода от шлаков, или выполнены по типу карусельных печей с вращающимся подом. Для розжига и стабилизации горения в котлах на отходов используются газомазутные, мазутные горелки или горелки на отработанных маслах, более полное сгорание обеспечивается принудительной подачей воздуха в топочную камеру (с окна загрузки, с пода и боков), а также температурным зонированием (во вращающихся печах/котлах на отходах) с обеспечением в зонах температуры не ниже 1200 градусов Цельсия для дожигания сажи с абсорбированными в ней бенз(а)пиреном и диоксинами и температуры 1500-1600 градусов Цельсия, при которой происходит максимально возможно полное разложение/окисление диоксинов, фуранов и канцерогенных веществ.

Как правило, после печи/котла на отходах в технологическую цепочку интегрируют реакторы/скрубберы для очистки отходящих газов от твердых включений, органических и неорганических кислот, диоксида азота, сернистых соединений, а также электрические фильтры конечной очистки сгоревших газов от мелкодисперсных частиц шлаков и мелких зольных включений.

Формализованные еще в СССР нормы определяют возможность расположения мусоросжигательных котлов на отходах не ближе, чем на расстоянии 300 м от жилых домов, причем печи/котлоагрегаты/котлы на отходах должны быть оборудованы эффективной системой очистки сгоревших газов до установленных ПДК по NH3, HF, HCl, NOx, SO2, СО2, СО, диоксинам и фуранам, саже и т. д.

Основные проблемы мусоросжигательных котлов на отходах в России:

теплотворная способность российских твердых бытовых отходов 900-1300 ккал/кг в то время, как отходы в странах ЕС, США, Канаде за счет большего содержания упаковочных горючих материалов и меньшего содержания пищевых отходов (не более 15-20% в сравнении с 35-40% в России) имеют теплотворную способность 2200-2600 ккал/кг. Небольшая теплотворная способность российских отходов определяет низкий уровень температур в топочной камере (на уровне 800-1000 градусов), неполное сгорание отходов, большое количество шлаков (30-40% от объема/массы загрузки) и высокую токсичность отходящих газов, что обуславливает необходимость использования целых комплексов по доочистке газов перед их выбросом в атмосферу и утилизации шлаков на специально выделенных для этих целей полигонах;

отсутствие в России предварительной сортировки отходов по местам их сбора, как это практикуется в ЕС, США и др. странах, обуславливает практическую невозможность определения ориентировочного состава отходов, их теплотворной способности, коррекции процесса горения, а также наличие в шлаках черных и цветных металлов, которые целесообразно отделять от шлака перед его утилизацией;

мусоросжигательные котлы на отходах — масштабные крупногабаритные агрегаты, дорогие по стартовым инвестициям и затратам во время эксплуатации, а их установка на предприятиях, мусоросжигательных заводах или в котельных требует получения большого числа разрешений в соответствующих инстанциях;

Котлы на отходах деревообрабатывающей промышленности на текущий момент признаны ЕС перспективными теплогенераторами, ориентированными на использование, как в локальных системах отопления, так и котельных тепловых сетей (тепловая мощность современных котлов на отходах деревообрабатывающей промышленности варьируется от 2-3 кВт до 200 и более кВт). Если абстрагироваться от типовых твердотопливных котлов, неэффективных, с ручной загрузкой топлива и очисткой камеры сгорания, пока реализуемых рядом производителей на рынке теплового оборудования России, то следует признать, что за последние 2-3 десятка лет котлы на отходах деревообрабатывающей промышленности (дровах, щепе, пеллетах) прошли очередной этап эволюции и сегодня характеризуются комфортом в эксплуатации и эффективностью по сжиганию древесных отходов.

Рис. Типовые твердотопливные котлы.

Котлы на отходах производителей Германии, Финляндии, Швеции имеют КПД на уровне от 80 до 96% (в котлах конденсационного типа), оборудованы системами автоматической загрузки топлива, очистки камеры сгорания, контроля и управления процессом горения и отвода сгоревших газов (см. ролики ниже).

Видео работы автоматизированного котла на дровах Buderus AG, входящей в дивизион Bosch Thermotechnik производственно-коммерческой группы Bosch-Gruppe .

Ваш браузер не поддерживает наш видео плеер.

Видео работы автоматизированного котла напеллетахBuderus AG.

Основные сложности обустройства отопления с котлами на дровах/пеллетах в России:

теплота сгорания дров хвойных пород древесины 7.5 — 8 МДж/кг, пеллет — 6 МДж/кг, отработанных масел — 34 — 35 МДж/л, дизельного топлива — 33.5 — 34 МДж/л, т. е. для получения одной мощности тепловой энергии необходимо сжигание 1 литра отработки/дизельного топлива, 5.5 кг пеллет или 5 кг дров хвойных или твердых пород древесины. При стоимости килограмма дров/пеллет от 6 руб, стоимости литра отработки 6.5 руб. и литра дизельного топлива 29 руб. в московском регионе при равном КПД котла это определит стоимость 1 кВт.ч энергии3.07 — 3.03 Руб./кВт.ч для котлов на дизельном топливе, 0.68 — 0.66 Руб./кВт.ч для котлов на отработке, 2.85 — 2.68 Руб./кВт.ч для котлов на дровах и 3.39 — 4.05 Руб./кВт.ч для котлов на пеллетах;

теплотворная способность древесных отходов сильно зависит от влажности сжигаемого топлива и потому для хранения резервного запаса дров/пеллет необходимо оборудовать специальное сухое помещение, желательно с контролем и коррекцией относительной влажности воздуха, причем помещение должно быть расположено в непосредственной близости с котельной и иметь значительный объем, достаточный для обеспечения бесперебойной работы котла на отходах в период эксплуатации;

стоимость автоматизированных котлов на отходах — дровах и пеллетах, а тем более эффективных конденсационного типа очень высока, а безотказность работы автоматики определяется, как качеством изготовленных узлов и механизмом, так и качеством поставляемой электроэнергии;

типично для России увеличение числа производителей пеллет практически не влияет на их потребительскую стоимость, которая неуклонно повышается в течение последних пяти лет.

Котлы на отходах — отработанных маслах.

Котлы на отработанных маслах пока считаются одними из наиболее экономичных теплогенераторов по стартовым инвестициям и эксплуатационным затратам, причем даже в России стоимость отработки остается относительно стабильной, что обусловлено значительными затратами на утилизацию отработки предприятий-поставщиков и небольшим спросом в сравнении с текущим предложением на рынке. К основным достоинствам воздухонагревателей и котлов на отработке относят:

• высокую теплотворную способность отработки, сравнимую с теплотворной способностью дизельного топлива;
• простоту автоматизации, контроля и управления котельным оборудованием и системой отопления в целом, в том числе удаленно через Интернет, сети сотовой связи 4G, 3G, EDGE с ПК, Netbook, AppleMacBook, Notebook, смартфона, коммуникатора, iPad, iPhone и iPodTouch (см. );
• сравнительно небольшую стоимость современных котлов на отработке и малые эксплуатационные затраты на топливо, обслуживание и амортизацию оборудования;
• доступность отработки на топливном рынке на текущий момент и в перспективе с учетом факта, что ежегодное накопление отработанных масел только в Москве составляет более 250 тыс. весовых тонн и эта величина постоянно увеличивается.

Компания «БиКомс Холдинг» является официальным дистрибьютором ведущего американского производителя отопительного оборудования на отработанном масле EconoHeat — OMNI США, авторизованным дилером компании «EnergyLogic» (США) и предлагает своим соотечественникам — юридическим и физическим лицам эффективные и экономичные воздухонагреватели и котлы на отработке. Специалисты «БиКомс Холдинг» помогут подобрать воздухонагреватель или котел на отработке необходимой мощности, при необходимости спроектируют эффективную систему отопления, окажут полную информационно-консультативную помощь при установке и эксплуатации, выполнят гарантийное и постгарантийное (по договору) обслуживание котельного оборудования.

В связи с постоянным повышением цен на энергоресурсы многие потребители ищут способ сэкономить на источниках тепла для своих .

Доступным и недорогим сырьем для обогрева помещения служат – обычные древесные опилки.

Одна проблема: для обогрева с помощью опилок в доме нужно установить специальный отопительный котел, который способен этот вид топлива продуктивно переработать.

Рассмотрим характеристики нескольких различных отопительных котлов.

Котлы Liepsnele

Среди продуктов этой марки различают те, что работают:

• на дровах и древесных отходах. Различают следующие наименования по мощности: L10, L20, L40 – от 10 до 40 киловатт;
• как на древесных отходах, так и на торфе, угле и . Маркировка U- обозначает универсальные. L7U, L10U, L20U, L40U, мощность – 10–40 кВт.

Длительность горения «Липснеле» – 22–26 часов при условии закладывания в топку опила или другого древесного мусора мелкого размера. При сгорании происходит практически 100% переработка продуктов сгорания, что отвечает экологическим требованиям.

Помимо этого, способность «Липснеле» перерабатывать в тепловую энергию древесные отходы снимает вопросы утилизации отходов деревообрабатывающих предприятий.

Высокая продолжительность горения обуславливается техническими особенностями строения котла: тепловое воздействие на сырье осуществляется не снизу, как это обычно принято, а сверху, что позволяет продлить процесс до максимума.

Фирма-производитель – Liepsnele.

Рассмотрим характеристики на примере L10U:

Следует учесть, что допустимая влажность употребляемого сырья – 15–30 %. При более высокой влажности отопительная печь не сможет выделить достаточно тепла для обогрева дома. Цена на модель L-10U будет колебаться от 60 до 66 тысяч рублей.

Котел Unica Sensor мощностью 10-60 киловатт

Производитель – компания «ООО Moderator», Польша.

«Модератор» приспособлен для сжигания с целью обогрева помещения щепок, коры, опилок, другого мелкого древесного мусора. Для отопления может применяться и уголь, но нельзя использовать картон, отходы из пластика или пластмассы.

Помимо отопительной, в «Модераторе» подразумевается и функция качественного подогрева воды.

Как и «Липснеле», «Модератор» работает в системе верхнего сгорания, что обеспечивает .

Главное условие хорошего обогрева помещения: влажность используемого для обогрева сырья не должна превышать 30%. К тому же чрезмерно влажное топливо понижает коэффициент полезного действия и уменьшает срок эксплуатации котла.

Технические характеристики «Модератора уника сенсор» мощностью 10 кВт:

Стоимость «Модератора» мощностью 10 кВт от 54 до 60 тысяч рублей.

Шахтный котел длительного горения «Яик» марки кс-ш-25

Производитель – ОАО «Новосергиевский механический завод».

«Яик» – простой в обслуживании и неприхотливый котел, отапливающий помещение путем сжигания сыпучих материалов: щепок, опилок, стружки, подсолнечной шелухи.

Отличительной чертой «Яика» является наличие камеры для дожига образующихся при горении газов, из-за чего время горения одной партии топлива увеличивается. Управляется котел микропроцессорным регулятором, что максимально оптимизирует процесс горения.

Технические характеристики:

Цена «Яика» от 90 до 94 тысяч рублей.