Все жители нашей планеты существуют, в конечном счёте, за счёт энергии солнца, которая накапливается растениями в виде биомассы. Благодаря ней энергетическая потребность человечества может быть удовлетворена многократно.
Содержание энергии в 1 литре дизельного топлива и в 2,4 кг соломы одинаковое. Один рулон диаметром 1,8 м и весом 330 кг заменяет минимум 140 литров дизельного топлива или 140 м3 природного газа.
Если заготовка дров – это достаточно трудоемкий и дорогостоящий процесс, то для уборки возделываемых культур разработаны специальные технологии. Одним из конечных продуктов уборки являются рулоны соломы, которые можно легко механизировано транспортировать и хранить даже под открытым небом.
По большому счёту энергоиспользование соломы связано с рулонами, поэтому фирма HERLT строит котлы на соломе, позволяющие сжигать рулоны целиком.
Газогенераторные отопительные котлы на основе сжигания цельных рулонов HERLT всегда растапливаются дровами. При необходимости можно высушить внешний слой рулона.
Соломы зерновых в сельском хозяйстве, как правило, всегда в избыточном количестве. Пригодна солома любых зерновых культур. Пшеничная солома отличается особенно равномерным сгоранием, но от неё почти не отстают рожь, тритикале, ячмень и овёс. Содержание энергии практически определяется только массой сухого вещества. Сильно спрессованные, тяжёлые, жёсткие, хорошо сохраняющие форму рулоны лучше всего пригодны для хранения и сжигания.
Мы советуем рассматривать солому в первую очередь как горючее. Настоящий «энергетический заряд» возникает из-за содержания в соломе зерна, которое запрессовывается вместе с соломой в рулон. Но тут нужно учитывать, что в такой биомассе в составе белка содержится больше азота, который потом в виде монооксида азота входит в состав выхлопа.
Существенный резерв составляет солома таких культур, как рапс, лен, кукуруза.
Влажность является очень важным критерием качества. Влажность соломы должна быть не выше 20%. Во избежание деформации, рулоны должны быть плотно спрессованными. Хорошо подходят рулоны, упакованные в пленку. В качестве топлива подходит солома, непригодная для других целей: пораженная грибками, плесенью. Вместо рулонов соломы можно использовать связки дров. Длина дров около 1 метра. Дрова связываются проволокой или стальной лентой.
|
Серебрянная
медаль международной ярмарки открытий, Женева 2001 г.
|
Отверстие
для
загрузки рулона
|
|
Камера
заполнения и
газогенерации
|
Вентилятор
|
Вихревая
камера
сгорания газа
|
Теплообменник
|
|
Вихревая камера
дожигания газа
|
Вентилятор
|
Керамическая
облицовка
|
|
Исполнение
Котел на соломе состоит из двух главных монтажных групп: газогенератора с вихревой камерой сгорания и теплообменника. У котлов с топливной мощностью более 100 кВт, т.е. начиная с HSV145, теплообменник снабжён дополнительной вихревой камерой дожигания газа и пылевым фильтром для горячего газа.
Теплообменник может быть предложен как паровой котёл низкого давления до 10 атмосфер рабочего давления. Нагретый до температуры 1000 °С горячий газ из камеры сгорания может быть использован в некоторых случаях для непосредственного отопления, например сушилки.
Для самого маленького котла на соломе серии HERLT пригодны рулоны диаметром максимум до 130 см. Для больших котлов используются как рулоны диаметром до 180 см, так и большие квадратные тюки 120 х 80 см. Если их длина не будет превышать 145 см, тогда можно захватывать сразу 2 тюка (один над другим).
Для больших котлов (особенно HSV 400) предлагается автоматическая установка загрузки рулонов, которая захватывает до 25 рулонов и может обслуживать несколько стоящих рядом котлов.
Котлы всегда нужно устанавливать так, чтобы загрузочная сторона оставалась свободной, а дымовые газы при открытии двери камеры заполнения и газообразования могли свободно улетучиваться, не представляя опасности воспламенения. Возможна инсталляция установки и в контейнере.
Розжиг
Как правило, котел на соломе растапливается колотыми дровами. Если рулоны слегка влажные, то дров кладут немного больше. Годятся также и древесная кора, и большие брикеты.
Только тогда, когда благодаря древесине камера сгорания достигает рабочей температуры, закладывается соломенный рулон (тюк).
После 3 часов рулон превращается в жар. Когда наступает время подкладывать следующий рулон, подается сигнал с пульта управления котлом. Электронный датчик в кармане даст Вам об этом знать. Если следующий тюк не закладывается, управление включает программу «выгорания».
Технология сгорания
Каждый знает, как быстро вспыхивает сухой соломенный рулон, если его положить на древесный огонь. Жар превращает солому в газ. Но вскоре вокруг рулона образуется слой золы, который все больше затрудняет доступ воздуха и замедляет процесс горения. В действие вступает вентилятор камеры заполнения и газообразования, который всасывает горячий воздух и прокачивает его по каналам на стороны рулона. Зола обдувается, кислород вновь поступает к рулону. С обеих сторон рулон пронизывают пустоты, встречающиеся друг с другом. В результате этого рулон оседает. Процесс повторяется, и в итоге рулон превращается в тлеющую массу, излучающую тепло.
Камера заполнения и газогенерации имеет изоляционную керамическую обшивку для того, чтобы сохранялась необходимая для процесса газообразования температура. Вихревая камера сгорания газа керамическая, изолированная снаружи высокопрочным огнеупорным изоляционным материалом. Вентилятор обеспечивает равномерную и в нужных количествах подачу соломенного газа, который там циркулирует. К нему примешивается предварительно нагретый (вторичный) воздух, и пламя приобретает небесно-голубой цвет, керамические же части нагреваются докрасна.
Желтый цвет на внутренней стороне керамических частей возникает из-за каталитических реакций с веществами керамической облицовки.
Желтый цвет на внутренней стороне керамических частей возникает из-за каталитических реакций с веществами керамической облицовки.
Солома содержит до 5% золы, что почти в 10 раз больше, чем у древесины. У котлов HERLT большая часть золы остается в камере заполнения и газогенерации, и только небольшая часть, проходя через вихревую камеру сгорания газа, попадает в «циклонную» камеру теплообменника, на керамической обшивке стен которого происходит охлаждение газа до 600 %. Начиная с этой температуры, расплавленная зола снова затвердевает. Часть ее удаляется ещё в вихревой камере сгорания газа, остальные зольные частицы следуют вместе с потоком газа в теплообменные трубы, не образуя там налипаний (накипи). Фильтры для котлов HERLT не требуются.
Превосходные показатели исходящих (дымовых) газов
Газы в топливных установках, возникающие в результате тления биомассы, всегда содержат трудно сгораемые частицы, которые при недостаточном окислении могут приводить к запаху гари. Негативный опыт старых отопительных установок привёл к тому, что требования к выхлопам соломенных котлов в Германии очень ужесточились.
Котлы на соломенных рулонах мощностью до 100 кВт должны не выходить за рамки предельных значений 1. ФПЗЭ (Федеральное Предписание Защиты от Эмиссий), также как и древесные котлы мощностью до 1000 кВт. В тоже время предельные значения для соломенных котлов свыше 100 кВт ещё строже — 4. ФПЗЭ.
Благодаря использованию новых технологий газообразования и сжигания котлы фирмы HERLT не только соблюдать эти нормы, но и частично снижают предельные значения.
Котлы до 100 кВт, отвечающие не таким строгим требованиям, без проблем принимаются сразу после сборки.
Вовремя посоветуйтесь со специалистами относительно высоты труб и месторасположения.
С установками по сжиганию рулонов мы вместе боремся за чистоту нашей планеты.
Небо должно оставаться всегда таким же голубым и ясным!
Установки по сжиганию рулонов сертифицированы Службой техосмотра Гессена на соответствие немецким предписаниям и европейским директивам по выхлопам, давлению, электромагнитным эмиссиям и общей производственной безопасности. Ведутся наблюдения и за текущим изготовлением.
Сводная таблица котлов на основе сжигания соломенных рулонов серии HSV
|
Котлы по сжиганию целых соломенных рулонов HERLT серии HSV
|
85
|
89
|
145
|
200
|
400
|
800-
1300
|
|
Номинальная тепловая мощность
|
кВт
|
85
|
89
|
145
|
200
|
400
|
800
|
|
Диапазон мощностей
|
кВт
|
70-90
|
85-99
|
125-165
|
170-230
|
360-440
|
700-1300
|
|
Номинальная топливная мощность
|
кВт
|
95
|
99
|
160
|
230
|
460
|
800
|
|
Допустимое (избыточное) давление
|
атм
|
3
|
3
|
3
|
3
|
3
|
3
|
|
Допустимая рабочая температура
|
°С
|
95
|
95
|
95
|
95
|
95
|
95
|
|
Диаметр загрузочного отверстия
|
м
|
1,4
|
2,1
|
2,1
|
2,2
|
2,2
|
2,2
|
|
Диаметр рулонов
|
м
|
1,25
|
1,8
|
1,8
|
1,8
|
1,8
|
1,8
|
|
Длина рулонов
|
м
|
1,2
|
1,2
|
1,2
|
1,2
|
1,2
|
1,2
|
|
Объём загрузочной камеры
|
л
|
2700
|
4000
|
4000
|
5800
|
6500
|
6500
|
|
Рекомендуемый размер теплоаккумулятора
|
л
|
6000
|
8000
|
15000
|
20000
|
35000
|
от 70000
|
|
Масса нетто,
|
кг
|
7200
|
9100
|
10800
|
10800
|
13200
|
19000
|
|
Потребность в тяге
|
н/м2
|
21
|
25
|
28
|
28
|
32
|
32
|
|
Рекомендуемая высота дымовой трубы
|
м
|
7,5
|
8,5
|
10
|
11
|
12
|
12
|
|
Общая длина
|
А
|
мм
|
4000
|
4650
|
4650
|
6580
|
6880
|
7400
|
|
Общая ширина
|
B
|
мм
|
2000
|
2300
|
2300
|
2750
|
2900
|
2900
|
|
Общая высота
|
C
|
мм
|
3300
|
3800
|
3800
|
4000
|
4150
|
4362
|
|
Диаметр выхлопного патрубка
|
D
|
мм
|
250
|
300
|
300
|
350
|
500
|
500
|
Отопительные котлы на соломе HERLT - продукция высокого качества. Изготавливаются из лучших материалов. Изготовление происходит полностью в Германии. Гарантийный срок составляет до 6-ти лет согласно гарантийным обязательствам.
Степень эффективности (КПД)
Каждая установка после ввода в эксплуатацию и «пускового времени» устанавливается с оптимальным режимом. Температура выхлопных газов в очищенном состоянии, как правило, ниже 200°С. Излучаемые потери (теплопотери) больших котлов составляют около 2,5%. Отсюда следует, что степень эффективности (КПД) котла составляет не менее 86 %.
Работы по очистке
Солома содержит относительно много золы, около 5 % массы сухого вещества. Поэтому соломенные котлы должны чиститься чаще, чем древесные. Зола из камеры заполнения и газогенерации через обе двери, расположенные по бокам камеры сгорания, сталкивается в подставленные внизу тележки. У HSV 89 при диаметре рулонов 1,8 м это нужно производить после сжигания 5-6 рулонов, у котлов свыше HSV200 - реже. Дальше чистка вихревой камеры сгорания производится скребком. Циклонный фильтр (сепаратор пыли), теплообменные трубы и поверхности нужно чистить щеткой. Для этого необходим пылесос.
Куда девать золу
Соломенная зола содержит много почвенных минералов, поэтому ее надо вернуть обратно в почву, на поля. Так как зола часто содержит камни и мягкие спекшиеся частицы, рекомендуется золу предварительно просеивать.
Приблизительная продолжительность горения различных рулонов
|
Диаметр
рулона
(м)
|
Вес
рулона
(кг)
|
Продолжительность горения в часах
|
|
HSV 85
|
HSV 89
|
HSV 200
|
HSV 400
|
HSV 800-1300
|
|
1,2
|
146
|
6,5
|
6,2
|
2,9
|
-
|
-
|
|
1,2
|
220
|
10
|
9,7
|
4,1
|
-
|
-
|
|
1,6
|
200
|
-
|
11,8
|
5,2
|
2,4
|
1,2
|
|
1,6
|
390
|
-
|
17,7
|
7,8
|
3,9
|
1,9
|
|
1,8
|
330
|
-
|
15
|
6,6
|
3,3
|
1,6
|
|
1,8
|
490
|
-
|
22
|
9,9
|
4,9
|
2,4
|
Возможности использования
Тепло из соломенных котлов потому дёшево, что солому не нужно специально для этих целей выращивать, она имеется в больших количествах, уборка и транспортировка полностью механизирована. Так как соломенные котлы серии HERLT технически сложны и поэтому дороги, они становятся рентабельными при потреблением тепла, соответствующего минимум 15000 л дизельного топлива в год. Чем больше потребность в тепле, тем выше рентабельность соломенных котлов.
Соломенные котлы особенно подходят для отопления птицефабрик и свиноферм посредством водяной отопительной сети. Дешёвое тепло позволяет улучшить вентиляцию зданий. Теплицы нуждаются в ещё большем количестве тепла, что обеспечивает существенное снижение затрат. Обычно уже имеющиеся установки на основе дизельного топлива или газа сохраняются на случай больших нагрузок.
Потребителями тепла также могут быть фирмы, гостиницы, школы, больницы, жилые посёлки, рыбхозы, сушилки для древесины и зерна и т.д.
Фирма HERLT поставляет также парогенераторы мощностью до 2,5 т/ч. Парогенераторы на соломе могут параллельно использоваться к уже имеющимся установкам и взять на себя основную нагрузку по производству пара на молокозаводах, комбинатах по производству бумаги и картона, химических предприятиях и т.д.
Одним из направлений использования газогенераторных систем на основе сжигания рулонов из соломы является получение горячего воздуха для сушки зерна.
Летом 2005 года в сельхозпредприятии Киреевского района Тульской области ЗАО «Заря» была смонтирована газогенераторная система HERLT HSV 800, производящая горячий воздух для сушки зерна в зерносушилке А1-ДСП50 Карловского машзавода.
За период сушки зерна только в 2005 году в объеме 7,0 тысяч тонн без использования дизельного топлива затраты были снижены не менее чем на 30 тысяч евро.
Летом 2006 года в Республике Беларусь в Минской области на 1-ой Минской птицефабрике была смонтирована установка HERLT HSV 1300, которая использовалась в комплексе с зерносушилкой М-819 польского производства.
Установка системы HERLT HSV 1300 позволила отказаться от использования традиционного вида топлива - природного газа.
Пример расчета затрат на топливо при сушке зерна.
Опыт использования на примере газогенераторных отопительных систем для получения горячего воздуха HERLT HSV 800, 1300
Газогенераторные отопительные системы HERLT HSV 800, 1300 предназначены для получения горячего воздуха, который подается в зерносушилку для сушки зерна продовольственного и фуражного назначения, а также масличных и других культур. Возможна настройка для сушки семенного материала. Также возможно использование этой системы для сушки древесины, для обжига кирпича. Топливом служат рулоны соломы зерновых культур, рапса и т.д. диаметром до 1,8 м, длиной до 1,2 м.
Основные технические данные и характеристики
|
Параметры
|
Тип генератора
|
|
HSV 800
|
HSV 1300
|
|
Номинальная тепловая мощность
|
800 кВт
|
1300 кВт
|
|
Диапазон мощностей
|
600 ÷1000 кВт
|
700 ÷1700 кВт
|
|
Для сушилок с пропускной способностью
|
до 10 пл. т/ч
|
10- 25 пл. т/ч
|
|
Диапазон регулирования температуры агента сушки, °С
|
от 50 до120
|
от 50 до130
|
|
Производительность по агенту сушки, м3/ч
|
до 100000
|
до 100000
|
|
Напряжение питания, В
|
380
|
380
|
|
Потребляемая мощность, кВт
|
2,0
|
|
Объем камеры заполнения, литр
|
6500
|
|
Диаметр рулонов
|
до 1,8 м включительно
|
|
Длина рулонов
|
до 1,2 м включительно
|
|
Вес рулонов соломы
|
до 600 кг
|
|
Время сгорания одного рулона
|
около 1 часа
|
|
Рекомендуемая периодичность чистки золы
|
после сжигания 20 рулонов
|
|
Количество образуемой золы
|
в среднем 4,5% массы сгоревшей соломы
|
|
Рекомендуемый режим работы
|
непрерывный с технологическими перерывами
|
|
Вес установки, тонн
|
19
|
24
|
|
Габаритные размеры установки в собранном виде:
|
|
|
|
длина, мм
|
6880
|
8500
|
|
ширина, мм
|
2450
|
2650
|
|
высота, мм
|
4362
|
4400
|
Описание системы HERLT HSV 800.
Газогенераторная отопительная система HERLT HSV 800 включает следующие монтажные группы:
1. генератор горячего газа, состоящий из:
- камеры заполнения и газогенерации,
- вихревой камеры сгорания газа;
2. вихревая камера дожигания газа;
3. газоотводящий канал;
4. водно-воздушный теплообменник.
Система полностью охлаждается водой и изготовлена с проверкой на рабочее давление до 3 атмосфер. За газогенератором горячего газа (1) располагается вихревая камера дожигания (2), в которой горячий газ интенсивно дожигается. К этой части, которая также охлаждается водой и имеет внутри керамическую облицовку, присоединяется газоотводящий канал (3), который подводит горячие газы с температурой около 950°С в камеру для смешивания газов зерносушилки (5).
Водно-воздушный теплообменник (4) устанавливается в проем стены камеры смешивания газов зерносушилки (5) и передает тепло из охлаждающей воды во входящий воздух. Свежий, холодный воздух для сушки подводится через проем размером 80 х 80 см в камере смешивания газов зерносушилки. В проеме монтируется клапан, регулируемый с помощью электромотора. Благодаря этому клапану посредством изменения количества входящего свежего воздуха устанавливается требуемая температура для сушки зерна.
Система должна быть защищена от влияния погодных условий. Рекомендуется установить над системой конструкцию из гофрированного металла.
Подборка фотографий по установке HERLT HSV 800
Описание системы HERLT HSV 1300
Газогенераторная отопительная система HERLT HSV 1300 включает следующие монтажные группы:
- генератор горячего газа, состоящий из:
- камеры заполнения и газогенерации,
- вихревой камеры сгорания газа;
- вихревая камера дожигания газа;
- камера смешивания газов, включая водно-воздушный теплообменник.
Система полностью охлаждается водой и изготовлена с проверкой на рабочее давление до 3 атмосфер. В зависимости от типа зерносушилки и качества площадки, монтаж установок осуществляется в течение 3-5 дней.
Подборка фотографий по установке HERLT HSV 1300
Примеры использования газогенераторной отопительной системы на соломенных рулонах:
