20 апреля 2018

В предыдущем материале мы подробно описали процесс создания древесных гранул. Закономерно, что следующим шагом в этой цепочке должно стать оборудование, для которого эта продукция выпускается - котельные установки на биотопливе. Наши партнёры - специалисты компании «Ковровские котлы» - поделились своим опытом и рассказали о выборе такого оборудования - с учётом актуальных предложений на рынке.

Мощность и количество котлов

Отправной точкой при выборе любой котельной является определение мощности и её распределения по котлам. На первый взгляд, ничего сложного: посчитать по таблице, прикинуть свой объём отапливаемых помещений и/или добавить объём сушильных камер с коэффициентом и получить результат. Однако в этом деле есть несколько очень важных нюансов.
При выборе оборудования стоит заострить внимание на минимальной мощности автоматизированного твердотопливного котла. Как правило, она составляет от 30% (у современных моделей) до 70%(у самых старых котлов). Поэтому, если диапазон регулировки небольшой, потребитель может попасть в неприятную ситуацию: когда на улице потеплеет, снизить подачу тепла уже не получится. В связи с этим имеет смысл раздробить мощность на два котла: в таком варианте будет проще работать в демисезонные периоды со 100-процентным резервом в случае полной остановки. Таким образом удастся застраховаться от будущих поломок и простоя оборудования - особенно в зимний период. Правда, есть у такого решения и минусы. Два котла чаще всего выходят дороже, и занимают они больше места. К тому же обслуживать две машины затратнее, чем одну, ведь приходится работать с в два раза большим количеством двигателей, датчиков и прочих комплектующих, которые будут требовать необходимого сервиса. Поэтому выбор всегда за потребителем.

Типы исполнения котлов

Второе, на что стоит обратить внимание, это тип исполнения самого котла. Извечный вопрос: водотрубный или жаротрубный/дымогарный? Принципиальная разница двух схем теплопередачи заключается в конструкции теплообменной части, где продукты сгорания биомассы передают свою энергию теплоносителю (воде, например). Жаротрубно-дымогарное исполнение - это, по сути, бочка с водой, она пронизана трубами, внутри которых движется горячий поток газов от горения. Водотрубное исполнение - вариант «наоборот»: внутри трубки бежит вода, а снаружи её нагревает тепло.
Казалось бы, какая разница? На самом деле, большая. В результате сжигания древесины в дымовых газах остаются частицы сажи, которые при некорректной настройке тяги могут налипать на стенках этих труб. От этого никак не защититься. Эти отложения требуют механической чистки ёршиком (возможны бесконтактные решения). Чистить круглую трубу внутри в жаротрубном/дымогарном котле или ту же круглую трубу, к тому же навитую в совсем непрямые экраны, снаружи в водотрубном - это две разные вещи. Вариант «не чистить вообще» следует отбросить сразу, поскольку в таком случае через полгода, а то и раньше, теплопередача уменьшится в среднем на 60-70% и мощность котла упадёт минимум в разы.
Ещё один большой минус водотрубных котлов - ограничение минимальной скорости потока теплоносителя внутри трубочки, по которой бежит вода. Если она не обеспечена мощным насосом или электроснабжение вдруг прекратится (сломается насос, износится крыльчатка, забьётся фильтр и т. д.), то водотрубный котёл сразу же даст течь. Чтобы нагреть бочку с водой, в которой несколько «кубов» (в жаротрубном котле), и локально трубку, где воды всего несколько сот граммов, до критической температуры разрушения, потребуется разное время А это означает разное время на реагирование персонала.
Далее, нужно понимать, что водотрубная система менее металлоёмкая, а значит, она намного дешевле в производстве. Даже если сравнить сухую массу котлов, то разница будет отличаться в разы. Производство водотрубных котлов дешевле, нежели жаротрубных. Но при этом на насосы для водотрубных придётся неслабо потратиться. Они должны быть более производительны по протоку.

Очистка дымовых газов

Нюанс, на котором следует остановиться - это очистка дымовых газов. Тех самых, о которых шла речь выше, и в которых в любом случае в той или иной мере присутствует сажа. Некоторые котлостроители предлагают оборудование без циклона очистки и дымососа. Но это - путь в никуда. Сэкономить тут не получится, а работа котла в итоге будет неправильной, история может закончиться возгоранием. Часто можно услышать: «Меня не интересуют выбросы и чёрный дым из трубы!», «Кто тут ко мне придёт? Меня не видно, и на окраине я!» или «Я работаю в деревне!». Нет, так дело не пойдёт. Согласитесь, когда вокруг котельной снег становится чёрным, это первый звоночек навострить уши. Если собственник не беспокоится о природе, то его однозначно должна волновать опасность потерять производство во время пожара. Ведь одна такая чёрная частичка, зимой упавшая на снег, летом может долететь ещё недогоревшая.

Система автоматики

Следующий момент, требующий более углублённого внимания со стороны покупателя, это система автоматики. Производители могут писать «в автоматическом режиме…», но на деле всё оказывается не так, как себе это представляет заказчик. Всегда требуется уточнение, что именно понимается под термином «система автоматики». Что конкретно работает в автоматическом режиме, а что оператору придётся подкручивать на месте.
Стоит пояснить, что вопрос здесь заключается в правильной организации горения биотоплива, а точнее - в правильном смесеобразовании в топочном устройстве. Разберёмся, что это такое. Для правильного горения необходимо соблюдать точную пропорцию топлива и кислорода, чтобы достигнуть требуемой температуры теплоносителя, точно так же, как в двигателе автомобиля. Если кислорода будет слишком мало, будет происходить неполное сгорание, и из дымовой трубы пойдёт чёрный дым (углерод не до конца окислился). Опасность состоит в том, что этот процесс может закончиться теперь уже за пределами котельной, что приведёт к возгоранию. Если кислорода будет слишком много, будут образовываться вредные газы с названием NОx, и экологи не упустят такой шанс наказания владельца этого оборудования. Вот и получается, что печку сложить может каждый печник, а вот управлять процессом горения не всем по зубам.
Из опыта общения с владельцами котельных установок можно сделать вывод, что что многие под автоматизацией понимают механизацию подачи топлива, а кислород регулируют на глаз. Далеко не все знают, что такое газоанализатор и контроль кислорода, и, самое главное, чем грозит неправильная настройка.
Работа любого оборудования, в том числе котла на биотопливе, сопряжена со многими тонкостями, знания о которых приходят вместе с опытом работы с такими системами. Поэтому при выборе подобных агрегатов лучше всего прибегнуть к помощи специалистов.

В Гдове Псковской области завершается строительство биотопливной котельной. Она будет работать на торфе и заменит неэффективную городскую котельную № 3, которая отапливалась дровами.

22 июня объект посетили первый заместитель губернатора Псковской области Сергей Перников и заместители главы региона Сергей Федоров и Геннадий Безлобенко.
Инвестором проекта выступила торфодобывающая компания ООО «ЕРТ» (Псковский район) при поддержке администрации региона. Представитель компании-инвестора Игорь Шадловский рассказал, что строительные работы начались в ноябре 2009 года, все оборудование было приобретено у разработчиков из г. Владимир. В реализацию проекта вложено 25 млн рублей.
«Это будет первая котельная на торфе в Гдовском районе. Пока все остальные работают на дровах. Тестовый запуск котельной состоялся в начале июня, на полную мощность она заработает в предстоящий отопительный сезон. Котельная будет отапливать 14 многоэтажных домов», - рассказал Игорь Шадловский и добавил, что на сегодня завершаются работы по благоустройству прилегающей территории. Он также подчеркнул, что котельная полностью автоматизирована, управлять ею можно с мобильного телефона. Обслуживать объект будет один оператор, работу прежней обеспечивали 16 человек. Гарантийный срок службы оборудования составит 10 лет.
Сергей Перников поинтересовался необходимыми объемами торфа для начала отопительного сезона и возможно ли в работе котельной использовать альтернативные виды топлива. Инвестор сообщил, что потребуется от 2,5 до 4 тыс тонн торфяной крошки, а котлы могут работать и на щепе.
Первый заместитель губернатора по итогам визита подчеркнул, что в настоящее время в Псковской области многие котельные работают неэффективно, поскольку используют дорогостоящие уголь и мазут. В связи с этим администрацией региона разработана программа по переводу котельных на местные виды топлива. В настоящее время она находится на согласовании в Минэкономразвития РФ и Минрегионразвития РФ. Предварительно, на уровне специалистов, данная концепция уже получила одобрение, отметил Сергей Перников.
По его словам, одобрение концепции на федеральном уровне создаст условия для привлечения дополнительного финансирования из госбюджета. Сергей Перников напомнил, что в 2010 году на реализацию ряда мероприятий по реконструкции котельных в областном бюджете предусмотрено 100 млн рублей и часть из них уже освоена. Всего на местные виды топлива предполагается перевести 215 котельных.
«В настоящее время датско-российской компанией проводится аудит котельного хозяйства всего региона, через 2,5 месяца будут известны его результаты. На их основе планируется выработать мероприятия для реализации концепции», - подчеркнул Сергей Перников. Он также добавил, что Администрацией Псковской области рассматривается возможность запуска котельной на торфе в Плюсском районе.
«Мы будем смотреть, как эти котельные отработают предстоящий отопительный сезон. Полученный опыт поможет выстроить систему эффективного перевода котельных на местные виды топлива - торф и щепу. В связи с тем, что добываются они на территории региона, у нас появятся дополнительные возможности для развития экономики Псковской области, создания новых рабочих мест. И, наконец, это позволит решить самую главную задачу - эффективно использовать местное сырье и получать тепло по доступным ценам, которые будут не выше имеющихся сегодня, а по ряду районов мы получим снижение», - сказал Сергей Перников.

Повышенный спрос на отопительное оборудование, предназначенное для сжигания бурого угля, дров, торфа, а также отходов, выделяющих тепловую энергию, связан с постоянным повышением тарифов на электричество и газ. Из остатков деятельности сельского хозяйства и деревоперерабатывающих предприятий изготавливают брикеты и пеллеты.

Не все организации и владельцы частных домов могут позволить себе в нынешних условиях провести газ. Это связано с большими материальными затратами. Кроме того, много времени займёт получение разрешения, подготовка проекта и непосредственно сфамо подключение.

Потребители ищут альтернативные варианты, изучая возможность отапливать жилые и промышленные площади доступными материалами. Это может быть уголь, преимущества использования которого очевидны: он долго горит и выделяет большое количество теплоты. Но стоит обратить внимание на биотопливо.

Виды доступного биотоплива

Любой человек может заготовить на зиму материал, которым будет отапливать помещения:

• неделовые брёвна лесозаготовительных и деревообрабатывающих предприятий;
• различные древесные отходы: ветки, сучья, верхушки, снятая кора после машинной обработки стволов, заготовки, которые сочли за брак, доски с дефектами, остатки плотницких работ, горбыли;
• обломки стволов, которым не нашли применения, части упавших деревьев. А также корни, пни, поросль и кустарники, подлежащие обрезке и вырубке. Например, вблизи линий электропередач, связи, трубопроводов, вдоль автомагистралей;
• засохшие растения целиком или частично: стебли подсолнечника, камыша, ботва картофеля, солома;
• торфяные брикеты;
• пеллеты, изготовленные из прессованных древесных и растительных отходов.

Разные отопительные материалы отличаются энергоэффективностью. Чтобы определить, какой из них будет выделять больше теплоты, следует изучить их состав.

Сравним продуктивность

Любые материалы, которые относятся к биотопливу, имеют в своём составе:

• воду;
• смолу;
• горючее вещество.

Процентное соотношение компонентов обусловливает его свойства, способность выделять определённое количество теплоты. Этим материалы отличаются между собой. Содержание влаги может варьироваться в зависимости от способа хранения, обработки. Влажность в процентном соотношении может быть завышена, если биотопливо плохо поддаётся сушке. Это отразится на горючих свойствах материала.

Влажность стволов деревьев после срубки может составлять 60%. Для высушивания её выдерживают два, а то и три месяца под открытым небом. Если погода будет солнечная, без осадков, да ещё с небольшим ветром, то влажность лесозаготовок составит 40–45%. Искусственная сушка на производственных участках или складах позволяет добиться содержания влаги в пределах 15–20%. Если сравнивать торф с другими видами биотоплива (древесиной, растительными остатками), то можно отметить повышенное содержание золы и сернистых веществ, которые источают неприятный запах при горении.

Котлы, работающие на жидком топливе

Если сравнивать оборудование, работающее на дизельном топливе и твёрдом биотопливе, то можно отметить, что ассортимент обоих вариантов довольно широк. Найти поставщиков агрегатов любого вида не проблема для заинтересованного покупателя. К тому же на рынке представлены как российские, так и зарубежные производители. Котлы можно купить любой мощности, и таким образом отапливать большие площади. Если производительности одного котла недостаточно, можно обустроить котельную из нескольких одновременно работающих агрегатов.

Пользователи ставят вопрос о системе хранения и автоматизированной подаче топлива. Это давно перестало быть проблемой. Разработаны схемы передачи из бункеров, сберегающих как дизель, так и биотопливо в котлах, которые горят непрерывно. Процесс механизирован и автоматизирован, не требует частого контроля и постоянного присутствия оператора. Стоимость системы для подачи твёрдого биотоплива дороже, чем для котельных на газу или жидком топливе. Несложно определить, будет ли выгодно её устанавливать.

Расходы на эксплуатацию

Сравнивая энергоэффективность двух котельных одинаковой мощности, равной 2 МВт, одна из которых будет отапливаться дизелем, а вторая - твёрдым топливом, нужно рассчитать стоимость горючего:

1. Дизельный котёл потребляет 180 л/час, таким образом, расход за сезон составит 450 000 литров. Учитывая стоимость дизтоплива, расходы составят 13,5 млн рублей. Котёл потребляет ещё электроэнергию для работы горелки. Стоимость за 6 месяцев отопительного периода при цене 5 руб. за кВт/ч - 100 000 руб. Итоговая сумма: 13 600 000 руб.
2. Если в качестве топлива использовать щепу, то при потреблении около 4 м 3 /час за сезон расходы составят 3 850 000 руб.
3. Пеллеты и брикеты обойдутся дороже. Расход - 430 кг за час при цене 6 руб. за кг, отопление будет стоить 6 450 000 руб. за сезон. Нужно добавить расходы за электроэнергию, которая потребляется горелкой. Её мощность 15 кВт, поэтому придётся оплатить ещё 375 000 руб.

Можно посчитать, сколько нужно заплатить за газ при заданной потребляемой мощности. Расход газа котлом составляет 240 м 3 /час. Возьмём средний тариф топлива - 5 руб./м 3 . Тогда общая стоимость отопления за период 6 месяцев составит 300 000 руб.

Выводы делайте сами.

Затраты на капитальное строительство

Минимум в 5 миллионов рублей обойдётся газификация объекта - это официальные данные, которые включают стоимость разработки проекта и подключение. На деле всё выглядит иначе. Оплачивать приходится непредвиденные расходы, потраченная сумма обычно удваивается к моменту окончания работ. Можно привести пример, когда расчётная сумма по проекту газификации объекта (технические данные: котельная нагрузкой 1,5 МВт) в Московской области составила 82 млн рублей. Владелец отказался от реализации.

Стоимость оборудования для газовой и дизельной котельной приблизительно одинакова. Но следует учесть, что необходим бункер для хранения топлива. Его цена приблизительно 1 млн рублей.

Твердотопливные агрегаты, горелки и бункеры обойдутся значительно дороже двух предыдущих вариантов. Однако стоимость биотоплива быстро окупит все расходы. Поэтому на данный момент наиболее выгодно оборудовать котельную, работающую на данном материале. Следует отметить, что горение биотоплива самое экологичное, оно меньше загрязняет окружающую среду. В помещении не будет угольной пыли и посторонних запахов, которые обычно присутствуют при использовании дизтоплива.

Еще в 2014 году глава региона Алексей Острвоский одобрил инициативу ООО «Смоленская биоэнергетическая компания» – подразделения компании «Биоэнерго» – по модернизации системы централизованного теплоснабжения на территории Угранского района. Спустя год, были запущены 3 новые котельные в селах Всходы и Знаменка, а также в поселке Угра.

Ранее в перечисленных населенных пунктах отопление осуществлялось с помощью старых котельных с практически истекшим сроком эксплуатации. Новые котельные, для обслуживания которых достаточно одного оператора, удаленно контролирующего подачу тепла, работают на торфе и деревянной щепе.

В рамках рабочего визита в село Всходы губернатор ознакомился с ходом реализации проекта по модернизации системы центрального теплоснабжения.

Новая котельная в селе Всходы мощностью 0,75 Гкал/час отапливает библиотеку, среднюю школу и многоквартирный жилой дом. При этом, КПД новых котлов достигает 94 %, тогда как соответствующий показатель угольной котельной составлял всего 50%. Как сообщил директор «Смоленской биоэнергетической компании» Алексей Ефремов, щепа для котельной поставляется угранскими лесообрабатывающими предприятиями, в то время как торф доставляют из Владимирской области,

Глава региона поручил изучить возможность расширить использование местного сырья:

- В области есть крупные месторождения торфа хорошего качества. Елена Анатольевна (Соколова,начальник Департамента по строительству и ЖКХ), я поручаю руководителю профильного Департамента совместно с Вами изучить возможность добычи торфа на территории Смоленщины и его применения в качестве топлива для котельных. Это не только позволит создать новые рабочие места в регионе, но и, что немаловажно, будет способствовать снижению цены на топливо, которое не нужно будет доставлять из Владимирской области.

Сегодня в планах у ООО «Биоэнерго» – расширение и строительство новых котельных. В настоящее время в рамках концессионного соглашения завершается модернизация системы теплоснабжения в Угранском сельском поселении. На эти цели в начале нынешнего года Фондом содействия реформированию жилищно-коммунального хозяйства выделено свыше 51 млн рублей. Средства предназначены для строительства новой котельной, которая заменит две старые, выработавшие свой технический ресурс, а также для строительства и реконструкции сетей теплоснабжения протяженностью более трех километров. Кроме того, у компании есть планы по строительству котельных в Велижском и Демидовском районе. В свою очередь, Губернатор всецело одобрил данную инициативу, особо подчеркнув, что запуск котельных в этих муниципалитетах должен быть реализован в приоритетном порядке.

Генеральный директор ООО «Биоэнерго» Алексей Гарбузов также проинформировал главу региона об успехах компании. В частности, проект «Биоэнергетика в национальном парке «Смоленское Поозерье» получил высокую оценку на федеральном уровне:

- 14 ноября мы были признаны победителями конкурса «Чистая энергетика для развития территорий», организованного Русским географическим обществом. Награду компании вручил специальный представитель Президента России Владимира Владимировича Путина по вопросам природоохранной деятельности, экологии и транспорта Сергей Борисович Иванов.

В ходе посещения котельной начальник регионального департамента по строительству и жилищно-коммунальному хозяйству Елена Соколова заявила, что тепловые пункты, строящиеся ООО «Смоленская биоэнергетическая компания», в случае экономической целесообразности могут быть переведены и на газовое топливо.

- Я готов дополнительно обсудить с вами дальнейшее взаимодействие в данном направлении и совместно с моими подчиненными наметить программу работы на ближайшие годы. Елена Анатольевна (Соколова), прошу Вас инициировать организацию встречи, как только в этом возникнет необходимость, - отметил в завершение своего визита Алексей Островский, обращаясь к инвесторам.

В настоящее время более остро встает проблема поиска отличных от традиционных источников энергии. Запасы традиционных энергоносителей конечны и недешевы, поэтому предпочтение все чаще отдается возобновляемым источникам энергии. Человечество уже использует потенциал воды, ветра, Солнца, но также одним из возобновляемых источников топлива являются продукты жизнедеятельности самого человечества.

Специалисты Турбопар уже более 6-ти лет успешно занимаются проблемами утилизации отходов птицеводства, животноводства и в целом сельского хозяйства.

1. Виды биотоплива.

Под биотопливом понимается топливо, получаемое путем переработки побочных продуктов животного или растительного происхождения (биомассы). Это и древесина (щепа), и солома, и жмыхи, и лузга масличных культур, и продукты жизнедеятельности домашних животных и самого человека. И этот источник энергоресурсов будет существовать, пока будет существовать человек и наша планета.
Различные виды биотоплива имеют разный энергетический потенциал и, соответственно, требуют различного подхода к извлечению этого потенциала.

2. Методы использования биотоплива (подготовка к использованию в котельной для последующей подачи в котлы).

Существуют различные технологии по использованию биотоплива и приготовлению из него конечного продукта для подачи в топку котла. И подбор конкретной технологии к определенному виду биотоплива зависит от условий Заказчика. Ранее мы рассмотрели вопросы использование щепы , в данном разделе осветим вопросы утилизации других видов биотоплива, а также биоотходов.

В зависимости от влажности исходного топлива, его свойств и происхождения выделяют такие технологии как прямое сжигание, газификацию, либо получение биогаза. Так при влажности исходного топлива более 50%, как правило, целесообразнее использовать технологию получения биогаза, при влажности меньше 50% методы прямого сжигания топлива либо газификацию топлива.
Остановимся на общем описании каждого из указанных методов.

Метод с получением биогаза. Сущность данного метода заключается в следующем: биотопливо (биомасса) загружается в биореакторы, где происходит процесс брожения, в ходе которого метановые бактерии вырабатывают собственно первичный биогаз. Требования к данной технологии очень высоки, любое нарушение технологии либо температурных ре
жимов может привести к гибели бактерий, и соответственно к остановке биореактора, для его очистки.

Минусами данного метода являются как дополнительные затраты на увеличение влажности исходного биотоплива (в зависимости от времени года до 92-94%) и подогрев добавляемой воды (если технология применяется в регионах с холодными периодами года), так и довольно долгий срок приготовления непосредственно топлива – биогаза. Также надо учитывать, что при данной технологии общая масса исходного сырья уменьшается на 3-5%, т.е. как способ, в том числе и утилизации отходов, такая технология малоприменима (хотя продукт после брожения в некоторых случаях можно использовать как удобрение). Однако в то же время стоит отметить и такие несомненные плюсы данной технологии, как:
- высокая калорийность получаемого топлива (по характеристикам биогаз наиболее приближен к природному газу),
- использование полученного биогаза для различных нужд, в том числе для получения биотоплива для автомобилей,
- существенная экономия на процессе получения энергии, если влажность исходного топлива высока (от 65%).

Особняком в этой технологии стоит утилизация куриного помета кур-несушек, влажность которого может достигать 90 % и более. Это связанно в первую очередь с высоким содержанием азота в данном виде топлива, что приводит при применении данной технологии к образованию большого количества азотистой воды, которая требует дорогостоящих решений по утилизации.

Метод газификации. Метод основан на получение генераторного газа. Данная технология применяется при влажности топлива до 50% (даже если производители подобного оборудования и декларируют влажность выше, надо учесть, что они не обманывают, они просто говорят о влажности исходного топлива. В газификатор поступает брикет с максимальной влажностью 50%).
Данная технология требует брикетирования, в отличие от технологии, основанной на биогазе (при биогазовой технологии можно ограничиться участком приема топлива и смешения, после чего полученная первичная масса загружается в биореактор). Таким образом, в процессе появляются дополнительные электрические затраты на этот узел. Следует отметить также и требования по зольности исходного топлива, которая не должна превышать 40 % (максимально достижимое значение в ходе экспериментов на сегодняшний день 45% зольности). Связано это требование с тем, что эти технологии основаны на горении с ограниченной подачей воздуха. Топливо с высокой зольностью не будет иметь стабильного горения. Кроме того, потребуются значительные затраты для поддержания этого процесса. Также отметим, что получаемый газ имеет более низкие качественные характеристики в сравнении с биогазом (так калорийность и теплота сгорания генераторного газа может быть в 3-5 раз ниже биогаза). К тому же, если получившийся газ планируется подавать в ГПА, то требуется дополнительная система очистки газа от продуктов горения, а также камера охлаждения. Также следует учесть, что в настоящее время в основном эта технология развита на экспериментальном уровне, по крайней мере, на территории стран СНГ, и существуют сильные ограничения по возможному количеству перерабатываемой биомассы.

Данные технологии имеют и свои уникальные по сравнению с другими методами преимущества. Одно из основных достоинств данной технологии – она применима практически к любому виду топлива. При помощи данной технологии генераторный либо пиролизный газ можно получить не только из биомассы, но и из ТБО (твердо-бытовых отходов), продуктов нефтепереработки (пластмассы, полиэтилен и пр.). Данная технология наиболее стабильна и контролируема. Конечный продукт (генераторный газ) стабилен по составу. По капиталовложениям данный вариант сопоставим с методом прямого сжигания. Происходит значительная утилизация отходов, что тоже дает несомненный плюс данной технологии, также как и то, что продуктами горения при данной технологии являются (при утилизации именно биомассы) высококачественные удобрения. Заметим, что затрачиваемое время на получение конечного продукта в виде генераторного газа значительно ниже, чем при биогазовом методе (при биогазе время получения биогаза в зависимости от типа применяемого первоначального биотоплива может доходить до 12-14 дней), и зависит от мощности брикетера, времени на сушку и времени на газификацию. Напоследок отметим, что при данном методе также отсутствуют вредные выбросы в атмосферу.
Полученный генераторный газ подают в стандартные газовые котлы (паровые либо водогрейные), но с переработанными под генераторный газ горелками.

Метод прямого сжигания. Как понятно из названия, суть метода – прямое сжигание биотоплива. При данном методе ключевое значение имеет даже не котельное оборудование, а метод топливоподготовки, хотя существует связь между топливоподготовкой и планируемым способом сжигания (цепная решетка, вихрь, кипящий слой и т.д.).
Данная технология требует низкой влажности топлива (45% и ниже), также как и предыдущий метод чувствительна к зольности первичной биомассы. К тому же в зависимости от типа топлива может меняться и сам состав оборудования, причем радикально, как пример, от брикетеров до дробилок. Также не стоит забывать, что в классическом исполнении этой технологии при сжигании есть проблема выбросов дымовых газов, температурой порой до 250 0С, что естественно не способствует экологической обстановке вокруг комплекса мини-ТЭЦ. При этом система требует довольно дорогих систем фильтрации, чтобы уменьшить выбросы в атмосферу вредных веществ.
Данная технология является наиболее отработанной, хотя в современном мире с помощью этой технологии пытаются утилизировать все больше видов биотоплива. Технология востребована при переводе котельной в мини-ТЭЦ на местные виды топлива, что позволяет существенно уменьшить первоначальные капитальные вложения (надо понимать, что речь идет о твердотопливных котлах).
Может возникнуть вопрос, а какой же метод применим при влажности исходной биомассы 50-65%? И однозначный ответ не будет дан, так как это то пограничное значение, при котором все покажет экономический расчет и сравнение технологий.

Специалисты ТУРБОПАР выполняют:

1. Анализ существующего топлива.

2. Выбор наиболее эффективного сжигания топлива.

3. Эффект утилизации.
Что же дает использование биотоплива?
Конечно, самый главный эффект использования данного топлива заключен в существенной экономии денежных средств.
Но также немаловажным является тот момент, что в отличие от классических видов энергоресурсов (таких как уголь, газ, мазут), биотопливо возобновляемо. Данный вид топлива не исчерпаем. Рано или поздно человечество будет вынуждено получать энергию именно при помощи возобновляемых источников топлива.

Необходимо отметить, что биотопливом зачастую являются отходы, утилизация которых стоит достаточно дорого, да и что скрывать, данные отходы наносят вред окружающей среде. Таким образом, при использовании биотоплива, помимо экономии на электрической и тепловой энергии за счет собственной выработки, происходит существенная экономия на утилизации отходов, в том числе сельскохозяйственных, происходит экономия на площадях, ранее отводимых под хранение отходов перед их отправкой на утилизацию, поддержание экологии (экономия хотя бы на экологических штрафах).

Итак, подведём итог и выделим плюсы использования биотоплива:
1. Биотопливо возобновляемо.
2. Себестоимость биотоплива существенно ниже, нежели стоимость классического топлива.
3. Исходя из пункта 2 существенно ниже и стоимость получаемой тепловой и электрической энергий.
4. В качестве источников топлива можно рассматривать различные отходы, такие как солома, лузга масличных культур, отходы переработки сахара (жом, ботва), навоз/помет и многие другие отходы животного и растительного происхождения.
5. Конечным продуктом котельных и мини-ТЭЦ на биотопливе является не только тепловая и электрическая энергии. Очень часто отходы самих котельных и мини-ТЭЦ на биотопливе можно использовать в дальнейшем (удобрения, побочные продукты в виде химических соединений, строительная отрасль и т.д.).
6. Улучшение экологической обстановки.
7. Экономия, и очень часто существенная, на утилизации отходов, таких как навоз/помет, лузга масличных и т.д.

Описание котельной на биотопливе.

В данном разделе представлено описание нескольких котельных, учитывая способ приготовления конечного топлива.

Котельная на биогазе.

Как отмечалось выше, в основу положено приготовление биогаза с последующим его использованием.
Укрупненный состав оборудования такой котельной: площадка приема топлива, оборудование смешения биотоплива, биореакторы, система подачи топлива в биореакторы, системы очистки биогаза (если требуется). Далее в зависимости от целей котельной можно установить классический газовый котел (водогрейный либо паровой). При необходимости выработки электрической энергии в дополнение к тепловой возможна установка либо ГПА, либо газовой турбины, либо паровой турбины. После газовой турбины устанавливается котел-утилизатор.
Такую котельную можно поставить, в том числе и возле очистных сооружений , для утилизации иловых накоплений.

Котельная на генераторном газе.

Укрупненный состав такой котельной: площадка приема исходного топлива, оборудование смешения, оборудование сушки, брикетеры, газогенераторная установка. Полученный генераторный газ далее отправляется либо на котел газовый (водогрейный либо паровой) с адаптированными под этот газ горелками, либо на ГПА (в случае ГПА требуется система очистки генераторного газа). Реализованными на данный момент в странах СНГ являются проекты только на основе получения пиролиза при переработке древесной щепы.

Котельная с применением прямого сжигания.

Состав данной котельной может варьироваться в зависимости от вида биотоплива, планируемого к сжиганию.
Так, например, при утилизации лузги масличных культур укрупненный состав оборудования может состоять из: площадки приема биотоплива, транспортеров топлива, бункеров дозаторов топлива и самих котлов (водогрейных либо паровых). При необходимости смешения нескольких видов лузги либо добавления в лузгу других видов растительных отходов устанавливается оборудование смешения, сушки и брикетирования.
Далее приведен пример работы Турбопар, разработка предпроектного исследования утилизации куриного помета на Украине в 2010году.

Как выбиралась утилизация куриного помета. Краткое описание проекта.

Заказчиком была поставлена следующая задача: крупной птицефабрике требовалось утилизировать до 200 тонн подстилочного помета в день, с получением тепловой и электрической энергии. Работа мини-ТЭЦ круглосуточная и круглогодичная.
На территории стран СНГ подобных проектов нет. Наиболее узким местом в данном проекте является обработка исходной биомассы (подстилочного помета), поскольку ее влажность колеблется в зависимости от поры года. Сам по себе вид топлива, получаемый из данной биомассы, обладает средней теплотой сгорания и содержит много вредных веществ. Были рассмотрены различные варианты приготовления топлива для последующей подачи в котел – от прямой подачи в топку до пылевого метода сжигания (превращение исходного топлива в мелкодисперсную пыль, обладающую более высокими свойствами горения, с последующей подачей этого пылевидного топлива в специальные топки в котлах). В итоге предварительно был принят вариант следующего вида:
- устанавливается хранилище первичного топлива с запасом топлива на 7 дней беспрерывной работы ТЭЦ,
- после этого устанавливается оборудование смешения с другими видами биотоплива,
- оборудование сушки,
- измельчения до необходимых размеров частиц
- и подача в бункеры-дозаторы перед котлами.
Далее осуществляется подача из бункеров-дозаторов непосредственно в паровые котлы.
После котлов устанавливается одна или две паровые турбины конденсационного типа с регулируемыми оборами пара. Пар из отборов отправляется на собственные нужды котельной (на участок сушки топлива), и птицекомплекса.
Электрическая энергия используется на собственные нужды птицекомбината. Остатки неиспользованной электрической энергии передаются в общегосударственную электрическую сеть.
Также данная мини-ТЭЦ помимо электрической и тепловой энергий побочным продуктом будет давать высококачественное удобрение (зола - продукт горения биомассы), которое будет использоваться либо для собственных нужд, либо реализовываться на рынке удобрений (предусмотрен участок пакетирования удобрений).
Здесь намеренно не раскрывается способы утилизации дымовых газов мини-ТЭЦ и детального описания систем оборудования. Скажем только, что при реализации проекта предприятие вырабатывать в сутки около 144 МВт электрической энергии, столько же тепловой. Срок окупаемости данного проекта с учетом всех вложений составит три года. Выполняется архитектурная часть проекта Утилизация куриного помета.

паровые котлы, водогрейные котлы, проектирование очистных сооружений