Значительную часть растительного сырья составляет солома. Её используют для нужд животноводства, частично запахивают, особенно озимых зерновых культур, а остальную сжигают непосредственно после уборки урожая или в старых стогах. Это большие потери энергорезерва в государстве. Использование растительного сырья на энергетические нужды, позволит почти полностью устранить потери энергии традиционных источников на сушке зерна, отоплении тепличных комплексов, жилых посёлков и др.

Не так давно появись технологии, позволяющие создавать системы для получения энергии на базе сжигания соломы в Германии, Дании, России и др. странах.

В частности, в Германии фирмой HERLT производятся топливные системы мощностью от 85 до 400 кВт, основным элементом которых являются газообразующие топливные котлы на твердом топливе (соломенных тюках и рулонах) с целью получения горячего воздуха, горячей воды и пара. Отопительные системы на основе сжигания соломы используются для отопления домов, производственных помещений, ферм, теплиц, сушки зерна и т.д. [2].

Реальный опыт применения таких установок есть не только в Германии, но и в России.

Так, при содействии ООО "ИЦ-Тула" в одном из сельхозпредприятий Тульской области уже смонтирована газогенераторная система HERLT HSV 800. В настоящее время ведется работа по организации производства газогенераторных отопительных систем в России.

В Украине созданы зерносушильные комплексы, реализующие энергосберегающую и экологичную технологию сушки зерна [3]. Источником получения энергии в комплексах являются солома спрессованная в тюки. Комплексы предназначены для сушки различных зерновых, бобовых, масличных культур, семенного, продовольственного и фуражного назначения нагретым в теплогенераторе атмосферным воздухом за счет сжигания биомассы (соломы спрессованной в тюки круглой или прямоугольной формы).

Нагретый воздух, подаваемый вентилятором из теплогенераторов в зерносушилки, изолирован от топочных газов и не содержит канцерогенных веществ.

Технические характеристики зерносушилок и теплогенераторов входящих в состав комплексов, приведены в таблицах 4 и 5.

Таблица 4. Зерносушилки шахтные

Большое внимание в нашей стране уделяется вопросам энергосберегающим технологиям, в частности, энергосберегающей сушке зерна с переводом зерносушильного хозяйства на нетрадиционные возобновляемые виды топлива (солома, дрова, отходы животноводства, лесного хозяйства и др.).

В основном для этих целей используются воздухонагреватели ВНТ_100, ВНТ_300 завода "Мозырьсельмаш" агрегаты АТ-0,5; АТ-0,8; ТМТ-0,6 производства ОАО "Амкодор". Воздухонагреватели ВНТ-100, ВНТ-300 применяются в основном на напольных сушилках, АТ-0,5, АТ-0,8 на сушилках СЗК_8, СЗК-10. Проводились работы по переводу сушилок на дрова и в ОАО "Могилёвагрокомплект". На предприятии переоборудовались воздухонагреватели ВПТ-400, ВПТ-600, ТАУ-0,75, ТАУ-1,5 под использование дров в качестве топлива. В СПК "Могилевский ленок" Могилевского района переоборудована для работы на дровах барабанная сушилка КЗС-10, в СПК "Сухаревский" Могилевского района - сушилка М-819. Во многих хозяйствах области предпринимались попытки перевода сушилок М-819 для работы на дровах самостоятельно. Однако все эти работы не давали большого эффекта в связи с малой тепловой мощностью установок, трудностями регулирования температуры в сушилках, а также все возрастающей стоимостью дров.

В 2005 году в СПК "Осовец-агро" Любанского района, Минской области испытан газогенератор ГГ-С-2,3 работающий на соломе, который подтвердил работоспособность сушилки на этом виде топлива.

ОАО "Минскоблагросервис" разработало газогенераторы ГГ-С-1,2 и ГГ_С_2,3 тепловой мощностью 1200 и 2300 кВт, работающий на биотопливе - прессованной в рулоны или тюки соломе, дровах, отходах древесины и других растительных отходах (табл.8).

В 2006 году в ОАО "Могилёвагрокомплект" разработана конструкция, изготовлен и испытан опытный образец воздухонагревателя ВНС-1,5 (рис.1), работающий на соломе (табл.8).

Рис.1. Воздухонагреватель ВНС_1,5:

1 - топка; 2, 5 - воздуховоды; 3 - теплообменник; 4 - дымовая труба; 6 - дымосос; 7 - растяжка; 8 - вентилятор; 9, 10, 11 - термометры; 12 - воздуховод, соединяющий топку с теплообменником.

Воздухонагреватель ВНС-1,5 предназначен для сжигания местного твердого топлива (рулоны или тюки соломы) и подачи теплоносителя в сушилку для сушки зерновых культур, работает с теплообменником сушилки М 819.

Он состоит (рис.1) из топки 1, теплообменника 3, воздуховодов 12 для соединения топки с теплообменником 3, газоходов для соединения дымососа с теплообменником 5 и дымовой трубой 4, дымососа 6 и эстакады для загрузки рулонов, вентиляторов 8.

Топливом для воздухонагревателя служит солома, прессованная в рулоны: диаметр рулона до 1800 мм, длина рулона до 1450 мм, влажность не более 25%.

Топка воздухонагревателя ВНС-1,5 (рис.2) состоит из стального сборного корпуса 1, внутри которого расположены камеры горения 3 и 15, стенки 13 которых выложены из огнеупорного кирпича.

Между камерами горения 3, и 15 размещена разделительная перегородка 18 также из огнеупорного кирпича. Стенки 13 камер горения 3 и 15 снаружи покрыты теплоизоляционным материалом 8.

Рис.2. Топка воздухонагревателя:

1 - корпус; 2 - рычаг; 3, 15 - камеры горения; 4 - заборник атмосферного воздуха; 5 - люк; 6 - крышка люка; 7 - указатель уровня топлива; 8 - теплоизоляция; 9 - винт регулировочный; 10 - камера загрузочная; 11 - двери загрузочной камеры; 12 - шлюзовые затворы; 13 - стенка камеры; 14 - колосниковая решётка; 16 - камера зольниковая; 17 - опора; 18 - перегородка разделительная; 19,20 - топочная дверца; 21 - дверца зольниковая; 22 - труба горизонтальная; 23 - смотровое окно; 24 - термометр.

Камеры горения содержат составные колосниковые решетки 14, под которыми размещены зольниковые камеры 16 с зольниковыми дверцами 21.

Топка воздухообменника представляет собой стальной корпус, внутри которого расположены камеры горения, стенки которых выложены из огнеупорного кирпича, как и разделительная перегородка между ними. Между кирпичом и стальными стенками находится теплоизоляционный материал. В топку через две боковые двери осуществляется загрузка рулонов соломы. Для предотвращения выхода пламени за пределы топки в момент загрузки имеются шлюзовые затворы. Топочные двери имеют клапаны которыми регулируется количество подаваемого воздуха, а, следовательно, скорость и температура горения, чистка топки осуществляется через две зольниковые дверки. Наличие топлива контролируется через указатели его уровня. В верхней части топки установлены люки с крышками, выполняющими функцию взрывных клапанов.

В задней стенке топки из огнеупорного кирпича выполнены окна, через которые жаровые каналы камер горения соединены с общим жаровым каналом. Жаровые каналы снабжены дверцами для их обслуживания и для подачи холодного воздуха при необходимости быстрого снижения температуры дымовых газов. В общем жаровом канале имеется клапан, обеспечивающий также подачу холодного воздуха для регулирования температуры теплоносителя, выходящего из теплообменника.

В верхней части топки расположен воздуховод с крышкой, соединенный с теплообменником.

Таблица 8. Техническая характеристика воздухонагревателей

В передней стенке топки размещены горловины с шарнирно установленными в них шторками. Снаружи к горловинам прикреплены топочные дверцы 20 с перегородками, клапанами подачи и регулирования подачи воздуха, регулировочными винтами 9 и смотровыми глазками 23. По оси камер горения 3 и 15, непосредственно на основаниях зольниковых камер 16, установлены опоры из огнеупорного кирпича. Опоры возвышаются над колосниковыми решетками 14, составные части которых опираются на выступы стен и выступы опор. В боковых стенках топки выполнены прямоугольные проемы для загрузки рулонов топлива в камеры горения 3 и 15. К загрузочным проемам примыкают загрузочные камеры с загрузочными дверями 11. Дно в загрузочных камерах выполнено наклонно. Внутри загрузочных камер установлены вертикальные шлюзовые затворы 12 из жаростойкой стали, состоящие из нескольких шарнирно соединенных между собой пластин. Шлюзовые затворы 12 подвешены к перекрытиям загрузочных камер. В задней стенке воздухонагревателя, напротив топочных дверец, выполнены окна, через которые жаровые каналы камер горения 3 и 15 соединены с общим жаровым каналом. Жаровой канал снабжен устройством для подачи воздуха с клапаном. Со стороны топочных дверец 20 установлены горизонтальные трубы с соплами с возможностью поворота относительно их осей в опорах 17. Трубы соединены с вентиляторами и снабжены задвижками и рычагами для поворота труб.

энергосберегающая сушка зерна топливо

В верхней части топки над камерами горения расположен воздуховод 9, который соединен с воздуховодом, который соединен с теплообменником сушилки. Воздуховод снабжен заборником атмосферного воздуха 4. Заборник снабжен крышкой и рычагом для открывания и закрывания крышки.

Жаровые каналы снабжены дверцами для обслуживания каналов и для обеспечения возможности подачи холодного воздуха при необходимости снижения температуры дымовых газов, подаваемых в теплообменник.

В верхней части камеры горения 3 и 15 снабжены люками 5 и крышками 6, которые одновременно выполняют функцию взрывных клапанов. Для обеспечения возможности открывания и закрывания крышек с площадки обслуживания они снабжены рычагами 2.

Для визуального контроля за уровнем топлива в камерах горения топки она снабжена указателями уровня топлива 7.

Для возможности аварийной остановки топки она снабжена люками с крышками подачи воды. В теплообменнике (рис.3) установлены заслонки 1, 2 для регулировки подачи холодного воздуха в теплообменник. На жаровом канале, дымовой трубе, сушилке установлены термометры 9,10, 1 (рис.1) для контроля температуры.

Рис.3. Устройство для регулирования подачи воздуха:

1, 2 - заслонки.

В топку 1 при помощи погрузчика или с загрузочной эстакады поочередно закатываются в загрузочные камеры рулоны топлива и по наклонному дну под действием силы тяжести опускаются в камеры горения 3 и 15, отодвигая при этом шлюзовые затворы 12. После загрузки рулонов производится розжиг топки. Для этого открываются топочные дверцы 20 и зажигаются рулоны в камерах горения 3, 15.

Затем топочные дверцы закрываются, включается тяга и вентиляторы, дутье из сопел поворотных горизонтальных труб 22, осуществляет окончательный розжиг топлива. Регулируется подача воздуха при помощи винтов, клапанов подачи воздуха, выключается принудительное дутье и закрываются задвижки. Далее при помощи рычага 2 открывается крышка заборника 6 атмосферного воздуха. Атмосферный воздух, проходя через воздуховод 9, охлаждает стенки топки, подогревается и через воздуховод поступает в теплообменник 3 (рис.1) сушилки. При необходимости температуру подогрева воздуха в воздуховоде 9 можно регулировать за счет изменения положения крышки 6. Уровень топлива в камерах горения определяется визуально по указателю уровня топлива 7. Очередная загрузка рулонов топлива производится при опускании указателя до отметки на корпусе топки "минимальный уровень топлива".

При загрузке рулонов топлива в загрузочные камеры во время работы воздухонагревателя шлюзовые затворы 12 прилегают к цилиндрическим поверхностям рулонов, предотвращая попадание излишков воздуха в камеру горения и выброс пламени, и дыма из камер горения при открытых загрузочных дверях.

Прочистка колосниковых решеток производится периодически за счет принудительного дутья из сопел горизонтальных труб 22. При этом трубы поворачиваются за рычаги.

Выгрузка золы осуществляется через зольниковые дверцы 21.

При необходимости быстрого снижения температуры воздуха, подаваемого в сушилку, или в случае экстренной остановки воздухонагревателя следует полностью открыть дверцы жаровых каналов, полностью открыть крышку 6 заборника атмосферного воздуха и полностью прекратить подачу воздуха при помощи винтов клапанов подачи воздуха в камеру горения, открыть заслонки (рис.2 - 1,2).

При отключении электроэнергии открыть шибер на газоходе соединяющий теплообменник с дымовой трубой.

Горение рулонов топлива в топке происходит следующим образом. После загорания топлива топочные дверцы плотно закрываются. Устройствами подачи и регулирования подачи воздуха (клапанами и регулировочными винтами) устанавливаются необходимые потоки воздуха, которые могут регулироваться в процессе работы воздухонагревателя.

Из топки продукты горения через окна поступают в жаровые каналы, и общий жаровой канал. Окончательное дожигание продуктов горения происходит в камере горения теплообменника.

Отдав тепло, дымовые газы выбрасываются через газоходы, дымосос и дымовую трубу в атмосферу.

Теплопроизводительность топки регулируется изменением тяги дымососа, подачи в камеру горения воздуха с помощью воздуходувок, заслонок 1, 2 (рис.2), клапанов 6 (рис.3).

Теплообменник для ВНС-1,5 поставляется хозяйствам, в которых производится переоборудование сушилки М-819 для работы на соломе. В теплообменнике восстанавливаются топка, газоходы, корпус. Дополнительно на теплообменнике устанавливаются патрубки с фланцами для соединения с воздуховодом топки, с дымососом, регулируемые заслонки для изменения подачи холодного воздуха в теплообменник. Вентиляторы служат для подачи холодного воздуха в топку через горизонтальные трубы 22 возможностью поворота труб относительно их осей.

В воздухонагревателе имеется возможность регулирования температуры дымовых газов с помощью клапанов на топочных дверках 20, вентиляторов, клапана на жаровом канале и регулируемого дымососа и температуры нагретого воздуха на входе в сушилку с помощью заслонки верхнего воздуховода топки, регулируемых заслонок в передней и задней части теплообменника.

На воздухонагревателе установлены три термометра 9, 10, 11 (рис.1): для контроля температуры дымовых газов на входе в теплообменник, в дымовую трубу и нагретого воздуха на входе в сушилку.

За время эксплуатации опытного образца на зернотоке д. Лукоть в УКСП "совхоз "Первомайский" Дрибинского района на сушилке М-819 переработано 2075,7 тонн зерна (табл.9) со снятием влажности с 16…35% до 13…14%. Заготовлено семян озимой пшеницы 120 тонн. Израсходовано для сушки зерна 100 тонн соломы. Температура нагретого воздуха в сушилке регулируется в пределах 50…110°С, температура уходящих дымовых газов 100°С, температура в жаровом канале топки 300…600°С, тепловая мощность воздухонагревателя 1500 кВт.

Работа сушилки подтвердила М_819 на твёрдом топливе (соломе) подтвердила работоспособность воздухонагревателя ВНС-1,5, и это позволило сэкономить около 33 тонн дизельного топлива, необходимого для сушки семенного и фуражного зерна.

Расчеты специалистов хозяйства показали также, что в УКСП "совхоз "Первомайский" Дрибинского района ежегодно собирается около 500 тонн озимой соломы, которую можно использовать в качестве топлива для сушилки. Этого количества соломы достаточно, чтобы просушить около 10 тысяч тонн зерна.

Литература