Пелети чи дизель або скраплений газ (пропан-бутан)?

Питання вибору безпечного та економного теплогенератора для дообладнання зерносушарок є актуальним для багатьох вітчизняних аграріїв. На чому зупинитися — заводські газові/дизельні пальники чи все-таки шукати альтернативу?

Наразі у господарствах працюють теплогенератори, де в якості палива використовують дрова, тюки соломи, пелети, різні відходи сільськогосподарського виробництва, наприклад, лушпиння від насіння соняшнику, стрижні кукурудзяних качанів, тощо.

Для того, аби чіткіше зрозуміти, який саме вид палива вам найкраще підходить, слід визначити основні моменти під час роботи із кожним видом палива. Першочергово слід сказати, що процес сушіння, навіть для невеликої за продуктивністю зерносушарки, вимагає великої кількості палива, для того аби отримати бажану температуру агента сушіння — гарячого повітря. Тому в разі переходу на альтернативне паливо слід бути готовим до того, що потрібно буде залучати додаткових працівників, які будуть обслуговувати теплогенератор, додаткову техніку, наприклад, навантажувачі, виділяти спеціальні місця для складування палива тощо. Тобто, це додаткові витрати як грошових, так і людських ресурсів. Не слід забувати й про свого роду низьку керованість процесом спалювання дров чи тюків соломи, коли паливо завантажується у топку, і ми можемо лише опосередковано впливати на процес горіння. Тобто швидко увімкнути, вимкнути і автоматизувати роботу такого теплогенератора не вийде.

Своєю чергою, використання пелети в якості палива дає змогу повністю автоматизувати процес роботи теплогенератора, що робить теплогенератор на пелеті безпечним для зерносушарки та економічно ефективним у порівнянні із іншими “дешевими” видами палива. До того ж таке паливо, як пелети, є стабільним за якістю і при використанні спеціальних алгоритмів управління процесом спалювання дає змогу швидко вийти на оптимальні за витратою палива режими роботи. Тобто, за ефективної конструкції теплогенератора, спалювання пелет можна прирівняти до спалювання газу чи дизельного палива. Єдине, що потрібно зробити, це завантажити паливо до бункера.

Під час вибору теплогенератора не слід забувати й про ефективність спалювання альтернативного палива. Якісне спалювання палива — це не лише ефективне використання палива і, відповідно, зменшення витрат на сушіння зерна, а це ще й питання екології та забруднення навколишнього середовища. Адже багато зерносушарок встановлено безпосередньо у межах міста чи села. У той час, коли спалювання газу відбувається практично без диму і, відповідно, без предмету незадоволення мешканців, то вважається що спалювання твердого палива — це спалювання з димом. Але відбувається це лише у разі недосконалої конструкції самого теплогенератора. Адже спалювати тверде паливо без диму не тільки можна але і в край необхідно! Якщо сказати просто, то наявність чи хоча б натяк на дим під час спалювання твердого палива, насамперед свідчить про низьку ефективність теплогенератора та проблеми із його експлуатацією у майбутньому.

Під час сушіння зернових доволі важливим показником роботи теплогенератора є швидкість виходу на задані показники роботи і, за потреби, швидка його зупинка. Більшість теплогенераторів — це масивні інертні цегляні, металоємні чи бетонні конструкції, які для виходу у необхідний режим попередньо потрібно нагріти. Відповідно, ні про яку швидкість реагування обладнання говорити не можна. Швидко зупинити такий теплогенератор у разі нештатної ситуації також неможливо. Адже у топці постійно перебуває велика кількість палива, якому потрібно догоріти аби не вибухнути піролізними газами, а попелу і самому теплогенератору охолонути.

Під час виставки «Агровесна 2021» вітчизняна компанія Agro Warm Innovations вкотре представила теплогенератор власної розробки, який працює на деревних пелетах і, за словами розробників, з легкістю замінює газові чи дизельні пальники у зерносушарках різних конструкцій. Виготовленням обладнання для отримання теплової енергії компанія займається вже понад 15 років. Через високу зацікавленість клієнтів-аграріїв до продукції компанії п’ять років тому було сконструйовано та виготовлено теплогенератор для заміни дизельного пальника у мобільних зерносушарках. Результати роботи приємно вразили не лише керівників фермерських господарств, де наразі працюють теплогенератори, а і виробників “подібного” обладнання.

«Сушіння зерна є досить витратною, але невід’ємною частиною у вирощуванні сільськогосподарських культур. Залежно від року, а точніше погодних умов, які склалися на момент збирання, витрати на сушіння будуть різними: є роки, коли взагалі можна обійтися без додаткового досушування зерна і зерносушарка не запускається взагалі, є роки коли без зерносушарки не обійтися. На початкових етапах розробки та проєктування нашого теплогенератора, нами було виділено декілька основних напрямів, якими ми повинні рухатися. Першочергово ми розуміли — процес спалювання має бути на 100% автоматизованим, що дає безпечність, економічність, простоту експлуатації та відсутність обслуговуючого персоналу. Наступним моментом, який ми врахували у конструкції теплогенератора, є безінерційність роботи — можливість швидкої зміни робочої потужності пальника теплогенератора. Тобто процес горіння є швидко-керованим і нічим не відрізняється від спалювання газу чи дизельного палива але до 5 разів дешевшим», — говорить Володимир Кучерявий, керівник Agro Warm Innovations.

В основі роботи теплогенератора Heatgen 2500 покладено принцип низькотемпературного вихрового спалювання деревних пелет. «За рахунок піролізу в процесі роботи нашого унікального пальника, із пелети ми отримуємо висококалорійний піролізний газ, який і спалюється в теплогенераторі. Спочатку в основній камері горіння, а потім — у камері допалювання. Конструкція пальника побудована таким чином, що ми маємо можливість задавати режим роботи пальника у діапазоні потужності від 30 кВт до 3,5 МВт.

На відміну від конструкцій інших теплогенераторів, під час роботи факел полум’я, який ми отримуємо у основній камері, не торкається вогнетривкого бетону, з якого вона виготовлена. Тобто факел полум’я формується у центрі камери спалювання і, залежно, від бажаної потужності може збільшуватися за діаметром і висотою. Це технічне рішення дає змогу виходити на необхідні параметри роботи за 5–10 хв. Зміна потужності від мінімальної до максимальної займає лічені хвилини.», — говорить Володимир.

Процес роботи теплогенератора разом із зерносушаркою повністю автоматизований. Під час роботи оператору потрібно лише встановити бажану температуру сушіння та контролювати наявність палива у бункері (за допомогою датчиків рівня палива), що дає змогу одному операторові зерносушарки обслуговувати декілька зерносушарок із нашими теплогенераторами. Наприклад, в одному з підприємств працює сім (!) мобільних зерносушарок Zaffrani 310, які обслуговують два оператори зерносушарок, персонал лише для обслуговування теплогенераторів не потрібен взагалі. «Блок управління — це серце нашого теплогенератора. З його допомогою ми повністю синхронізували роботу зерносушарок та теплогенераторів. Наприклад, у разі використання порційних зерносушарок, коли у зерносушарці після сушіння здійснюється процес охолодження зерна, теплогенератор синхронно вимикається ніби звичайний газовий чи дизельний пальник. Тобто, сушарка автоматично зупиняє роботу теплогенератора і вже через три хвилини теплогенератор у режимі охолодження подає повітря із навколишнього середовища для охолодження зерна. Все швидко, просто та ефективно», — пояснює Володимир

Процес сушіння відбувається за допомогою агента тепла (гарячого повітря), що складається з 15% високотемпературних топочних газів і 85% чистого атмосферного повітря. За такого способу сушіння теоретично зерно може набратися запаху диму. Втім, за словами пана Володимира, з їхнім теплогенератором цей номер не проходить, адже весь процес горіння контролює і корегує комп’ютер. Основним сигналом для корегування процесу горіння є показники датчика вмісту угарного газу у топкових газах. Тобто схема роботи схожа на роботу сучасного автомобільного двигуна, де, залежно від показника лямбда зонду (датчика вимірювання наявності кисню у вихлопних газах), корегується кількість палива та чистого повітря до камери спалювання. Тому говорити про вміст СО у топкових газах теплогенератора не варто і сушіння такими газами є доволі ефективним і, найголовніше, безпечним.

У якості палива виробники рекомендують використовувати якісні пелети з деревини, що дає змогу досягати високих економічних показників у роботі. Наприклад, практичний досвід експлуатації теплогенераторів показує, що для “зняття” одного тонно-відсотка вологи із кукурудзи необхідно в середньому 1,3–1,5 кг пелет, що за ціни в 3,2 грн. за кілограм дорівнює близько 4–5 гривням.

«Є різні типи пелет. Але дешевше — не завжди вигідніше. Можна спалювати й інші види пелет, але слід розуміти, що у разі використання пелет, наприклад, із соломи, відбуватиметься швидке зашлакування обладнання і, відповідно, ефективність роботи пальника знижуватиметься. Так, за спалювання деревних пелет ми витрачаємо близько п’яти гривень на один тонно-відсоток. За рахунок недосконалих конструкцій пальникової частини в теплогенераторах інших виробників, «вартість» одного тонно-відсотка у разі використання пелет із соломи чи лушпиння соняшнику становить — від 9 до 15 грн. Тобто, з одного боку ми економимо, використовуючи дешевше паливо, а з другого, врешті-решт — втрачаємо. Слід додати можливий вихід із ладу обладнання та потребу в його додатковому очищенні. Взагалі не обґрунтована економія», — говорить Володимир.

Під час спалювання пелет утворюються високотемпературні гази в яких можливо присутня іскра. Для того, аби вона не потрапила до зерносушарки, теплогенератор має спеціальний відцентровий змішувач власної розробки з пропускною спроможністю до 130 тис. м³/год, який не лише змішує підігріте повітря з повітрям навколишнього середовища, а й уловлює ці дрібні частинки та осаджує їх у спеціальному бункері. Залежно від кількості спаленого палива, здійснюється періодичне очищення бункера. Орієнтовно, це відбувається один раз на десять днів, при цьому за спалювання 20 тонн пелет система вловлює всі дрібні частки. Орієнтовно це 5-6 кг дрібнодисперсного пилу. Інші продукти горіння у теплогенератора відсутні.

І наостанок — найцікавіше: економічне порівняння роботи зерносушарок за роботи з теплогенераторами на пелетах та на дизельному паливі (дані надано Agro Warm Innovations)

Наприклад, добова економія на паливі при переході із дизелю на пелети мобільної зерносушарки Zaffrani 310 продуктивністю 130 т/добу (сушіння кукурудзи із вологістю від 24 до 14%) становить 27-30 тис. грн. При цьому добова витрата палива становить близько 2 т пелет.

Крім того, процес сушіння за використання теплогенератора Heatgen 2500 на 20-30 хв відбувається швидше. «Наш теплогенератор здатний забезпечити постійний стабільний потік гарячого повітря. Точність підтримання температури агента сушіння становить +/-3 С. У дизельному теплогенераторі такого досягти неможливо, адже там використовують двоступеневі пальники. І під час роботи різниця між мінімально необхідною і максимально допустимою температурою теплоагента може становити 20-30°С», — пояснює Володимир.

Затрати на сушіння на дизельному пальному прирівнюються у грошовому еквіваленті до затрат на сушіння скрапленим газом LPG (Пропан – Бутан).

Для забезпечення роботи теплогенератора потрібно лише 2,5 кВт електроенергії, що є дуже низьким значенням. Попри те, що теплогенератор, проектувався лише для роботи із зерносушарками, виробники запевняють, що він може без проблем бути використаний для опалення різних приміщень, цехів, теплиць, тваринницьких комплексів тощо. Для цього його оснащують водяним або повітряним теплообмінником також власної розробки.

Тож як бачимо, шляхи економії під час сушіння зернових є. Вивчайте, аналізуйте, думайте і пам’ятайте, що правильно зекономлена гривна — це зароблена гривна і Ваш добробут!

А. Сухина, a.sukhina@univest-media.com

журнал «Пропозиція», №5, 2021 р.