За пелети

ПЕЛЕТИ – ОБНОВЛИВ ИЗВОР НА ЕНЕРГИЈА

Карактеристиките и особините на биомасата како енергетски извор се променливи, зависно од видот на растението, содржината на влага, која што може да се движи во границите од 10% за сено до 95% за различни ѓубрива (влажна основа).

Технологиите за трансформацијата на биомасата во енергија во голема мера зависи од видот на горивото и секое од нив има специфични барања во поглед на сувата материја, обликот, големината итн. Покрај содржината на влага и енергија, карактеристиките на бимасата се дефинирани со нивната физичка структура, тежина, волумен, густина и содржина на пепел.

Користејќи ја биомасата како гориво значи дека јагленородниот двооксид ( CO2) кој што бил апсорбиран од воздухот додека растението растело, се ослободува назад во воздухот кога горивото согорува. Системот се нарекува дека е јагленородно неутрален.

 Енергетската вредност на биомасата е детерминирана со нејзиниот хемиски состав и се мери како џули енергија во 1g гориво ( J/g ) ( меѓутоа во практиката најчесто се изразуваат како MJ/kg или GJ/t). Меѓутоа, исто така  за практични цели како важен параметар е и волуменскиот показател за горивото изразен преку енергетската густина.

 Кога се планира биоенергетски проект како важна информација која што треба да се знае е енергијата содржана во одреден волумен на биомаса која што влијае врз големината на постројката, местото за складирање на горивото и начинот на транспортот.

Развитокот на соодветни системи за жнеење и компактирањето-згуснување на биомасата се покажуваат како надежни во однос на логистичките подобрувања. Ваквите системи се од посебна важност поради внесувањето на биогоривото на енергетскиот пазар бидејќи ниската енергетска густина на повеќето биогорива во спореба со тие на нафтата и јагленот представуваат ограничување кое што ги зголемува транспортните енергетски трошоци.

Резервите на биогорива со голема густина (пелети, брикети) имаат две големи предности: потребно е многу помалку место за складирање и транспорт; и нивниот капацитет за обновување (тони на сува материја во однос на човечката моќност на сат) е четири пати поголема одколку на едноставно исецканите-издробени биогорива.

Дрвните пелети се вид на дрвено гориво кое што главно е составено од пилевина. Тие вообичаено се спореден производ настанат при обработката на дрво. Пелетите имаат голема густина и можат да се произведуваат со многу ниска содржина на влага (под 10%) која што дозволува да согорат со висока горивна ефикасност. Понатака, нивната правилна геометрија и мала големина дозволуваат автоматско снабдување на горилницте со многу фино подесување.

Нивната голема густина исто така допушта нивно компактно складирање и рационален транспорт на големи растојанија.

Тие се произведуваат во форма на кратки цилиндри со дијаметри 6 – 10 mm и 10 – 30 mm во должина. Нето калоричната моќ на пелетите се движи 4,7 – 5,0 kWh / kg (16.9 – 18 MJ/kg). Густината на пелетите се движи во границите 650 – 700 м3, додека просторните потреби се движат во границите од 1,5 m3/t. Како за енергетска споредба може да се каже дека 2,1 t пелети одговара на 1000 l лесно масло за горење.

Општи предности  на пелетите во однос на другите горива:

  • Ја намалува зависноста  од нафта и гас
  • Одржливост на изворот на гориво: дрвените пелети се чисти, не и штетат на околината, обновлив извор
  • Цената на пелетите не е диктирана од светските настани; затоа е поприфатлива и предвидлива
  • Ги намалува трошоците за одстранување на отпадот (бидејќи се произведува од отпадоци на дрвната индустрија)
  • Помалку пепел и штетни емисии - бидејќи емисиите на пелетните печки се дозволени и во областите со одредени забрани

 Предности при домашна уппотреба

  • По прифатливо за складирање во однос на дрва поради ниската содржина на влага <10%
  • Високо енергетска вредност,а со тоа и пониска цена на дрвото.Еден тон на пелети имат поголема топлинска моќ во однос на еден и пол тони дрво,а зафаќаат само една третина од просторот кој би го зафаќало дрвото.
  • Помалку одржување.Процесот на греење е автоматски.Минимален простор за монтажа(чистење на пепел)нема смоли(поради високата ефективност на согорувањето).Можно е и поставување на котелот без оџак.
  • Економски аспект: исплатливо, бидејќи има мала содржина на влага што резултира со намалени трошоци
  • Лесно за ракување најлесно гориво за транспорт и снабдување на горилниците.Пелетите со специјални пумпи се пренесуваат од камионите во местото за складирање,а потоа се носат до котелот преку автоматизиран систем.Во споредба со дрвото има помалку волумен за транспорт и складирање(поради високата енергетска густина)
  • Лесно за палење поради константната големина и малата содржина на влага
  • Квалитет на воздухот - чист. Пелетното гориво е CO2 неутрално,заменувајќи го дрвото,а со тоа подобрувајќи го квалитетот на воздухот.Пелетите се докажано најчисто цврсто гориво за согорување.

 Стандардизацијата при производството на пелети е добра алатка со која се контролира квалитетот на производството. Како најважен показател за пелетите енивната цврстина (трајност) која влијае врз транспорт и  согорувањето. Како пример на држава  за постоењето на класификација  може да се наведе Шведска. Шведскиот стандард ги ограничува пелетите во поглед на нивниот квалитет и ги дели на три класи.

Шведска класификација на пелети SS 18 71 20

Карактеристики Метод за тестирање Единица Група 1 Група 2 Група 3
Диjааметар и должина кај производителот Мерено од 10 различни дозатори mm < 4 пати од дијаметарот < 5 пати од дијаметарот < 5 пати од дијаметарот
Просеч. густина SS 18 71 78 kg / m3 ≥ 600 ≥ 500 ≥ 500
Трајност во продажното место SS 18 71 80 тежина на ситни парч , <3мм % ≤ 0.8 ≤ 1.5 ≤ 1.5
Нето калорична вредност при превземање SS ISO 1928 MJ/kg  kWh/kg ≥16.9       ≥ 4.7 ≥16.0       ≥ 4.7 ≥15.1                 ≥ 4.2
Содржина на пепел SS 18 71 71 % ≤ 0.7 ≤ 1.5 ≤ 1.5
Содржина на влага SS 18 71 70 % ≤ 10 ≤ 12 ≤ 12
Содржина на сулфур SS 18 71 77 % ≤ 0.08 ≤ 0.08 посебно дефинирано
Содржина на адитиви SS 18 71 85 % Содржина и типот се дефинирани посебно  Содржина и типот се дефинирани посебно  Содржина и типот се дефинирани посебно
Содржина на хлор SS 18 71 85 % ≤ 0.03 ≤ 0.03 дефинир. посебно
Однос на пепел при фузија SS 18 71 65 °С Температурите се дефинирани посебно  Температурите се дефинирани посебно  Температурите се дефинирани посебно

Производство на пелети

Пелетите се произведуваат со компресиреање на дрвениот материјал кој што претходно минал низ процесите на дробење и мелење се со цел да се обезбеди униформност на материјалот. Таквото дрво-маса се носи низ преса каде под притисок се екструдира низ еден калап кој што има отвори со потребната големина (обично дијаметар од 6 mm, некогаш 8 mm или поголеми). Високиот притисок на пресата предизвикува зголемување на температурата на дрвото и со тоа лигнинот содржан во дрвото се топи и формира природен “ лепак “ кој што ги оформува и држи заедно пелетите при ладењето.


Пелетите се компримираат низ рамен калап или вертикално монтиран прстенест калап. При нивното производство нема адитиви, бидеjќи пелетите како што претходно е напоменато примарно се сврзуваат преку адхезија предизвикана од лигнинот кој што омекнува со зголемување на температурата. Калапот за производство на пелети сегоаш се бира различно и тоа во зависност од типот на сировиот матери  

                        

Ладењето на пелетите е исто така важен процес при нивното производство. После компрмирањето, пелетите имаат температура од 90 оС. Влагата ослободена во процесот на компримирање се носи со топлината ослободена од продуктот. Ладењето ги стабилизира пелетите односно го стврднува лигнинот, а со тоа и формата на пелтите останува непроменета.

Со процесот на сепарација се овозможува враќање на пилевината назад во процесот на производство. Со процесот на сепарација се овозможува хомогеност на структурата,а со тоа и сигурност на опремата за согорување. 

Пелетите кои соодејствуваат на вообичаено користените норми ( DIN 51731 или Ö-Norm M-7135 ) имаат помалку од 10 % содржина на влага, еднакви се по густина ( густината им е помала од 1 ton / m3 , а тоа значи дека не “ лебдат “ поставени во вода), имаат добра структурна цврстина, мала содржина на пепел. Пелетите можат да бидат направени од било кој вид на дрво, притоа имајќи преса на која што може да се регулира притисокот на истиснување во зависност од видот на дрвото.

Пелетите кои се произведуваат под горе наведениве норми не смеат да содржат никакви рециклирани дрвени материјали или некои загадувачи. Под рециклирани материјали се подразбираат третирани или боени дрва т.е хемиски обработени, бидејќи при нивното согорување  се ослободуваат штетни азотни оксиди или може да постои неконтролираност – променливост при согорувањето на пелетите.

Специјални горилници се произведуваат со кои се овозможува автомаизација при процесот на согорување. Постојат неколку видови на горилници за пелети кои се движат во ( 15 – 500 kW ). Главната особина на горилниците е комората за согорување, која се снабдува со пелети во зависност од бараната моќност. Снабдувањето е автоматизирано преку полжавест преносник. горилниците се делат во три главни групи во зависност од смерот на снадување со пелети и тоа: снабдување од долна страна, од горна страна и хоризонтално.

Кај горилниците со горно снабдување, пелетите преку цевка се снабдуваат од горната страна директно врз горилникот. При снабдување од долна страна, пелетите се носат под горилникот со што пламенот добива нагорна насока. Кај горилниците со хоризонтално снабдување, пламениот фронт може да биде или нагоре или хоризонтален.

Палењето на пелетите е исто така автоматско. Најпрво се полни комората со пелети во која постои најчесто електричен греач. После одредено време на работење на ел. греач се пушта воздух во комората со што започнува и палењето на пелетите

Повеќето горилници имаат неколку вредности за излезната моќност т.е имаат можност за регулација со што се продолжува и нивното време на работа, а со тоа и ефикасноста на самиот уред. Регулацијата на моќноста се врши преку проемната на количеството на проток на пелети т.е преку промената на брзината на полжавестиот преносник.

 

Компоненти и начин на функционирање на котел на пелети

  • Дневен резервоар со пелети
  • Вакумска клапна
  • Сепаратор
  • Уред за вакум
  • погон за полжавест преносник
  • полжавест преносник
  • ламбда сонда
  • горилник
  • автоматско палење
  • сензори за проток на воздух
  • само – чистечки топлино изменувач

 

Регулацијата на процесот на согорување на овој котел е слична на онаа како кај автомобилите. Воздухот се всисува, следи процесот на согорување и издувните гасови се контролирани со ламбда сондата – ниво на заостанат кислород – а со таа зависност се регулира количеството на гориво.

Сензорите за проток на воздух се снабдени со две температурни сонди и еден грејач. Греачот служи за пред-греење (во зависност од претходно зададените вредности)ч ладниот воздух кој што се носи до горилникот ќе го излади греачот и во зависност од таа температурна промена се добива инвормација за количината на воздух. Комбинираното дејство со Ламбда сондата обезбедува висока ефикасност и само – регулација на процесот на согорување. При регулацијата на котелот, за секоја големина на моќностите постои одредена количина на кислород кој треба да се донесе. Ламбда сондата ја мери количината на заостанат кислород во гасовите. Ако остатокот на кислород е поголем во однос на одреденото количество за таа моќност, тогаш тоа значи дека треба да се додадат уште пелети и притоа системот за додавање на пелети ја зголемува количината.

Горилникот – ложиштето се прави од огноотпорен материјал, се склопува од повеќе делови , на кој што постојат посебни канали – отвори кои служат за насочување на воздухот за поефикасно согорување.

Успешното палење се регистрира преку ламбда сондата која ја мери температурата на излезните гасови.

Се препорачува и регулатор на промајата на оџакот се со цел да се овозможи регулирање на параметрите при мали моќности,а со тоа заштеда на гориво.

Исто така при согорувањето, околу горилникот се формира слој од пепел под агол од 45 0 кој што служи како изолатор и со тоа овозможува подобро согорување.

Топлинскиот изменувач врши размена на топлина со водата. Излезните гасови минуваат низ цевките во кои се поставени спирали кои главно служат за да направат вртложно струење на гасовите, а со тоа и  зголемување на преносот на топлина.

Автоматски систем за чистење – Се со цел да се обезбеди подобра размена на топлина, а со тоа и поголема ефикасност на системот, од големо значење е да се одржува чистотата (од пепел) на топлинскиот изменувач.

Овој циклус на чистење започнува со системот за снабдување со пелети кој што трае околу 10 min; а во исто време решетката од горилникот  се отвара и пепелта паѓа во долниот дел - фиока за собирање на пепелта.

Топлинскиот изменувач се чисти со помош на спиралните преку  кои паѓа пепелта од цевките низ кои минуваат издувните гасови.

Решетката од горилникот треба да се чисти после секое гаснење на котелот.

Решетката автоматски се отвара под горилникот, каде што врз неа поминува лопатка која што го чисти заостанатата пепел која паѓа во кутијата под решетката.   Количината на пепел зависи од големината на кутијата за нејзино собирање, која што за овој котел треба да се празни на секои 2000 до 4000  kg на согорени пелети.

Континуираната регулација – со тоа се овозможува голем опсег на регулирање на моќност на котелот. Во грејната сезона надворешните температури може многу да варираат. За разлика од едноставната регулација на моќностите со гаснење и палење на изворот на топлина, кај овој котел е овозможена степенаста регулација, со што се намалуваат циклусите на палење и гаснење на котелот,а со тоа зголемувајќи ја ефикасноста, намалувајќи ја потрошувачката на електрична енергија и продолжувајќи го векот на механичките / електричните компоненти.

Исто така постои LCD екран на кој што се наоѓа менито преку кое се задаваат и регулира работата на котелот. Во системот на регулација постои софтвер со кој се управува работата на котелот и баферот (во случај да има). Работата на котелот може да биде управувана и од едне собен термостат со кој се задава бараната температура, додека понатамошната работа на котелот и параметри се одредени од софтверот.

Пелетите исто така можат да се употребуваат и кај горилници наменети за согорување на дрвени парчиња. Меѓутоа треба да се има на ум дека излезната моќност добиена со согорување на пелетите може да биде дури двојно поголема вооднос на моќноста добиена од дрвените парчиња, а ова создава проблеми при контролирањето на параметрите на котелот. Пелетите имаа потреба од други подесувања на транспортниот систем, бидејќи во однос на дрвените парчиња за пелетите е потребно намалување на брзината на полжавестиот преносник. Затоа е подобро да се користи мешавина на пелети и дрвени парчиња, кога исто така е можно да се избегнат проблемите настанати поради високата содржина на влага во дрвените парчиња.

Автоматскиот бункер за пелети може да биде програмиран во зависност од саканото време и бројачот на вртежи на полжавестиот преносник не дозволува резервоарот да остане без пелети, уклучувајќи го ако е неопходно, независно од поставеното време на полнење. Од главниот резервоар се полни помошниот кој што може да има различен капацитет т.е да биде дневен или полудневен итн.

Чувањето – складирањето на пелетите треба да биде на место заштите од влага, бидејќи во присуство на влага пелетите лесно се дезинетегрираат, им се намалува цврстината и преминуваат во пилевина, а со тоа настануваат проблеми при нивниот транспорт.

Во поглед на транспортот, пелетите можат да се купуваат во вреќи чија што маса може да биде од 20 kg  па до 1 тон. Исто така транспортот може да се врши со камиони слично како и нафтата која што се носи за домаќинството.

Постои можност за поставување на пелетен горилник на котел кој е наменет за дрва или нафта. Големината и формата на комората за согорување на котелот треба да одговара за избраниот горилник. Висината на печката треба да биде доволно голема за горилник кој го исфрла пламенот нагоре, додека печката наменета за горилник со хоризонтален пламен треба да биде доволно длабока. Секогаш постојат специфични проблеми, меѓутоа најважно е дека пламенот не треба да се судира со  ладната страна од котелот. Ако ова се случи тогаш температурата на согорување ќе остане ниска и при тоа согорувањето нема да биде комплетно. Овој проблем може да се избегне со поставување на огноотпорни цигли во ложиштето. Во поглед на колите на дрва, оние со вертикално ложиште се најсоодветни за пелетните горилници поради нивната едноставна конструкција. [Tuomi 200a].

Поставувањето на пелетните горилници кај старите котли треба да се изведува внимателно. бидејќи ефикасноста на стариот котел може да биде пониска од oчекуваната. Производителите на горилници не превземаат одговорност во однос на можната намалена ефикасност кај старите котли.

Зошто да се користат камините на пелети?

1. Со користење на пелетите вие користите обновлив извор на енергија односно се намалуваат трошоците за греење.
2. За разлика од камините на дрва кои произведуваат пепел и саѓи по палењето, камините на пелети работат и по неколку дена и пак произведуваат помалку пепел.
3. Камините на пелети лесно се чистат. Тие имаат пепелници кои се вадат и чистат на неколку недели.
4. Имаат полжавест спроводник кој ги носи пелетите до комората за согорување.
5. Голема ефикасност. Просечен камин на пелети има ефикасност за согорување до 85%.
6. Камините на пелети создаваат минимални емисии од чад.