Екологични, възобновяеми енергийни източници

Предимства на използването на дървесен чипс в сравнение с въглищата

При използване на дървени стърготини се решават следните проблеми:
1. изхвърляне на отпадъци от дъскорезници;
2. рециклиране на чепове и подраст при разработване на парцели в сечища;
3. въпроси относно разчистването на земеделски земи, обрасли с брези и храсти;
4. за оползотворяване на нестопанска дървесина;
5. за разчистване на гори и защитени пояси;
6. намаляване на пожароопасността на горите и горските пояси.
Котлите, работещи с дървесен чипс, са по-екологични, защото... Системата за автоматизация на котела следи пълното изгаряне на дървесните стърготини и правилното съотношение на подавания въздух и дървесни стърготини.
Дървеният чипс е възобновяем източник на енергия.

Качество на чипа

За безпроблемното функциониране на малки отоплителни системи е необходим сух, пресят материал с определени размери на отделните стружки. Обикновено за това се използва материал с дължина на частиците на основната фракция от 3,15 до 30 mm и съдържание на остатъчна влага под 30%.

По-големите инсталации могат да използват по-груби материали с увеличени вариации на дължината на ръбовете.

Важен показател за качеството на изгаряне е съдържанието на пепел в дървесния чипс. Ако съдържанието на пепел е високо, е необходимо почистване на димните газове.

Нормиране и класификация на дървесен чипс

Като основни параметри, в съответствие с класификацията по австрийския стандарт M7133, са установени изисквания за размера на чиповете, например: G30 - за чипове с напречно сечение максимум 3 cm 2, G50 - за чипове с напречно сечение от максимум 5 cm 2, както и за съдържание на влага, например: W35 - за дървесен чипс с максимално съдържание на влага 35%.

Този стандарт установява класове и спецификации за следните параметри:

Влажност
Съдържание на пепел
Фракционен състав (размер)
Обемна плътност
Съдържание на азот и хлор
Топлина на изгаряне

Характеристики на дървения чипс

Ако топлината на изгаряне на дървесината зависи само в малка степен от вида на дървесината, тогава влажността в това отношение е от голямо значение. В допълнение, влажността е определящ фактор за срока на годност на дървесния чипс.

Дървеният чипс със съдържание на влага под 30% се класифицира като „съхраняем“, т.е. в този случай не можем да говорим за микробно разлагане на дървесината и свързаните с това загуби на маса и енергия. Съдържанието на влага в прясно нарязания материал варира от 50% до 60%. Поради това се препоръчва да се произвеждат дървесни стърготини след предварително изсушаване.

Следващата таблица показва калоричността в зависимост от влажността. Топлината на изгаряне на прясно отсечени иглолистни дървета е приблизително 2 kW*h на kg; след изсушаване до съдържание на влага 20%, топлината на изгаряне на дървесен чипс може да се удвои (4 kW*h).

Насипната плътност е следващата основна характеристика на дървесния чипс (и други твърди горива).

Освен всичко друго, той определя енергийната плътност на горивото и е в пряка зависимост от обема на пространството, необходимо за съхраняване и транспортиране на определено количество енергия.

Ако топлината на изгаряне на чипс с влага 20% от дъб и бук е 1100 kWh на обемен кубичен метър, то топлината на изгаряне на чипс от топола е значително по-ниска и възлиза на 680 kWh на обемен кубичен метър.

Например, за да се покрие годишната нужда от 44 MWh на жилищна сграда, са необходими 40 насипни кубични метра дъбов и буков чипс или 65 насипни кубични метра тополов чипс.

Производство и продажби

В Германия чипсът от иглолистни дървета се търси предимно на пазара.

През 2007 г., според Федералното статистическо бюро, производството на чипс от иглолистни дървета възлиза на 3,80 милиона тона, през същия период са произведени само 41 000 тона чипс от широколистни дървета.

Продажбите на по-нискокачествени хлебарки и дребни храстови продукти възлизат на 1,98 милиона тона. За същия период са внесени 4,04 млн. тона чипс или остриета от иглолистни дървета и 85 000 тона от широколистни дървета. Това е 340% увеличение на вноса за 5 години. 63% от вноса идва от Австрия, Холандия и Франция. Износът на дървесен чипс и люспи през 2007 г. възлиза на 17,94 млн. тона, което е с 66% повече от 2002 г.

Цена

Цените на дървесните стърготини се увеличават през годините, с 80% увеличение от юли 2004 г. до юли 2009 г. Продажната цена на дребно за сух дървен чипс през 4-то тримесечие на 2009 г. в Германия беше 119 евро на тон (20% съдържание на влага или 25% съдържание на влага в дървесината, доставка 30 m 3, включително доставка до 20 km и ДДС). Това се равнява на еквивалентна цена на течното гориво от 29,71 цента за литър.

Значителни разлики или колебания в цената се определят в зависимост от региона, сезона, качеството, влажността и разстоянието от мястото на доставка. Обемът на доставките също е важен фактор, тъй като мощните когенерационни централи изразходват 40% по-малко гориво от малките централи.

ГОРИВО - ДЪРВЕН ЧИПС

Дървеният чипс е настърган дървен материал. Качеството на горивото е ненадминато, налично в достатъчни количества и постоянно допълвано.

Ако е необходимо, само чрез редовна поддръжка на вашите гори можете допълнително да мобилизирате големи количества всяка година.

Всяка непреработена дървесина може да бъде преработена в талаш: обла дървесина, отпадъци от дъскорезници, дървесина след обработка и обработка, продукти от ферми с бърз оборот на разфасоване, дървета след изтъняване и дървесни остатъци.

Чипс, като пелети:

Домашно гориво.
Не зависи от кризата.
Неутрален към въглероден диоксид.
Не е скъпо за цената си.

Използването му намалява зависимостта от внос, ограничава ценообразуването в страната и предлага възможности за устойчиво развитие на регионите.

Предимствата на дървесния чипс в сравнение с дървата за огрев и дървените парчета се състоят преди всичко в неговата течливост, която осигурява изгаряне в напълно автоматични отоплителни системи.

За качеството на дървесния чипс са важни такива характеристики на горивото като влага, бучки, разпределение на размера на частиците, съотношение на фини фракции, съотношение на кора, насипна плътност и съдържание на пепел.

С увеличаване на дела на кората по време на горенето се образува по-голямо количество пепел.

Насипната плътност отразява теглото на насипния кубичен метър и в крайна сметка определя каква калорична стойност купувачът ще получи за парите си.

В Германия няма стандарти DIN за дървесен чипс. Поради дългосрочната употреба в Германия, граничните стойности и условията на австрийската класификация за дървесен чипс в съответствие с австрийския стандарт M7133 са се установили като търговски стандарт.

През май 2005 г. временен стандарт (техническа спецификация), озаглавен „Твърди биогорива – Спецификации и класове на гориво“ (DIN CEN/TS 14961), влезе в сила като класификационен стандарт, който определя класове и спецификации за следните параметри:

Влажност
Съдържание на пепел
Зърнометричен състав
Обемна плътност
Съдържание на азот и хлор
Топлина на изгаряне

Други данни за дървесен чипс:

Калорична стойност:ДОБРЕ. 3,3 - 4,3 kW*h/kg или 783 kW*h/m 3 в зависимост от влажността (от прясно окосена до 40% влажност).
Обемна плътност:ДОБРЕ. 210 - 250 kg/m 3 в зависимост от влажността, 230 kg/m 3 при 20% влажност.
Идеален размер:дължина на ръба 30-50 мм.
Влажност: w (относителна влажност) – масата на водата, посочена в проценти спрямо общата маса, масата на прясно отсечени дърва.
Доминиране: u (absolutely dry wood=absolutely air-dried) – масата на водата, посочена като процент спрямо сухата маса, масата на сухото вещество.

Единици:

1 Srm = насипен кубичен метър, съответства на 1 m 3 насипна дървесина
1 rm = сгънат кубичен метър (ster), съответства на 1 m 3 дървен материал, положен в редове
1 fm = 1 кубичен метър масивно дърво (без празнини)

Коефициенти на преобразуване:

1 насипен кубичен метър дървесен чипс = прибл. 65-75 л течно гориво
1 насипен кубичен метър дървесен чипс = насипна плътност 210-250 kg/m3
1 кг дървени стърготини = прибл. 3,4 kWh
1 сгънат кубичен метър дървесина (стер) = прибл. 2,5 насипни кубически метра дървесен чипс
1 кубичен метър масивна дървесина = ок. 2,8 насипни кубически метра дървесен чипс

Коефициент на първична енергия:за дървесен чипс fP= 0,2
(описва загубите, възникващи при получаването, преобразуването и транспортирането на съответния енергоносител)

Калоричност и цена:

Приблизителни данни.

Цените на дървения чипс може да варират според региона. (1 тон дървесен чипс = точно 3400 kWh)

Следващата диаграма показва динамиката на цените от 2007 г. насам за дървесен чипс, течно гориво, газ и пелети за 10 kWh

1 – дървесен чипс, 2 – дървесни пелети, 3 – течно гориво, 4 – природен газ.

Правилният избор на гориво за котел на твърдо гориво помага да се спестят пари и да се поддържа работоспособността на оборудването.

При използване на дърва за огрев, пелети (горивни пелети), горивни брикети и въглища за отопление на помещенията е важно топлоотдаването да става бавно.

Широколистната дървесина е най-подходяща за отопление на помещения: дъб, ясен, бреза, леска, тис, глог.

Различните дървесни видове имат свои собствени характеристики на горене. По този начин дървата за огрев от бук, бреза, ясен и леска са трудни за запалване, но те могат да горят влажни, защото имат малко влага. В допълнение, „широколистните“ дърва за огрев, с изключение на бука, се цепят лесно.

Елшата и трепетликата горят без да произвеждат сажди и дори ги изгарят извън комина. Брезовите дърва са добри за топлина, но ако няма достатъчно въздух в горивната камера, те изгарят димно и образуват катран (брезова смола), който се утаява по стените на тръбата. От своя страна, боровите дърва за огрев горят по-горещо от смърчовите дърва за огрев поради по-високото си съдържание на смола.

Дъбът и габърът имат по-добър топлопренос при горене, но не се цепят лесно, кедърът произвежда дълго тлеещ въглен, дървата за огрев от крушови и ябълкови дървета се цепят лесно и горят добре, дървата за огрев от череша и бряст димят при горене, а дървата за огрев от явор се топят лесно , но е трудно да се раздели.

Иглолистните дърва за огрев имат ниска калоричност, пушат и искри, образувайки смолисти отлагания в тръбата, но лесно се цепят и топят. Тополата и липата горят добре, искри силно и изгарят много бързо.

Калоричността на дървата за огрев от различни видове зависи от плътността на дървесината, което от своя страна влияе на коефициента на преобразуване кубичен метър => складов метър.

Таблица със средни калорични стойности на 1 метър дърва за огрев

Трябва да се отбележи, че 1 складов метър суха дървесина от широколистни дървета замества 200-210 литра течно гориво или 200-210 m 3 природен газ.

Пелетите, за производството на които използват кора, дървени стърготини, стърготини, селскостопански отпадъци (слънчогледови люспи, слама, нестандартен лен), както и органични опаковъчни материали и картонени контейнери, са еквивалентни по ефективност на въглищата.

Този модерен универсален вид биогориво вече се произвежда от павета от твърди и меки дървета, слама, слънчогледови люспи, царевични кочани и стъбла и торф.

Изработени от рециклирани материали, които са безвредни за хората и околната среда, пелетите отделят 10-50 пъти по-малко въглероден диоксид (CO 2 ) в околната среда и 15-20 пъти по-малко пепел, отколкото при изгаряне на въглища.

Пелетите се използват за отопление на жилищни сгради чрез изгаряне в печки, камини и котли, за осигуряване на топлина и електричество на промишлени обекти и малки населени места (използват се големи пелети с високо съдържание на дървесна кора).

Освен това пелетите са по-евтини от въглищата, течното гориво или дървата за огрев; такова биогориво е удобно за транспортиране в опаковани чували и в насипно състояние; не изисква големи складови площи и може да се съхранява на открито без набъбване или гниене.

При съхранение пелетите не се самозапалват, не се нуждаят от допълнителна обработка преди употреба, а калоричността им е по-висока от тази на стърготини и дървесен чипс и е 1,5 пъти по-висока от калоричността на дървата за огрев.

Топлопредаване на пелети и алтернативни източници на енергия

При изгаряне на 1,9 тона пелети се отделя приблизително толкова топлина, колкото при изгаряне на 1 тон мазут. В същото време цената на пелетите на вътрешния пазар е 3 пъти по-евтина, тоест отоплението на пелети е с 40% по-евтино от мазута.

Сравнителна характеристика на видовете горива

Такова биогориво изгаря почти напълно с минимално количество шлака и ви позволява да почиствате котела много по-рядко. Котлите на пелети издържат по-дълго, изискват по-малко поддръжка и са по-икономични. Освен това домакинските отоплителни уреди на пелети могат да се регулират автоматично.

В САЩ производството на пелети се регулира от определени стандарти - Standard Regulations & Standards for Pellets in the US - за плътност, размер, влажност, съдържание на прах и други вещества. Така сортът Premium, чието съдържание на пепел е не повече от 1%, представлява около 95% от пелетите, произведени в Щатите, останалите са сортът Standard, чието съдържание на пепел е не повече от 3%.

– В Германия: DIN 51731, в Австрия: ONORM M 7135, във Великобритания: The British BioGen Code of Practice за биогориво (пелети), в Швейцария: SN 166000, в Швеция: SS 187120.

Основни европейски стандарти за качество на горивните пелети

Горивните брикети, чието производство също използва дървесни отпадъци (стърготини, стърготини), селскостопански отпадъци (слама, слънчогледови люспи, елда) и торф, са подходящи за различни видове горивни камери (печки), котли на дърва и камини.

Сега можете да закупите RUF брикети - правоъгълни тухли, брикети NESTRO с цилиндрична форма, понякога с радиален отвор отвътре, и Pini & Kay - брикети, които имат 4, 6 или 8 ръба с надлъжен радиален отвор вътре.

Това екологично чисто биогориво не се влияе от гъбички, гори 2-4 пъти по-дълго от дървата за огрев и е удобно за съхранение и употреба.

Освен това брикетите имат средно два пъти по-висока калоричност в сравнение с конвенционалните дърва за огрев, осигурявайки постоянна температура на всеки етап от горенето благодарение на равномерния пламък.

Съвременните котли на твърдо гориво, използващи брикети, могат да се почистват не повече от веднъж годишно, а пепелта може да се използва като екологично чист тор.

Разходите за отопление с горивни брикети са по-ниски, отколкото при използване на въглища или дърва за огрев.

Качеството на въглищата зависи от възрастта и условията на въглища. Със стареенето се наблюдава концентрация на въглерод и намаляване на съдържанието на летливи компоненти, по-специално вода. Така младите кафяви въглища имат съдържание на влага 30-40% и повече от 50% летливи компоненти, каменните въглища имат съдържание на влага 12-16% и около 40% летливи компоненти, а за старите въглища - антрацит - тези 2 показателя са 5-7%.

Въглищата съдържат и различни незапалими примеси, образуващи пепел, "скала". Пепелта замърсява околната среда и се синтерова в шлака върху решетки, което затруднява изгарянето на въглища, а наличието на скала намалява специфичната топлина на изгаряне на въглищата.

В зависимост от сорта и условията на добив, количеството на минералите варира значително. Така пепелното съдържание на въглищата е около 15% (10-20%).

Вреден компонент на въглищата е и сярата, при изгарянето на която се образуват оксиди, които във въздуха се превръщат в сярна киселина.

Въглищата се класифицират по много параметри (география на производство, химичен състав), но от „ежедневна“ гледна точка е достатъчно да се знае етикетирането и възможностите за използване.

Използва се следната система за обозначаване на въглищата: Клас = (клас) + (клас на размер).

Въглищата се състоят от два запалими компонента: летливи вещества и твърд (коксов) остатък.

На първия етап на горене се отделят летливи вещества, с излишък на кислород те бързо изгарят, давайки дълъг пламък, но малко количество топлина. На втория етап коксовият остатък изгаря, чиято интензивност на горене и температура на запалване зависи от степента на въглища, т.е. от вида на въглищата (кафяви, твърди, антрацитни).

Колкото по-висока е степента на карбонизация (най-висока е при антрацита), толкова по-висока е температурата на запалване и топлината на изгаряне, но толкова по-малка е интензивността на горене.

Въглища от клас B (кафяви), D (каменни с дълъг пламък), G (каменни газове) поради високото съдържание на летливи вещества бързо пламват и бързо изгарят.

Въглищата от тези класове са достъпни и подходящи за почти всички видове котли, но за пълно изгаряне тези въглища трябва да се доставят на малки порции, така че летливите вещества да имат време да се комбинират напълно с кислорода.

Пълното изгаряне на въглищата се характеризира с жълт пламък и прозрачни димни газове, а непълното изгаряне се характеризира с пурпурен пламък и черен дим. За ефективно изгаряне на такива въглища процесът трябва да се наблюдава постоянно.

Въглищата клас SS (каменни, слабо спекащи се, А (антрацит) са по-трудни за запалване, но горят дълго време и отделят значително повече топлина.

Такива въглища могат да се зареждат в големи количества, тъй като изгарят предимно коксови остатъци и няма масово отделяне на летливи вещества.

Режимът на издухване е много важен, тъй като при липса на въздух горенето става бавно, може да спре или, обратно, прекомерно повишаване на температурата, което води до отнемане на топлина и изгаряне на котела.

Сравнителна таблица на калоричността на някои видове гориво

Дървесината е доста сложен материал по своя химичен състав.

Защо се интересуваме от химическия състав? Но горенето (включително изгарянето на дърва в печка) е химическа реакция на дървесни материали с кислород от околния въздух. Калоричността на дървата за огрев зависи от химичния състав на определен вид дървесина.

Основните химически свързващи вещества в дървото са лигнин и целулоза. Те образуват клетки - своеобразни контейнери, вътре в които има влага и въздух. Дървото също съдържа смола, протеини, танини и други химически съставки.

Химическият състав на по-голямата част от дървесните видове е почти еднакъв. Малките колебания в химичния състав на различните видове определят разликите в калоричността на различните видове дървесина. Калоричността се измерва в килокалории - т.е. изчислява се количеството топлина, получено при изгарянето на един килограм дървесина от определен вид. Няма фундаментални разлики между калоричните стойности на различните видове дървесина. А за ежедневни цели е достатъчно да знаете средните стойности.

Разликите между скалите в калоричността изглеждат минимални. Струва си да се отбележи, че въз основа на таблицата може да изглежда, че е по-изгодно да се купуват дърва за огрев, приготвени от иглолистна дървесина, тъй като тяхната калоричност е по-висока. На пазара обаче дървата за огрев се доставят по обем, а не по тегло, така че просто ще има повече от тях в един кубичен метър дърва за огрев, добити от широколистна дървесина.

Вредни примеси в дървото

По време на химическата реакция на горене дървото не изгаря напълно. След изгарянето остава пепел - тоест неизгорялата част от дървесината, като по време на процеса на горене влагата се изпарява от дървесината.

Пепелта има по-малък ефект върху качеството на изгаряне и калоричността на дървата за огрев. Количеството му във всяко дърво е еднакво и е около 1 процент.

Но влагата в дървото може да причини много проблеми при изгарянето му. Така че веднага след рязане дървото може да съдържа до 50 процента влага. Съответно, при изгаряне на такива дърва за огрев, лъвският дял от енергията, освободена от пламъка, може да се изразходва просто за изпаряване на самата дървесна влага, без да се извършва полезна работа.

Влагата в дървесината рязко намалява калоричността на всяка дърва за огрев. Горенето на дърва не само не изпълнява функцията си, но и става неспособно да поддържа необходимата температура по време на горене. В същото време органичната материя в дървата за огрев не изгаря напълно, когато горят такива дърва за огрев, се отделя голямо количество дим, което замърсява както комина, така и горивното пространство.

Какво е съдържание на влага в дървесината и какво влияе?

Физическо количество, което описва относителното количество вода, съдържащо се в дървесината, се нарича съдържание на влага. Влажността на дървесината се измерва в проценти.

При измерване могат да се вземат предвид два вида влажност:

Абсолютната влажност е количеството влага, което в момента се съдържа в дървото спрямо напълно изсъхналото дърво. Такива измервания обикновено се извършват за строителни цели.
Относителната влажност е количеството влага, което дървото съдържа в момента по отношение на собственото си тегло. Такива изчисления се правят за дървесина, използвана като гориво.

Така че, ако е написано, че дървото има относителна влажност 60%, тогава неговата абсолютна влажност ще бъде изразена като 150%.

Анализирайки тази формула, може да се установи, че дърва за огрев, добити от иглолистни дървета с относителна влажност 12 процента, ще освободят 3940 килокалории при изгаряне на 1 килограм, а дърва за огрев, добити от широколистни дървета със сравнима влажност, ще освободят 3852 килокалории.

За да разберем какво е относителна влажност от 12 процента, нека обясним, че дървата за огрев придобиват такава влажност, когато се сушат навън за дълго време.

Плътност на дървесината и нейното влияние върху калоричността

За да оцените калоричната стойност, трябва да използвате малко по-различна характеристика, а именно специфична калорична стойност, която е стойност, получена от плътността и калоричната стойност.

Експериментално е получена информация за специфичната калоричност на определени дървесни видове. Информацията е дадена за същото ниво на влажност от 12 процента. Въз основа на резултатите от експеримента беше съставено следното: маса:

Използвайки данните от тази таблица, можете лесно да сравните калоричността на различните видове дървесина.

Какви дърва за огрев могат да се използват в Русия

Традиционно най-любимият вид дърва за горене в тухлени пещи в Русия е бреза. Въпреки че по същество брезата е плевел, чиито семена лесно се придържат към всяка почва, тя е изключително широко използвана в ежедневието. Непретенциозно и бързо растящо дърво е служило вярно на нашите предци в продължение на много векове.

Брезовите дърва имат сравнително добра калоричност и горят доста бавно и равномерно, без да прегряват печката. Освен това се използват дори саждите, получени от изгарянето на брезови дърва за огрев - включва катран, който се използва както за домакински, така и за медицински цели.

В допълнение към дървесината от бреза, трепетлика, топола и липа се използват като широколистна дървесина като дърва за огрев. Тяхното качество в сравнение с брезата, разбира се, не е много добро, но при липса на други е напълно възможно да се използват такива дърва за огрев. В допълнение, липовите дърва за огрев при изгаряне отделят специален аромат, който се счита за полезен.

Дървата за огрев от трепетлика произвеждат силен пламък. Те могат да се използват в последния етап на огъня за изгаряне на сажди, образувани при изгаряне на други дърва.

Елшата също гори сравнително гладко и след изгаряне оставя малко количество пепел и сажди. Но отново, по отношение на сумата от всички качества, дървата за огрев от елша не могат да се конкурират с дърва за огрев от бреза. Но от друга страна - когато се използва не в баня, а за готвене - дървата за огрев от елша са много добри. Равномерното им изгаряне спомага за ефективното приготвяне на храна, особено печени изделия.

Дърва за огрев, събрани от овощни дървета, са доста редки. Такива дърва за огрев, и особено клен, горят много бързо и пламъкът достига много висока температура по време на горене, което може да повлияе негативно на състоянието на печката. Освен това просто трябва да загреете въздуха и водата във ваната, а не да разтопите метал в нея. Когато се използват такива дърва за огрев, те трябва да се смесват с дърва за огрев с ниска калоричност.

Рядко се използват дърва за огрев от иглолистна дървесина. Първо, такава дървесина много често се използва за строителни цели, и второ, наличието на голямо количество смола в иглолистните дървета замърсява горивните камери и комините. Има смисъл да загрявате печката с борова дървесина само след дългосрочно сушене.

Как да подготвим дърва за огрев

Събирането на дърва за огрев обикновено започва в края на есента или началото на зимата, преди да се създаде постоянна снежна покривка. Отсечените стволове се оставят на площадките за първоначално изсушаване. След известно време, обикновено през зимата или ранна пролет, дървата за огрев се изнасят от гората. Това се дължи на факта, че през този период не се извършват селскостопански работи и замръзналата почва позволява да се натовари по-голяма тежест върху превозното средство.

Но това е традиционният ред. Сега, поради високото ниво на технологично развитие, дърва за огрев могат да се приготвят през цялата година. Предприемчиви хора могат да ви донесат вече нарязани и нацепени дърва всеки ден срещу разумна такса.

Как се режат и цепят дърва

Нарежете донесения дървен материал на парчета, подходящи за размера на вашата камина. След това получените тестета се разделят на трупи. Дървени трупи с напречно сечение над 200 сантиметра се разцепват с нож, останалите с обикновена брадва.

Дървените трупи се нацепват на цепеници, така че напречното сечение на получения труп да е около 80 кв.см. Такива дърва за огрев ще горят доста дълго време в печка за сауна и ще произвеждат повече топлина. За разпалване се използват по-малки трупи.

Нарязаните трупи се подреждат на купчина дърва. Предназначен е не само за съхранение на гориво, но и за сушене на дърва за огрев. Добрата купчина дърва ще бъде разположена на открито пространство, издухано от вятъра, но под навес, който предпазва дървесината от валежи.

Долният ред трупи за дърва се полага върху трупи - дълги стълбове, които предотвратяват контакта на дървата за огрев с влажната почва.

Сушенето на дърва за огрев до приемливо ниво на влажност отнема около година. Освен това дървото в трупи изсъхва много по-бързо, отколкото в трупи. Нарязаните дърва за огрев достигат приемливо ниво на влажност в рамките на три месеца през лятото. Когато се суши за една година, дървесината в купчината ще има съдържание на влага от 15 процента, което е идеално за изгаряне.

Калоричност на дърва за огрев: видео

	Насипна плътност на прясно изпратени технологични чипове		Обемна плътност на прясно изпратени дървени стърготини
Дървесни видове	Плътност (кг/м3)	Лимит плътност (кг/м3)	Плътност (кг/м3)	Лимит плътност (кг/м3)
Дъб	292	248-371	227	193-288
акация	277	234-288	215	182-225
Габър	273	266-286	213	207-223
Пепел	270	187-342	210	146-266
Офика (дърво)	262	248-320	204	193-249
Ябълково дърво	259	237-302	202	185-235
Бук	244	223-295	190	174-230
бряст	238	202-295	185	157-230
лиственица	239	194-239	186	151-186
Клен	236	205-248	183	160-193
Бреза	234	184-277	182	143-216
Круша	241	211-256	188	164-199
кестен	234	216-259	182	168-202
Кедър	205	202-209	160	157-162
Бор	187	112-274	146	87-213
Липа	184	158-288	143	123-224
Елша	180	169-209		132-162
Уилоу	176	167-212	137	129-165
Аспен	169	166-198	132	129-154
Смърч	162	133-270	126	104-210
Уилоу	162	151-180	126	118-140
лешник	155	151-162	120	118-126
орех	202	176-212	157	137-165
Топола	153	140-212	119	109-165
Ела	148	126-216	115	98-168

Обяснение на таблицата

Таблицата показва плътността на натрошената дървесина при влажност 12%.
Първоначалните показатели за специфичното тегло на дървесината са взети от "Наръчник за маси на авиационни материали" изд. "Машиностроене" Москва 1975 г и допълнено от ръководството на университета - Коломинова М.В., Методически указания за студенти по специалност 250401 „Горско стопанство“, Ухта USTU 2010 г.
направени съгласно GOST 15815-83 „Технологични чипове“

Чипове Съгласно GOST 15815-83 „Технологични чипове“, по-голямата част от масата на технологичните чипове е фракцията 10...20 mm. Допуска се фракция 20...30mm да съдържа 3...10% и фракция 5...10mm 0...10% от общата дървесна маса. Общите ограничения за размера на частиците на технологичните чипове са 5...30 mm.

Отчитането на технологичния чипс се извършва в кубични метри плътна маса, в зависимост от вида на дървесината, закръглена до 0,1 кубични метра. Коефициенти за преобразуване на обема на чипса в плътна дървесна маса: 0,36 - прясно изпратени чипове, 0,40 - транспортиране до 50 км, 0,42 - транспортиране над 50 км, 0,43 - в края на транспортиране на разстояние от 500 км.

За разлика от технологичните стандарти, няма стандарти за горивния чипс. Размерът на фракцията и фракционният състав на горивните стърготини са посочени от производителя на отоплително оборудване. Производителят на горивно оборудване не е ограничен в избора на фракция и качество на изгорените горивни чипове. Междустопанските (търговски) превози на горивни чипове се извършват на базата на измерване - или в обемни единици (кубични метри), или в тегловни единици (тонове, кг). Дървени стърготини Дървените стърготини са нестандартизиран обемен материал. Обемната плътност на натрошените дървесни стърготини, фракция 5-8 мм, е в рамките на 10-25% от плътността на обикновената дървесина. Дървени стърготини Дървените стърготини са дървообработващи отпадъци, малки частици от дърво, образувани по време на процеса на рязане на дървесина. Технологични стърготиниза хартиената и хидролизната промишленост трябва да съдържа не повече от 8% кора, 5% гниене и 0,5% минерални примеси (виж GOST 18320-78 „Дървесни стърготини“). Съгласно GOST 18320-78 размерът на фракцията на дървените стърготини е 1...30 mm. В същото време е разрешено да съдържа фракция по-малка от 1 mm в количество до 10% и фракция над 30 mm в количество до 5% от общата маса на дървени стърготини.

Стърготините се записват в кубични метри плътна маса в зависимост от вида на дървесината, закръглени до най-близките 0,1 кубични метра. Коефициенти за превръщане на обема на дървени стърготини в плътна дървесна маса: 0,28 - прясно изпратени дървени стърготини, 0,34 - транспортиране от 5 км до 50 км, 0,36 - транспортиране от 50 км до 500 км, 0,38 - в края на транспортирането на разстояние над 500 км. Средната обемна плътност на дървените стърготини варира от 220-420 kg/m³ за сухи (8-15% влажност) и 320-580 kg/m³ за мокри (от 15% влажност) дървени стърготини. Продължава

Алтернативно отопление:

Влажност

Влажността на дървесната биомаса е количествена характеристика, показваща съдържанието на влага в биомасата. Прави се разлика между абсолютна и относителна влажност на биомасата.

Абсолютна влажностсе нарича съотношението на масата на влагата към масата на суха дървесина:

Където W a е абсолютна влажност, %; m е масата на пробата във влажно състояние, g; m 0 - масата на същата проба, изсушена до постоянна стойност, g.

Относителна или работна влажностСъотношението на масата на влагата към масата на мокро дърво се нарича:

където W p е относителна или работна влажност, %

При изчисляване на процесите на сушене на дървесина се използва абсолютната влажност. При термичните изчисления се използва само относителна или работна влажност. Имайки предвид тази установена традиция, в бъдеще ще използваме само относителна влажност.

Има две форми на влага, съдържаща се в дървесната биомаса: свързана (хигроскопична) и свободна. Свързаната влага се намира вътре в клетъчните стени и се задържа от физикохимични връзки; Отстраняването на тази влага включва допълнителни енергийни разходи и значително засяга повечето от свойствата на дървесното вещество.

Свободната влага се намира в клетъчните кухини и междуклетъчните пространства. Свободната влага се задържа само чрез механични връзки, отстранява се много по-лесно и оказва по-малко влияние върху механичните свойства на дървото.

Когато дървото е изложено на въздух, влагата се обменя между въздуха и дървесното вещество. Ако съдържанието на влага в дървесното вещество е много високо, този обмен води до изсъхване на дървото. Ако влажността му е ниска, дървесната субстанция се навлажнява. При дълъг престой на дървесина във въздуха, стабилна температура и относителна влажност, съдържанието на влага в дървесината също става стабилно; това се постига, когато налягането на водните пари на околния въздух стане равно на налягането на водните пари на повърхността на дървото. Количеството стабилно съдържание на влага в дървесината, съхранявана дълго време при определена температура и влажност на въздуха, е еднакво за всички дървесни видове. Стабилната влажност се нарича равновесна и се определя изцяло от параметрите на въздуха, в който се намира, т.е. неговата температура и относителна влажност.

Съдържание на влага в стволовата дървесина. В зависимост от съдържанието на влага стволовата дървесина се разделя на мокра, прясно отсечена, въздушно суха, стайно суха и абсолютно суха.

Мокрото дърво е дърво, което е престояло дълго време във вода, например по време на рафтинг или сортиране във воден басейн. Съдържанието на влага в мокрото дърво W p надвишава 50%.

Прясно отсеченото дърво е дърво, което е запазило влагата на растящото дърво. Тя зависи от вида на дървесината и варира в границите W p =33...50%.

Средното съдържание на влага в прясно отсечената дървесина е, %, за смърч 48, за лиственица 45, за ела 50, за кедър 48, за бял бор 47, за върба 46, за липа 38, за трепетлика 45, за елша 46, %. за топола 48, за брадавична бреза 44, за бук 39, за бряст 44, за габър 38, за дъб 41, за клен 33.

Сухото на въздух е дърво, което е държано дълго време на открито. При престой на открито дървото постоянно изсъхва и влажността му постепенно намалява до стабилна стойност. Влажност на въздушно изсушената дървесина W p =13...17%.

Стайно сухият дървен материал е такъв, който е престоял дълго време в отопляемо и проветриво помещение. Влажност на стайно суха дървесина W p =7...11%.

Абсолютно суха - дървесина, изсушена при температура t=103±2 °C до постоянно тегло.

В едно растящо дърво съдържанието на влага в дървесината на стъблото е неравномерно разпределено. Тя варира както по радиуса, така и по височината на багажника.

Максималното съдържание на влага в стволовото дърво е ограничено от общия обем на клетъчните кухини и междуклетъчните пространства. Когато дървото изгние, клетките му се унищожават, което води до образуването на допълнителни вътрешни кухини; структурата на гнилото дърво, с напредването на процеса на гниене, става рохкава и пореста, а здравината на дървото рязко намалява.

Поради тези причини съдържанието на влага в дървесното гниене не е ограничено и може да достигне толкова високи стойности, че изгарянето му да стане неефективно. Повишената порьозност на гнилото дърво го прави много хигроскопичен, като е на открито, той бързо се овлажнява.

Съдържание на пепел

Съдържание на пепелсе отнася до съдържанието на минерални вещества в горивото, които остават след пълното изгаряне на цялата горима маса. Пепелта е нежелана част от горивото, тъй като намалява съдържанието на горими елементи и усложнява работата на горивните устройства.

Пепелта се разделя на вътрешна, съдържаща се в дървесния материал, и външна, попаднала в горивото при добиването, съхранението и транспортирането на биомаса. В зависимост от вида, пепелта има различна топимост при нагряване до високи температури. Пепел с ниска топимост е пепел, която има температура на начало на състояние на топене в течност под 1350°C. Пепелта със средна топимост има температура на началото на течното състояние на топене в диапазона 1350-1450 ° C. За огнеупорната пепел тази температура е над 1450 °C.

Вътрешната пепел от дървесна биомаса е огнеупорна, а външната пепел е нискотопима.

Съдържанието на пепел в кората на различните видове варира от 0,5 до 8% и повече при силно замърсяване по време на беритба или съхранение.

Плътност на дървесината

Плътността на дървесната материя е съотношението на масата на материала, образуващ клетъчните стени, към обема, който заема. Плътността на дървесното вещество е еднаква за всички видове дървесина и е равна на 1,53 g/cm3. Съгласно препоръката на комисията на СИВ всички показатели на физико-механичните свойства на дървесината се определят при абсолютна влажност 12% и се преобразуват към тази влажност.

Плътност на различни видове дървесина

Порода	Плътност kg/m3
Порода	При стандартна влажност	Абсолютно суха
лиственица	660	630
Бор	500	470
Кедър	435	410
Ела	375	350
Габър	800	760
Бяла акация	800	760
Круша	710	670
Дъб	690	650
Клен	690	650
Обикновен ясен	680	645
Бук	670	640
бряст	650	615
Бреза	630	600
Елша	520	490
Аспен	495	470
Липа	495	470
Уилоу	455	430

Обемната плътност на отпадъците под формата на различни нарязани дървесни отпадъци варира в широки граници. За сух чипс от 100 kg/m 3, до 350 kg/m 3 и повече за мокър чипс.

Топлинни характеристики на дървото

Нарича се дървесна биомаса във формата, в която тя влиза в пещите на котелни агрегати работещо гориво.Съставът на дървесната биомаса, т.е. съдържанието на отделни елементи в нея, се характеризира със следното уравнение:
C р +Н р +О р +N р +A р +W р =100%,
където C p, H p, O p, N p са съответно съдържанието на въглерод, водород, кислород и азот в дървесната маса, %; A p, W p - съдържание на пепел и влага в горивото, съответно.

За характеризиране на горивото в топлотехническите изчисления се използват понятията суха маса и горима маса на горивото.

Сухо теглоВ този случай горивото е биомаса, изсушена до абсолютно сухо състояние. Съставът му се изразява с уравнението
Cs +Hs +Os +Ns +As =100%.

Горима масагоривото е биомаса, от която са отстранени влагата и пепелта. Неговият състав се определя от уравнението
C g + N g + O g + N r = 100%.

Индексите на знаците на компонентите на биомасата означават: p - съдържанието на компонента в работната маса, c - съдържанието на компонента в сухата маса, g - съдържанието на компонента в горимата маса на горивото.

Една от забележителните характеристики на стволовото дърво е удивителната стабилност на неговия елементарен състав на горима маса. Ето защо Специфичната топлина на изгаряне на различните видове дървесина е практически еднаква.

Елементният състав на горимата маса на стъблената дървесина е почти еднакъв за всички видове. По правило варирането на съдържанието на отделните компоненти на горимата маса на дървения материал е в рамките на грешката на техническите измервания.Въз основа на това при топлотехнически изчисления, настройка на горивни устройства, които изгарят дървен материал и др., е възможно да се приеме следният състав на дървения материал за гориво без голяма грешка маса: C g =51%, N g =6,1%, O g =42,3%, N g =0,6%.

Топлина на изгарянеБиомаса е количеството топлина, отделена при изгарянето на 1 kg вещество. Има по-висока и по-ниска калоричност.

По-висока калоричност- това е количеството топлина, отделено по време на изгарянето на 1 kg биомаса с пълната кондензация на цялата водна пара, образувана по време на горенето, с отделянето на топлина, изразходвана за тяхното изпаряване (така наречената латентна топлина на изпарение). Най-високата калоричност Q в се определя по формулата на Д. И. Менделеев (kJ / kg):
Q в =340С р +1260Н р -109О р.

Долна калоричност(NTS) - количеството топлина, отделена по време на изгарянето на 1 kg биомаса, с изключение на топлината, изразходвана за изпаряване на влагата, образувана по време на изгарянето на това гориво. Стойността му се определя по формулата (kJ/kg):
Q р =340C р +1030H р -109О р -25W р.

Топлината на изгаряне на стволовото дърво зависи само от две величини: съдържание на пепел и влажност. Долната топлина на изгаряне на горимата маса (суха, безпепелна!) стволова дървесина е почти постоянна и равна на 18,9 MJ/kg (4510 kcal/kg).

Видове дървесни отпадъци

В зависимост от производството, в което се генерират дървесните отпадъци, те могат да бъдат разделени на два вида: отпадъци от дърводобив и отпадъци от дървопреработка.

Отпадъци от дърводобив- Това са отделените части от дървесина по време на процеса на дърводобив. Те включват игли, листа, недървесни издънки, клони, клонки, върхове, върхове, върхове, изрезки от стволове, кора, отпадъци от производството на натрошена маса и др.

В естествената си форма отпадъците от дърводобив са трудно транспортируеми; когато се използват за енергия, те първо се раздробяват на чипове.

Дървени отпадъци- Това са отпадъци, генерирани в дървообработващото производство. Те включват: плочи, летви, изрезки, къси части, талаш, дървени стърготини, производствени отпадъци от промишлени стърготини, дървесен прах, кора.

Въз основа на естеството на биомасата дървесните отпадъци могат да бъдат разделени на следните видове: отпадъци от елементи на короната; отпадъци от стъбло; отпадъци от кора; дървесно гниене.

В зависимост от формата и размера на частиците дървесните отпадъци обикновено се разделят на следните групи: дървесни отпадъци на бучки и отпадъци от мека дървесина.

Дървени отпадъци на бучки- това са изрезки, върхове, изрези, плочи, летви, разфасовки, къси дължини. Отпадъците от мека дървесина включват дървени стърготини и талаш.

Най-важната характеристика на натрошената дървесина е нейният фракционен състав. Фракционният състав е количественото съотношение на частици с определени размери в общата маса на натрошена дървесина. Натрошената дървесна фракция е процентното съдържание на частици с определен размер в общата маса.

Настърганата дървесина може да бъде разделена на следните видове според размера на частиците:

— дървесен прах, образувани при шлайфане на дърво, шперплат и дървени плоскости; основната част от частиците преминава през сито с отвор 0,5 mm;
— дървени стърготини, образувани при надлъжно и напречно рязане на дървесина, преминават през сито с отвори 5...6 mm;
— дървени стърготиниполучени чрез смилане на дървесина и дървесни отпадъци в дробилки; основната част от чипса преминава през сито с отвори 30 mm и остава на сито с отвори 5...6 mm;
— големи чипове, чийто размер на частиците е повече от 30 mm.

Нека отделно да отбележим характеристиките на дървесния прах. Дървесният прах, генериран при шлайфане на дървесина, шперплат, плочи от дървесни частици и плочи от дървесни влакна, не може да се съхранява нито в буферни складове на котелни, нито в извънсезонни складове за съхранение на малки дървесни горива поради високата опасност от вятър и експлозия. При изгаряне на дървесен прах в горивни устройства е необходимо да се гарантира спазването на всички правила за изгаряне на прахообразно гориво, предотвратявайки появата на светкавици и експлозии вътре в горивните устройства и в газовите пътища на парни и водогрейни котли.

Прахът за шлайфане на дърво е смес от дървесни частици със среден размер 250 микрона с абразивен прах, отделен от шкурка по време на процеса на шлайфане на дървен материал. Съдържанието на абразивен материал в дървесния прах може да достигне до 1% от теглото.

Характеристики на изгаряне на дървесна биомаса

Важна характеристика на дървесната биомаса като гориво е липсата на сяра и фосфор в нея. Както знаете, основната загуба на топлина във всеки котел е загубата на топлинна енергия с димните газове. Големината на тази загуба се определя от температурата на отработените газове. При изгаряне на горива, съдържащи сяра, тази температура се поддържа най-малко 200...250 °C, за да се избегне корозията на сярната киселина на нагревателните повърхности на опашката. При изгаряне на дървесни отпадъци, които не съдържат сяра, тази температура може да бъде понижена до 100...120 °C, което значително ще увеличи ефективността на котелните агрегати.

Съдържанието на влага в дървесното гориво може да варира в много широки граници. В мебелната и дървообработващата промишленост съдържанието на влага в някои видове отпадъци е 10...12%; в дърводобивните предприятия съдържанието на влага в по-голямата част от отпадъците е 45...55%; съдържанието на влага в кората при отстраняване на кората отпадъците след рафтинг или сортиране във водни басейни достигат 80%. Увеличаването на съдържанието на влага в дървесното гориво намалява производителността и ефективността на котелните агрегати. Добивът на летливи вещества при изгаряне на дървесно гориво е много висок - достига 85%. Това също е една от характеристиките на дървесната биомаса като гориво и изисква голяма дължина на пламъка, в който се извършва изгарянето на горимите компоненти, напускащи слоя.

Продуктът от коксуване на дървесна биомаса, дървените въглища, е силно реактивен в сравнение с изкопаемите въглища. Високата реактивност на въглищата дава възможност за работа на горивни устройства при ниски стойности на коефициента на излишък на въздух, което има положителен ефект върху ефективността на котелните инсталации при изгаряне на дървесна биомаса в тях.

Въпреки това, наред с тези положителни свойства, дървесината има характеристики, които влияят негативно на работата на котлите. Такива характеристики включват по-специално способността за абсорбиране на влага, т.е. повишаване на влажността във водната среда. С увеличаване на влажността, по-ниската калоричност бързо пада, разходът на гориво се увеличава, изгарянето става по-трудно, което налага приемането на специални конструктивни решения в котелното и пещното оборудване. При влажност 10% и пепелно съдържание 0,7% NCV ще бъде 16,85 MJ/kg, а при влажност 50% само 8,2 MJ/kg. По този начин разходът на гориво на котела при същата мощност ще се промени повече от 2 пъти при преминаване от сухо гориво към мокро гориво.

Характерна особеност на дървесината като гориво е ниското съдържание на вътрешна пепел (не надвишава 1%). В същото време външните минерални включвания в отпадъците от дърводобив понякога достигат 20%. Пепелта, образувана при изгарянето на чиста дървесина, е огнеупорна и нейното отстраняване от зоната на горене на пещта не представлява особена техническа трудност. Минералните включвания в дървесната биомаса са топими. При изгаряне на дървесина със значително съдържание се образува синтерована шлака, чието отстраняване от високотемпературната зона на горивното устройство е трудно и изисква специални технически решения за осигуряване на ефективна работа на горивната камера. Спечената шлака, образувана при изгарянето на високопепелна дървесна биомаса, има химичен афинитет към тухлата и при високи температури в горивното устройство тя се захваща с повърхността на тухлената зидария на стените на пещта, което затруднява отстраняването на шлаката.

Топлинна мощностобикновено се нарича максималната температура на горене, развита по време на пълно изгаряне на гориво без излишен въздух, т.е. при условия, когато цялата топлина, отделена по време на горенето, се изразходва напълно за нагряване на получените продукти от горенето.

Терминът топлинна мощност беше предложен навремето от Д. И. Менделеев като характеристика на горивото, отразяваща неговото качество от гледна точка на способността му да се използва за високотемпературни процеси. Колкото по-висока е топлинната мощност на горивото, толкова по-високо е качеството на топлинната енергия, отделена при изгарянето му, толкова по-висок е КПД на парните и водогрейните котли. Топлинната мощност представлява границата, до която се приближава действителната температура в пещта, когато процесът на горене се подобрява.

Топлинната мощност на дървесното гориво зависи от съдържанието на влага и пепел. Топлинната мощност на абсолютно сухото дърво (2022 °C) е само с 5% по-ниска от топлинната мощност на течното гориво. Когато съдържанието на влага в дървото е 70%, топлинната мощност намалява повече от 2 пъти (939 °C). Следователно влажност от 55-60% е практическата граница за използване на дърва за гориво.

Влиянието на пепелното съдържание на дървесината върху нейните топлинни характеристики е много по-слабо от влиянието на влажността върху този фактор.

Влиянието на влажността на дървесната биомаса върху ефективността на котелните инсталации е изключително значително. При изгаряне на абсолютно суха дървесна биомаса с ниско пепелно съдържание ефективността на работа на котелните агрегати, както по отношение на тяхната производителност, така и по ефективност, се доближава до ефективността на работа на котлите на течно гориво и в някои случаи надвишава ефективността на работа на котлите, използващи определени видове въглища.

Повишаването на влажността на дървесната биомаса неизбежно води до намаляване на ефективността на котелните инсталации. Трябва да знаете това и постоянно да разработвате и прилагате мерки за предотвратяване на навлизането в дървесното гориво на атмосферни валежи, почвени води и др.

Съдържанието на пепел в дървесната биомаса затруднява изгарянето ѝ. Наличието на минерални включвания в дървесната биомаса се дължи на използването на недостатъчно напреднали технологични процеси за добив на дървесина и нейната първична обработка. Необходимо е да се даде предпочитание на такива технологични процеси, при които замърсяването на дървесните отпадъци с минерални включвания може да бъде сведено до минимум.

Фракционният състав на натрошената дървесина трябва да бъде оптимален за този тип горивно устройство. Отклоненията в размера на частиците от оптималния, както нагоре, така и надолу, намаляват ефективността на горивните устройства. Чипсът, използван за нарязване на дървесина в горивен чипс, не трябва да предизвиква големи отклонения в размера на частиците в посока на тяхното увеличаване. Въпреки това, наличието на голям брой твърде малки частици също е нежелателно.

За да се осигури ефективно изгаряне на дървесни отпадъци, е необходимо конструкцията на котелните агрегати да отговаря на характеристиките на този вид гориво.

Бизнес планове