Русский Английский Немецкий Итальянский Финский Испанский Французский Польский Японский Китайский (упрощенный)

Партнеры журнала:

События

Отходы приносят доходы

2 сентября 2008 года в рамках 12-й Международной специализированной выставки «Лесдревмаш-2008» прошел круглый стол на тему «Использование порубочных остатков, неликвидной древесины и отходов лесопиления и деревообработки для производства тепловой и электрической энергии». Организатором мероприятия выступил журнал «ЛесПромИнформ». Мероприятие состоялось при поддержке Конфедерации ассоциаций и союзов лесной, целлюлозно-бумажной, деревообрабатывающей и мебельной промышленности и Национального биоэнергетического союза.

Участникам круглого стола - лесозаготовительным, лесопильным и деревообрабатывающим предприятиям, а также работникам консалтинговых фирм и производителям дерево¬обрабатывающего оборудования были предложены эффективные пути снижения затрат, которые решают сразу две серьезные проблемы, возникающие у предприятий лесохозяйственного и лесопромышленного комплексов страны:
• утилизации отходов заготовки или переработки древесины;
• обеспечения своего производства тепловой энергией и электричеством.

Основные темы круглого стола:
• Теплотворная способность древесины (и коры); влажность - основной фактор, влияющий на теплотворную способность древесного топлива и определяющий выбор типа топочного устройства.
• Древесина как топливо: виды сырья, способы заготовки, хранения, транспортировки. Источники получения древесины для производства топлива.
• Технологии производства древесного топлива (щепы, гранул или пыли).
• Техника для заготовки и транспортировки сырья для производства топлива, оборудование для хранения.
• Состав котельной, в том числе виды складов автоматической подачи.
• Системы обеспечения котельной топливом.
• Экономика реконструкции котельной с угля или мазута на древесное топливо.
• Экономика эксплуатации котельной на биотопливе.
• Положительная практика использования древесного топлива за рубежом и в России (на примере Ленинградской области).

В работе круглого стола приняли участие:
• В. М. Глуховский, к.т. н., доцент Санкт-Петербургской Государственной лесотехнической академии (СПбГЛТА);
• С. Н. Смородин, к.т. н., доцент Санкт-Петербургского Государственного технического университета растительных полимеров;
• Л. Н. Чудаков, к.т. н., член Северо-Западного отделения Научного совета по горению Российской академии наук - куратор направления местных и возобновляемых видов топлива.
• В. С. Холодков, руководитель Российско-шведского учебно-информационного центра биоэнергетики;
• В. Ф. Сендецкий, независимый эксперт.

Ведущий круглого стола В. Ф. Сендецкий предложил участникам ограничиться только рассмотрением возможностей использования древесины для получения тепловой и электрической энергии, поскольку тема использования возобновляемых источников очень обширна. Возобновляемые энергоносители могут быть животного и растительного происхождения. К энергоносителям животного происхождения относятся отходы переработки рыбы, ракообразных, отходы выращивания птицы и животных. Объемы этих энергоносителей могут быть значительными, но это тема других круглых столов.

В ходе мероприятия докладчики обсудили возможности использования порубочных остатков, то есть сучьев, веток, стволовой неликвидной древесины, отходов лесопиления и деревообработки, то есть горбылей, реек, обрезков пиломатериалов и бревен, карандашей, шпона-рванины, обрезков шпона, фанеры, обрезков древесно-стружечных плит, опилок, стружки, шлифовальной пыли и коры.

По темам «Теплотворная способность древесины (и коры); влажность - основной фактор, влияющий на теплотворную способность древесного топлива и определяющий выбор типа топочного устройства» и «Технологии производства древесного топлива» сделал сообщение доцент СПбГЛТА, кандидат физических наук В. М. Глуховский. В частности, он сообщил, что определение теплоты сгорания - одна из самых важных задач при анализе топлива. Теплота сгорания отражает содержание энергии в топливе и зависит от содержания в нем горючих веществ и их состава. Теплота сгорания определяется обычно в лаборатории, но может быть рассчитана и с помощью химического анализа топлива.

Различают два вида теплоты сгорания - калориметрическую теплоту сгорания и эффективную теплоту сгорания (или высшая и низшая теплота сгорания). Разница между этими значениями заключается в том, что при определении высшей теплоты сгорания учитывается все образующееся тепло, в том числе и тепло парообразования. На практике используется понятие низшей (эффективной) теплоты сгорания, поскольку в большинстве котельных отсутствуют конденсаторы дымовых газов, и весь водяной пар вместе с дымовыми газами уходит в дымоход. Низшая теплота сгорания может выражаться в МДж / кг сухой массы. Здесь надо быть внимательным, поскольку низшая теплота сгорания на килограмм сухой массы может быть рассчитана как для влажного, так и для сухого топлива. По теме технологий производства древесного топлива В. М. Глуховский сделал презентацию видов древесного сырья и технологии его переработки в древесное топливо. Особое внимание он обратил на производство древесных топливных гранул.

Руководитель Российско-шведского учебно-информационного центра биоэнергетики В. С. Холодков осветил темы «Древесина как топливо: виды сырья, способы заготовки, хранения, транспортировки», «Источники получения древесины для производства топлива», «Техника для заготовки и транспортировки сырья для производства топлива, оборудование для хранения» и «Системы обеспечения котельной топливом». Он охарактеризовал источники получения древесного топлива согласно классификации Н. Ф. Реймерса, по которой лес как природный ресурс относится к энергетическому типу ресурсов.

В ходе доклада В. С. Холодков назвал виды сырья, способы заготовки (вывозка деревьев, вывозка хлыстов, вывозка сортиментов, вывозка щепы, вывозка пиломатериалов) и подробно описал технологические процессы заготовки сырья. В качестве положительного примера он сообщил о способах заготовки древесного сырья для энергетики в Финляндии, применяемой технике, государственном стимулировании лесохозяйственных работ. Так, для производства топливной щепы чаще всего применяют технологии переработки отходов на лесосеке, на складе-терминале и на складе конечного потребителя. Также щепу производят из древесины, полученной при рубках ухода в молодняках.

Особое внимание В. С. Холодков обратил на транспортировку и хранение топливной щепы. Эффективность использования древесного топлива в большей степени, чем ископаемого, зависит от методов организации его хранения и транспортировки. При хранении древесные отходы подвергаются разрушению микроорганизмами, что приводит к снижению древесины в их составе и соответственно теплоты сгорания. Риск потерь от разрушения микроорганизмами тем меньше, чем суше материал, сухой материал легче воспламеняется. Вследствие гниения древесные отходы (в частности опилки) могут терять в весе до 20 %. Опилки в отвалах при длительном хранении превращаются в плохо проницаемую для воздуха массу, причем влажность их из-за атмосферных осадков увеличивается. Длительное нахождение опилок и щепы в отвалах может привести к их самовозгоранию.

Для уменьшения риска самовозгорания необходимо следовать следующим рекомендациям:
• хранить древесные отходы отдельно по каждой породе и виду отходов, они не должны соприкасаться между собой;
• не утрамбовывать кучи щепы или опилок, полученных непосредственно из коры или неокоренного пиловочника;
• хранить отходы в кучах, длина которых вдвое больше высоты (или более);
• время складирования и размер кучи рекомендуется минимизировать;
• первые признаки повышения температуры в куче - появление над ней пара и запах дыма; склад должен контролироваться с помощью зонда или тепловой камеры.

По вопросу организации заготовки и обеспечения древесным топливом потребителей В. С. Холодков сообщил, что лесосечные отходы могут поставляться на склад конечного потребителя либо с помощью лесной компании, либо отдельным поставщиком древесного топлива, либо организацией из сектора SME (SME - небольшие и средние по размеру предприятия). Если энергоустановка, использующая местное древесное топливо, находится в собственности лесной компании, целесообразно организовать заготовку сырья для дальнейшего изготовления древесного топлива таким же способом, что и заготовку ликвидной древесины. Лесные организации играют важную роль в коммуникации и в обеспечении поддержки организованных поставок, даже если производство и сбыт находятся в руках других предпринимателей.

Кандидат технических наук, доцент кафедры промышленной энергетики Санкт-Петербургского государственного технического университета растительных полимеров С. Н. Смородин сделал сообщение по темам «Экономика реконструкции котельной с угля или мазута на древесное топливо» и «Экономика эксплуатации котельной на биотопливе (древесном топливе)».

С. Н. Смородин сообщил, что основной причиной, сдерживавшей широкое использование биотоплива, до последнего времени было отсутствие оборудования для его эффективного использования. Однако даже после создания котлов с высоким КПД дело по-прежнему продвигается медленно, поскольку не была решена проблема механизации подачи топлива.

С. Н. Смородин дал подробное описание состава котельной на биотопливе и видов складов, а также перечислил требования к ним. Склад биотоплива должен удовлетворять следующим основным требованиям:
• обеспечивать защиту топлива от влияния погодных условий, грунтовых и почвенных вод;
• склад должен быть механизирован, при больших мощностях - автоматизирован;
• у транспортных средств, доставляющих топливо на место, должна быть возможность выгрузки непосредственно на склад или на механизированное приемное устройство.

В конструкцию основного склада входят устройства по его разгрузке. Основные требования, предъявляемые к этим устройствам,
следующие:
• устройства должны обеспечивать заданную производительность и позволять ее регулировать;
• горловина, через которую происходит выгрузка топлива, не должна забиваться;
• пустой склад должен выдерживать динамический удар от падающего топлива;
• топливоподача должна моментально прекращаться при останове оборудования;
• обеспечение полной разгрузки склада;
• разгрузка и конструкция склада должны исключать образование свода;
• конструкция должна быть огне-стойкой;
• должно быть исключено пыление;
• при выборе материалов необходимо учитывать их износ.

С. Н. Смородин описал экономику реконструкции котельной с угля или мазута на древесное топливо и ее эксплуатации на основе системного анализа перевода около 20 котельных Ленинградской области на биотопливо. Он представил слушателям три варианта расчета сроков окупаемости инвестиций:
• расчет срока окупаемости по установленному тарифу с учетом инфляции;
• расчет срока окупаемости при условии сопоставления себестоимости 1 Гкал отпускаемого тепла котельной при работе на исходном топливе и щепе;
• расчет тарифа на 1 Гкал отпускаемого тепла при установленном сроке окупаемости.

Кандидат технических наук, член Северо-Западного отделения Научного совета по горению Российской академии наук - куратор направления местных и возобновляемых видов топлива Л. Н. Чудаков рассказал о положительной практике использования древесного топлива за рубежом и в России (на примере Ленинградской области). В частности, он рассказал об истории развития газификации в России и о том, что во многих отраслях использовалась газогенераторная техника, которая в середине 50 х годов прошлого века исчезла из-за недальновидной политики СССР в области энергоресурсов. Им были даны физико химические характеристики процесса газификации и принципиальные схемы когенерационных установок (КГУ), приведены конкретные примеры КГУ, вырабатывающих 100 - 200 кВт электрической и 140 - 280 кВт тепловой энергии, изложены проблемы и пути их преодоления. В завершение была выражена уверенность в том, что экономическая ситуация требует широкомасштабного внедрения КГУ, и для этого уже существует апробированное оборудование.

Л. Н. Чудаков дал подробное описание типового состава газогенераторных установок: склада топлива, системы подачи топлива в газогенератор (как правило, ленточный конвейер), газогенератора, системы очистки и охлаждения генераторного газа, двигателя внутреннего сгорания, на валу которого находится электрогенератор. На линии выхлопных газов и в системе охлаждения установлены теплообменники, утилизирующие теплоту двигателя. Основным элементом таких установок является газогенератор соответствующей мощности. Помимо когенерации большая выгода от использования газогенераторов получается от перевода котлов, работающих на жидком топливе, на генераторный газ и уничтожения жидких горючих производственных отходов путем их совместного сжигания в горелке погружного горения с генераторным газом (получается из твердых отходов).

На сегодняшний момент когенераторные установки российского производства являются опытно-промышленными и вырабатывают 100кВт электроэнергии и соответственно 140кВт тепловой энергии. Обеспечение потребности предприятия электроэнергией в большем количестве в данном случае осуществляется путем наращивания установок. Стоимость таких установок (без проекта привязки к объекту) колеблется от 5,5 до 6,8 млн руб. Обслуживающий персонал при минимальной степени автоматизации составляют два человека в смену.

Экономический эффект от внедрения таких установок должен оцениваться применительно к конкретному региону, предприятию и т. д. с учетом местных тарифов, сложившегося уровня зарплат, условий заготовки и доставки топлива - дров и торфа.

Ведущий круглого стола В. Ф. Сендецкий привел примеры использования древесного топлива для получения тепловой и электрической энергии в Финляндии и Швеции. Так, в Финляндии эксплуатируется не менее 10 ТЭС на древесном топливе с электрической мощностью от 0,47 до 20 МВт с характеристиками пара до 510 °С и давлением до 93 бар.

В настоящее время одна из ведущих финских фирм заканчивает реализацию проекта ТЭС на биотопливе мощностью 125 МВт по электричеству и 385 МВт по тепловой энергии.

В Швеции эксплуатируется не менее 14 ТЭС на древесном топливе с электрической мощностью от 1,6 до 20 МВт с характеристиками пара до 510 °С и давлением до 92 бар. В городе Калмар, Швеция, финской фирмой установлена ТЭС на биотопливе общей мощностью 90 МВт.

Приведенные примеры как небольших, так и крупных ТЭС подтверждают возможность использования биотоплива в больших объемах и его пригодность для котлоагрегатов, работающих на высоких давлениях.

Максим МИРОШНИЧЕНКО