Совет! Все технические параметры котла подробно изложены в техническом паспорте устройства. Многофункциональные приборы с контуром для распределения горячей воды, хотя и имеют более высокую стоимость, признаются более экономичными и эффективными в эксплуатации.
Топливные пеллеты для отопления дома и их стоимость
Твердотопливные котлы продолжают пользоваться популярностью благодаря доступности и невысокой стоимости топлива. Однако наряду с традиционными видами топлива, такими как уголь и древесина, возникает возможность применять пеллеты — альтернативный источник тепла, который с каждым годом становится всё более востребованным. Они могут соперничать с обычными видами топлива по своей эффективности и теплосодержанию. В данной статье мы рассмотрим, что собой представляют пеллеты, их разновидности и способы использования.
- Сравнительная характеристика различных видов топлива.
- Правила выбора и определения качества гранулированных энергоносителей.
- Классификация гранулированного топлива.
- Характеристики и особенности пеллет.
- Технологии производства пеллет.
- Пеллетные котлы и камины.
- Камины, работающие на пеллетах.
- Твердотопливные пеллетные котлы.
- Основные принципы работы и строение котлов для сжигания пеллет.
- Преимущества и недостатки системы отопления на основе пеллет.
- Как произвести пеллеты в домашних условиях?
- Использование опилок.
- Применение соломы.
- Использование торфа.
Сравнительная характеристика видов топлива
Для начала давайте проанализируем стоимость различных источников энергии. В таблице ниже представлены цены на топливо по состоянию на московский рынок:
| Сырье для производства пеллет | Стоимость от 20 тонн с отгрузкой со склада | Цена от 1 тонны с отгрузкой со склада |
|---|---|---|
| Пеллеты из лузги подсолнечника | От 50$ (3300 руб.) за 1 тонну | От 70$ (4500 руб.) за 1 тонну |
| Древесные светлые пеллеты диаметром 6 мм | От 100$ (6500 руб.) за 1 тонну | От 105$ (6800 руб.) за 1 тонну |
| Древесные светлые пеллеты диаметром 8 мм | От 95$ (6000 руб.) за 1 тонну | От 100$ (6500 руб.) за 1 тонну |
| Березовые брикеты | От 90$ (5800 руб.) за 1 тонну | От 95$ (6000 руб.) за 1 тонну. |
Экономия от использования пеллет в качестве энергоносителей значительно выше по сравнению с традиционными видами топлива. Несмотря на более высокие затраты на обслуживание оборудования, такие расходы перекрываются за счет меньшей цены на брикетированное сырьё в долгосрочной перспективе.
Правила выбора и определения качества гранулированных энергоносителей
Качество пеллет непосредственно влияет на их рыночную стоимость. Например, сосновое топливо обычно стоит около 90 долларов (6200 рублей) за одну тонну, в то время как брикетированные торфяные пеллеты оцениваются в 85 долларов (5700 рублей) за 1 тонну. Цены могут варьироваться в зависимости от доступности и предложения сырья на рынке, но обычно различия в стоимости не превышают 500 рублей.
Выбор качественного сырья — ключевая задача для владельцев отопительных систем. Чем выше качество пеллетного топлива, тем более эффективной будет работа системы отопления и связанных с ней устройств.
Для того чтобы определить высококачественные пеллеты, нужно обратить внимание на несколько важных нюансов:
- Наличие пыли. Если в упаковке много пыли, это может быть признаком того, что пеллеты были пересушены и могут крошиться, что говорит о низком качестве. Вмятины и дефекты на самих брикетах также являются индикаторами недостатков.
- Цвет. Он должен быть однородным и без явных темных или светлых пятен. Гранулы сероватого цвета или с трещинами могли храниться слишком долго, что повлияло на их полезные свойства.
- Размер. Согласно европейскому стандарту, длина гранул должна составлять 25 мм, однако допускаются небольшие отклонения, так как они не оказывают значительного влияния на эффективность горения.
- Запах. Качественное топливо обладает приятным ароматом сырья с нюансами сладости, возникающими в процессе сушки. Запах гнили, жжения или химикатов указывает на низкое качество.
Чистоту пеллет можно определить по их запаху: подсолнечные гранулы имеют характерный масляный аромат, древесные пахнут опилками, а торфяные — дымом.
Расход пеллет
- Электрические обогреватели (например, теплые полы, инфракрасные обогреватели, электрокотлы и т. д.);
- Солнечные коллекторы;
- Твердое топливо.
При использовании электрических обогревателей можно столкнуться с непомерными затратами на отопление. Солнечные батареи также не всегда способны обеспечить стабильный результат. Так что остается использование твердого топлива: угля, древесины, брикетов и пеллет.
Какое из этих топлив считается наиболее подходящим? Однозначного ответа здесь нет. Если говорить о комфорте использования, пеллеты оказываются оптимальным вариантом, так как они позволяют автоматизировать процесс отопления. Однако для этого нужно будет приобрести пеллетный котел, который может быть достаточно дорогим. В таком котле предусмотрен бункер для хранения пеллет, откуда они транспортируются с помощью шнека в печь для сжигания.
Сколько пеллет потребуется на отопительный сезон
Как пеллеты, так и брикеты имеют низкое содержание влаги, в связи с чем они в 1,5-2 раза экономичнее традиционных дров. По расходу пеллеты приближаются к углю. При этом высококачественные пеллеты (белые) обладают низкой зольностью, что является дополнительным преимуществом.
Расход пеллет определяется по следующей формуле:
- мощность котла (Рк);
- длительность отопительного сезона (Д).
Для расчета расхода топлива на отопительный сезон используется следующая формула:
Потребление = (Рк × Д × 24 часа × 30 дней × 0,7) / 3,5 кВтч.
Коэффициент 0,7 в формуле необходим, так как котел не всегда работает на полной мощности. 3,5 кВтч — это теплотворная способность одного килограмма пеллет.
Рассмотрим пример: для дома площадью 200 м² необходимо рассчитать потребление пеллет. Предположим, что котел имеет мощность 20 кВт, а отопительный период составляет 6 месяцев. Подставляя данные в формулу, мы получаем:
Из чего состоят пеллеты
Расход = (20 × 6 × 24 × 30) / 3,5 = 17280 кг. Это означает, что для отопления такого дома зимой потребуется 17 тонн пеллет. На момент написания данной статьи (декабрь 2019 года) стоимость тонны пеллет составляла в среднем 8500 рублей. Таким образом, для покупки пеллет на весь отопительный сезон потребуется около 144500 рублей. Решение о том, стоит ли использовать пеллеты, или рассмотреть более дешевый вариант, например, брикеты RUF, остается за вами.
- Для переработки лиственных деревьев требуется другое, более сложное и дорогостоящее оборудование;
- Береза не обладает хорошими свойствами прессования.
Производственные отходы деревообрабатывающей промышленности часто используются для производства пеллет: пыль, стружка, опилки и другие подобные материалы — все это сырье, содержащее лигнин. В России чаще всего применяется древесина хвойных пород, несмотря на то что лиственные породы могут обеспечить более высокое качество материала.
Основные виды и особенности
Однако если вам повезет найти березовые гранулы на рынке, выберите именно их. Они выделяют немного больше тепла при горении и, в отличие от хвойных, не выделяют смолы, которая может оседать в дымоходе.
- Промышленные пеллеты.
- Агропеллеты.
- Белые пеллеты.
На рынке предлагаются три основных категории пеллет:
Использование промышленных пеллет в бытовых котлах может привести к их повреждению — эти гранулы обладают темным цветом и высокой зольностью, превышающей 0,7%. Это связано с тем, что в их составе могут находиться не только опилки и стружка, но и древесная кора. Тем не менее, некоторые котлы способны работать и на таком топливе. С учетом того, что цена на промышленные гранулы может быть вдвое ниже, это может значительно сэкономить ваши средства.
Промышленные гранулы
Агропеллеты изготавливаются на основе сельскохозяйственных отходов, таких как солома и джутовая шелуха. Хотя теплотворная способность агропеллет ниже, их стоимость значительно ниже. Зольность этих гранул безопасна для окружающей среды и может быть использована в качестве удобрения. Но, как и в случае с промышленными гранулами, слишком большое количество золы может вызвать проблемы для большинства бытовых котлов, поэтому их необходимо чистить чаще.
Агропеллеты
Белые гранулы — это качественный продукт премиум-класса, обладающий характерным древесным ароматом. Содержание золы в белых гранулах составляет всего 0,5%, что делает их лучшими для использования в котлах, так как вам не придется часто проводить их очистку.
Классификация пеллет и их характеристики
Изначально на рынке существовал только один вид пеллет, но со временем их количество увеличилось, что позволило классифицировать их по специфике применения.
Пеллет белый
С течением времени появился ряд пеллет с различиями в качестве и предназначении:
Индустриальные пеллеты
Премиум-класс: производится из чистых древесных отходов без использования коры и смолистых материалов, что гарантирует минимальное образование золы при сжигании. Теплотворная способность таких пеллет достигает 17,2 МДж/кг. Около 95% всех пеллет, производимых и продаваемых на рынке, используется для обогрева домов и хозяйственных нужд.
Агропеллеты
Это пеллеты более низкого качества, получаемые от сельскохозяйственных отходов. Их можно использовать только в котлах, и они не подходят для отопления в быту. Наличие неорганических остатков и древесной коры влияет на содержание золы. Тем не менее, их теплоемкость почти не отличается от теплоемкости белых гранул.
Характеристики
Это типичное топливо, изготовленное из отходов и семян подсолнечника, гречихи и других сгораемых продуктов. Благодаря высокой теплотворной способности (15 МДж/кг) они используются в больших котлах для обогрева мелких населенных пунктов или частных домов. Зольность составляет 3%, и остатки могут засорять воздушные каналы, поэтому рекомендуется регулярная очистка во время эксплуатации или, что еще лучше, использование специального котла исключительно для отопления на агропеллетах.
Преимущества и недостатки
Пеллеты имеют форму небольших, округлых цилиндров с различными диаметрами, до максимального 25 мм. Гранулы размером от 6 до 10 мм находят самый высокий спрос, так как такая форма обеспечивает удобство при использовании с автоматическими устройствами подачи в котлах.
- Экологичность. Углекислый газ, выделяемый при сгорании, эквивалентен тем выбросам, которые возникают при естественном разложении древесины. Это позволяет снизить парниковый эффект, который стал актуальной глобальной проблемой.
- Низкая зольность. Пеллеты практически являются безотходным источником топлива, так как оставшаяся зола может быть использована в качестве удобрения.
- Безопасность. Пеллеты не подвержены самовоспламенению, что минимизирует риск возгорания во время их транспортировки и хранения.
- Удобство в хранении. Пеллеты обладают высокой насыпной плотностью, что позволяет транспортировать их большими объемами.
- Теплота сгорания. Одна тонна пеллет может произвести до 3,5 тысяч кВт*ч тепла.
- Безотходное производство. Процесс изготовления пеллет основан на переработке отходов деревообработки.
Тем не менее, несмотря на множество положительных качеств, стоит также упомянуть и некоторые недостатки:
- Необходимость специализированного оборудования. Для их эффективного использования требуется наличие пеллетного котла. Хотя можно использовать и обычные котлы, их эффективность будет ниже.
- Высокая цена. Этот вид топлива до сих пор остается довольно дорогим в России, при этом покупка специализированного котла выйдет дороже, чем обычного дровяного.
- Условия хранения. Для хранения пеллет необходимо сухое помещение, чтобы избежать их порчи.
Производство пеллет
Процесс производства пеллет включает в себя несколько этапов, которые похожи на традиционные производственные технологии:
- Подготовка сырья. На первом этапе осуществляется дробление древесных отходов, которое должно быть выполнено таким образом, чтобы размер частиц не превышал 1,25 куб. см. Это необходимо для обеспечения более быстрой сушки и лучшей производительности во время дальнейшей переработки.
- Сушка. На этом этапе сырье должно быть высушено до уровня влажности 8-12%. Для сушки используются различные типы сушилок, в зависимости от характеристик сырья.
- Дробление. После сушки происходит дополнительное дробление для получения мелких гранул, которые легче прессуются.
- Прессование. На этом этапе пеллеты формируются в различных устройствах с матрицами, после чего они охлаждаются после нагрева до 70-90 °C.
- Просеивание и упаковка. На финальном этапе осуществляется сортировка и упаковка готового продукта, что позволяет отделить поломанные гранулы от целых.
Общая схема технологического процесса включает несколько шагов, каждый из которых требует тщательного выполнения для успешного получения качественных пеллет.
Применение
Пеллеты высокой качества (как белые, так и серые) используются для отопления домов путем сжигания в пеллетных котлах, каминах и печах. Обычно они имеют диаметр 6-8 мм и длину менее 50 мм. В Европе их чаще всего предлагают в упаковках по 15–20 кг. С учетом роста цен на традиционные виды топлива (нефть и газ) спрос на древесные брикеты и пеллеты, а также оборудование для их сжигания продолжает расти. В некоторых европейских странах, где рынок альтернативной энергетики наиболее развит, до 2/3 домов отапливаются с помощью пеллет. Эта широкая популярность также связана с их экологичностью: при сгорании выделяемые COx углеродные выбросы в равной степени попадают в атмосферу, как и те, которые были поглощены во время роста деревьев.
Кроме того, выбросы NO и летучие органические соединения существенно снижаются при использовании современных технологий сжигания.
Производство
Пеллеты темных оттенков с высоким содержанием коры предназначены для использования в высокоэффективных котлах для генерации тепла и электроэнергии для домашнего и промышленного применения. Темные гранулы могут иметь больший диаметр и обычно продаются оптом партиями от двух до трех тысяч тонн и более.
В начале 2008 года в США было зарегистрировано более 80 компаний, занимающихся производством топливных гранул, которые ежегодно производят около 1,1 млн тонн пеллет. В 2008 году было продано почти 2 миллиона тонн пеллет. Более 600 000 зданий отапливаются с помощью этого топлива. Кроме того, более 20 компаний активно разрабатывают котлы, плиты, горелки и другое оборудование для сжигания пеллет.
Согласно данным 2005 года, в Финляндии бытовой сектор потребил 70 000 тонн пеллет, при этом около 7 тысяч зданий отапливались с использованием биотоплива. Прогнозы «дорожной карты» Финляндии предсказывают производство 1,1 миллиона тонн пеллет к 2010 году.
В 2005 году Канада экспортировала 582 500 тонн пеллет, а в 2008 году стало известно о производстве примерно 1,3 миллиона тонн. Заводы по производству пеллет в основном расположены в прибрежных регионах, где в основном используют хвойные породы (ель, сосна) на восточных берегах лиственные деревья (дуб, клен, вишня и другие).
Все пеллеты, производимые в Северной Америке, изготавливаются из высушенных древесных остатков. Опилки, щепа и стружка — это основные исходные материалы, которые используют для их изготовления. Исключение составляют только два завода, которые добавляют часть древесной коры в состав гранул.
Крупнейшие производители в ЕС в 2008 году включали Швецию (1,7 миллиона тонн), Германию (900 тысяч тонн) и Австрию (800 тысяч тонн). Латвия активно развивает производство биотоплива, и в августе 2012 года был запущен крупнейший в стране завод мощностью от 175 до 200 тыс. тонн пеллет ежегодно.
В 2008 году мировое производство топливных гранул достигло 8–10 миллионов тонн. В 2009 году в Европе функционировало около 650 заводов, производивших более 10 миллионов тонн пеллет.
Россия
На 2011 год в Европе производилось около 15 миллионов тонн пеллет. В России производство в 2008 году составило 500–600 тысяч тонн пеллет, и технологический процесс организован на 150 предприятиях по всей стране.
По итогам 2009 года объем производства топливных гранул составил около 960 тысяч тонн, из которых около 260 тысяч тонн использовались на внутреннем рынке. В 2010 году это значение возросло до 1 миллиона тонн древесных и кородревесных пеллет, из которых значительная часть была экпортирована в Европу. Россию можно считать поставщиком древесных гранул, но кородревесные партии идут только из Великобритании и Польши.
Согласно данным ООН, в России годовое производство гранул оценивалось в 2011 году в 750 000 тонн, из которых 600 000 тонн были экспортированы.
Планы, прогнозы, перспективы
В 2011 году ОАО «Выборгская целлюлоза» открыло крупнейший в мире завод по производству древесных гранул, ожидая производственные объемы в 1 миллион тонн в год.
Также в начале лета 2010 года Университет Вагенингена представил исследование, согласно которому прогнозируется, что к 2035 году спрос на древесные гранулы в Европе возрастет до 200 миллионов тонн в год. Порт Роттердама планирует переработку 13-20 миллионов тонн гранул в год. В июле 2010 года администрация порта Роттердам объявила о совместном проекте с англо-голландской энергетической биржей APX-ENDEX по созданию биржи биотоплива.
Китай также ставит перед собой амбициозную цель производить 50 миллионов тонн пеллет в год к 2020 году.
См. также
- ↑ Какие пеллеты лучше: черные или белые?
- ↑ Burning Issues: An Update on the Wood Pellet Market
- ↑ Burning Issues: An Update on the Wood Pellet Market
- ↑ Graanul Pellets запустила крупный пелеттный завод в Латвии.
- ↑ Дмитрий Лукашев Киловатты из опилок //газета «Энергетика и Промышленность России» № 05 (121) март 2009 года.
- ↑ Sikkema, R., Steiner, M., Junginger, M., Hiegl, W., Hansen M.T., Faaij, A. 2011. The European wood pellet markets: current status and prospects for 2020. Biofuels, Bioproducts and Biorefining. Volume 5, Issue 3: 250–278.
- ↑ Гранула Пром: «Польский рынок пеллет растет».
- ↑ В 2009 году объем выпуска топливных гранул (пеллет) вырос на 43%.
- ↑ Итоги биотопливной отрасли России в 2010 году.
- ↑ ООН: Ежегодный обзор рынка лесных товаров, 2010–2011 годы.
- ↑ За полгода производство пеллет в Ленинградской области выросло в 5,7 раза.
- ↑ Порт Роттердам создает биржу биотоплива.
- ↑ Русские лесные пеллеты для России и Западной Европы.
- ↑ 9 заводов торрефицированных пеллет собирается построить «Русский биоуголь» в Подмосковье на кредит Внешэкономбанка.
- Новости биотоплива
- Всемирный Биотопливный Портал
- Калькулятор сравнения затрат различных видов топлива с пеллетами на русском языке.
- Калькулятор сравнения стоимости различных видов топлива.
- Российский биотопливный портал.
- Портал альтернативного топлива.
- Возобновляемые ресурсы.
- Биотопливо.
- Теплоэнергетика.
- Древесные материалы.
Изготовление/технология древесных топливных гранул
Великобритания ожидала увеличить потребление топливных гранул до 600 000 тонн к 2010 году.
Процесс производства древесных гранул включает несколько ключевых этапов:
1. Первичная обработка древесных отходов. При переработке древесных просек необходимо учитывать показатели, такие как гранулометрический состав и уровень влажности (11–14%). Если древесные отходы не соответствуют этим требованиям, они должны пройти процедуру переработки. Например, большие куски древесины должны быть измельчены и дополнительно высушены в случае необходимости.
2. Подготовка. В процессе подготовки в древесные отходы вводят пар и/или воду, что способствует улучшению свойств лигнина для дальнейшего связывания. Добавление до 2% крахмала или муки во время измельчения позволяет значительно повысить прочность гранул при условии, что лигнин в сырье был достаточно подготовлен.
3. Прессование. Древесные отходы энергично прессуются в прессах с кольцевым или плоским штампом, где стальные ролики формируют продукт через отверстия штампа, после чего полученные цилиндрические пучки нарезаются до необходимой длины.
4. Охлаждение. Готовые пеллеты имеют высокую температуру и влажность (обычно 90-120 °C), поэтому охлаждение необходимо для удобного хранения и транспортировки. Правильное охлаждение способствует стабилизации и укреплению пеллет.
Свойства пеллет
Процесс гранулирования увеличивает насыпную плотность с более чем 100 до 650 кг/м³, что помогает уменьшить пространство, необходимое для хранения. Плотность для древесных пеллет должна составлять более 1120 кг/м³, а содержание влаги ниже 10%. Теплота сгорания 1 кг древесных гранул должна быть не менее 4,9 кВтч, что соответствует 0,5 литрам жидкого топлива. Для сушки сухих опилок требуется всего около 3% от энергетического содержания древесных гранул, однако оно может быть повышено до 20% при использовании тепловых систем.
Качество пеллет
Так как древесные гранулы легко впитывают влагу, необходимо следить за тем, чтобы они не подвергались воздействию воды во время хранения, так как это может нарушить связующие свойства. Если влажность превышает 30%, гранулы могут распадаться на мелкие частицы.
Стандарты качества, такие как DIN 51731 и NORM M 7135, устанавливают определенные требования к этому типу топлива. Основные показатели качества древесных гранул включают:
1. Гладкость и блеск поверхности без трещин.
2. Прочность, отсутствие трещин и ровность предпочтительных материалов. Степень прочности определяется в тесте Лигно, который показывает, насколько хорошо гранулы выдерживают определенные нагрузки без разрушения.
3. Диаметр и длина древесных гранул.
4. Цвет, который может служить индикатором потенциальных проблем, таких как грибковое поражение.
Другие критерии качества включают:
1. Использованные добавки/связующие (в %).
2. Насыпная плотность (в кг/м³).
3. Теплота сгорания (в МДж/кг).
4. Содержание серы, азота и хлора (в %).
5. Уровень вредных веществ, таких как мышьяк, кадмий, медь, ртуть и свинец (в мг/кг).
Данные показатели качества могут быть установлены только в строго контролируемых лабораторных условиях. Однородность и стабильность качества древесных гранул являются основополагающими факторами для достижения максимальной энергоэффективности при сжигании.
