Puitkütuse klassifikatsioon ja omadused

Puitkütuse liikide määramine:

Puidutöötlemisjäätmete laast – töötlemata tööstuslikust puidujäätmetest (ribid, jäägid jms) saadud laastud;

kännulaastud – kändudest või kännudest saadud puiduhake;

Raiejäätmete laast - puiduhake, mis saadakse okstest ja latvadest (võradest) pärast kaubandusliku puidu ülestöötamist;

Terve puuhake – puu maapealsest biomassist (tüvi, oksad, okkad või lehed) saadud hakkpuit;

Palgihake ehk pikk puiduhake – okstest ja okstest puhastatud puude laastud;

Metsahake – toorest puupuidust saadud hakk;

Kütusehake – erinevatel meetoditel põletamiseks peenestamisel saadud puiduhake;

Saekaatrijäätmed on saeveski kõrvalsaadustest saadud hakk koorejääkidega või ilma;

Saepuru on väikesed puiduosakesed, mis on saetööstuse kõrvalsaadus;

Puukoor on jäätmed, mis on saadud tööstusliku puidu töötlemisel koorimismeetoditel;

Lihvimispuidu tolm on töötlemata puidu ja plaatide lihvimisel tekkiv tolmune jäätmed;

Puitkütuse graanulid - graanulid (DTG) - silindrilised tooted (läbimõõt 6-8 mm, pikkus kuni 30 mm), pressitud ekstrusiooni teel eelkuivatatud ja purustatud puidust;

Puitkütuse brikett on silindrilised tooted (läbimõõt 60-80 mm, pikkus kuni 300 mm), pressitud ekstrusiooni teel eelkuivatatud ja purustatud puidust.

Puitkütuse puudused:

Isesüttimine;

Kiire lagunemine;

Madal mahuline kütteväärtus;

Madal puistetihedus;

Kõrge esialgne niiskus (60% ja rohkem).

Need tegurid muudavad esmase puitkütuse transpordi kahjumlikuks ning raskendavad ladustamist ja ladustamist. Olulised niiskuse erinevused vähendavad soojusjõuseadmete efektiivsust ning raskendavad ja suurendavad energiatootmise maksumust.

Puidugraanulid:

"täiustatud" puitkütuse kasutamisel on ülaltoodud puudused kõrvaldatud. Üheks selliseks kütuseliigiks on puitkütuse pelletid (WFP) – tooted läbimõõduga 6–8 mm ja pikkusega 4–30 mm, mis on pressitud ekstrusiooni teel eelkuivatatud ja purustatud puidust.

DTG eelised:

Ei ole võimeline isesüttima;

Bioloogiliselt mitteaktiivne – ei mädane, ei sisalda tolmu ega eoseid;

püsiv niiskus (mitte üle 10%);

Väiksemad ladustamismahud;

Katlaseadmete madalam hind DTG põletamiseks;

Palju suurem kütteväärtus võrreldes puiduhakke, saepuru ja saematerjaliga.

Tuleb märkida, et puidus, nagu ka teistes taimses biomassis, on põlevad ained süsinik (umbes 51%) ja vesinik (umbes 6%), ülejäänud ained on ballast. Lisaks nõuab puidu kuivatamine märkimisväärset energiakulu nii otsepõletamisel, gaasistamisel jms kui ka eelkuivatamisel. Seega vähendab suhtelise õhuniiskusega = 45-60% puitkütuse esmaste liikide (küttepuit, hakkepuit) energiakasutus puidu kütteväärtust 1,8-3,5 korda, vt joon..

Puitkütuse niiskusesisaldus mõjutab oluliselt ka põlemis- ja soojusvahetusprotsesside mehhanisme ja efektiivsust energiat tootvates jaamades.. Ühtlane stabiilne põlemine toimub näiteks kütuselaastude niiskuse juures kuni 40...45%. Põlemine on võimalik ka hakkepuidu niiskuse juures kuni 56...57% liigõhukoefitsiendiga 2 kuni 4...5, kuid see ei ole stabiilne. Eraldi kallites põletusseadmetes saab põletada hakkepuitu maksimaalse lubatud niiskusega 60 ja isegi 65% või kasutada täiendavaid soojusallikaid muude kütuste põletamisel (gaas, kütteõli “taustvalgustus” jne). Selliseid tehnoloogiaid on aga mõistlik kasutada ainult puidujäätmete kõrvaldamiseks, mitte soojusenergia tootmise eesmärgil.

Teine oluline tegur, mis oluliselt mõjutab põlemisprotsesside efektiivsust, on füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste heterogeensus ja varieeruvus ning esmaste puitkütuste tüüpide suur polüdisperssus (0,5-50 mm)..

Seega on puitkütuse, mille kogus riigis on piiratud, energiapotentsiaali efektiivseks kasutamiseks ette valmistada esmane küttepuit:

Kuiv

Homogeniseerida, st. anda sellele stabiilsed füüsikalised, keemilised ja mehaanilised parameetrid ja omadused.

See tõstab oluliselt (2-3 korda) kütteväärtust, optimeerib põlemisprotsesse, tõstab soojust tootvate seadmete efektiivsust ja nende kasutegurit 1,3...2,8 korda, vähendab seadmete maksumust ja nende töökulu., vaata tabelit.

Valikud	Kütuse liigid
	Viimistletud "täiustatud"	Esmane
		Kütuselaastud
			poolkuiv
Niiskus
Kütteväärtus, Gcal/t
Energiaekvivalent standardkütuse suhtes
Puistetihedus, ρн, t/m3
Keskmine aastane efektiivsus elektrijaam, η, %
Küttevõimsus, Q, Gcal/t
Samaväärse kütuse erikulu soojuse tootmiseks, t/Gcal

Ülaltoodut kokku võttes on ilmne, et selliselt valmistatud (põlevmassi kontsentreeritud, stabiilsete füüsikalis-keemiliste ja mehaaniliste omadustega) soojus- ja võimsusefektiivsus, s.o. rafineeritud puitkütuse – puitkütuse pelletite – tase on kordades suurem võrreldes esmase puitkütusega (küttehakk). Puitkütuse graanulite madal õhuniiskus, nende füüsikaliste, keemiliste ja mehaaniliste omaduste ühtlus ja stabiilsus aitavad kaasa kütteväärtuse tõusule, suurendavad põlemisprotsesside efektiivsust, lihtsustavad soojuselektrijaamade projekteerimist, elektrienergia reguleerimise ja juhtimise protsesse. ja suurendada tõhusust. Rafineeritud puitkütuse liikide ja tõhusate soojust tootvate seadmete kasutamine võimaldab saada olemasolevast küttepuidu potentsiaalist 2-4 korda rohkem soojusenergiat võrreldes põletustehnoloogiate, gaasistamise jms. esmased puitkütuse liigid, nagu küttepuit, hakkpuit ja muud.

Tootmismaht, hinnad, tootjad, tarbijad

Peamised puitkütuse tootjad on Metsaministeeriumi ettevõtted - metsandusettevõtted. Küttepuidu ja puidujäätmete tsentraliseeritud hankeid viivad läbi metsandusministeeriumi ettevõtted ja kontsern Bellesbumprom.

Kasutatavad toorained on:

Metsandusettevõtete saeveskites ja puidutöötlemistsehhides tekkivad puidutöötlemisjäätmed;

Küttepuit kavandatud raietest, mille hankimine toimub Metsaministeeriumi süsteemis olemasolevate või loodud võimsuste abil;

Metsajäätmed;

Puidujäätmed ja vana surnud puit, mis raiutakse metsade koristamisel.

2009. aasta andmed: Metsaministeeriumi organisatsioonid koostatud kokku 3,9 miljonit kuupmeetrit puitkütust.

Tööstus on loonud 31 tootmisüksust koguvõimsusega 500 tuhat kuupmeetrit küttehaket aastas. Vähese müügi ja hakkepuidu ebaregulaarse tarbimise tõttu ei tööta aga osa tootmisrajatisi täisvõimsusel või seisavad need osaliselt. Kütuselaastude valmistamise eripära on see, et seda ei saa pikka aega säilitada, vastasel juhul kaob selle soojusjuhtivus. Kütusehaket toodeti 2009. aastal 204,8 tuhat kuupmeetrit. Elamu- ja kommunaalmajanduse tarbeks müüdi kohalikele soojusallikatele 912 tuhat tihumeetrit küttepuitu ja 123,5 tuhat tihumeetrit küttehaket. Küttepuitu eksporditi 2,9 tuhat tihumeetrit ja 30 tuhat tihumeetrit. kütuselaastud.

Puitkütuse riiklikud programmid:

Metsaministeeriumi puidutöötlemistööstuste (kaupluste) efektiivsuse tõstmise programm aastateks 2007-2010. Selle programmi kohaselt viidi need tootmisrajatised ümber. Nende baasil on kaasajastatud enim arenenud töökojad, saematerjali, ümarpuidu ja sellest valmistatud toodete tootmine, puidust pooltooted, puitkütuse hakk ja graanulid (graanulid), lehtpuu töötlemine.

Vastavalt Valgevene Vabariigi uuendusliku arengu riiklikule programmile aastateks 2007–2010 luuakse metsandusministeeriumi süsteemis uusi tootmisrajatisi. Kaks neist on tootmisettevõtted kütuse graanulid (graanulid) töötavad juba Stolbtsy eksperimentaal- ja Žitkovitši metsamajandites. Nende ettevõtete aastane koguvõimsus on 14 tuhat tonni graanuleid.

Graanulite tootjad Valgevenes on ka: EKOGRAN JLLC, PROFITSISTEM JLLC, IVA Unitary Enterprise, Pinskdrev JSC.

Peamiseks puitkütuse tarbijaks on elanikkond (ahjuküttepuit), elamu- ja kommunaalmajandusettevõtted (küttepuud, küttehake), Belenergo kontserni mini-koostootmisjaamad (küttepuud, küttehake).

Puitkütusel töötavaid väikese ja keskmise suurusega katlamajasid on umbes 3000..

Puitkütust kasutavad mini-koostootmisjaamad töötavad Pružanõis, Vileikas, Bobruiskis, Osipovitšis ja Pinskis.

2010. aastal kinnitati taastuvate energiaallikate arendamise riiklik programm aastateks 2010-2015. Programmi kohaselt kavatsevad nad ehitada 161 puitkütusel töötavat mini-koostootmisjaama. (Metsandusministeeriumil on andmed 20 puitkütusel töötava mini-koostootmisjaama ehitamise kohta.) Kütusehakke tootmist plaanitakse suurendada ning selle mahud seotakse vastavate energiaallikate loomisega. Samas hakatakse hakkepuidu tootmiseks uusi võimsusi organiseerima enne tähtaega!?

Metsakultuuride ja kiiresti kasvavate energiataimede istandused.

2009. aastal loodi 171 hektarit istandike metsakultuure, et varustada tselluloosi- ja paberitööstust männi- ja kuusepaberipuiduga ning puidutööstusi kvaliteetse saepalgiga.

Metsandusministeerium tegeleb kiirekasvuliste energiataimede (põõsad ja rohttaimed) istutamisega, mille biomassi aastane keskmine juurdekasv on üle 25 m 3 /ha. Esialgsete hinnangute kohaselt on praegu tehniliselt "energia" istutamiseks vaba maad 100 tuhat hektarit, kiirekasvuliste taimede biomassi potentsiaal on hinnanguliselt 0,6...0,8 miljonit tce/aastas - ca 2...2,75 miljonit m3 puitkütust aastas. Lisaks on Valgevenes kuni 500 tuhat hektarit väheväärtuslikku ja vähetootlikku maad, mis on põllumajandussaaduste kasvatamiseks kahjumlik. Seda väljavaadet arvesse võttes on võimalik energiaistandusi suurendada, et saada kuni 4 miljonit t.e. aastas (13 mln m 3 puitkütuse ekvivalenti). 2010. aastal pidi Beltopgazi kontsern hakkama välja töötama kiiresti kasvavate taimeliikide ja puude kasvatamise tehnoloogiat?

Puitkütuse maksumus.

Varem kehtis Valgevene Vabariigi Energeetikaministeeriumi 4. juuli 2007. a resolutsioon nr 21 “Arvelduste kohta Belenergo organisatsioonide ja puitkütuse tarnijate vahel”. Selle dokumendi järgi määrati hind esialgse puidutoormaterjali niiskust ja kütteväärtust arvestades. Praegu see dokument enam ei kehti, vaid Valgevene Vabariigi Metsandusministeeriumi 24. detsembri 2009. a resolutsioon nr 35 „Küttepuidu hindade ettevalmistamisel (va elanikkonna küttepuit) ja küttehakke hindade kohta. aastaks 2010” kehtib. Need hinnad on fikseeritud kõigile küttepuidu ja küttehakke tootjatele ja seaduslikele tarbijatele.

Küttepuud: ühe tiheda m3 hind ilma käibemaksuta, valge. rublad

Iidne	niiskus	Prantsuse-ülemine puiduladu	Prantsuse-puidu vaheladu	Prantsuse-alumine puiduladu (ettevõtte ladu)	Tasuta vedu, lähtejaam, laev. Kai
mänd, lepp	Kuivatage kuni 25
	Märg üle 25

Kõik hinnad jäävad vahemikku 22 200...66 100 BYN. rublad

Kütuselaastud: hind ühe tiheda m3 kohta ilma käibemaksuta, valge. rublad:

Turu suurus

Võttes arvesse 2009. aasta andmeid elamu- ja kommunaalmajanduse katlamajade ning puitkütusele ümberehitatud ettevõtete ning mini-koostootmisjaamade kohta, on meil küttepuidu ja küttehakke maht järgmine:

Umbes 1 miljon m 3 küttepuud ja 200 tuh m 3 puiduhake Võttes kulu 1 m 3 küttepuud umbes 44 000 rubla ja 1 m 3 puiduhake - 73 000 rubla, saame keskmiseks aastaseks turumahuks umbes 19 miljonit dollarit..

Puitkütuse pelletid (graanulid)

Neid ei kasutata Valgevenes katlamajade ja mini-koostootmisjaamade kütusena. Valgevene tootjate graanulite maksumus püsib samal tasemel 96...101 eurot tonn (FCA, Pinsk). Teadaolevalt läheb peaaegu kogu toodetud pelletite maht ekspordiks. Pelletite maksumus Euroopa turul on ca 130...135 eurot tonn (DDU, Saksamaa).

Selgitused

Samuti tuleb märkida, et primaarse puitkütuse (küttepuit ja hakkpuit) energiakasutuse tehnoloogiad nõuavad ülestöötamiseks, jahvatamiseks, ladustamiseks ja transportimiseks üsna kalleid, keerukaid ja mahukaid seadmeid, sealhulgas koostalitlus- ja tehnoloogilisi seadmeid (seal on Belgiprolesi aruanne puitkütuse tootmine ja hankimine). Primaarse puitkütuse kõrge õhuniiskuse ja madala kütteväärtuse tõttu peavad katlamajad ja mini-koostootmisjaamad kulutama täiendavalt elektrit ja soojust selle ettevalmistamisele – jahvatamisele, survetestimisele ja mis kõige tähtsam – kuivatamisele. Vastasel juhul jääb selliste katlamajade ja mini-koostootmisjaamade küttevõimsus madalaks. Osipovichi mini-CHP näide:

keskminesoojusenergia maksumus , mis saadakse hakkepuidu põletamisel Osipovichi mini-CHP-s, on umbes 60 000 rubla. Gcal kohta ning elamu- ja kommunaalmajanduse energeetikute hinnangul ulatub talvel 120 000...170 000 rublani. Gcal kohta, samas kui energiasüsteemi keskmine (töötab maagaasil)määra tööstustarbijatele sooja vee ja auru eest talvel 129 000 rubla/Gcal ning elamu- ja kommunaalteenuste puhul 44 000 rubla. Gcal kohta.

Arvatakse, et Pruzhany mini-CHP on parima energiatõhususega, näiteks soojusvõimsusega 11,85 Gcal/h kulutab see päevas 70 m 3 hakkepuitu ja 120 m 3 küttepuid. Arvutustes võetakse 1 m 3 puitkütuse soojusekvivalendina 0,29 ja vastavalt 1000 m 3 maagaasi soojuslikuks ekvivalendiks on 1,15.

Siis saame: (70+120) 0,29/24/11,85 = 0,194 t.e.t/Gcal, soojuselektrijaamade ja maagaasikatlamajade näitaja on aga 0,155...0,17 t.e.t /Gcal.

See tähendab, et 11,85 Gcal/tunnis saamiseks on vaja 0,16·24·11,85/1,15 = 40 tuhat m3 maagaasi päevas. Praegu on tööstustarbijatele ja energiasüsteemile maagaasi hind ilma käibemaksuta 217 USA dollarit tuhande kuupmeetri kohta. meetrit.

Siis maagaasi maksumus: 217·1,2·40 = 10 416 dollarit päevas.

Puitkütus ja puiduhake: (44000·1,2·120+73000·1,2·70)/3090 = 4035 dollarit päevas.

Pelletid: 0,168·24·11,85/0,6= 79,7 tonni, 79,7·96·1,3·1,2 = 11935 dollarit päevas.

See maagaasi säästmise põhjendus on aluseks riiklike programmide orienteerumisel pigem puitu ja hakkepuitu, mitte pelleteid kasutavate katlamajade ja mini-koostootmisjaamade ehitamisele ning ühtlasi põhjendatakse ka küttepuidu ja hakkepuidu madalate hindadega hoidmise vajadust.

Tuleb märkida, et teave Osipovitši ja Pružanskaja koostootmisjaamade kohta ei ole hõlpsasti kättesaadav, pole teada, kas need saavutavad oma kavandatud võimsuse, ei ole teada täpsed kulud nende enda vajadusteks – primaarkütuse ettevalmistamiseks ja kuivatamiseks ei võeta arvesse kütuse kohaletoimetamise maksumust (näiteks transporditakse puitkütust Pružanskaja koostootmisjaama määrdeainetena 30 km kaugusele), ei võeta arvesse metsandusettevõtete kogukulusid kütuse hankimisel - hakkurite, traktorite käitamise kulusid. , libisemine jne, ladustamise maksumus (Begiprolesi aruanne). Samuti märgime, et metsandusettevõtete peamised sissetulekuallikad on tööstusliku puidu, mitte küttepuidu hankimine, töötlemine ja eksport.

Kui lähiaastatel ehitatakse vähemalt 20 Pružanskajaga sarnast mini-koostootmisjaama, suureneb hakke aastane kütusekulu umbes 400 tuhat m 3 ja küttepuud ca 500 tuh m 3 . Sellest tulenevalt suureneb turu maht 16 miljoni dollari võrra.

Metsaettevõtetelt on järgmised andmed: puitkütuse hankimise aastamahtu on võimalik tõsta 5 mln m 3-ni (praegu raiutakse ca 4 mln m 3 aastas) ja aastaks 2012 kavatsetakse mahtu suurendada. puitkütuse hankimisest 11 miljoni m 3 ?, ja see ei võta arvesse kiirekasvuliste puude kütuseistandike loomist.

küsimus: millised on energiapuuistandike rajamise, puitkütuse hankimise kulud ja kas see on kasumlik näiteks hinnaga 73 000 rubla?

Niiskus

Puitbiomassi niiskusesisaldus on kvantitatiivne näitaja, mis näitab biomassi niiskusesisaldust. Eristatakse biomassi absoluutset ja suhtelist niiskust.

Absoluutne niiskus nimetatakse niiskuse massi ja kuiva puidu massi suhteks:

kus W a on absoluutne niiskus, %; m on proovi mass märjas olekus, g; m 0 - sama proovi mass, kuivatatud konstantse väärtuseni, g.

Suhteline või tööõhuniiskus Niiskuse massi ja märja puidu massi suhet nimetatakse:

kus W p on suhteline või töörežiim, niiskus, %

Puidu kuivatusprotsesside arvutamisel kasutatakse absoluutset niiskust. Soojusarvutustes kasutatakse ainult suhtelist ehk töötavat niiskust. Seda väljakujunenud traditsiooni arvesse võttes kasutame edaspidi ainult suhtelist õhuniiskust.

Puitbiomassis sisalduv niiskus on kahel kujul: seotud (hügroskoopne) ja vaba. Seotud niiskus paikneb rakuseinte sees ja seda hoiavad füüsikalis-keemilised sidemed; Selle niiskuse eemaldamisega kaasnevad täiendavad energiakulud ja see mõjutab oluliselt enamikku puitaine omadustest.

Vaba niiskust leidub rakuõõntes ja rakkudevahelistes ruumides. Vaba niiskust säilitavad ainult mehaanilised sidemed, see eemaldatakse palju kergemini ja mõjutab vähem puidu mehaanilisi omadusi.

Puidu kokkupuutel õhuga toimub niiskuse vahetus õhu ja puitmaterjali vahel. Kui puidumaterjali niiskusesisaldus on väga kõrge, põhjustab see vahetus puidu kuivamist. Kui selle niiskus on madal, niisutatakse puitainet. Puidu pikaajalise õhus viibimise, stabiilse temperatuuri ja suhtelise õhuniiskuse korral muutub stabiilseks ka puidu niiskusesisaldus; see saavutatakse siis, kui ümbritseva õhu veeauru rõhk muutub võrdseks veeauru rõhuga puidu pinnal. Kindla temperatuuri ja õhuniiskuse juures pikka aega hoitud puidu stabiilse niiskusesisaldus on kõigil puuliikidel ühesugune. Stabiilset niiskust nimetatakse tasakaaluks ja see on täielikult määratud selle õhu parameetritega, milles see asub, st selle temperatuur ja suhteline niiskus.

Tüvepuidu niiskusesisaldus. Niiskusesisalduse järgi jaotatakse tüvepuit märjaks, värskelt lõigatud, õhkkuivaks, toakuivaks ja absoluutkuivaks.

Märg puit on puit, mis on olnud pikka aega vees, näiteks raftingul või veebasseinis sorteerimisel. Märja puidu niiskusesisaldus W p ületab 50%.

Värskelt lõigatud puit on puit, mis on säilitanud kasvava puu niiskuse. See sõltub puiduliigist ja varieerub vahemikus W p =33...50%.

Värskelt raiutud puidu keskmine niiskusesisaldus on %, kuusel 48, lehisel 45, kuusel 50, seedermännil 48, harilikul männil 47, pajul 46, pärnal 38, haaval 45, lepal 46, paplile 48, tüügasele kasele 44, pöögile 39, jalakale 44, sarvpuule 38, tammele 41, vahtrale 33.

Õhkkuiv on puit, mida on pikka aega vabas õhus hoitud. Vabas õhus viibides puit pidevalt kuivab ja selle niiskus väheneb järk-järgult stabiilse väärtuseni. Õhkkuiva puidu niiskus W p =13...17%.

Toakuiv puit on puit, mis on olnud pikka aega köetavas ja ventileeritavas ruumis. Ruumikuiva puidu niiskus W p =7...11%.

Absoluutselt kuiv – temperatuuril t=103±2 °C konstantse massini kuivatatud puit.

Kasvavas puus on tüvepuidu niiskusesisaldus jaotunud ebaühtlaselt. See varieerub nii piki pagasiruumi raadiust kui ka kõrgust.

Tüvepuidu maksimaalset niiskusesisaldust piirab rakuõõnsuste ja rakkudevaheliste ruumide kogumaht. Puidu mädanemisel hävivad selle rakud, mille tulemusena tekivad mädanenud puidu struktuur lagunemisprotsessi edenedes lahti ja poorseks ning puidu tugevus väheneb järsult.

Nendel põhjustel ei ole puidumädaniku niiskusesisaldus piiratud ja võib ulatuda nii kõrgetele väärtustele, et selle põlemine muutub ebaefektiivseks. Mädapuidu suurenenud poorsus muudab selle vabas õhus olles väga hügroskoopseks, muutub see kiiresti niisutatuks.

Tuhasisaldus

Tuhasisaldus viitab mineraalainete sisaldusele kütuses, mis jääb alles pärast kogu põlevmassi täielikku põlemist. Tuhk on kütuse ebasoovitav osa, kuna see vähendab põlevate elementide sisaldust ja raskendab põlemisseadmete tööd.

Tuhk jaguneb sisemiseks, puidus sisalduvaks ja väliseks, mis sattus kütusesse biomassi hankimisel, ladustamisel ja transportimisel. Sõltuvalt tüübist on tuhal kõrgel temperatuuril kuumutamisel erinev sulavus. Madalsulav tuhk on tuhk, mille temperatuur vedeliku sulamisoleku alguses on alla 1350 °C. Keskmiselt sulava tuha vedelsulamisoleku alguse temperatuur jääb vahemikku 1350-1450 °C. Tulekindla tuha puhul on see temperatuur üle 1450 °C.

Puitbiomassi sisemine tuhk on tulekindel ja välimine tuhk on madala sulamistemperatuuriga.

Erinevate liikide koore tuhasisaldus kõigub 0,5–8% ja suurem saagikoristuse või ladustamise ajal toimunud tugeva saastumise korral.

Puidu tihedus

Puitaine tihedus on rakuseinu moodustava materjali massi ja selle hõivatud mahu suhe. Puiduaine tihedus on kõikide puiduliikide puhul ühesugune ja võrdub 1,53 g/cm3. Vastavalt CMEA komisjoni soovitusele määratakse kõik puidu füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste näitajad 12% absoluutse niiskuse juures ja arvestatakse ümber selle niiskuse väärtuseks.

Erinevate puiduliikide tihedus

Tõug	Tihedus kg/m3
	Standardse õhuniiskuse korral	Absoluutselt kuiv
Lehis	660	630
Mänd	500	470
seeder	435	410
Kuusk	375	350
Sarvpuu	800	760
Valge akaatsia	800	760
Pirn	710	670
Tamm	690	650
Vaher	690	650
Harilik tuhk	680	645
Pöök	670	640
Elm	650	615
Kask	630	600
Lepp	520	490
haab	495	470
Linden	495	470
Paju	455	430

Jäätmete puistetihedus erinevate hakitud puidujäätmete näol on väga erinev. Kuivale hakkele alates 100 kg/m 3, kuni 350 kg/m 3 ja enam märjale laastule.

Puidu termilised omadused

Puitunud biomassi nimetatakse sellisel kujul, nagu see siseneb katlaseadmete ahjudesse töötav kütus. Puitbiomassi koostist, st üksikute elementide sisaldust selles, iseloomustab järgmine võrrand:
С р +Н р +О р +N р +A р +W р =100%,
kus C p, H p, O p, N p on vastavalt süsiniku, vesiniku, hapniku ja lämmastiku sisaldus puidumassis, %; A p, W p - vastavalt tuha- ja niiskusesisaldus kütuses.

Kütuse iseloomustamiseks soojustehnilistes arvutustes kasutatakse kütuse kuivmassi ja põlevmassi mõisteid.

Kuivkaal Sel juhul kuivatatakse kütus biomassiga absoluutselt kuivaks. Selle koostist väljendab võrrand
Cs+Hs+Os+Ns+As =100%.

Põlev mass kütus on biomass, millest on eemaldatud niiskus ja tuhk. Selle koostis määratakse võrrandiga
C g + H g + O g + N r = 100%.

Biomassi komponentide märkide indeksid tähendavad: p - komponendi sisaldus töömassis, c - komponendi sisaldus kuivmassis, g - komponendi sisaldus kütuse põlevas massis.

Tüvepuidu üks tähelepanuväärseid omadusi on selle põlevmassi elementaarse koostise hämmastav stabiilsus. Sellepärast Erinevate puiduliikide eripõlemissoojus on praktiliselt sama.

Tüvepuidu põlevmassi elementaarne koostis on kõigil liikidel peaaegu sama. Reeglina jääb tüvepuidu põlevmassi üksikute komponentide sisalduse kõikumine tehniliste mõõtmiste vea piiresse Lähtuvalt sellest on termotehniliste arvutuste, tüvepuitu põletavate põletusseadmete jms seadistamisel võimalik. võtta vastu järgmise koostisega tüvepuitu kütuseks ilma suure veamassita: C g =51%, N g =6,1%, O g =42,3%, N g =0,6%.

Põlemissoojus Biomass on soojushulk, mis vabaneb 1 kg aine põlemisel. On kõrgemaid ja madalamaid kütteväärtusi.

Kõrgem kütteväärtus- see on soojushulk, mis vabaneb 1 kg biomassi põletamisel kogu põlemisel tekkiva veeauru täielikul kondenseerumisel koos nende aurustamisele kulunud soojuse vabanemisega (nn latentne aurustumissoojus). Suurim kütteväärtus Q in määratakse D. I. Mendelejevi valemiga (kJ/kg):
Q in =340С р +1260Н р -109О р.

Puhas kütteväärtus(NTS) - 1 kg biomassi põletamisel eralduv soojushulk, välja arvatud selle kütuse põlemisel tekkinud niiskuse aurustamisel kuluv soojus. Selle väärtus määratakse valemiga (kJ/kg):
Q р =340C р +1030H р -109О р -25W р.

Tüvepuidu põlemissoojus sõltub ainult kahest suurusest: tuhasisaldusest ja niiskusest. Põlevmassi (kuiv, tuhavaba!) tüvepuidu madalam põlemissoojus on peaaegu konstantne ja võrdne 18,9 MJ/kg (4510 kcal/kg).

Puidujäätmete liigid

Sõltuvalt tootmisest, milles puidujäätmed tekivad, võib need jagada kahte liiki: raiejäätmed ja puidutöötlemisjäätmed.

Raiejäätmed- Need on raieprotsessi käigus eraldatud puiduosad. Nende hulka kuuluvad okkad, lehed, lignifitseerumata võrsed, oksad, oksad, tipud, tagumik, piigid, tüvepistikud, puukoor, purustatud paberipuidu tootmise jäätmed jne.

Looduslikul kujul on raiejäätmed energia saamiseks halvasti transporditavad, need purustatakse esmalt laastudeks.

Puidujäätmed on puidutöötlemise tootmisel tekkivad jäätmed. Nende hulka kuuluvad: tahvlid, liistud, lõiked, lühikesed osad, laastud, saepuru, tööstusliku hakke tootmisjäätmed, puidutolm, puukoor.

Biomassi olemuse alusel võib puidujäätmed jagada järgmisteks liikideks: võraelementide jäätmed; varre puidujäätmed; koorejäätmed; puidu mädanik.

Puidujäätmed jagatakse kuju ja osakeste suuruse järgi tavaliselt järgmistesse rühmadesse: tükkpuidujäätmed ja pehmed puidujäätmed.

Puidutükid- need on lõiked, tipud, väljalõiked, plaadid, liistud, lõiked, lühikesed pikkused. Pehme puidujäätmete hulka kuuluvad saepuru ja laastud.

Purustatud puidu kõige olulisem omadus on selle fraktsionaalne koostis. Fraktsiooniline koostis on teatud suurusega osakeste kvantitatiivne suhe purustatud puidu kogumassis. Purustatud puidufraktsioon on teatud suurusega osakeste protsent kogumassist.

Hakitud puit võib osakeste suuruse järgi jagada järgmisteks tüüpideks:

• — puidu tolm, moodustub puidu, vineeri ja puitplaatide lihvimisel; põhiosa osakestest läbib 0,5 mm avaga sõela;
• — saepuru, tekivad puidu piki- ja põitsaagimisel, läbivad 5...6 mm aukudega sõela;
• — puiduhake saadakse puidu ja puidujäätmete jahvatamisel hakkurites; põhiosa laastudest läbib 30 mm avadega sõela ja jääb 5...6 mm avadega sõelale;
• - suured laastud, mille osakeste suurus on üle 30 mm.

Märgime eraldi puidutolmu omadused. Puidu, vineeri, puitlaastplaatide ja puitkiudplaatide lihvimisel tekkivat puidutolmu ei saa selle suure tuule- ja plahvatusohu tõttu hoida ei katlamajade puhverladudes ega väikeste puitkütuste hooajavälistes ladudes. Põletusseadmetes puidutolmu põletamisel tuleb tagada kõigi tolmkütuse põletamise reeglite täitmine, vältides sähvatusi ja plahvatusi põlemisseadmete sees ning auru- ja kuumaveekatelde gaasiteedel.

Puidu lihvimistolm on segu puiduosakestest, mille suurus on keskmiselt 250 mikronit, ja abrasiivpulbrit, mis eraldatakse lihvpaberist puidu lihvimisprotsessi käigus. Abrasiivse materjali sisaldus puidutolmus võib ulatuda kuni 1 massiprotsendini.

Puitbiomassi põletamise tunnused

Puitbiomassi kui kütuse oluliseks tunnuseks on väävli ja fosfori puudumine selles. Nagu teada, on mis tahes katlaüksuse peamine soojuskadu soojusenergia kadu suitsugaasidega. Selle kao suuruse määrab heitgaaside temperatuur. Väävlit sisaldavate kütuste põletamisel hoitakse seda temperatuuri vähemalt 200...250 °C, et vältida sabaküttepindade väävelhappekorrosiooni. Väävlit mittesisaldavate puidujäätmete põletamisel saab seda temperatuuri alandada 100...120 °C-ni, mis tõstab oluliselt katlaagregaatide efektiivsust.

Puitkütuse niiskusesisaldus võib varieeruda väga suurtes piirides. Mööbli- ja puidutööstustes on raieettevõtetes osade jäätmeliikide niiskusesisaldus 10...12%, koorimisel on jäätmete põhiosa niiskusesisaldus 45...55%; jäätmete kogus pärast parvetamist või veekogudes sorteerimist ulatub 80% -ni. Puitkütuse niiskusesisalduse suurendamine vähendab katlaagregaatide tootlikkust ja efektiivsust. Lenduvate ainete saagis puitkütuse põletamisel on väga kõrge - ulatub 85% -ni. See on ka üks puitbiomassi kui kütuse omadusi ja nõuab suurt leegi pikkust, mille puhul toimub kihist väljuvate põlevate komponentide põlemine.

Koksimispuidu biomassi toode, puusüsi, on fossiilse kivisöega võrreldes väga reaktiivne. Puusöe kõrge reaktsioonivõime võimaldab kasutada põletusseadmeid madalatel liigõhukoefitsiendi väärtustel, mis avaldab positiivset mõju katlajaamade efektiivsusele nendes puitbiomassi põletamisel.

Kuid koos nende positiivsete omadustega on puidul omadusi, mis mõjutavad negatiivselt katelde tööd. Sellised omadused hõlmavad eelkõige niiskuse imamisvõimet, st veekeskkonna niiskuse suurenemist. Suureneva õhuniiskuse korral madalam kütteväärtus kiiresti langeb, kütusekulu suureneb, põlemine muutub raskemaks, mis nõuab spetsiaalsete konstruktsioonilahenduste kasutuselevõttu katla- ja ahjuseadmetes. Niiskuse 10% ja tuhasisalduse 0,7% korral on NCV 16,85 MJ/kg ja 50% niiskuse juures vaid 8,2 MJ/kg. Seega muutub katla kütusekulu sama võimsusega kuivalt kütuselt märjale kütusele üleminekul rohkem kui 2 korda.

Puidu kui kütuse iseloomulik tunnus on madal sisemine tuhasisaldus (ei ületa 1%). Samal ajal ulatuvad välised mineraalide lisandid raiejäätmetes mõnikord 20% -ni. Puhta puidu põletamisel tekkiv tuhk on tulekindel ja selle eemaldamine ahju põlemistsoonist ei valmista erilisi tehnilisi raskusi. Puitbiomassi mineraalsed lisandid on sulavad. Olulise sisaldusega puidu põletamisel tekib paagutatud räbu, mille eemaldamine põletusseadme kõrgtemperatuursest tsoonist on keeruline ja nõuab spetsiaalseid tehnilisi lahendusi, et tagada tulekolde efektiivne töö. Kõrge tuhasisaldusega puidubiomassi põletamisel tekkiv paagutatud räbu omab keemilist afiinsust tellisega ning põletusseadmes paagutub kõrgetel temperatuuridel ahju seinte müüritise pinnaga, mis muudab räbu eemaldamise keeruliseks.

Soojusväljund Tavaliselt nimetatakse seda maksimaalseks põlemistemperatuuriks, mis tekib kütuse täielikul põlemisel ilma liigse õhuta, st tingimustes, kus kogu põlemisel vabanev soojus kulutatakse täielikult tekkivate põlemisproduktide soojendamiseks.

Mõiste soojusvõimsus pakkus omal ajal välja D. I. Mendelejev kui kütuse omadus, mis peegeldab selle kvaliteeti selle võimest kasutada kõrge temperatuuriga protsessides. Mida suurem on kütuse soojusväljund, seda kvaliteetsem on selle põlemisel vabanev soojusenergia, seda kõrgem on auru- ja kuumaveekatelde tööefektiivsus. Soojusvõimsus on piir, milleni põlemisprotsessi paranedes läheneb ahju tegelik temperatuur.

Puitkütuse soojustoodang sõltub selle niiskuse- ja tuhasisaldusest. Absoluutselt kuiva puidu (2022 °C) soojusvõimsus on vaid 5% madalam vedelkütuse soojusvõimsusest. Kui puidu niiskusesisaldus on 70%, väheneb soojusvõimsus rohkem kui 2 korda (939 °C). Seetõttu on puidu kütusena kasutamise praktiliseks piiriks õhuniiskus 55–60%.

Puidu tuhasisalduse mõju selle soojustõhususele on palju nõrgem kui niiskuse mõju sellele tegurile.

Puitbiomassi niiskusesisalduse mõju katlajaamade efektiivsusele on äärmiselt oluline. Absoluutselt kuiva madala tuhasisaldusega puitbiomassi põletamisel läheneb katlaagregaatide tööefektiivsus nii tootlikkuse kui kasuteguri poolest vedelkütusekatelde tööefektiivsusele ning ületab kohati teatud kindlaid kasutavate katlaagregaatide tööefektiivsust. kivisöe tüübid.

Puitbiomassi niiskuse tõus põhjustab paratamatult katlajaamade efektiivsuse langust. Peaksite seda teadma ning pidevalt välja töötama ja rakendama meetmeid, et vältida atmosfääri sademete, pinnasevee jms sattumist puitkütusesse.

Puitbiomassi tuhasisaldus raskendab selle põletamist. Mineraalide esinemine puitbiomassis on tingitud ebapiisavalt arenenud tehnoloogiliste protsesside kasutamisest puidu ülestöötamisel ja selle esmasel töötlemisel. Eelistada tuleb selliseid tehnoloogilisi protsesse, mille käigus on võimalik minimeerida puidujäätmete saastumist mineraalainetega.

Purustatud puidu fraktsionaalne koostis peaks seda tüüpi põletusseadmete jaoks olema optimaalne. Osakeste suuruse kõrvalekalded optimaalsest nii üles- kui allapoole vähendavad põlemisseadmete efektiivsust. Puidu hakkimiseks kasutatav hakk ei tohiks tekitada suuri kõrvalekaldeid osakeste suuruses nende suurenemise suunas. Siiski on ebasoovitav ka suure hulga liiga väikeste osakeste olemasolu.

Puidujäätmete tõhusa põletamise tagamiseks on vajalik, et katlasõlmede konstruktsioon vastaks seda tüüpi kütuse omadustele.

Puit on oma keemilise koostise poolest üsna keeruline materjal.

Miks meid huvitab keemiline koostis? Põlemine (sealhulgas puidu põletamine ahjus) on aga puitmaterjalide keemiline reaktsioon ümbritseva õhu hapnikuga. Küttepuidu kütteväärtus sõltub konkreetse puiduliigi keemilisest koostisest.

Peamised keemilised sideained puidus on ligniin ja tselluloos. Nad moodustavad rakke - omapäraseid anumaid, mille sees on niiskus ja õhk. Puit sisaldab ka vaiku, valke, tanniine ja muid keemilisi koostisosi.

Enamiku puiduliikide keemiline koostis on peaaegu sama. Väikesed kõikumised erinevate liikide keemilises koostises määravad erinevate puiduliikide kütteväärtuse erinevused. Kütteväärtust mõõdetakse kilokalorites - see tähendab, et arvutatakse soojushulk, mis saadakse ühe kilogrammi konkreetse liigi puidu põletamisel. Erinevate puiduliikide kütteväärtuste vahel pole põhimõttelisi erinevusi. Ja igapäevaelus piisab keskmiste väärtuste teadmisest.

Erinevused kivimite kütteväärtuses näivad olevat minimaalsed. Tasub teada, et tabeli põhjal võib tunduda, et kasulikum on osta okaspuidust valmistatud küttepuid, kuna nende kütteväärtus on kõrgem. Turul aga tarnitakse küttepuitu mahu, mitte kaalu järgi, nii et ühes tihumeetris lehtpuust ülestöötatud küttepuid jääb seda lihtsalt rohkem.

Kahjulikud lisandid puidus

Keemilise põlemisreaktsiooni käigus puit täielikult ei põle. Pärast põlemist jääb alles tuhk - see tähendab puidu põletamata osa ja põlemisprotsessi käigus aurustub puidust niiskus.

Tuhk mõjutab vähem küttepuidu põlemiskvaliteeti ja kütteväärtust. Selle kogus igas puidus on sama ja on umbes 1 protsent.

Kuid puidu niiskus võib selle põletamisel palju probleeme tekitada. Seega võib puit kohe pärast lõikamist sisaldada kuni 50 protsenti niiskust. Vastavalt sellele saab selliste küttepuude põletamisel lõviosa leegiga vabanevast energiast kulutada lihtsalt puidu niiskuse enda aurustamiseks, ilma kasulikku tööd tegemata.

Puidus leiduv niiskus vähendab järsult iga küttepuidu kütteväärtust. Puidu põletamine mitte ainult ei täida oma funktsiooni, vaid ei suuda ka põlemisel säilitada vajalikku temperatuuri. Samas ei põle küttepuidu orgaaniline aine täielikult sellise küttepuude põlemisel, eraldub suur hulk suitsu, mis saastab nii korstnat kui ka põlemisruumi.

Mis on puidu niiskusesisaldus ja mida see mõjutab?

Füüsikalist suurust, mis kirjeldab puidus sisalduva vee suhtelist kogust, nimetatakse niiskusesisalduseks. Puidu niiskusesisaldust mõõdetakse protsentides.

Mõõtmisel saab arvesse võtta kahte tüüpi niiskust:

• Absoluutne niiskus on niiskuse kogus, mis praegu puidus sisaldub täiesti kuivanud puidu suhtes. Selliseid mõõtmisi tehakse tavaliselt ehituseesmärkidel.
• Suhteline õhuniiskus on niiskuse hulk, mida puit praegu oma kaalu suhtes sisaldab. Sellised arvutused tehakse kütusena kasutatava puidu kohta.

Seega, kui on kirjas, et puidu suhteline õhuniiskus on 60%, siis selle absoluutniiskuseks väljendatakse 150%.

Seda valemit analüüsides saab kindlaks teha, et 12-protsendise suhtelise õhuniiskusega okaspuudelt raiutud küttepuit eraldub 1 kilogrammi põletamisel 3940 kilokalorit ja võrreldava niiskusega lehtpuudelt raiutud küttepuit 3852 kilokalorit.

Et mõista, mis on suhteline õhuniiskus 12 protsenti, selgitame, et küttepuit omandab sellise niiskuse, kui seda pikka aega väljas kuivatada.

Puidu tihedus ja selle mõju kütteväärtusele

Kütteväärtuse hindamiseks peate kasutama veidi teistsugust tunnust, nimelt spetsiifilist kütteväärtust, mis on tihedusest ja kütteväärtusest tuletatud väärtus.

Teatud puiduliikide spetsiifilise kütteväärtuse kohta saadi teave katseliselt. Teave on antud sama õhuniiskuse taseme kohta 12 protsenti. Katse tulemuste põhjal koostati järgmine: laud:

Selle tabeli andmete abil saate hõlpsasti võrrelda erinevate puiduliikide kütteväärtust.

Milliseid küttepuid saab Venemaal kasutada

Traditsiooniliselt on Venemaal telliskiviahjudes põletamiseks kõige lemmikum küttepuit kask. Kuigi kask on oma olemuselt umbrohi, mille seemned kleepuvad kergesti iga mulla külge, kasutatakse teda igapäevaelus ülimalt laialdaselt. Tagasihoidlik ja kiiresti kasvav puu on meie esivanemaid ustavalt teeninud juba mitu sajandit.

Kaseküttepuud on suhteliselt hea kütteväärtusega ning põlevad üsna aeglaselt ja ühtlaselt, ahju üle kütmata. Lisaks kasutatakse isegi kaseküttepuude põletamisel saadud tahma - see sisaldab tõrva, mida kasutatakse nii majapidamises kui ka meditsiinilistel eesmärkidel.

Lehtpuuna kasutatakse küttepuudena lisaks kasele ka haava-, papli- ja pärnapuitu. Nende kvaliteet võrreldes kasega pole muidugi kuigi hea, kuid teiste puudumisel on selliseid küttepuid täiesti võimalik kasutada. Lisaks eraldavad pärna küttepuud põletamisel erilise aroomi, mida peetakse kasulikuks.

Haavapuu küttepuud toodavad tugevat leeki. Neid saab kasutada tule lõppfaasis muu puidu põletamisel tekkinud tahma põletamiseks.

Lepp põleb samuti üsna sujuvalt ning pärast põlemist jätab vähesel määral tuhka ja tahma. Aga jällegi, kogu kvaliteedi summalt ei suuda lepaküttepuit kaseküttepuidul võistelda. Kuid teisest küljest - mitte saunas, vaid toiduvalmistamiseks - on lepa küttepuud väga head. Nende ühtlane põletamine aitab tõhusalt küpsetada toitu, eriti küpsetisi.

Viljapuudelt korjatud küttepuud on üsna haruldased. Sellised küttepuud ja eriti vaher põlevad väga kiiresti ja leek saavutab põlemisel väga kõrge temperatuuri, mis võib ahju seisukorda negatiivselt mõjutada. Lisaks peate vannis lihtsalt õhku ja vett soojendama, mitte sulama selles metalli. Selliste küttepuude kasutamisel tuleb need segada madala kütteväärtusega küttepuudega.

Okaspuust valmistatud küttepuid kasutatakse harva. Esiteks kasutatakse sellist puitu väga sageli ehituslikel eesmärkidel ja teiseks saastab okaspuudes rohke vaigu olemasolu tulekappe ja korstnaid. Männipuudega on ahju kütmine mõttekas alles pärast pikaajalist kuivamist.

Kuidas küttepuid ette valmistada

Küttepuude kogumine algab tavaliselt hilissügisel või talve alguses, enne püsiva lumikatte tekkimist. Raiutud tüved jäetakse kruntidele esmaseks kuivatamiseks. Mõne aja pärast, tavaliselt talvel või varakevadel, viiakse küttepuud metsast välja. Põhjuseks on asjaolu, et sel perioodil ei tehta põllutöid ning külmunud maa võimaldab sõidukile rohkem raskust laadida.

Kuid see on traditsiooniline kord. Nüüd saab tänu kõrgele tehnoloogilisele arengutasemele küttepuid valmistada aastaringselt. Ettevõtlikud inimesed võivad mõistliku tasu eest tuua teile igal päeval juba saetud ja lõhutud küttepuid.

Kuidas puitu saagida ja tükeldada

Lõika toodud palk oma tulekolde suurusele sobivateks tükkideks. Seejärel jagatakse tekkinud tekid palkideks. Palgid, mille ristlõige on üle 200 sentimeetri, lõhestatakse raiuti, ülejäänud hariliku kirvega.

Palgid jagatakse palgiks nii, et saadud palgi ristlõige on umbes 80 ruutmeetrit. Sellised küttepuud põlevad saunaahjus päris kaua ja toodavad rohkem soojust. Süütamiseks kasutatakse väiksemaid palke.

Tükeldatud palgid laotakse puuhunnikusse. See on mõeldud mitte ainult kütuse hoidmiseks, vaid ka küttepuude kuivatamiseks. Hea puiduvirn tuleb lagedale, tuule poolt puhutud alale, kuid varikatuse alla, mis kaitseb puitu sademete eest.

Alumine kuhjade palkide rida laotakse palkidele - pikad postid, mis takistavad küttepuude kokkupuudet märja pinnasega.

Küttepuude kuivatamine vastuvõetava niiskustasemeni võtab aega umbes aasta. Lisaks kuivab puit palgis palju kiiremini kui palkides. Tükeldatud küttepuud saavutavad vastuvõetava niiskustaseme kolme kuu jooksul pärast suve. Aastal kuivatamisel on puuhunnikus oleva puidu niiskusesisaldus 15 protsenti, mis sobib ideaalselt põletamiseks.

Küttepuude kütteväärtus: video

(Joon. 14.1 – kütteväärtus
kütusemaht)

Pöörake tähelepanu erinevat tüüpi kütuste kütteväärtusele (eripõlemissoojus), võrrelge näitajaid. Kütuse kütteväärtus iseloomustab 1 kg kaaluva või 1 m³ (1 l) mahuga kütuse täielikul põlemisel eralduvat soojushulka. Kõige sagedamini mõõdetakse kütteväärtust J/kg (J/m³; J/l). Mida suurem on kütuse eripõlemissoojus, seda väiksem on selle kulu. Seetõttu on kütteväärtus kütuse üks olulisemaid omadusi.

Iga kütuseliigi eripõlemissoojus sõltub:

• Selle tuleohtlikest komponentidest (süsinik, vesinik, lenduv põlev väävel jne).
• Selle niiskuse ja tuhasisalduse poolest.

Tabel 4 - Erinevate energiakandjate eripõlemissoojus, kulude võrdlev analüüs.
Energiakandja tüüp	Kütteväärtus				Volumetriline aine tihedus (ρ=m/V)	Ühiku hind standardkütus	Koefitsient. kasulik tegevus süsteemi (tõhusus). küte, %	Hind per 1 kWh	Rakendatud süsteemid
	MJ		kWh
	(1MJ = 0,278 kWh)
Elekter	-		1,0 kWh		-	3,70 hõõruda. kWh kohta	98%	3,78 hõõruda.	Küte, sooja veevarustus (STV), konditsioneer, toiduvalmistamine
metaan (CH4, temperatuur keemistemperatuur: -161,6 °C)	39,8 MJ/m³		11,1 kWh/m³		0,72 kg/m³	5,20 hõõruda. m³ kohta	94%	0,50 hõõruda.
Propaan (C3H8, temperatuur keemistemperatuur: -42,1 °C)	46,34 MJ/kg	23,63 MJ/l	12,88 kWh/kg	6,57 kWh/l	0,51 kg/l	18.00 hõõruda. saal	94%	2,91 hõõruda.	Küte, sooja veevarustus (soe vesi), toiduvalmistamine, varu- ja püsitoide, autonoomne septik (kanalisatsioon), infrapuna küttekehad, väligrillid, kaminad, vannid, disainvalgustid
butaan C4H10, temperatuur keemistemperatuur: -0,5 °C)	47,20 MJ/kg	27,38 MJ/l	13,12 kWh/kg	7,61 kWh/l	0,58 kg/l	14.00 hõõruda. saal	94%	1,96 hõõruda.	Küte, sooja veevarustus (soe vesi), toiduvalmistamine, varu- ja püsitoide, autonoomne septik (kanalisatsioon), infrapuna küttekehad, väligrillid, kaminad, vannid, disainvalgustid
Propaan-butaan (LPG - veeldatud süsivesinikgaas)	46,8 MJ/kg	25,3 MJ/l	13,0 kWh/kg	7,0 kWh/l	0,54 kg/l	16.00 hõõruda. saal	94%	2,42 hõõruda.	Küte, sooja veevarustus (soe vesi), toiduvalmistamine, varu- ja püsitoide, autonoomne septik (kanalisatsioon), infrapuna küttekehad, väligrillid, kaminad, vannid, disainvalgustid
Diislikütus	42,7 MJ/kg		11,9 kWh/kg		0,85 kg/l	30.00 hõõruda. kg kohta	92%	2,75 hõõruda.	Küte (vee soojendamine ja elektri tootmine on väga kallis)
Küttepuud (kask, niiskus - 12%)	15,0 MJ/kg		4,2 kWh/kg		0,47-0,72 kg/dm³	3.00 hõõruda. kg kohta	90%	0,80 hõõruda.	Kuumutamine (toidu valmistamine ebamugav, kuuma vett peaaegu võimatu hankida)
Kivisüsi	22,0 MJ/kg		6,1 kWh/kg		1200-1500 kg/m³	7,70 hõõruda. kg kohta	90%	1,40 hõõruda.	Küte
MAPP gaas (vedelgaasi segu - 56% metüülatsetüleen-propadieeniga - 44%)	89,6 MJ/kg		24,9 kWh/m³		0,1137 kg/dm³	-R. m³ kohta	0%		Küte, sooja veevarustus (soe vesi), toiduvalmistamine, varu- ja püsitoide, autonoomne septik (kanalisatsioon), infrapuna küttekehad, väligrillid, kaminad, vannid, disainvalgustid

(Joonis 14.2 – eripõlemissoojus)

Tabeli “Erinevate energiakandjate eripõlemissoojus, kulude võrdlev analüüs” kohaselt on propaan-butaan (vedelgaas) majandusliku kasu ja kasutusvõimaluste poolest madalam kui maagaas (metaan). Tähelepanu tuleks pöörata aga tendentsile põhigaasi maksumuse vältimatule tõusule, mida praegu oluliselt alahinnatakse. Analüütikud ennustavad tööstuse paratamatut ümberkorraldust, mis toob kaasa maagaasi hinna olulise tõusu, võib-olla isegi diislikütuse omahinna ületamise.

Seega on vedelgaas, mille maksumus jääb praktiliselt muutumatuks, endiselt äärmiselt paljutõotav - optimaalne lahendus autonoomsete gaasistamissüsteemide jaoks.

Keskkonnasõbralikud, taastuvad energiaallikad

Puiduhakke kasutamise eelised kivisöega võrreldes

1. Puiduhakke kasutamisel lahendatakse järgmised probleemid:
   1. saeveski jäätmete kõrvaldamine;
   2. raiealade kruntide arendamisel sõlmede ja alusmetsa taaskasutus;
   3. küsimused kase ja võsaga võsastunud põllumaade puhastamise kohta;
   4. mittekaubandusliku puidu utiliseerimiseks;
   5. metsade ja turvavööndite puhastamiseks;
   6. metsade ja metsavööndite tuleohu vähendamine.
2. Hakkepuidul töötavad katlad on keskkonnasõbralikumad, sest... Katla automaatikasüsteem jälgib hakkepuidu täielikku põlemist ning tarnitava õhu ja hakkepuidu õiget vahekorda.
3. Puiduhake on taastuv energiaallikas.

Kiibi kvaliteet

Väikeste küttesüsteemide tõrgeteta toimimiseks on vaja kuiva, sõelutud materjali teatud suurusega üksikute laastudega. Tavaliselt kasutatakse selleks materjali, mille põhifraktsiooni osakeste pikkus on 3,15–30 mm ja jääkniiskuse sisaldus alla 30%.

Suuremates paigaldistes võib kasutada jämedamaid materjale, mille servade pikkus on suurem.

Põlemiskvaliteedi oluliseks näitajaks on puiduhakke tuhasisaldus. Kui tuhasisaldus on kõrge, on vajalik suitsugaaside puhastamine.

Puiduhakke normeerimine ja klassifitseerimine

Põhiparameetritena kehtestatakse vastavalt Austria standardile M7133 vastavale klassifikatsioonile nõuded kiipide suurusele, näiteks: G30 - maksimaalselt 3 cm 2 ristlõikega kiibidele, G50 - kiibidele ristlõige kuni 5 cm 2, samuti niiskusesisaldus, näiteks: W35 - puiduhakke puhul maksimaalse niiskusesisaldusega 35%.

See standard kehtestab klassid ja spetsifikatsioonid järgmiste parameetrite jaoks:

• Niiskus
• Tuhasisaldus
• Murdkoostis (suurus)
• Puistetiheduse
• Lämmastiku ja kloori sisaldus
• Põlemissoojus

Hakkepuidu omadused

Kui puidu põlemissoojus sõltub puidu liigist vaid vähesel määral, siis niiskusel on selles osas suur tähtsus. Lisaks on puiduhakke säilivusaega määrav tegur niiskus.

Puiduhake, mille niiskusesisaldus on alla 30%, klassifitseeritakse “säilitatavaks”, s.o. sel juhul ei saa rääkida puidu mikroobsest lagunemisest ja sellega kaasnevast massi- ja energiakadudest. Värskelt lõigatud materjali niiskusesisaldus jääb vahemikku 50% kuni 60%. Seetõttu on soovitatav hakkepuitu toota pärast eelkuivatamist.

Järgmises tabelis on näidatud kütteväärtus sõltuvalt niiskusest. Värskelt raiutud okaspuude põlemissoojus on pärast kuivamist niiskusesisalduseni 20% ligikaudu 2 kW*h, puiduhakke põlemissoojus võib kahekordistuda (4 kW*h).

Puidutihedus on hakkepuidu (ja muude tahkekütuste) järgmine põhiomadus.

Muuhulgas määrab see kütuse energiatiheduse ja on otseselt sõltuv teatud energiahulga salvestamiseks ja transportimiseks vajaliku ruumi mahust.

Kui tamme ja pöögi 20% niiskusesisaldusega hakke põlemissoojus on 1100 kWh puistetihumeetri kohta, siis papli hakke põlemissoojus on oluliselt väiksem ja moodustab 680 kWh puistetihumeetri kohta.

Näiteks korterelamu aastase 44 MWh nõudluse katmiseks on vaja 40 puisttihumeetrit tamme- ja pöögihaket või 65 puisttihumeetrit paplihaket.

Tootmine ja müük

Saksamaal on turul eelkõige nõudlus okaspuude hakke järele.

2007. aastal toodeti föderaalse statistikabüroo andmetel okaspuuhakke 3,80 miljonit tonni, samal perioodil toodeti vaid 41 000 tonni lehtpuude hakke.

Madalama kvaliteediga krooksu- ja väikevõsatoodete müük ulatus 1,98 miljoni tonnini. Samal perioodil imporditi okaspuude hakke või labasid 4,04 miljonit tonni ja lehtpuudelt 85 000 tonni. See on 340% impordi kasv 5 aasta jooksul. 63% impordist tuli Austriast, Hollandist ja Prantsusmaalt. Puiduhakke ja -helveste eksport ulatus 2007. aastal 17,94 miljoni tonnini, mis on 66% suurem kui 2002. aastal.

Hind

Puiduhakke hinnad on aastate jooksul tõusnud, 2004. aasta juulist 2009. aasta juulini tõusid 80%. Kuiva puiduhakke jaemüügihind 2009. aasta IV kvartalis Saksamaal oli 119 eurot tonn (niiskus 20% või puidu niiskus 25%, tarne 30 m 3, sh tarne kuni 20 km ja käibemaks). See võrdub vedelkütuse ekvivalendihinnaga 29,71 senti liitri kohta.

Olulised hinnaerinevused või kõikumised määratakse sõltuvalt piirkonnast, aastaajast, kvaliteedist, niiskusest ja tarnekoha kaugusest. Oluline tegur on ka tarne maht, kuna võimsad koostootmisjaamad kulutavad kütusele 40% vähem kui väikesed elektrijaamad.

KÜTUS - PUIDULAASTUD

Puiduhake on hakkpuit. Kütuse kvaliteet on ületamatu, saadaval piisavas koguses ja pidevalt täiendatav.

Vajadusel saab ainult korrapärase oma metsahoolduse abil igal aastal täiendavalt mobiliseerida suuri koguseid.

Hakkeks saab töödelda igasugust töötlemata puitu: ümarpuitu, saekaatrijäätmeid, puitu pärast töötlemist ja töötlemist, kiire raiekäibega farmide tooteid, harvendusraiet puud ja puidujääke.

Laastud, nagu graanulid:

• Kodumaine kütus.
• Ei sõltu kriisist.
• Süsinikdioksiidi suhtes neutraalne.
• Ei ole hinna eest kallis.

Selle kasutamine vähendab sõltuvust impordist, piirab hinna kujunemist riigis ja pakub piirkondadele jätkusuutliku arengu võimalusi.

Hakkepuidu eelised küttepuude ja puidutükkidega võrreldes seisnevad eelkõige selle voolavuses, mis tagab põlemise täisautomaatsetes küttesüsteemides.

Puiduhakke kvaliteedi jaoks on olulised sellised kütuse omadused nagu niiskus, tükilisus, osakeste suurusjaotus, peenfraktsioonide osakaal, koore osakaal, puistetihedus ja tuhasisaldus.

Põlemisel koore osakaalu suurenemisega tekib suurem kogus tuhka.

Puistetihedus peegeldab puistekuupmeetri kaalu ja määrab lõpuks, millise kütteväärtuse ostja oma raha eest saab.

Saksamaal puuduvad hakkepuidu jaoks DIN-standardid. Pikaajalise kasutamise tõttu Saksamaal on kaubandusstandardiks kujunenud Austria hakkepuidu klassifikatsiooni piirväärtused ja tingimused vastavalt Austria standardile M7133.

2005. aasta mais jõustus klassifitseerimisstandardina ajutine standard (tehniline spetsifikatsioon) pealkirjaga "Tahked biokütused – spetsifikatsioonid ja kütuseklassid" (DIN CEN/TS 14961), mis määratleb klassid ja spetsifikatsioonid järgmiste parameetrite jaoks:

• Niiskus
• Tuhasisaldus
• Tera suuruse jaotus
• Puistetiheduse
• Lämmastiku ja kloori sisaldus
• Põlemissoojus

Muud andmed hakkepuidu kohta:

• Kütteväärtus: OKEI. 3,3 - 4,3 kW*h/kg või 783 kW*h/m 3 olenevalt õhuniiskusest (värskelt lõigatud kuni 40% niiskuseni).
• Puistetiheduse: OKEI. 210 - 250 kg/m 3 sõltuvalt õhuniiskusest, 230 kg/m 3 20% niiskuse juures.
• Ideaalne suurus: serva pikkus 30-50 mm.
• Niiskus: w (suhteline niiskus) – vee mass protsentides kogumassist, värskelt lõigatud puidu mass.
• Domineerimine: u (absolutely dry wood=absolutely air-dried) – vee mass protsentides kuivmassist, kuivaine mass.

Ühikud:

• 1 Srm = puistetihumeeter, vastab 1 m 3 puistepuidule
• 1 rm = volditud kuupmeeter (ster), vastab 1 m 3 ridadesse laotud puidule
• 1 fm = 1 kuupmeeter täispuitu (ilma tühikuteta)

Konversioonitegurid:

• 1 puistetihumeeter hakkepuitu = ca. 65-75 l vedelkütust
• 1 puistetihumeeter hakkepuitu = puistetihedus 210-250 kg/m3
• 1 kg hakkepuitu = ca. 3,4 kWh
• 1 volditud kuupmeeter puitu (ster) = u. 2,5 puisttihumeetrit hakkepuitu
• 1 kuupmeeter täispuitu = ca. 2,8 puisttihumeetrit hakkepuitu

Primaarenergia koefitsient: puiduhakke puhul fP= 0,2
(kirjeldab vastava energiakandja vastuvõtmisel, muundamisel ja transportimisel tekkivaid kadusid)

Kütteväärtus ja maksumus:

Ligikaudsed andmed.

Hakkepuidu hinnad võivad piirkonniti erineda. (1 tonn hakkepuitu = täpselt 3400 kWh)

Järgnev diagramm näitab hakkepuidu, vedelkütuse, gaasi ja graanulite hinnadünaamikat alates 2007. aastast 10 kWh kohta

1 – hakkpuit, 2 – puidugraanul, 3 – vedelkütus, 4 – maagaas.