Medienos kuro klasifikacija ir charakteristikos

Medienos kuro rūšių nustatymas:

Skiedros iš medienos apdirbimo atliekų – skiedros, gautos iš neperdirbtų pramoninių medienos atliekų (šonkaulių, atraižų ir kt.);

Kelmų drožlės – medienos drožlės, gautos iš kelmų ar sruogų;

Skiedros iš kirtimo atliekų - medienos drožlės, gautos iš šakų ir viršūnių (vainikų), nuėmus prekinę medieną;

Viso medžio drožlės – medžio drožlės, gautos iš antžeminės medžio biomasės (kamieno, šakų, spyglių ar lapų);

Rąstų drožlės arba ilgos medienos skiedros – nuo ​​šakų ir šakelių nuvalytų medžių skiedros;

Miško drožlės – medžio drožlės, gautos iš neapdorotos medžių medienos;

Kuro drožlės – medienos drožlės, gautos šlifuojant, skirtos deginti įvairiais būdais;

Lentpjūvės atliekos – tai drožlės, gautos iš lentpjūvės šalutinių produktų su žievės likučiais arba be jų;

Pjuvenos yra smulkios medienos dalelės, kurios yra lentpjūvės šalutinis produktas;

Žievė – tai atliekos, gautos apdorojant pramoninę medieną, naudojant lukštenimo būdus;

Šlifavimo medienos dulkės – tai dulkėtos atliekos, susidarančios šlifuojant neapdorotą medieną ir lentas;

Medienos kuro granulės - granulės (DTG) - cilindriniai gaminiai (skersmuo 6-8 mm, ilgis iki 30 mm), presuojami ekstruzijos būdu iš iš anksto išdžiovintos ir susmulkintos medienos;

Medienos kuro briketai – tai cilindriniai gaminiai (skersmuo 60-80 mm, ilgis iki 300 mm), presuojami ekstruzijos būdu iš išdžiovintos ir susmulkintos medienos.

Medienos kuro trūkumai:

Savaiminis užsidegimas;

Greitas skilimas;

Maža tūrinė šildymo vertė;

Mažas tūrinis tankis;

Didelė pradinė drėgmė (60% ir daugiau).

Dėl šių veiksnių pirminio medienos kuro transportavimas tampa nuostolingas, apsunkina sandėliavimą ir sandėliavimą. Dideli drėgmės skirtumai mažina šiluminės energetikos įrenginių efektyvumą ir apsunkina bei brangina energijos gamybą.

Medienos granulės:

minėti trūkumai pašalinami naudojant „patobulintą“ medienos kurą. Viena iš tokio kuro rūšių yra medienos kuro granulės (WFP) – 6–8 mm skersmens ir 4–30 mm ilgio gaminiai, presuojami ekstruzijos būdu iš išdžiovintos ir susmulkintos medienos.

DTG privalumai:

Nesugeba savaime užsidegti;

Biologiškai neaktyvus – nepūva, neturi dulkių ir sporų;

Pastovi drėgmė (ne daugiau kaip 10%);

Mažesni saugojimo kiekiai;

Mažesnė katilinės įrangos kaina DTG kūrenimui;

Daug didesnis kaloringumas palyginti su medžio drožlėmis, pjuvenomis ir mediena.

Pažymėtina, kad medienoje, kaip ir kitų rūšių augalų biomasėje, degiosios medžiagos yra anglis (apie 51%) ir vandenilis (apie 6%), likusios medžiagos yra balastas. Be to, medienos dehidratacija reikalauja didelių energijos sąnaudų tiek tiesioginio degimo, dujinimo ir pan., tiek pirminio džiovinimo metu. Taigi, pirminių medienos kuro rūšių (malkų, medžio drožlių) su santykine oro drėgme = 45-60% energetinis naudojimas sumažina medienos kaloringumą 1,8-3,5 karto, žr..

Medienos kuro drėgnumas taip pat turi didelę įtaką degimo ir šilumos mainų procesų mechanizmams bei efektyvumui energijos gamybos įrenginiuose.. Pastovus, stabilus degimas vyksta esant, pavyzdžiui, kuro drožlių drėgmei iki 40...45%. Degti galima ir esant drožlių drėgmei iki 56...57% esant oro pertekliaus koeficientui nuo 2 iki 4...5, tačiau jis nėra stabilus. Atskiruose brangiuose deginimo įrenginiuose galima kūrenti 60 ir net 65% maksimalios leistinos drėgmės medienos skiedras arba naudoti papildomus šilumos šaltinius deginant kitą kurą (dujas, mazutą „apšvietimas“ ir kt.). Tačiau tokias technologijas tikslinga naudoti tik medienos atliekoms šalinti, o ne šilumos energijai gaminti.

Antras pagal svarbą veiksnys, darantis didelę įtaką degimo procesų efektyvumui, yra fizinių ir mechaninių charakteristikų nevienalytiškumas ir kintamumas bei didelis pirminių medienos kuro rūšių polidispersiškumas (0,5–50 mm)..

Taigi, siekiant efektyviai išnaudoti medienos kuro, kurio kiekis šalyje ribotas, energetinį potencialą, siūloma tinkamai paruošti pradinę kuro medieną:

Sausas

Homogenizuoti, t.y. suteikti jam stabilius fizinius, cheminius ir mechaninius parametrus bei savybes.

Taip ženkliai (2-3 kartus) padidės savitasis šilumingumas, optimizuojami degimo procesai, 1,3...2,8 karto padidės šilumą generuojančios įrangos efektyvumas ir efektyvumas, sumažės įrangos savikaina ir jos eksploatavimo kaina., žr. lentelę.

Galimybės	Kuro rūšys
	Rafinuotas „patobulintas“	Pirminis
		Kuro drožlės
			pusiau sausas
Drėgmė
Kaloringumas, Gcal/t
Energijos ekvivalentas standartinio kuro atžvilgiu
Tūrinis tankis, ρн, t/m3
Vidutinis metinis efektyvumas elektrinė, η, %
Šildymo galia, Q, Gcal/t
Savitasis ekvivalentinio kuro suvartojimas šilumai gaminti, t/Gcal

Apibendrinant tai, kas išdėstyta, akivaizdu, kad taip paruošto (koncentruoto degioje masėje, turinčio stabilias fizikines-chemines ir mechanines charakteristikas) šilumos ir galios naudingumo koeficientas, t.y. rafinuoto medienos kuro – medienos kuro granulių, bus kelis kartus didesnis, palyginti su pirminiu medienos kuru (kuro skiedromis). Mažas medienos kuro granulių drėgnumas, jų fizinių, cheminių ir mechaninių charakteristikų vienodumas ir stabilumas prisideda prie kaloringumo padidėjimo, degimo procesų efektyvumo didinimo, supaprastina šiluminių elektrinių projektavimą, supaprastina šilumos ūkių reguliavimo ir valdymo procesus. ir padidinti efektyvumą. Rafinuotų medienos kuro rūšių ir efektyvios šilumos gamybos įrangos naudojimas leis iš esamo kuro medienos potencialo gauti 2-4 kartus daugiau šiluminės energijos, palyginti su deginimo technologijomis, dujofikavimu ir kt. pirminės medienos kuro rūšys, tokios kaip malkos, medžio drožlės ir kt.

Gamybos apimtis, kainos, gamintojai, vartotojai

Pagrindiniai medienos kuro gamintojai yra Miškų ūkio ministerijos įmonės – miškų ūkio įmonės. Centralizuotus malkų ir medienos atliekų pirkimus vykdo Miškų ūkio ministerijos ir koncerno „Bellesbumprom“ įmonės.

Naudojamos šios žaliavos:

Miškų ūkio urėdijų lentpjūvėse ir medienos apdirbimo cechuose susidarančios medienos apdirbimo atliekos;

Malkos iš planuojamų kirtimų, kurių pirkimas vykdomas naudojant Miškų ūkio ministerijos sistemoje esančius arba sukurtus pajėgumus;

Miško atliekos;

Medienos atliekos ir sena negyva mediena, nupjauta valant miškus nuo netvarkos.

2009 m. duomenys: Miškų ūkio ministerijos organizacijos parengtos iš viso 3,9 mln. kubinių metrų medienos kuro.

Pramonė sukūrė 31 gamybos įrenginį, kurio bendras pajėgumas 500 tūkstančių kubinių metrų kuro skiedrų per metus. Tačiau dėl pardavimų trūkumo ir nereguliaraus medienos drožlių vartojimo dalis gamybos įrenginių neveikia visu pajėgumu arba iš dalies neveikia. Kuro drožlių gamybos ypatumas yra tas, kad jų negalima laikyti ilgą laiką, kitaip prarandamas jo šilumos laidumas. 2009 metais buvo pagaminta 204,8 tūkst.kubinių metrų kuro skiedrų. 912 tūkst. kubinių metrų malkų ir 123,5 tūkst. kubinių metrų kuro skiedrų parduota vietiniams šilumos šaltiniams būstui ir komunalinėms paslaugoms. Išvežta 2,9 tūkst. kubinių metrų malkų ir 30 tūkst. kubinių metrų tankių. kuro drožlių.

Valstybinės medienos kuro programos:

Miškų ūkio ministerijos medienos perdirbimo pramonės (parduotuvių) efektyvumo didinimo 2007-2010 metų programa. Pagal šią Programą buvo atlikta šių gamybos įrenginių restruktūrizacija. Jų pagrindu modernizuoti labiausiai išvystyti cechai, medienos gaminių, apvaliosios medienos ir iš jos pagamintų gaminių, medinių pusgaminių gamyba; medienos kuro drožlės ir granulės (granulės), kietmedžio apdirbimas.

Pagal Valstybinę Baltarusijos Respublikos inovacinės plėtros 2007-2010 metų programą Miškų ūkio ministerijos sistemoje kuriami nauji gamybos įrenginiai. Dvi iš jų yra gamybos įmonės kuro granulės (granulės) jau dirba Stolbtsy eksperimentinėse ir Žitkovičių miškų urėdijose. Bendras šių įmonių metinis pajėgumas – 14 tūkst. tonų granulių.

Granulių gamintojai Baltarusijoje taip pat yra: EKOGRAN JLLC, PROFITSISTEM JLLC, IVA Unitary Enterprise, Pinskdrev UAB.

Pagrindinis medienos kuro vartotojas yra gyventojai (malkos krosnims šildyti), būsto ir komunalinių paslaugų įmonės (malkos, kuro skiedros), koncerno Belenergo mini kogeneracinės elektrinės (malkos, kuro skiedros).

Mažų ir vidutinių katilinių, veikiančių medienos kuru, yra apie 3000..

Medinį kurą naudojančios mini kogeneracinės elektrinės veikia Pružanuose, Vileikoje, Bobruiske, Osipovičiuose, Pinske.

2010 metais buvo patvirtinta Valstybinė atsinaujinančių energijos išteklių plėtros 2010-2015 metų programa. Pagal programą, jie ketina pastatyti 161 mini kogeneracinę elektrinę, veikiančią medienos kuru. (Miškų ūkio ministerija turi duomenų apie numatomą 20-ies mini kogeneracinių elektrinių, veikiančių medienos kuru, statybą.) Numatoma didinti kuro skiedrų gamybą, o jos apimtys bus susietos su atitinkamų energijos šaltinių sukūrimu. Tuo pačiu jie ketina organizuoti naujus medienos drožlių gamybos pajėgumus anksčiau nei numatyta!?

Miško kultūrų ir greitai augančių energetinių augalų plantacijos.

2009 metais buvo sukurtas 171 hektaras plantacinių miško pasėlių, siekiant aprūpinti celiuliozės ir popieriaus pramonę pušies ir eglės plaušienos, o medienos apdirbimo pramonę – aukštos kokybės pjautiniais rąstais.

Miškų ūkio ministerija dirba sodindama greitai augančius energetinius augalus (krūmius ir žolinius augalus), kurių vidutinis metinis biomasės prieaugis viršija 25 m 3 /ha. Preliminariai skaičiuojama, kad šiuo metu techniškai „energetikos“ želdiniams yra skirta 100 tūkst. hektarų žemės, sparčiai augančių augalų biomasės potencialas vertinamas 0,6...0,8 mln. tce/metus - apie 2...2,75 mln. m3. medienos kuro per metus. Be to, Baltarusija turi iki 500 tūkstančių hektarų menkavertės ir nenašios žemės, kuri yra nuostolinga žemės ūkio produkcijai auginti. Atsižvelgiant į šią perspektyvą, galima padidinti energetinius želdinius, siekiant gauti iki 4 mln. t.e. per metus (13 mln. m 3 medienos kuro ekvivalento). 2010 metais koncernas „Beltopgaz“ turėjo pradėti kurti greitai augančių augalų rūšių ir medžių auginimo technologiją?

Medienos kuro kaina.

Anksčiau galiojo Baltarusijos Respublikos Energetikos ministerijos 2007 m. liepos 4 d. nutarimas Nr. 21 „Dėl Belenergo organizacijų ir medienos kuro tiekėjų atsiskaitymų“. Pagal šį dokumentą kaina buvo nustatyta atsižvelgiant į pirminės medienos žaliavos drėgmę ir kaloringumą. Šiuo metu šis dokumentas nebegalioja, o Baltarusijos Respublikos miškų ūkio ministerijos 2009-12-24 nutarimas Nr.35 „Dėl paruoštų malkų (išskyrus malkas gyventojams) ir kuro skiedrų kainų. 2010 m.“ galioja. Šios kainos yra fiksuotos visiems malkų ir kuro skiedrų gamintojams ir teisėtiems vartotojams.

Malkos: kaina už vieną tankų m3 be PVM, baltos. rublių

Senovės	drėgmės	Prancūzijos aukštutinis medienos sandėlis	Franco-tarpinis medienos sandėlis	Prancūzijos žemutinis medienos sandėlis (įmonės sandėlis)	Nemokamas vežimas, išvykimo stotis, laivas. prieplauka
pušis, alksnis	Džiūvimas iki 25
	Šlapias virš 25

Visos kainos svyruoja nuo 22 200...66 100 BYN. rublių

Kuro drožlės: kaina už vieną tankų m3 be PVM, baltos spalvos. rubliai:

Rinkos dydis

Atsižvelgiant į 2009 metų duomenis apie būsto ir komunalinių paslaugų bei įmonių, pertvarkytų į medienos kurą, bei mini kogeneracinių elektrinių duomenis, turime tokį malkų ir kuro skiedrų kiekį:

Maždaug 1 mln 3 malkų ir 200 tūkst 3 medienos skiedros Priimant kainą 1 m 3 malkų apie 44 000 rublių ir 1 m 3 medžio drožlių - 73 000 rublių, mes gauname vidutinę metinę rinkos apimtį apie 19 milijonų dolerių..

Medienos kuro granulės (granulės)

Jie Baltarusijoje nenaudojami kaip kuras katilinėms ir mini kogeneracinėms elektrinėms. Baltarusijos gamintojų granulių savikaina išlieka tokio pat lygio 96...101 euras už toną (FCA, Pinskas). Žinoma, kad beveik visas pagamintų granulių kiekis yra eksportuojamas. Granulių savikaina Europos rinkoje apie 130...135 eurus už toną (DDU, Vokietija).

Paaiškinimai

Taip pat pažymėtina, kad pirminio medienos kuro (malkų ir medžio drožlių) energetinio naudojimo technologijoms reikalinga gana brangi, sudėtinga ir didelių gabaritų įranga, skirta kirtimui, šlifavimui, sandėliavimui ir transportavimui, įskaitant sąveikią ir technologinę įrangą (yra Belgiproles ataskaita apie medienos kuro gamyba ir pirkimas). Dėl didelės pirminio medienos kuro drėgmės ir mažo šilumingumo katilinės ir mini kogeneracinės elektrinės turi išleisti papildomą elektros energiją ir šilumą jo paruošimui – šlifavimui, slėgio bandymams ir, svarbiausia, džiovinimui. Priešingu atveju tokių katilinių ir mini kogeneracinių elektrinių šiluminė galia išlieka maža. Osipovichi mini-CHP pavyzdys:

vidutinisšilumos energijos kaina , gautas deginant medžio drožles Osipovichi mini-CHP, yra apie 60 000 rublių. už Gcal, o pagal būsto ir komunalinių paslaugų energetikus žiemą siekia 120 000...170 000 rublių. už Gcal, o energijos sistemos (varomos gamtinėmis dujomis) vidurkisnorma pramoniniams vartotojams už karštą vandenį ir garą žiemą yra 129 000 rublių / Gcal, o už būstą ir komunalines paslaugas - 44 000 rublių. už Gcal.

Manoma, kad Pruzhany mini-CHP pasižymi geriausiu energetiniu efektyvumu, pavyzdžiui, šiluminė galia 11,85 Gcal/val., ji per dieną sunaudoja 70 m 3 medienos drožlių ir 120 m 3 malkų. Skaičiuojant 1 m 3 medienos kuro šiluminis ekvivalentas yra lygus 0,29, o 1000 m 3 gamtinių dujų šiluminis ekvivalentas atitinkamai yra 1,15.

Tada gauname: (70+120) 0,29/24/11,85 = 0,194 t.e.t/Gcal, o šiluminių elektrinių ir gamtinių dujų katilinių rodiklis yra 0,155...0,17 t.e.t /Gcal.

Tai yra, norint gauti 11,85 Gcal/val., per parą reikės 0,16·24·11,85/1,15 = 40 tūkst.m3 gamtinių dujų. Šiuo metu pramonės vartotojams ir energetikos sistemai gamtinių dujų kaina be PVM siekia 217 JAV dolerių už 1 tūkst. kubinių metrų. metrų.

Tada gamtinių dujų kaina: 217·1,2·40 = 10 416 USD per dieną.

Medienos kuras ir medžio drožlės: (44000·1,2·120+73000·1,2·70)/3090 = 4035 USD per dieną.

Granulės: 0,168·24·11,85/0,6= 79,7 tonos, 79,7·96·1,3·1,2 = 11935 USD per dieną.

Šis gamtinių dujų taupymo pagrindimas yra pagrindas valstybinėms programoms orientuotis į katilinių ir mini kogeneracinių elektrinių statybą naudojant medieną ir medžio drožles, o ne granules, taip pat pagrindžia būtinybę išlaikyti mažas malkų ir drožlių kainas.

Pažymėtina, kad informacija apie Osipovičių ir Pružanskajos kogeneracines elektrines nėra iš karto prieinama, nežinoma, ar jos pasiekia projektinį pajėgumą, tikslios sąnaudos savo reikmėms nėra žinomos – pirminio kuro paruošimui ir džiovinimui, neatsižvelgiama į kuro pristatymo kainą (pavyzdžiui, medienos kuras 30 km vežamas į Pružanskaya termofikacinę elektrinę su tepalais), neatsižvelgiama į visas miškų ūkio įmonių kuro įsigijimo išlaidas - smulkintuvų, traktorių eksploatavimo išlaidas. , slydimas ir pan., saugojimo kaina (Begiproles ataskaita). Taip pat pažymime, kad pagrindiniai miškų ūkio įmonių pajamų šaltiniai yra pramoninės, o ne kuro medienos supirkimas, perdirbimas ir eksportas.

Ateinančiais metais pastačius bent 20 mini kogeneracinių elektrinių, panašių į Pružhanskaya, kasmet kuro drožlių sąnaudos padidės apie 400 tūkst. 3 ir malkų apie 500 tūkst 3 . Atitinkamai, rinkos apimtis padidės 16 mln.

Yra tokie miškų ūkio urėdijų duomenys: galima kasmet medienos kuro supirkimo apimtis padidinti iki 5 mln. medienos kuro supirkimo iki 11 mln.

Klausimas: kiek kainuos energetinių medžių plantacijų kūrimo, medienos kuro įsigijimo kaštai ir ar tai bus pelninga, pavyzdžiui, už 73 000 rublių kainą?

Drėgmė

Medienos biomasės drėgnumas yra kiekybinė charakteristika, rodanti drėgmės kiekį biomasėje. Skiriama absoliuti ir santykinė biomasės drėgmė.

Absoliuti drėgmė vadinamas drėgmės masės ir sausos medienos masės santykiu:

kur W a yra absoliuti drėgmė, %; m – drėgno mėginio masė, g; m 0 - to paties mėginio masė, išdžiovinta iki pastovios vertės, g.

Santykinė arba darbinė drėgmė Drėgmės masės ir drėgnos medienos masės santykis vadinamas:

Kur W p yra santykinis arba darbinis drėgnis, %

Skaičiuojant medienos džiovinimo procesus, naudojama absoliuti drėgmė. Termotechniniuose skaičiavimuose naudojama tik santykinė arba darbinė drėgmė. Atsižvelgdami į šią nusistovėjusią tradiciją, ateityje naudosime tik santykinę oro drėgmę.

Medienos biomasėje yra dvi drėgmės formos: surišta (higroskopinė) ir laisva. Surišta drėgmė yra ląstelių sienelių viduje ir yra sulaikoma fizikinių ir cheminių ryšių; Šios drėgmės pašalinimas yra susijęs su papildomomis energijos sąnaudomis ir reikšmingai paveikia daugumą medienos medžiagų savybių.

Laisva drėgmė randama ląstelių ertmėse ir tarpląstelinėse erdvėse. Laisvą drėgmę išlaiko tik mechaniniai ryšiai, daug lengviau pasišalina ir turi mažiau įtakos mechaninėms medienos savybėms.

Kai medis yra veikiamas oro, tarp oro ir medienos medžiagos keičiasi drėgmė. Jei medienos medžiagos drėgmės kiekis yra labai didelis, dėl šio mainų mediena išdžiūsta. Jei jo drėgnumas mažas, medienos medžiaga sudrėkinama. Medžiui ilgai būnant ore, esant stabiliai temperatūrai ir santykinei oro drėgmei, stabilizuojasi ir medienos drėgmė; tai pasiekiama, kai supančio oro vandens garų slėgis tampa lygus vandens garų slėgiui medienos paviršiuje. Stabilios drėgmės kiekis medienoje, ilgą laiką laikomoje tam tikroje temperatūroje ir oro drėgnyje, yra vienodas visoms medžių rūšims. Stabili drėgmė vadinama pusiausvyra ir ją visiškai lemia oro, kuriame ji yra, parametrai, t.y. jo temperatūra ir santykinė drėgmė.

Kamieninės medienos drėgmės kiekis. Priklausomai nuo drėgmės kiekio, stiebo mediena skirstoma į šlapią, ką tik nupjautą, oro sausą, kambario sausą ir visiškai sausą.

Drėgna mediena – tai mediena, kuri ilgą laiką buvo vandenyje, pavyzdžiui, plaukiant plaustais ar rūšiuojant vandens baseine. Šlapios medienos drėgnumas W p viršija 50%.

Šviežiai nupjauta mediena – tai mediena, kuri išlaikė augančio medžio drėgmę. Jis priklauso nuo medienos rūšies ir svyruoja intervale W p =33...50%.

Šviežiai nupjautos medienos vidutinis drėgnis yra, %, eglei 48, maumedžiui 45, eglei 50, kedrai pušims 48, paprastosioms pušims 47, gluosniams 46, liepoms 38, drebulėms 45, alksniams 46, tuopai 48, karpiniam beržui 44, bukui 39, guobai 44, skrobliui 38, ąžuolui 41, klevui 33.

Oro sausa – tai mediena, kuri ilgą laiką buvo laikoma atvirame ore. Būnant po atviru dangumi mediena nuolat džiūsta, jos drėgmė palaipsniui mažėja iki stabilios vertės. Oru išdžiovintos medienos drėgnumas W p =13...17%.

Kambario sausa mediena – tai mediena, kuri ilgą laiką buvo šildomoje ir vėdinamoje patalpoje. Kambario sausos medienos drėgnumas W p =7...11%.

Absoliučiai sausa – mediena išdžiovinta t=103±2 °C temperatūroje iki pastovios masės.

Augančiame medyje stiebo medienos drėgmė pasiskirsto netolygiai. Jis skiriasi tiek išilgai kamieno spindulio, tiek išilgai aukščio.

Didžiausią stiebo medienos drėgnumą riboja bendras ląstelių ertmių ir tarpląstelinių erdvių tūris. Pūstant medienai sunaikinamos jos ląstelės, dėl to susidaro papildomos vidinės ertmės, vykstant irimo procesui, ji tampa puri ir poringa, smarkiai sumažėja medienos stiprumas.

Dėl šių priežasčių medienos puvinio drėgmės kiekis neribojamas ir gali pasiekti tokias dideles vertes, kad jo degimas tampa neefektyvus. Padidėjęs supuvusios medienos poringumas daro ją labai higroskopišką, būdama atvirame ore, ji greitai sudrėksta.

Pelenų kiekis

Pelenų kiekis reiškia mineralinių medžiagų kiekį degaluose, kurie lieka visiškai sudegus visai degiajai masei. Pelenai yra nepageidautina kuro dalis, nes sumažina degiųjų elementų kiekį ir apsunkina degimo įrenginių darbą.

Pelenai skirstomi į vidinius, esančius medienos medžiagoje, ir išorinius, kurie pateko į kurą perkant, saugant ir transportuojant biomasę. Priklausomai nuo rūšies, pelenai turi skirtingą lydymąsi, kai kaitinami iki aukštos temperatūros. Žemai tirpstantys pelenai – tai pelenai, kurių skysčio lydymosi būsenos pradžios temperatūra yra žemesnė nei 1350°C. Vidutinio lydymosi pelenų skysčio lydymosi būsenos pradžios temperatūra yra 1350–1450 °C. Ugniai atsparių pelenų ši temperatūra yra aukštesnė nei 1450 °C.

Vidiniai sumedėjusios biomasės pelenai yra ugniai atsparūs, o išoriniai – mažai tirpstantys.

Įvairių rūšių žievės pelenų kiekis svyruoja nuo 0,5 iki 8% ir daugiau, esant dideliam užteršimui derliaus nuėmimo ar sandėliavimo metu.

Medienos tankis

Sumedėjusios medžiagos tankis yra ląstelės sieneles sudarančios medžiagos masės ir jos užimamo tūrio santykis. Medienos medžiagos tankis yra vienodas visoms medienos rūšims ir yra lygus 1,53 g/cm3. Pagal CMEA komisijos rekomendaciją visi medienos fizikinių ir mechaninių savybių rodikliai nustatomi esant 12% absoliučiai drėgmei ir konvertuojami į šią drėgmę.

Įvairių rūšių medienos tankis

Veislė	Tankis kg/m3
	Esant standartinei drėgmei	Visiškai sausas
Maumedis	660	630
Pušis	500	470
Kedras	435	410
Eglė	375	350
Skroblas	800	760
Balta akacija	800	760
Kriaušė	710	670
Ąžuolas	690	650
Klevas	690	650
Paprastasis uosis	680	645
Bukas	670	640
Guoba	650	615
Beržas	630	600
Alksnis	520	490
Aspenas	495	470
Liepa	495	470
Gluosnis	455	430

Įvairių smulkintų medienos atliekų pavidalo atliekų tūrinis tankis labai skiriasi. Sausoms skiedroms nuo 100 kg/m 3, iki 350 kg/m 3 ir daugiau drėgnoms skiedroms.

Šiluminės medienos savybės

Sumedėjusi biomasė tokia forma, kokia ji patenka į katilinių agregatų krosnis, vadinama darbinis kuras. Medienos biomasės sudėtis, ty atskirų elementų kiekis joje, apibūdinama tokia lygtimi:
C р +Н р +О р +N р +A р +W р =100%,
čia C p, H p, O p, N p yra atitinkamai anglies, vandenilio, deguonies ir azoto kiekis medienos plaušinėje, %; A p, W p – atitinkamai pelenų ir drėgmės kiekis kure.

Kuro charakterizavimui šiluminės inžinerijos skaičiavimuose naudojamos kuro sausosios masės ir degiosios masės sąvokos.

Sausas svorisŠiuo atveju kuras yra išdžiovintas biomase iki visiškai sausos būsenos. Jo sudėtis išreiškiama lygtimi
C s + H s + O s + N s + A s = 100 %.

Degioji masė kuras – tai biomasė, iš kurios pašalinta drėgmė ir pelenai. Jo sudėtis nustatoma pagal lygtį
C g +H g +O g +N r =100%.

Biomasės komponentų ženklų indeksai reiškia: p - komponento kiekį darbinėje masėje, c - komponento kiekį sausoje masėje, g - komponento kiekį degiojoje degalų masėje.

Viena iš išskirtinių kamieninės medienos savybių yra nuostabus elementinės degiosios masės sudėties stabilumas. Štai kodėl Skirtingų medienos rūšių savitoji degimo šiluma praktiškai nesiskiria.

Kamieninės medienos degiosios masės elementinė sudėtis yra beveik vienoda visoms rūšims. Paprastai stiebo medienos degiosios masės atskirų komponentų kiekio kitimas yra techninių matavimų paklaidos ribose. priimti tokios sudėties stiebo medieną kurui be didelės paklaidos masės: C g =51%, N g =6,1%, O g =42,3%, N g =0,6%.

Degimo šiluma Biomasė – tai šilumos kiekis, išsiskiriantis deginant 1 kg medžiagos. Yra didesnės ir mažesnės kaloringumo vertės.

Didesnis kaloringumas- tai šilumos kiekis, išsiskiriantis deginant 1 kg biomasės visiškai kondensuojant visus degimo metu susidariusius vandens garus, išskiriant šilumą, sunaudotą jiems išgaruoti (vadinamoji latentinė garavimo šiluma). Didžiausias kaloringumas Q in nustatomas pagal D. I. Mendelejevo formulę (kJ/kg):
Q in =340С р +1260Н р -109О р.

Grynasis kaloringumas(NTS) – šilumos kiekis, išsiskiriantis deginant 1 kg biomasės, neįskaitant šilumos, sunaudotos šio kuro degimo metu susidariusiai drėgmei išgaruoti. Jo vertė nustatoma pagal formulę (kJ/kg):
Q р =340C р +1030H р -109О р -25W р.

Kamieninės medienos degimo šiluma priklauso tik nuo dviejų dydžių: pelenų kiekio ir drėgmės. Degiosios masės (sausos, bepelenės!) stiebo medienos apatinė degimo šiluma beveik pastovi ir lygi 18,9 MJ/kg (4510 kcal/kg).

Medienos atliekų rūšys

Priklausomai nuo gamybos, kurioje susidaro medienos atliekos, jas galima suskirstyti į dvi rūšis: kirtimo atliekas ir medienos apdirbimo atliekas.

Kirtimo atliekos- Tai yra atskirtos medienos dalys kirtimo metu. Tai spygliai, lapai, nesuaugę ūgliai, šakos, šakelės, galiukai, užpakaliai, smailės, kamienų atraižos, žievė, smulkintos plaušienos gamybos atliekos ir kt.

Natūralioje formoje medienos ruošos atliekos yra prastai transportuojamos, kai naudojamos energijai, pirmiausia susmulkinamos į skiedras.

Medienos atliekos yra medienos apdirbimo gamyboje susidarančios atliekos. Tai yra: plokštės, lentjuostės, atraižos, trumpi gabalai, drožlės, pjuvenos, pramoninių drožlių gamybos atliekos, medienos dulkės, žievė.

Pagal biomasės pobūdį medienos atliekos gali būti skirstomos į šias rūšis: vainiko elementų atliekas; stiebo medienos atliekos; žievės atliekos; medienos puvinys.

Pagal formą ir dalelių dydį medienos atliekos dažniausiai skirstomos į šias grupes: gabalinės medienos atliekos ir minkštos medienos atliekos.

Vienkartinės medienos atliekos- tai atkarpos, smailės, išpjovos, plokštės, lentjuostės, pjūviai, trumpi ilgiai. Minkštos medienos atliekos apima pjuvenas ir drožles.

Svarbiausia susmulkintos medienos savybė yra jos trupmeninė sudėtis. Frakcinė sudėtis yra kiekybinis tam tikrų dydžių dalelių santykis bendroje susmulkintos medienos masėje. Smulkintos medienos frakcija – tam tikro dydžio dalelių procentinė dalis bendroje masėje.

Susmulkinta mediena pagal dalelių dydį gali būti skirstoma į šias rūšis:

• — medienos dulkės, susidaro šlifuojant medieną, fanerą ir medžio lentas; pagrindinė dalelių dalis pereina per sietą su 0,5 mm skyle;
• — pjuvenos, susidaro išilginio ir skersinio medienos pjovimo metu, jie pereina per sietą su 5...6 mm skylutėmis;
• — medienos skiedros gaunamas malant medieną ir medienos atliekas smulkintuvuose; pagrindinė drožlių dalis pereina per sietelį su 30 mm skylutėmis ir lieka ant sietelio su 5...6 mm skylutėmis;
• — didelės drožlės, kurių dalelių dydis didesnis kaip 30 mm.

Atskirai atkreipkime dėmesį į medienos dulkių ypatybes. Medienos dulkės, susidarančios šlifuojant medieną, fanerą, medžio drožlių plokštes ir medienos plaušų plokštes, negali būti laikomos nei katilinių buferiniuose sandėliuose, nei ne sezono metu smulkiojo medienos kuro sandėliuose dėl didelio vėjo ir sprogimo pavojaus. Deginant medienos dulkes kuro įrenginiuose, būtina užtikrinti, kad būtų laikomasi visų susmulkinto kuro deginimo taisyklių, kad nekiltų pliūpsniai ir sprogimai degimo įrenginių viduje bei garo ir karšto vandens katilų dujų takuose.

Medienos šlifavimo dulkės yra vidutiniškai 250 mikronų dydžio medienos dalelių mišinys su abrazyviniais milteliais, atskirtais nuo šlifavimo popieriaus medienos medžiagos šlifavimo proceso metu. Abrazyvinės medžiagos kiekis medienos dulkėse gali siekti iki 1 % masės.

Sumedėjusios biomasės deginimo ypatybės

Svarbi medienos biomasės, kaip kuro, savybė – joje nėra sieros ir fosforo. Kaip žinote, pagrindiniai šilumos nuostoliai bet kuriame katilo bloke yra šilumos energijos praradimas su išmetamosiomis dujomis. Šių nuostolių dydį lemia išmetamųjų dujų temperatūra. Deginant sieros turintį kurą, ši temperatūra palaikoma ne žemesnė kaip 200...250 °C, kad būtų išvengta uodegos kaitinimo paviršių sieros rūgšties korozijos. Deginant medienos atliekas, kuriose nėra sieros, šią temperatūrą galima sumažinti iki 100...120 °C, kas žymiai padidins katilinių agregatų efektyvumą.

Medienos kuro drėgmės kiekis gali svyruoti labai plačiose ribose. Baldų ir medienos apdirbimo pramonėje kai kurių rūšių atliekų drėgnis miško ruošos įmonėse yra 45...55% žievės drėgmės; atliekos po plaukimo plaustais ar rūšiavimo vandens baseinuose siekia 80 proc. Padidinus medienos kuro drėgnumą, mažėja katilinių agregatų našumas ir efektyvumas. Lakiųjų medžiagų išeiga deginant medienos kurą yra labai didelė – siekia 85%. Tai taip pat yra viena iš medienos biomasės, kaip kuro, savybių ir reikalauja didelio liepsnos ilgio, kuriame deginami iš sluoksnio išeinantys degi komponentai.

Medienos biomasės koksavimo produktas, medžio anglys, yra labai reaktyvus, palyginti su iškastinėmis anglimis. Didelis anglies reaktyvumas leidžia eksploatuoti degimo įrenginius esant mažoms oro pertekliaus koeficiento reikšmėms, o tai teigiamai veikia katilinių efektyvumą, kai jose deginama medienos biomasė.

Tačiau kartu su šiomis teigiamomis savybėmis mediena turi savybių, kurios neigiamai veikia katilų darbą. Tokios savybės visų pirma apima gebėjimą sugerti drėgmę, ty drėgmės padidėjimą vandens aplinkoje. Didėjant drėgmei, mažesnis kaloringumas greitai krenta, didėja kuro sąnaudos, sunkėja degimas, todėl katilų ir krosnių įrangoje reikia priimti specialius konstrukcinius sprendimus. Esant 10 % drėgmei ir 0,7 pelenų kiekiui, NCV bus 16,85 MJ/kg, o esant 50 % drėgmei – tik 8,2 MJ/kg. Taigi katilo kuro sąnaudos esant tokiai pačiai galiai pasikeis daugiau nei 2 kartus, pereinant nuo sauso kuro prie šlapio kuro.

Būdinga medienos, kaip kuro, savybė yra mažas vidinis pelenų kiekis (neviršija 1%). Tuo pačiu metu išoriniai mineraliniai intarpai kirtimo atliekose kartais siekia 20%. Grynos medienos deginimo metu susidarę pelenai yra ugniai atsparūs, o jų pašalinimas iš krosnies degimo zonos nesukelia ypatingų techninių sunkumų. Mineraliniai intarpai medienos biomasėje yra tirpūs. Deginant reikšmingo kiekio medieną, susidaro sukepintas šlakas, kurio pašalinimas iš degimo įrenginio aukštos temperatūros zonos yra sunkus ir reikalauja specialių techninių sprendimų efektyviam krosnies darbui užtikrinti. Sukepintas šlakas, susidarantis deginant peleninę medienos biomasę, turi cheminį giminingumą su plyta, o esant aukštai temperatūrai degimo įrenginyje sukepina krosnies sienelių mūro paviršių, o tai apsunkina šlako pašalinimą.

Šilumos išeiga paprastai vadinama maksimalia degimo temperatūra, susidariusia visiško kuro degimo metu be oro pertekliaus, t.y., tokiomis sąlygomis, kai visa degimo metu išsiskirianti šiluma visiškai sunaudojama susidarančių degimo produktų šildymui.

Terminą „šilumos galia“ kažkada pasiūlė D. I. Mendelejevas kaip kuro savybę, atspindinčią jo kokybę, atsižvelgiant į jo gebėjimą naudoti aukštos temperatūros procesams. Kuo didesnė kuro šiluminė galia, tuo kokybiškesnė jo degimo metu išsiskirianti šiluminė energija, tuo didesnis garo ir karšto vandens katilų darbo efektyvumas. Šilumos išeiga parodo ribą, iki kurios, gerėjant degimo procesui, artėja tikroji krosnies temperatūra.

Medienos kuro šiluminė galia priklauso nuo jo drėgnumo ir pelenų kiekio. Absoliučiai sausos medienos šiluminė galia (2022 °C) yra tik 5% mažesnė nei skysto kuro šiluminė galia. Kai medienos drėgnis yra 70%, šiluminė galia sumažėja daugiau nei 2 kartus (939 °C). Todėl 55–60 % drėgnumas yra praktinė riba naudojant medieną kurui.

Pelenų kiekio medienoje įtaka jos šiluminėms savybėms yra daug silpnesnė nei drėgmės įtaka šiam veiksniui.

Medienos biomasės drėgnumo įtaka katilinių efektyvumui yra itin reikšminga. Deginant absoliučiai sausą medienos biomasę su mažu peleningumu, katilinių agregatų eksploatacinis efektyvumas tiek pagal našumą, tiek pagal naudingumą priartėja prie skysto kuro katilų eksploatavimo efektyvumo ir kai kuriais atvejais viršija katilinių agregatų, naudojančių tam tikrus rodiklius. anglies rūšys.

Medienos biomasės drėgmės padidėjimas neišvengiamai sukelia katilinių efektyvumo mažėjimą. Turėtumėte tai žinoti ir nuolat kurti bei vykdyti priemones, kad į medienos kurą nepatektų atmosferos krituliai, dirvožemio vanduo ir pan.

Pelenų kiekis medienos biomasėje apsunkina deginimą. Mineralinių intarpų medienos biomasėje yra dėl nepakankamai pažangių medienos ruošos ir jos pirminio apdorojimo technologinių procesų naudojimo. Būtina teikti pirmenybę tokiems technologiniams procesams, kurių metu būtų galima sumažinti medienos atliekų užterštumą mineraliniais intarpais.

Frakcinė smulkintos medienos sudėtis turėtų būti optimali tokio tipo deginimo įrenginiams. Dalelių dydžio nukrypimai nuo optimalaus tiek aukštyn, tiek žemyn mažina degimo įrenginių efektyvumą. Skiedros, naudojamos susmulkinti medieną į kuro drožles, neturėtų sukelti didelių dalelių dydžio nuokrypių jų didėjimo kryptimi. Tačiau taip pat nepageidautina, kad būtų daug per mažų dalelių.

Siekiant užtikrinti efektyvų medienos atliekų deginimą, būtina, kad katilinių agregatų konstrukcija atitiktų šios kuro rūšies charakteristikas.

Mediena yra gana sudėtinga medžiaga savo chemine sudėtimi.

Kodėl mus domina cheminė sudėtis? Tačiau deginimas (įskaitant malkų deginimą krosnyje) yra cheminė medienos medžiagų reakcija su deguonimi iš aplinkinio oro. Malkų kaloringumas priklauso nuo konkrečios medienos rūšies cheminės sudėties.

Pagrindinės cheminės medienos rišikliai yra ligninas ir celiuliozė. Jie formuoja ląsteles – savotiškus konteinerius, kurių viduje yra drėgmės ir oro. Medienoje taip pat yra dervos, baltymų, taninų ir kitų cheminių ingredientų.

Daugumos medienos rūšių cheminė sudėtis yra beveik tokia pati. Nedideli skirtingų rūšių cheminės sudėties svyravimai lemia skirtingų medienos rūšių šilumingumo skirtumus. Kaloringumas matuojamas kilokalorijomis – tai yra, apskaičiuojamas šilumos kiekis, gautas sudeginus vieną kilogramą konkrečios rūšies medienos. Esminių skirtumų tarp skirtingų medienos rūšių šilumingumo nėra. O kasdieniams tikslams pakanka žinoti vidutines vertes.

Atrodo, kad uolienų kaloringumo skirtumai yra minimalūs. Verta paminėti, kad remiantis lentele gali atrodyti, kad labiau apsimoka pirkti iš spygliuočių medienos paruoštas malkas, nes jų kaloringumas didesnis. Tačiau į rinką malkos tiekiamos pagal tūrį, o ne pagal svorį, todėl viename kubiniame metre malkų, nukirstų iš lapuočių medienos, jų tiesiog bus daugiau.

Kenksmingos priemaišos medienoje

Vykstant cheminei degimo reakcijai, mediena nedega iki galo. Po degimo lieka pelenų – tai yra nesudegusi medienos dalis, o degimo metu iš medienos išgaruoja drėgmė.

Pelenai turi mažesnę įtaką malkų degimo kokybei ir kaloringumui. Jo kiekis bet kurioje medienoje yra vienodas ir yra apie 1 proc.

Tačiau medyje esanti drėgmė gali sukelti daug problemų ją deginant. Taigi iš karto po pjovimo medienoje gali būti iki 50 procentų drėgmės. Atitinkamai, kūrenant tokias malkas, liūto dalis su liepsna išsiskiriančios energijos gali būti išleista tiesiog pačiai medienos drėgmei išgarinti, neatliekant jokio naudingo darbo.

Medyje esanti drėgmė smarkiai sumažina bet kokių malkų kaloringumą. Deganti mediena ne tik neatlieka savo funkcijos, bet ir tampa nepajėgi palaikyti reikiamos temperatūros degimo metu. Tuo pačiu malkoje esančios organinės medžiagos tokioms malkoms degant neperdega iki galo, išsiskiria didelis kiekis dūmų, kurie teršia ir kaminą, ir degimo erdvę.

Kas yra medienos drėgmė ir kokią įtaką tai daro?

Fizinis dydis, apibūdinantis santykinį vandens kiekį medienoje, vadinamas drėgmės kiekiu. Medienos drėgnis matuojamas procentais.

Matuojant galima atsižvelgti į dviejų tipų drėgmę:

• Absoliuti drėgmė – tai drėgmės kiekis, esantis medyje esamu momentu, palyginti su visiškai išdžiūvusia mediena. Tokie matavimai dažniausiai atliekami statybos tikslais.
• Santykinė drėgmė – tai drėgmės kiekis, kurį šiuo metu yra mediena, palyginti su jos pačios svoriu. Tokie skaičiavimai atliekami medienai, naudojamai kaip kuras.

Taigi, jei parašyta, kad medienos santykinė oro drėgmė yra 60%, tai jos absoliuti drėgmė bus išreikšta 150%.

Analizuojant šią formulę, galima nustatyti, kad iš 12 procentų santykinės drėgmės spygliuočių medžių nupjautos malkos deginant 1 kilogramą išskiria 3940 kilokalorijų, o iš panašaus drėgnumo lapuočių – 3852 kilokalorijas.

Kad suprastume, kas yra 12 procentų santykinė oro drėgmė, paaiškinkime, kad tokią drėgmę malkos įgyja ilgai džiovinamos lauke.

Medienos tankis ir jo įtaka kaloringumui

Norėdami apskaičiuoti šiluminę vertę, turite naudoti šiek tiek kitokią charakteristiką, ty specifinę kaloringumo vertę, kuri yra iš tankio ir kaloringumo vertės.

Informacija apie specifinį tam tikrų medienos rūšių šilumingumą buvo gauta eksperimentiniu būdu. Informacija pateikta tokiam pat 12 proc. drėgnumo lygiui. Remiantis eksperimento rezultatais, buvo sudaryta: stalo:

Naudodami šios lentelės duomenis galite lengvai palyginti skirtingų medienos rūšių šiluminę vertę.

Kokias malkas galima naudoti Rusijoje

Tradiciškai Rusijoje populiariausia malkų rūšis, skirta kūrenti plytų krosnyse, yra beržas. Nors iš esmės beržas yra piktžolė, kurios sėklos lengvai prilimpa prie bet kokio dirvožemio, kasdieniame gyvenime jis naudojamas itin plačiai. Nepretenzingas ir greitai augantis medis ištikimai tarnavo mūsų protėviams daugelį amžių.

Beržinės malkos yra gana gero kaloringumo ir dega gana lėtai ir tolygiai, neperkaitindamos krosnies. Be to, naudojami net suodžiai, gauti deginant beržines malkas – tai derva, kuri naudojama ir buities, ir medicinos reikmėms.

Be beržo, drebulės, tuopos ir liepų mediena naudojama kaip lapuočių mediena kaip malkos. Jų kokybė lyginant su beržinėmis, žinoma, nėra labai gera, bet nesant kitų, tokias malkas panaudoti visai įmanoma. Be to, liepų malkos degdamos išskiria ypatingą aromatą, kuris laikomas naudingu.

Drebulės malkos skleidžia didelę liepsną. Jie gali būti naudojami paskutinėje ugnies stadijoje sudeginti suodžius, susidariusius deginant kitą medieną.

Alksnis taip pat dega gana sklandžiai, o sudegęs palieka nedidelį kiekį pelenų ir suodžių. Bet vėlgi, visos kokybės suma alksnio malkos negali konkuruoti su beržinėmis malkomis. Bet iš kitos pusės - kai naudojamos ne pirtyje, o gaminant maistą - alksnio malkos labai gerai. Tolygus jų deginimas padeda efektyviai gaminti maistą, ypač kepinius.

Iš vaismedžių skinamos malkos yra gana retos. Tokios malkos, o ypač klevas, labai greitai dega, o liepsna degdama pasiekia labai aukštą temperatūrą, o tai gali neigiamai paveikti krosnelės būklę. Be to, vonioje tereikia pašildyti orą ir vandenį, o ne lydyti joje metalą. Naudojant tokias malkas, jas reikia maišyti su mažo šilumingumo malkomis.

Iš spygliuočių medienos pagamintos malkos naudojamos retai. Pirma, tokia mediena labai dažnai naudojama statyboms, antra, spygliuočių medžiuose esantis didelis dervos kiekis užteršia pakuras ir kaminus. Krosnelę pušies malkomis prasminga šildyti tik po ilgalaikio džiovinimo.

Kaip paruošti malkas

Malkos paprastai pradedamos rinkti vėlyvą rudenį arba žiemos pradžioje, kol dar nesusiformuoja nuolatinė sniego danga. Nukirsti kamienai paliekami sklypuose pirminiam džiovinimui. Po kurio laiko, dažniausiai žiemą ar ankstyvą pavasarį, malkos išnešamos iš miško. Taip yra dėl to, kad šiuo laikotarpiu nevykdomi žemės ūkio darbai, o įšalusi žemė leidžia į transporto priemonę pakrauti daugiau svorio.

Bet tai yra tradicinė tvarka. Dabar dėl aukšto technologinio išsivystymo lygio malkas galima ruošti ištisus metus. Iniciatyvūs žmonės už protingą mokestį gali atvežti jau nupjautas ir suskaldytas malkas bet kurią dieną.

Kaip pjauti ir kapoti medieną

Atneštą rąstą supjaustykite į gabalus, atitinkančius jūsų pakuros dydį. Po to gautos kaladėlės suskaidomos į rąstus. Rąstai, kurių skerspjūvis didesnis nei 200 centimetrų, skaldomi skirtuvu, likusieji – įprastu kirviu.

Rąstai suskaldomi į rąstus taip, kad gauto rąsto skerspjūvis būtų apie 80 kv.cm. Tokios malkos gana ilgai degs pirties krosnyje ir gamins daugiau šilumos. Kūrenimui naudojami smulkesni rąstai.

Susmulkinti rąstai sukraunami į malkų krūvą. Jis skirtas ne tik kurui laikyti, bet ir malkoms džiovinti. Gera medžio rietuvė bus atviroje, vėjo pučiamoje vietoje, bet po baldakimu, kuris apsaugo medieną nuo kritulių.

Apatinė rąstų eilė klojama ant rąstų – ilgų stulpų, kurie neleidžia malkoms liestis su šlapia žeme.

Malkų džiovinimas iki priimtino drėgmės lygio trunka apie metus. Be to, mediena rąstuose džiūsta daug greičiau nei rąstuose. Smulkintos malkos per tris vasaros mėnesius pasiekia priimtiną drėgmės lygį. Džiovinant metus, medienos krūvoje esančios medienos drėgnumas bus 15 procentų, o tai idealiai tinka degimui.

Malkų kaloringumas: video

(14.1 pav. – Kaloringumas
kuro talpa)

Atkreipkite dėmesį į įvairių rūšių kuro kaloringumą (savitąją degimo šilumą), palyginkite rodiklius. Kuro šilumingumas apibūdina šilumos kiekį, išsiskiriantį visiškai sudeginant kurą, sveriantį 1 kg arba tūrį 1 m³ (1 l). Dažniausiai šilumingumas matuojamas J/kg (J/m³; J/l). Kuo didesnė savitoji kuro degimo šiluma, tuo mažesnės jo sąnaudos. Todėl kaloringumas yra viena iš svarbiausių degalų savybių.

Kiekvienos rūšies kuro savitoji degimo šiluma priklauso nuo:

• Iš jo degių komponentų (anglies, vandenilio, lakiosios degiosios sieros ir kt.).
• Nuo drėgmės ir pelenų kiekio.

4 lentelė - Įvairių energijos nešėjų savitoji degimo šiluma, lyginamoji sąnaudų analizė.
Energijos nešiklio tipas	Kaloringumo vertė				Tūrinis medžiagos tankis (ρ=m/V)	Vieneto kaina standartinis kuras	Koefas. naudingas veiksmas sistemos (veiksmingumo). šildymas, %	Kaina už 1 kWh	Įdiegtos sistemos
	MJ		kWh
	(1MJ = 0,278 kWh)
Elektra	-		1,0 kWh		-	3,70 rub. už kWh	98%	3,78 rub.	Šildymas, karšto vandens tiekimas (karštas vanduo), oro kondicionavimas, maisto gaminimas
Metanas (CH4, temperatūra virimo temperatūra: -161,6 °C)	39,8 MJ/m³		11,1 kWh/m³		0,72 kg/m³	5,20 rub. už m³	94%	0,50 rub.
Propanas (C3H8, temperatūra virimo temperatūra: -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 rub. salė	94%	2,91 rub.	Šildymas, karšto vandens tiekimas (KV), maisto ruošimas, atsarginis ir nuolatinis maitinimas, autonominis septikas (kanalizacija), lauko infraraudonųjų spindulių šildytuvai, lauko kepsninės, židiniai, vonios, dizainerių apšvietimas
Butanas C4H10, temperatūra virimo temperatūra: -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 rub. salė	94%	1,96 rub.	Šildymas, karšto vandens tiekimas (KV), maisto ruošimas, atsarginis ir nuolatinis maitinimas, autonominis septikas (kanalizacija), lauko infraraudonųjų spindulių šildytuvai, lauko kepsninės, židiniai, vonios, dizainerių apšvietimas
Propanas-butanas (SND – suskystintos angliavandenilių dujos)	46,8 MJ/kg	25,3 MJ/l	13,0 kWh/kg	7,0 kWh/l	0,54 kg/l	16.00 rub. salė	94%	2,42 rub.	Šildymas, karšto vandens tiekimas (KV), maisto ruošimas, atsarginis ir nuolatinis maitinimas, autonominis septikas (kanalizacija), lauko infraraudonųjų spindulių šildytuvai, lauko kepsninės, židiniai, vonios, dizainerių apšvietimas
Dyzelinis kuras	42,7 MJ/kg		11,9 kWh/kg		0,85 kg/l	30.00 rub. už kg	92%	2,75 rub.	Šildymas (vandens šildymas ir elektros gamyba labai brangu)
Malkos (beržas, drėgmė - 12%)	15,0 MJ/kg		4,2 kWh/kg		0,47-0,72 kg/dm³	3,00 rub. už kg	90%	0,80 rub.	Šildymas (nepatogu gaminti maistą, beveik neįmanoma gauti karšto vandens)
Anglis	22,0 MJ/kg		6,1 kWh/kg		1200-1500 kg/m³	7,70 rub. už kg	90%	1,40 rub.	Šildymas
MAPP dujos (suskystintų naftos dujų mišinys - 56% su metilacetileno-propadienu - 44%)	89,6 MJ/kg		24,9 kWh/m³		0,1137 kg/dm³	-R. už m³	0%		Šildymas, karšto vandens tiekimas (KV), maisto ruošimas, atsarginis ir nuolatinis maitinimas, autonominis septikas (kanalizacija), lauko infraraudonųjų spindulių šildytuvai, lauko kepsninės, židiniai, vonios, dizainerių apšvietimas

(14.2 pav. – Savitoji degimo šiluma)

Pagal lentelę „Įvairių energijos nešėjų savitoji degimo šiluma, lyginamoji sąnaudų analizė“ propanas-butanas (suskystintos naftos dujos) ekonomine nauda ir naudojimo perspektyvomis nusileidžia tik gamtinėms dujoms (metanui). Tačiau atkreiptinas dėmesys į neišvengiamą pagrindinių dujų kainų didėjimo tendenciją, kuri šiuo metu yra gerokai neįvertinta. Analitikai prognozuoja neišvengiamą pramonės pertvarką, dėl kurios gamtinės dujos smarkiai pabrangs, galbūt net viršys dyzelinio kuro savikainą.

Taigi suskystintos naftos dujos, kurių kaina išliks praktiškai nepakitusi, išlieka itin perspektyvi – optimalus sprendimas autonominėms dujofikavimo sistemoms.

Ekologiški, atsinaujinantys energijos šaltiniai

Medienos drožlių naudojimo pranašumai, palyginti su anglimi

1. Naudojant medienos drožles, išsprendžiamos šios problemos:
   1. lentpjūvės atliekų šalinimas;
   2. mazgų ir pomiškių perdirbimas formuojant sklypus kirtavietėse;
   3. klausimai apie beržais ir krūmais apaugusios žemės ūkio paskirties žemės valymą;
   4. už nekomercinės medienos panaudojimą;
   5. miškų ir priedangų valymui;
   6. sumažinti miškų ir miško juostų gaisringumo pavojų.
2. Medienos drožlėmis veikiantys katilai yra ekologiškesni, nes... Katilo automatikos sistema stebi visišką medienos drožlių degimą bei teisingą tiekiamo oro ir medžio drožlių santykį.
3. Medienos skiedros yra atsinaujinantis energijos šaltinis.

Drožlių kokybė

Kad mažos šildymo sistemos veiktų sklandžiai, reikia sausos, išsijotos medžiagos su tam tikro dydžio atskiromis drožlėmis. Paprastai tam naudojama medžiaga, kurios pagrindinės frakcijos dalelių ilgis yra nuo 3,15 iki 30 mm, o likutinė drėgmė yra mažesnė nei 30%.

Didesnėse instaliacijose gali būti naudojamos grubesnės medžiagos su padidintais kraštų ilgio pokyčiais.

Svarbus degimo kokybės rodiklis yra medžio drožlių pelenų kiekis. Jei pelenų kiekis yra didelis, reikia išvalyti išmetamąsias dujas.

Medienos drožlių normavimas ir klasifikavimas

Kaip pagrindiniai parametrai, pagal klasifikaciją pagal Austrijos standartą M7133, yra nustatyti reikalavimai lustų dydžiui, pavyzdžiui: G30 - lustams, kurių skerspjūvis ne didesnis kaip 3 cm 2, G50 - lustams su skerspjūvis ne didesnis kaip 5 cm 2, taip pat drėgmės kiekis, pavyzdžiui: W35 - medienos drožlėms, kurių didžiausias drėgnis yra 35%.

Šis standartas nustato klases ir specifikacijas šiems parametrams:

• Drėgmė
• Pelenų kiekis
• Dalinė sudėtis (dydis)
• Tūrinis tankis
• Azoto ir chloro kiekis
• Degimo šiluma

Skiedrų charakteristikos

Jei medienos degimo šiluma tik nežymiai priklauso nuo medienos rūšies, tai drėgmė šiuo atžvilgiu turi didelę reikšmę. Be to, drėgmė yra lemiamas medienos drožlių galiojimo laikas.

Medienos drožlės, kurių drėgnumas mažesnis nei 30 %, priskiriamos „sandėliavimui“, t.y. šiuo atveju negalime kalbėti apie mikrobinį medienos skaidymą ir su tuo susijusius masės bei energijos nuostolius. Šviežiai nupjautos medžiagos drėgnumas svyruoja nuo 50% iki 60%. Todėl medienos drožles rekomenduojama gaminti po išankstinio džiovinimo.

Toliau pateiktoje lentelėje parodyta kaloringumas priklausomai nuo drėgmės. Šviežiai nupjautų spygliuočių medžių degimo šiluma yra apytiksliai 2 kW*h/kg po džiovinimo iki 20 %, medienos drožlių degimo šiluma gali padvigubėti (4 kW*h).

Tūrinis tankis yra kita pagrindinė medienos drožlių (ir kito kietojo kuro) charakteristika.

Be kita ko, jis lemia kuro energijos tankį ir tiesiogiai priklauso nuo erdvės, reikalingos tam tikram energijos kiekiui saugoti ir transportuoti, tūrio.

Jei ąžuolo ir buko skiedrų, kurių drėgnis yra 20 %, degimo šiluma yra 1100 kWh vienam kubiniam metrui, tai tuopos skiedrų degimo šiluma yra žymiai mažesnė ir siekia 680 kWh vienam kubiniam metrui.

Pavyzdžiui, daugiabučio namo 44 MWh metiniam poreikiui patenkinti reikia 40 birių kubinių metrų ąžuolo ir buko skiedrų arba 65 birių kubinių metrų tuopos skiedrų.

Gamyba ir pardavimas

Vokietijoje spygliuočių medžių skiedros pirmiausia turi paklausą rinkoje.

2007 m., Federalinio statistikos biuro duomenimis, spygliuočių medžių skiedrų gamyba siekė 3,80 mln. tonų, per tą patį laikotarpį buvo pagaminta tik 41 000 tonų lapuočių.

Žemesnės kokybės krosnių ir smulkių krūmynų gaminių parduota 1,98 mln. tonų. Per tą patį laikotarpį įvežta 4,04 mln. t spygliuočių medžių drožlių ar peilių, o iš lapuočių – 85 tūkst. Tai yra 340% importo padidėjimas per 5 metus. 63% importo buvo iš Austrijos, Nyderlandų ir Prancūzijos. Medienos drožlių ir dribsnių eksportas 2007 metais siekė 17,94 mln.t, o tai 66% daugiau nei 2002 metais.

Kaina

Bėgant metams medienos drožlių kainos augo ir nuo 2004 m. liepos mėn. iki 2009 m. liepos padidėjo 80 proc. Sausos medienos skiedrų mažmeninė pardavimo kaina 2009 m. IV ketvirtį Vokietijoje buvo 119 eurų už toną (20% drėgnis arba 25% medienos drėgnis, pristatymas 30 m 3, įskaitant atvežimą iki 20 km ir PVM). Tai prilygsta skysto kuro ekvivalento kainai – 29,71 cento už litrą.

Esmūs kainų skirtumai ar svyravimai nustatomi priklausomai nuo regiono, sezono, kokybės, drėgmės ir atstumo nuo pristatymo vietos. Tiekimo apimtis taip pat yra svarbus veiksnys, nes galingos kogeneracinės elektrinės kurui išleidžia 40 % mažiau nei mažos.

KURAS – MEDIENOS SKELTOS

Medienos drožlės yra smulkinta mediena. Degalų kokybė yra neprilygstama, tiekiama pakankamais kiekiais ir nuolat papildoma.

Jei reikia, tik reguliariai prižiūrint savo miškus galima papildomai sutelkti didelius kiekius kiekvienais metais.

Į skiedras gali būti perdirbama bet kokia neapdorota mediena: apvalioji mediena, lentpjūvės atliekos, mediena po perdirbimo ir perdirbimo, produktai iš ūkių, kurių apyvarta yra greita, medžiai po retinimo ir medienos likučiai.

Traškučiai, kaip granulės:

• Buitinis kuras.
• Nepriklauso nuo krizės.
• Neutralus anglies dioksidui.
• Nebrangu už kainą.

Jo naudojimas mažina priklausomybę nuo importo, stabdo kainų formavimąsi šalyje ir suteikia tvaraus vystymosi galimybių regionams.

Medienos drožlių pranašumai, lyginant su malkomis ir medienos gabalais, visų pirma slypi jų takumuose, kurie užtikrina degimą visiškai automatinėse šildymo sistemose.

Medienos drožlių kokybei svarbios tokios kuro savybės kaip drėgmė, gumulingumas, dalelių pasiskirstymas pagal dydį, smulkių frakcijų santykis, žievės dalis, tūrinis tankis ir pelenų kiekis.

Degimo metu padidėjus žievės daliai, susidaro didesnis pelenų kiekis.

Tūrinis tankis atspindi tūrinio kubinio metro svorį ir galiausiai lemia, kokią kaloringumo vertę pirkėjas gaus už savo pinigus.

Vokietijoje nėra DIN standartų medienos drožlėms. Dėl ilgalaikio naudojimo Vokietijoje Austrijos medienos drožlių klasifikacijos ribinės vertės ir sąlygos pagal Austrijos standartą M7133 tapo prekybos standartu.

2005 m. gegužės mėn. kaip klasifikavimo standartas įsigaliojo laikinas standartas (techninė specifikacija), pavadintas „Kietieji biodegalai – specifikacijos ir degalų klasės“ (DIN CEN/TS 14961), kuris apibrėžia klases ir specifikacijas šiems parametrams:

• Drėgmė
• Pelenų kiekis
• Grūdų dydžio pasiskirstymas
• Tūrinis tankis
• Azoto ir chloro kiekis
• Degimo šiluma

Kiti duomenys apie medžio drožles:

• Kaloringumas: GERAI. 3,3 - 4,3 kW*h/kg arba 783 kW*h/m 3 priklausomai nuo drėgmės (nuo ką tik nupjauto iki 40 % drėgnumo).
• Tūrinis tankis: GERAI. 210 - 250 kg/m 3 priklausomai nuo drėgmės, 230 kg/m 3 esant 20 % drėgmei.
• Idealus dydis: krašto ilgis 30-50 mm.
• Drėgmė: w (santykinė drėgmė) – vandens masė, nurodyta procentais nuo bendros masės, ką tik nupjautos medienos masė.
• Dominavimas: u (absoliučiai sausa mediena=absoliučiai išdžiovinta ore) – vandens masė, nurodyta procentais nuo sausos masės, sausos medžiagos masė.

Vienetai:

• 1 Srm = tūrinis kubinis metras, atitinka 1 m 3 birios medienos
• 1 rm = sulankstytas kubinis metras (steris), atitinka 1 m 3 eilėmis paklotos medienos
• 1 fm = 1 kubinis metras medžio masyvo (be tarpų)

Konversijos veiksniai:

• 1 kubinis metras medienos drožlių = apytiksl. 65-75 l skysto kuro
• 1 kubinis metras medienos drožlių = tūrinis tankis 210-250 kg/m3
• 1 kg medžio drožlių = apytiksl. 3,4 kWh
• 1 sulankstytas kubinis metras medienos (ster) = apytiksl. 2,5 birių kubinių metrų medžio drožlių
• 1 kubinis metras medžio masyvo = apytiksliai. 2,8 birių kubinių metrų medienos drožlių

Pirminės energijos koeficientas: medienos drožlėms fP= 0,2
(apibūdinami nuostoliai, atsirandantys atitinkamo energijos nešiklio priėmimo, transformavimo ir transportavimo metu)

Kaloringumas ir kaina:

Apytiksliai duomenys.

Medienos drožlių kainos gali skirtis priklausomai nuo regiono. (1 tona medžio drožlių = tiksliai 3400 kWh)

Šioje diagramoje parodyta medienos drožlių, skystojo kuro, dujų ir granulių kainų dinamika nuo 2007 m. už 10 kWh

1 – skiedros, 2 – medienos granulės, 3 – skystasis kuras, 4 – gamtinės dujos.