Технічні особливості переоснащення зернових сушарок теплогенераторами, які працюють на альтернативній сировині

Переважна частина українських аграрних господарств послуговується сушарками для зерна, які використовують природний газ та дизельне паливо для одержання теплової енергії.
Подорожчання природного газу позначилося на підвищенні собівартості робіт із доведення вологості зерна до базових стандартів його показників.
Зважаючи на це, аграрії шукають альтернативні види палива для роботи сушарок. Враховуючи те, що необхідні кошти на придбання нових агрегатів є далеко не у кожного господарника, ми пропонуємо розглянути технічні аспекти переоснащення діючих сушарок
Найдоступніший та відносно дешевий вид палива – біопаливо з деревних і трав’янистих культур і відходів аграрного та лісового господарства. Для отримання теплової енергії у теплогенераторах може застосовуватися біопаливо у вигляді пелет, брикетів, рулонів (тюків) із соломи, лушпиння соняшнику, торфу, тирси, дерев’яних трісок, дров та інших агровідходів, які мають здатність горіти та виділяти тепло.

Моделі зерносушарок

Для розв’язання проблеми переведення зерносушарок на альтернативні види палива українські та зарубіжні компанії розробили й виготовляють зерносушильні комплекси з теплогенераторами, які працюють на різних видах біопалива.

Вітчизняне підприємство ТДВ «Бриг» пропонує зерносушильні комплекси КС-8, КС-16, що складаються із зерносушарки шахтного типу та теплогенераторів типу ТГС, в яких теплова енергія отримується за рахунок спалювання пресованої у тюки соломи. Моделі оснащені електроустаткуванням із трьома пультами управління.

Підприємство ТОВ «Біоресурс Україна» здійснює переоснащення зерносушарок піролізними теплогенераторами польського виробництва.

Завантаження біомаси в паливний бункер проводиться зверху. Після цього він закривається, аби обмежити доступ повітря для проходження піролізу.

Технологічну схему роботи піролізного теплогенератора показано на рис.

Піролізний процес горіння підтримується завдяки дозованому надходженню повітря.

У кінці теплового агрегату знаходиться радіальний вентилятор, який втягує повітря через повітрязабірники у вогнетривкій стінці.

У зоні повітрязабірників №2 відбуваються горіння біомаси та піролізний розпад.

Горючі гази, які утворилися під час піролізу, спалюються в зоні №4 та спрямовуються в зону лабіринтових нормалізаторів №5. Там вони поступово охолоджуються та подаються до теплообмінників.

Проходячи через відповідний теплообмінник, продукт піролізу віддає енергію тепловому агенту.

Після охолодження в зоні №6 відбувається емісія продуктів піролізного згоряння (водяної пари та вуглекислого газу) в атмосферу. У нижній частині теплообмінників накопичуються конденсат та попіл. У процесі піролізу відбувається розпад хлорорганічних сполук з утворенням безпечних для навколишнього середовища простих газових та рідких хімічних зв’язків, а також піролізного коксу.

Для переоснащення зерносушарок теплогенераторами, які працюють на соломі, в Україну постачають нагрівачі повітря моделей BIO-PAL AIR HEPTA (Gizex, Польща) потужністю від 750 до 3000 кВт та EKOPAL S (Metalerg, Польща) потужністю від 60 до 1000 кВт та інші. Піролізні теплогенератори типу EKOPAL S розроблено на базі водогрійних котлів EKOPAL RM. Теплогенератори EKOPAL S складаються з котла, теплоносієм в якому є термальне масло, та трубчастого теплообмінника типу «рідина-повітря».

В українських господарствах також використовуються зерносушарки типу Kepler Weber (Бразилія) з теплогенераторами, які працюють на дровах. Ці пристрої не оснащені теплообмінниками. Теплогенератори зерносушарок на дровах виготовлені з вогнетривкої цегли та мають досить великі габарити (це дає змогу акумулювати тепло) і вузол для відсікання іскор.

Усі зерносушарки, що працюють на дровах, можуть оснащуватися одночасно і газовим (дизельним) пальником, і теплогенератором (на дровах). Починаючи з моделі ADS-40R, такі зерносушарки вже у базовому виконанні комплектуються цикловентиляторами для утилізації пилу та інших сміттєвих домішок.

На українському ринку також наявні теплогенератори для спалювання сипкого палива – деревної тріски, пелет, лушпиння соняшнику, відходів після сепарації зерна тощо. Такі теплогенератори зазвичай оснащуються бункером для палива та системою його автоматичної подачі в камеру згоряння.

Виробники сушарок з автоматичною подачею палива пропонують стаціонарні та мобільні зерносушильні агрегати. Останні можуть транспортуватися до пунктів зберігання зерна, які розташовують у різних точках господарства.

Вартість теплогенераторів з автоматичним завантаженням палива приблизно на 10% вища за ціну на пристрої, які не оснащені такою системою. Проте це дає змогу заощадити на оплаті обслуговуючого персоналу, придбавши обладнання, яке працює 24 години на добу.

Такі теплогенератори не потребують значних затрат ручної праці та використання спеціальних механізмів для їх обслуговування.

Завантаження палива здійснюється в постійному режимі у міру його згоряння. На ринку наявні такі зерносушарки виробництва ТОВ «НВК «ЕКОЕНЕРГОХАРКІВ», ПМП «Лотірон», OZSU і SAYPET (Туреччина), MEPU (Фінляндія) тощо.

Критерії вибору зерносушарки

Попри усвідомлення необхідності здешевлення процесу сушіння зерна, а саме зменшення затрат на енергоносії, вітчизняні аграрії все ще вагаються щодо прийняття рішення про переоснащення зерносушарок котлами на біопаливі. Але коли таке рішення прийняте, то під час вибору теплогенератора необхідно врахувати наступні чинники: вид палива, яке планується використовувати; технічні характеристики твердопаливного теплогенератора; якість виготовлення теплогенератора.

Характеристики різних видів біопалива мають свої відмінності. Це – теплотворна здатність, щільність, форма та вигляд, вологість тощо. Трапляються, наприклад, теплогенератори, які працюють лише на деревині – у цьому разі на соломі такі котли не зможуть виконувати своєї функції через плавлення попелу, що призводить до зупинки або поломки котла.


Якщо в господарстві є дрова, то недоцільно використовувати обладнання, яке працює на подрібненому паливі, оскільки це призведе до зростання витрат на подрібнення деревини.


Також слід враховувати показники технічної характеристики теплогенератора на біопаливі – потужність, обсяг подачі та максимальна температура сушильного агента. Якщо ці показники не збігаються, продуктивність зерна може знизитися, а тривалість його сушіння навпаки зросте.

Затягування періоду сушіння призведе до псування врожаю, особливо вологого зернового матеріалу.

Під час вибору обладнання слід враховувати, що теплогенератори різних виробників можуть мати відмінності в матеріалах та інженерних рішеннях. Варто звернути увагу на товщину металу, футерування топки тощо. Якщо він неякісний, то під час роботи камера згоряння деформується або прогорить, і замість економії ви отримаєте додаткові витрати. При підборі обладнання великої потужності (від 3 МВт) варто приділити окрему увагу автоматичним системам подачі палива та видалення золи з топки.

Зрештою, для прийняття остаточного рішення щодо встановлення обраного теплогенератора бажано відвідати господарства, в яких це обладнання змонтоване та працює не менше трьох років. І тоді з’ясувати споживчі характеристики та особливості експлуатації зерносушарок.

Інформацію про застосування зерносушарок з теплогенераторами на альтернативних видах палива нині можна знайти в агрохолдингу «Агротрейд» (теплогенератори на пелетах та непідготовленій полові, що залишається після сушіння та очищення зерна), ФГ «Росинка» (Черкащина) та «Журавель» (село Горошине, Полтавська обл.), де використовується сушильне обладнання на подрібненій деревній трісці. Також у ФГ «Оазис» (Миколаївська обл.), «Зерновик» (Кіровоградська обл.), де застосовується зерносушарка на соломі тощо.

У всіх перерахованих підприємствах, за винятком ФГ «Зерновик», переоснащення зерносушарок теплогенераторами на біопаливі відзначилося позитивним результатом. У ФГ «Зерновик» у сезон пікових навантажень під час збирання врожаю кукурудзи з високою вологістю зерносушильне обладнання почало виходити з ладу. Тому, порахувавши витрати на ремонт, у господарстві вирішили придбати зерносушарку, що працює на природному газі.

Отже, переоснащення зерносушарок теплогенераторами на біопаливі дає змогу досягти значної економії коштів за рахунок використання дешевих місцевих джерел енергії та відходів аграрного виробництва.

Проте, перш ніж прийняти рішення про заміну теплогенераторів, що працюють на газі та дизельному паливі, господарникам необхідно ознайомитися з практичним досвідом підприємств, де використовуються зерносушарки з теплогенераторами на біопаливі. 

Василь Думич, завідувач лабораторії,

Любов Шкоропад, молодший науковий співробітник, Львівська філія УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого