Июня 23 , 2010

В Гдове Псковской области завершается строительство биотопливной котельной. Она будет работать на торфе и заменит неэффективную городскую котельную № 3, которая отапливалась дровами.

22 июня объект посетили первый заместитель губернатора Псковской области Сергей Перников и заместители главы региона Сергей Федоров и Геннадий Безлобенко.
Инвестором проекта выступила торфодобывающая компания ООО «ЕРТ» (Псковский район) при поддержке администрации региона. Представитель компании-инвестора Игорь Шадловский рассказал, что строительные работы начались в ноябре 2009 года, все оборудование было приобретено у разработчиков из г. Владимир. В реализацию проекта вложено 25 млн рублей.
«Это будет первая котельная на торфе в Гдовском районе. Пока все остальные работают на дровах. Тестовый запуск котельной состоялся в начале июня, на полную мощность она заработает в предстоящий отопительный сезон. Котельная будет отапливать 14 многоэтажных домов», - рассказал Игорь Шадловский и добавил, что на сегодня завершаются работы по благоустройству прилегающей территории. Он также подчеркнул, что котельная полностью автоматизирована, управлять ею можно с мобильного телефона. Обслуживать объект будет один оператор, работу прежней обеспечивали 16 человек. Гарантийный срок службы оборудования составит 10 лет.
Сергей Перников поинтересовался необходимыми объемами торфа для начала отопительного сезона и возможно ли в работе котельной использовать альтернативные виды топлива. Инвестор сообщил, что потребуется от 2,5 до 4 тыс тонн торфяной крошки, а котлы могут работать и на щепе.
Первый заместитель губернатора по итогам визита подчеркнул, что в настоящее время в Псковской области многие котельные работают неэффективно, поскольку используют дорогостоящие уголь и мазут. В связи с этим администрацией региона разработана программа по переводу котельных на местные виды топлива. В настоящее время она находится на согласовании в Минэкономразвития РФ и Минрегионразвития РФ. Предварительно, на уровне специалистов, данная концепция уже получила одобрение, отметил Сергей Перников.
По его словам, одобрение концепции на федеральном уровне создаст условия для привлечения дополнительного финансирования из госбюджета. Сергей Перников напомнил, что в 2010 году на реализацию ряда мероприятий по реконструкции котельных в областном бюджете предусмотрено 100 млн рублей и часть из них уже освоена. Всего на местные виды топлива предполагается перевести 215 котельных.
«В настоящее время датско-российской компанией проводится аудит котельного хозяйства всего региона, через 2,5 месяца будут известны его результаты. На их основе планируется выработать мероприятия для реализации концепции», - подчеркнул Сергей Перников. Он также добавил, что Администрацией Псковской области рассматривается возможность запуска котельной на торфе в Плюсском районе.
«Мы будем смотреть, как эти котельные отработают предстоящий отопительный сезон. Полученный опыт поможет выстроить систему эффективного перевода котельных на местные виды топлива - торф и щепу. В связи с тем, что добываются они на территории региона, у нас появятся дополнительные возможности для развития экономики Псковской области, создания новых рабочих мест. И, наконец, это позволит решить самую главную задачу - эффективно использовать местное сырье и получать тепло по доступным ценам, которые будут не выше имеющихся сегодня, а по ряду районов мы получим снижение», - сказал Сергей Перников.

Сложившаяся на сегодняшний день обстановка в ряде регионов — резкое повышение тарифов на тепловую энергию и другие энергетические ресурсы, заставляет задуматься о путях снижения затрат. Одним из реальных инструментов снижения затрат на выработку тепловой энергии может быть использование в качестве топлива — биотоплива. В этом случае отпадает необходимость дорогостоящей доставки, например, угля из регионов Сибири, а это более 1000 рублей на 1 тонну перевозимого в Северо-Западный регион топлива, что удорожает стоимость угля по отношению к месту его добычи более чем в 2 раза.

Стоимость энергии

Сравним стоимость выработки тепловой энергии на различных видах топлива в Северо-Западном регионе. Для выработки 1 Гкал тепла необходимо примерно 130 м3 природного газа, его цена с учетом последнего повышения на начало 2010 г. составляет около 4000 руб. за 1000 м3, таким образом, в стоимости 1 Гкал топливная составляющая около 520 руб.

Цена на уголь по различным потребителям в Ленинградской области колеблется от 2500 до 3700 руб. за тонну. В стоимости 1 Гкал топливная составляющая соответственно (при учете того, что КПД энергоустановки принимается 80%, а реально на небольших КПД находится на уровне не более 50 — 65 %) будет колебаться от 575 до 850 руб.

Мазут стоит 12000 руб. за тонну, в стоимости 1 Гкал топливная составляющая 1350 руб.

При сжигании древесных пеллет (реальная теплотворная способность нами взята 3800 ккал, максимум 4000 ккал), их расход на выработку 1 Гкал составляет около 300 кг. При КПД установки 84% и цене 3800 руб. за тонну (это минимальная цена по которой нам удастся покупать пеллеты для отопления нашего завода), топливная составляющая в стоимости 1 Гкал составляет 1440 руб.

На сегодняшний день, по данным ООО «Теплосервис» г. Приозерска Ленобласти, цена топливной щепы в случае ее приготовления на месте из бревен, не относящихся к деловой древесине, имеет следующую структуру. Стоимость 1 м3 круглого леса дровяного от 500 до 1000 руб. (цена зависит от региона и поставщика), рубка щепы около 170 руб. за один плотный кубометр. Соответственно, цена топлива в 1 Гкал будет составлять от 420 до 730 руб. при влажности щепы до 55% и КПД котла 80%. По нашим данным, собранным в Новгородской области, средняя цена за плотный кубометр щепы составляет около 1000 руб. Соответственно, топливная составляющая в 1 Гкал в этом случае будет равна 625 руб.

Преимущества щепы и гранул

К сожалению, в России ни в одном регионе не производится специальная заготовка топливной щепы для нужд жилищно-коммунального хозяйства — как, например, в Финляндии, где создана целая производственная отрасль. Тем не менее, даже при таком разбросе в ценах можно с уверенностью сказать, что щепа вполне конкурентоспособна по сравнению с углем и имеет безусловное преимущество перед мазутом. В сравнении с газом, если учесть повышение цены газа на 16% последовательно в 2011 и 2012 гг. и при условии хорошей организации централизованных заготовок щепы, конкурентоспособность также будет налицо. Объем капитальных затрат на строительство котельных на газообразном топливе кажется на первый взгляд значительно меньшим, чем такие же затраты применительно к твердым видам топлива. Однако при этом умалчивается о необходимости строительства подводящих газопроводов, а их стоимость необходимо учитывать в экономических расчетах. Умалчивается об этом потому, что строительство газопроводов ведется за счет Газпрома. Но деньги, и большие, реально затрачиваются.

Пеллеты по цене топливной составляющей в 1 Гкал не очень выгодны. Все же необходимо отметить ряд преимуществ, по которым строительство таких источников теплоснабжения весьма целесообразно. Применение пеллет как топлива позволяет исключить постоянное присутствие обслуживаемого персонала (периодический осмотр оборудования, приемка пеллет), что существенно снижает затраты на обслуживание котельной. Повышается качество отпускаемого продукта, достигается стабилизация температуры воды отпускаемой потребителю по заданному графику в зависимости от температуры наружного воздуха. А при небольших тепловых нагрузках 50-500 кВт отсутствие сменного персонала в котельной будет снижать стоимость 1 Гкал в несколько раз.

Дополнительно необходимо отметить, что ряд регионов очень заинтересован в производстве пеллет из соломы, лузги и других отходов переработки сельского хозяйства. Цена на такие пеллеты, по нашим сведениям (мы сейчас покупаем пеллеты из лузги по цене около 2000 руб. за тонну для испытаний наших котлов), практически вдвое ниже, чем на дровяные пеллеты а это уже 720 руб. стоимости топлива в 1 Гкал вырабатываемого тепла против 1440 руб., рассчитанных для дровяных пеллет.

Таким образом, биотопливо по экономическим показателям на сегодняшний день вполне конкурентоспособно. Остается преодолеть одно серьезное препятствие на пути строительства котельных на биотопливе — отсутствие инвестора. Экономическая целесообразность уже есть, остается получить гарантии.

Согласно закону 131 («Об общих принципах организации местного самоуправления»), сегодня все вопросы жилищно-коммунального комплекса должны решаться на местах в муниципальных образованиях. Однако очевидно, что сельское поселение не обладает достаточным ресурсом для обеспечения гарантий таких значительных инвестиций, то же касается и районных администраций.

Остается субъект федерации. Здесь же можно столкнуться с совершенно разными подходами к решению этой проблемы. Некоторые субъекты федерации, ссылаясь на 131-й закон, не хотят даже разговаривать на эту тему — это, мол, полномочия 1-го уровня, когда «рванет», тогда об этом и подумаем. При этом ведутся совершенно абстрактные разговоры о какой-то коммерческой привлекательности в области строительства таких котельных, что является неправдой, при отсутствии, строго говоря, возможности получения (особо отмечаю реального получения) инвестиционной надбавки к тарифу за тепло. Поясню. Инвестор вкладывает деньги, строит котельную, подписывает инвестиционный договор, где учтена инвестиционная надбавка и оговорен период окупаемости проекта, а затем не получает в нормальном режиме ни самого тарифа, ни тем более инвестиционной надбавки. При этом остановить котельную нельзя: тут же в дело вмешивается прокуратура, слышатся окрики со стороны, не платящей администрации об отсутствии социальной ответственности. И спросить не с кого, поскольку нет реального гаранта, способного в случае невыплат ответить по обязательствам или призвать неплательщика к выполнению своих обязательств. В такой бизнес никто не хочет идти и не пойдет.

В некоторых субъектах федерации — таких, как Кировская область, Новгородская область, с которыми мы сталкивались, вопрос выдачи гарантий для взятия кредитов под строительство котельных принимается к рассмотрению как возможный вариант решения замены устаревших котельных. Но в целом, пожалуй (и это видно из публикаций в открытой печати), каких-то более или менее масштабных программ не видно. Иными словами, все, как в добрые старые времена: с жаром говорим о потерях в сетях (до 40%), о низком КПД котельных (доходит до нижнего предела 45%) и т. п., но ничего не делаем.

Сроки окупаемости

Еще раз подчеркнем экономическая целесообразность, окупаемость проектов просматривается. На сегодняшний день строительство сельских котельных в комплексе с тепловыми сетями окупится примерно за 8 — 10 лет, причем этот срок реален для объектов с тепловой нагрузкой от 2 до 7 МВт. Если нагрузка превышает 7 МВт, срок окупаемости значительно сокращается.

Для котельных мощностью менее 2 МВт необходима программа со специальным участием субъектов Федерации — поскольку срок окупаемости таких котельных уходит за 10 лет, и разговаривать с инвестором становится трудно.

Здесь необходимо участие и поддержка государства в виде определенных преференций для участников проекта, например в виде субсидирования процентной ставки, либо прямого участия субъектов Федерации в финансировании, конечно же, при условии окупаемости проекта, хотя и с несколько увеличенным сроком окупаемости.

Другой вариант включать в качестве добавки объекты с большим сроком окупаемости в эффективную программу, удлиняя ее, но незначительно.

Потери тепла

На сегодняшний день всеми признается, что потери при выработке тепла и по пути его доставки к конечному потребителю достигает 40 — 50 %, т. е. мы отапливаем «улицу» и сжигаем ценного невосстанавливаемого органического топлива почти вдвое больше требуемого.

Экономические предпосылки для перехода на возобновляемые виды топлива реально уже существуют. Сравнительные расчеты по стоимости топливной составляющей в 1 Гкал мы проводили исходя из КПД при сжигании угля и мазута по ГОСТу, т. е. более 80%, а не из тех реалий, которые существуют и описаны выше. Это делает еще более привлекательной идею перевода котельных на биотопливо в результате реализации неизбежной реконструкции устаревшей котельной техники. Однако ситуация, сложившаяся в коммунальном хозяйстве, не меняется: нет не то что ажиотажа, но даже и видимого движения в направлении модернизации. Это напоминает схему неполучения лицензии на эксплуатацию систем теплоснабжения — вам не выдадут лицензию, потому что у вас нет в эксплуатации газовой котельной, а котельную в эксплуатацию не дадут, потому что нет лицензии; такой ребус не разрешим. В общем, при наличии со всех сторон объективных предпосылок и целесообразности реконструкции и модернизации коммунальных котельных с переводом на биотопливо движения в этом направлении нет. Причина состоит в том, что нет того механизма, который бы запустил этот процесс, отсутствуют деньги. Без четких гарантий возврата денег их никто не даст. А тот, кто может дать гарантии и наладить контроль возврата денег через тарифную составляющую, ничего не делает под прикрытием 131-го закона. Мы все видим и горячо обсуждаем, как это делается на практике: если где-то уже не может работать котельная, и зимой она останавливается вовсе, там осуществляется ремонт в виде латания дыр, либо производят частичную замену оборудования. В отдельных случаях осуществляется модернизация.

Таким образом, мы наблюдаем все-таки отдельные, весьма скудные, ростки нового в коммунальной отопительной технике. По этой причине у нас совсем немного предприятий, производящих котельную технику, которая работает на твердом топливе, включая биотопливо. В Финляндии таких производителей более 40, у нас на Северо-Западе «два с половиной», т. е. спрос порождает предложение.

Ещё три года назад использование отходов лесозаготовки и деревообработки в качестве сырья для производства электро- и тепловой энергии не интересовало ни энергетические компании, ни предприятия ЛПК, ни какой другой бизнес в Коми, но сейчас за валяющийся годами горбыль требуют такие деньги, что сжи гать его становится просто невыгодно. Биоэнергетика в Коми появилась, но и тут республика идёт по особому пути.

На заседании комиссии при экономическом совете Коми 29 мая первый заместитель министра развития промышленности и транспорта Коми Александр Гибеж напомнил, почему в республике несколько лет назад обратили особое внимание на ускоренное развитие биоэнергетики. Ежегодно в лесном комплексе образуется огромное количество древесных отходов, которые не находят применения. По оценкам, ежегодно образуется 1,5 млн. тонн коры, щепы и опилок. Как правило, всё это складируется и никак не используется – районы республики просто завалены отходами. Также может использоваться древесина, которая вырубается при расчистках дорог и ЛЭП, а также низкосортная древесина – всё это чаще всего оставляется гнить, закапывается или сжигается.

В Коми в прошлом году была принята программа развития биоэнергетики, которая ставит достаточно глобальные цели: улучшение экологической ситуации в регионе, повышение качества и надёжности предоставления коммунальных услуг, снижение затрат, создание новых рабочих мест, повышение экономической эффективности лесоперерабатывающих и лесозаготовительных производств, интенсификация лесного хозяйства.

На первом этапе (2013-2016 годы) предполагается перейти на полное использование отходов лесопереработки, перевести часть котельных с угля на топливные брикеты, реконструировать некоторые котельные с переводом их на биотопливо, начать монтаж теплогенерирующего оборудования в муниципальных учреждениях, внедрить использование биотоплива в частном секторе. В 2016-2020 годах возьмут в оборот и отходы лесохозяйственной деятельности, начнут системно переделывать котельные и массово снабжать частный сектор биотопливом.

В прошлом году в республике начали обустраивать площадки для складирования и хранения древесных отходов. В настоящее время полностью готова только одна – в селе Аджером Корткеросского района, ещё три (в Усть-Куломе, Мордино, Жешарте) сделают в этом году. Всего будет 11 в десяти муниципалитетах. Возникла проблема – сначала думали, что организация места обойдётся примерно в 7 млн. рублей, а на деле вышло, что только на четыре площадки потратят 120 млн. Тем не менее эти площадки уже привлекают инвесторов – в Усть-Куломе рядом с ней разместилось производство биотоплива.

Разрабатываются и технико-экономические обоснования модернизации систем теплоснабжения населённых пунктов с их переводом на биотопливо. В 2013-м были разработаны ТЭО по Усть-Кулому, Койгородку, Сторожевску, Объячево, Ясногу, Нившере. Эксперты подсчитали, что для полной модернизации нужно 750 млн. рублей инвестиций. При этом объём необходимого биотоплива оценивается в 110 тыс. кубометров в год, а общая мощность тепловой энергии оценивается в 62 МВт. В этом году будут разработаны ТЭО ещё по шести населённым пунктам.

Что касается крупных проектов, то в большинстве случаев они нацелены на производство тепловой, а не электроэнергии. Сейчас заканчиваются пусконаладочные работы на мини-ТЭЦ компании «СевЛесПил», в конце этого года – начале следующего запустит мини-ТЭЦ «Биоэнергетическая компания», в ближайшее время «Азимут» начнёт строительство мини-ТЭЦ в Троицко-Печорском районе.

«Реализация системной политики по развитию биоэнергетики позволяет рассчитывать, что в ближайшее время она действительно принесёт свои положительные результаты. Главное, чего удалось достичь за последние годы, - изменилось отношениё к этой сфере у чиновников различного уровня, у бизнеса, и начинает потихоньку меняться отношение населения», - сделал вывод А. Гибеж.

В заключение первый замминистра всё же сказал, что сейчас стоит задача реализации крупных проектов по теплогенерации на биотопливе в коммунальной сфере, где «нам пока не удаётся сдвинуться вперёд».

Как рассказал первый заместитель министра архитектуры, строительства и коммунального хозяйства Коми Александр Можегов, котельные используют четыре вида древесного топлива – дрова, щепу, топливные брикеты и топ-ливные гранулы (пеллеты). Дровами топят небольшие коммунальные ведомственные котельные (30 принадлежащих «Коми тепловой компании» котельных, доля производимой теплоэнергии – 3,5%). На щепе работают две коммунальные котельные в посёлках Междуреченск Удорского района и Подзь Койгородского района. Коммунальные ведомственные котельные также используют брикеты, пеллеты – ведомственные котельные, которые появились осенью прошлого года в Корткеросском районе.

Отдельно замминистра остановился на плюсах и минусах их использования. По капиталоёмкости (объём инвестиций, который необходимо потратить для того, чтобы предприятие работало на том или ином виде топлива) выигрывают дрова – чтобы ими топить, не надо проводить никакой модернизации. А вот переход на щепу или пеллеты требует серьёзных финансовых затрат. По качеству дрова и щепа не выдерживают конкуренции (из-за влажности, плохого сырья). При простоте подсчёта преимущество также у брикетов и пеллет, а вот с дровами и щепой непонятно, как поступать – считать в объёме или массе. Автоматизации проще
достичь, используя брикеты, пеллеты, отчасти – щепу. Конкуренция может быть при поставках дров, брикетов и пеллет, по щепе конкуренции нет. По теплотворности хорошие показатели у брикетов и пеллет. Эффективный радиус доставки щепы и дров – до 40 километров, продуктов глубокой переработки – до 450 километров от котельной.

Во всём мире использование щепы для производства тепловой энергии является эффективным и выгодным. Однако в Коми ситуация противоположная. Например, прошлый год котельная в Междуреченске сработала с результатом минус 21 млн. рублей, в Подзе – минус 4 млн. рублей. При этом затраты на щепу превышают выручку от реализации теплоэнергии в самом Междуреченске. «По щепе практика складывается плохо. К сожалению, ситуация не меняется. Так, в Подзе из-за дороговизны щепы котельная постепенно переходит на использование дров. Также котельная в посёлке Якша Троицко-Печорского района, которая изначально проектировалась и строилась под щепу, в настоящее время работает на дровах», - сказал А. Можегов. Одна из причин – плохое сырьё, отсутствие не просто конкуренции среди поставщиков, а отсутствие самих поставщиков: в Коми щепы нет, она производится самими котельными из отходов лесного производства.

При этом лесные районы захламлены отходами лесопиления. Они копились годами и сейчас могли бы стать сырьём для производства брикетов и пеллет или перемалываться в щепу. Когда лесные предприятия поняли, что горы древесных отходов можно превратить в деньги, они стали требовать за них непомерные суммы – выходило даже так, что «Коми тепловой компании» выгоднее покупать привозной уголь, чем закупать горбыль у расположенного неподалеку предприятия. На совещании предложили сбить цену таким способом: как правило, все эти свалки являются несанкционированными, поэтому если «натравить» Госпожнадзор и природоохранную прокуратуру, деревообрабатывающие предприятия с радостью расстанутся с накопленными отходами лесопиления.

В своём выступлении А. Можегов сказал, что котельные всё равно постепенно будут переводить на биотопливо. Это не только эффективно с точки зрения экономики, но и меняет культуру производства. «В котельной становится чисто. Например, котельная в селе Кожмудор Усть-Вымского района всю зиму работала на брикетах, сейчас там нет ни грязи, ни пыли. И работники не торопятся переходить на уголь, когда после смены они были чёрными, как шахтеры. А теперь оператор котельной ходит в чистой фланелевой рубашке», - рассказал заместитель министра.

*** Котельные в лесных районах Коми потребляют примерно 100 тыс. тонн угля в год, это меньше 1% от общего объёма добычи угля в республике, поэтому перевод котельных на биотопливо никак не скажется на угольной отрасли республики.

Игорь Соколов.

komionline.ru

Дата публикации: 16 июня 2014
Опубликовано в "Лесной Регион" №

В настоящее время более остро встает проблема поиска отличных от традиционных источников энергии. Запасы традиционных энергоносителей конечны и недешевы, поэтому предпочтение все чаще отдается возобновляемым источникам энергии. Человечество уже использует потенциал воды, ветра, Солнца, но также одним из возобновляемых источников топлива являются продукты жизнедеятельности самого человечества.

Специалисты Турбопар уже более 6-ти лет успешно занимаются проблемами утилизации отходов птицеводства, животноводства и в целом сельского хозяйства.

1. Виды биотоплива.

Под биотопливом понимается топливо, получаемое путем переработки побочных продуктов животного или растительного происхождения (биомассы). Это и древесина (щепа), и солома, и жмыхи, и лузга масличных культур, и продукты жизнедеятельности домашних животных и самого человека. И этот источник энергоресурсов будет существовать, пока будет существовать человек и наша планета.
Различные виды биотоплива имеют разный энергетический потенциал и, соответственно, требуют различного подхода к извлечению этого потенциала.

2. Методы использования биотоплива (подготовка к использованию в котельной для последующей подачи в котлы).

Существуют различные технологии по использованию биотоплива и приготовлению из него конечного продукта для подачи в топку котла. И подбор конкретной технологии к определенному виду биотоплива зависит от условий Заказчика. Ранее мы рассмотрели вопросы использование щепы , в данном разделе осветим вопросы утилизации других видов биотоплива, а также биоотходов.

В зависимости от влажности исходного топлива, его свойств и происхождения выделяют такие технологии как прямое сжигание, газификацию, либо получение биогаза. Так при влажности исходного топлива более 50%, как правило, целесообразнее использовать технологию получения биогаза, при влажности меньше 50% методы прямого сжигания топлива либо газификацию топлива.
Остановимся на общем описании каждого из указанных методов.

Метод с получением биогаза. Сущность данного метода заключается в следующем: биотопливо (биомасса) загружается в биореакторы, где происходит процесс брожения, в ходе которого метановые бактерии вырабатывают собственно первичный биогаз. Требования к данной технологии очень высоки, любое нарушение технологии либо температурных ре
жимов может привести к гибели бактерий, и соответственно к остановке биореактора, для его очистки.

Минусами данного метода являются как дополнительные затраты на увеличение влажности исходного биотоплива (в зависимости от времени года до 92-94%) и подогрев добавляемой воды (если технология применяется в регионах с холодными периодами года), так и довольно долгий срок приготовления непосредственно топлива – биогаза. Также надо учитывать, что при данной технологии общая масса исходного сырья уменьшается на 3-5%, т.е. как способ, в том числе и утилизации отходов, такая технология малоприменима (хотя продукт после брожения в некоторых случаях можно использовать как удобрение). Однако в то же время стоит отметить и такие несомненные плюсы данной технологии, как:
- высокая калорийность получаемого топлива (по характеристикам биогаз наиболее приближен к природному газу),
- использование полученного биогаза для различных нужд, в том числе для получения биотоплива для автомобилей,
- существенная экономия на процессе получения энергии, если влажность исходного топлива высока (от 65%).

Особняком в этой технологии стоит утилизация куриного помета кур-несушек, влажность которого может достигать 90 % и более. Это связанно в первую очередь с высоким содержанием азота в данном виде топлива, что приводит при применении данной технологии к образованию большого количества азотистой воды, которая требует дорогостоящих решений по утилизации.

Метод газификации. Метод основан на получение генераторного газа. Данная технология применяется при влажности топлива до 50% (даже если производители подобного оборудования и декларируют влажность выше, надо учесть, что они не обманывают, они просто говорят о влажности исходного топлива. В газификатор поступает брикет с максимальной влажностью 50%).
Данная технология требует брикетирования, в отличие от технологии, основанной на биогазе (при биогазовой технологии можно ограничиться участком приема топлива и смешения, после чего полученная первичная масса загружается в биореактор). Таким образом, в процессе появляются дополнительные электрические затраты на этот узел. Следует отметить также и требования по зольности исходного топлива, которая не должна превышать 40 % (максимально достижимое значение в ходе экспериментов на сегодняшний день 45% зольности). Связано это требование с тем, что эти технологии основаны на горении с ограниченной подачей воздуха. Топливо с высокой зольностью не будет иметь стабильного горения. Кроме того, потребуются значительные затраты для поддержания этого процесса. Также отметим, что получаемый газ имеет более низкие качественные характеристики в сравнении с биогазом (так калорийность и теплота сгорания генераторного газа может быть в 3-5 раз ниже биогаза). К тому же, если получившийся газ планируется подавать в ГПА, то требуется дополнительная система очистки газа от продуктов горения, а также камера охлаждения. Также следует учесть, что в настоящее время в основном эта технология развита на экспериментальном уровне, по крайней мере, на территории стран СНГ, и существуют сильные ограничения по возможному количеству перерабатываемой биомассы.

Данные технологии имеют и свои уникальные по сравнению с другими методами преимущества. Одно из основных достоинств данной технологии – она применима практически к любому виду топлива. При помощи данной технологии генераторный либо пиролизный газ можно получить не только из биомассы, но и из ТБО (твердо-бытовых отходов), продуктов нефтепереработки (пластмассы, полиэтилен и пр.). Данная технология наиболее стабильна и контролируема. Конечный продукт (генераторный газ) стабилен по составу. По капиталовложениям данный вариант сопоставим с методом прямого сжигания. Происходит значительная утилизация отходов, что тоже дает несомненный плюс данной технологии, также как и то, что продуктами горения при данной технологии являются (при утилизации именно биомассы) высококачественные удобрения. Заметим, что затрачиваемое время на получение конечного продукта в виде генераторного газа значительно ниже, чем при биогазовом методе (при биогазе время получения биогаза в зависимости от типа применяемого первоначального биотоплива может доходить до 12-14 дней), и зависит от мощности брикетера, времени на сушку и времени на газификацию. Напоследок отметим, что при данном методе также отсутствуют вредные выбросы в атмосферу.
Полученный генераторный газ подают в стандартные газовые котлы (паровые либо водогрейные), но с переработанными под генераторный газ горелками.

Метод прямого сжигания. Как понятно из названия, суть метода – прямое сжигание биотоплива. При данном методе ключевое значение имеет даже не котельное оборудование, а метод топливоподготовки, хотя существует связь между топливоподготовкой и планируемым способом сжигания (цепная решетка, вихрь, кипящий слой и т.д.).
Данная технология требует низкой влажности топлива (45% и ниже), также как и предыдущий метод чувствительна к зольности первичной биомассы. К тому же в зависимости от типа топлива может меняться и сам состав оборудования, причем радикально, как пример, от брикетеров до дробилок. Также не стоит забывать, что в классическом исполнении этой технологии при сжигании есть проблема выбросов дымовых газов, температурой порой до 250 0С, что естественно не способствует экологической обстановке вокруг комплекса мини-ТЭЦ. При этом система требует довольно дорогих систем фильтрации, чтобы уменьшить выбросы в атмосферу вредных веществ.
Данная технология является наиболее отработанной, хотя в современном мире с помощью этой технологии пытаются утилизировать все больше видов биотоплива. Технология востребована при переводе котельной в мини-ТЭЦ на местные виды топлива, что позволяет существенно уменьшить первоначальные капитальные вложения (надо понимать, что речь идет о твердотопливных котлах).
Может возникнуть вопрос, а какой же метод применим при влажности исходной биомассы 50-65%? И однозначный ответ не будет дан, так как это то пограничное значение, при котором все покажет экономический расчет и сравнение технологий.

Специалисты ТУРБОПАР выполняют:

1. Анализ существующего топлива.

2. Выбор наиболее эффективного сжигания топлива.

3. Эффект утилизации.
Что же дает использование биотоплива?
Конечно, самый главный эффект использования данного топлива заключен в существенной экономии денежных средств.
Но также немаловажным является тот момент, что в отличие от классических видов энергоресурсов (таких как уголь, газ, мазут), биотопливо возобновляемо. Данный вид топлива не исчерпаем. Рано или поздно человечество будет вынуждено получать энергию именно при помощи возобновляемых источников топлива.

Необходимо отметить, что биотопливом зачастую являются отходы, утилизация которых стоит достаточно дорого, да и что скрывать, данные отходы наносят вред окружающей среде. Таким образом, при использовании биотоплива, помимо экономии на электрической и тепловой энергии за счет собственной выработки, происходит существенная экономия на утилизации отходов, в том числе сельскохозяйственных, происходит экономия на площадях, ранее отводимых под хранение отходов перед их отправкой на утилизацию, поддержание экологии (экономия хотя бы на экологических штрафах).

Итак, подведём итог и выделим плюсы использования биотоплива:
1. Биотопливо возобновляемо.
2. Себестоимость биотоплива существенно ниже, нежели стоимость классического топлива.
3. Исходя из пункта 2 существенно ниже и стоимость получаемой тепловой и электрической энергий.
4. В качестве источников топлива можно рассматривать различные отходы, такие как солома, лузга масличных культур, отходы переработки сахара (жом, ботва), навоз/помет и многие другие отходы животного и растительного происхождения.
5. Конечным продуктом котельных и мини-ТЭЦ на биотопливе является не только тепловая и электрическая энергии. Очень часто отходы самих котельных и мини-ТЭЦ на биотопливе можно использовать в дальнейшем (удобрения, побочные продукты в виде химических соединений, строительная отрасль и т.д.).
6. Улучшение экологической обстановки.
7. Экономия, и очень часто существенная, на утилизации отходов, таких как навоз/помет, лузга масличных и т.д.

Описание котельной на биотопливе.

В данном разделе представлено описание нескольких котельных, учитывая способ приготовления конечного топлива.

Котельная на биогазе.

Как отмечалось выше, в основу положено приготовление биогаза с последующим его использованием.
Укрупненный состав оборудования такой котельной: площадка приема топлива, оборудование смешения биотоплива, биореакторы, система подачи топлива в биореакторы, системы очистки биогаза (если требуется). Далее в зависимости от целей котельной можно установить классический газовый котел (водогрейный либо паровой). При необходимости выработки электрической энергии в дополнение к тепловой возможна установка либо ГПА, либо газовой турбины, либо паровой турбины. После газовой турбины устанавливается котел-утилизатор.
Такую котельную можно поставить, в том числе и возле очистных сооружений , для утилизации иловых накоплений.

Котельная на генераторном газе.

Укрупненный состав такой котельной: площадка приема исходного топлива, оборудование смешения, оборудование сушки, брикетеры, газогенераторная установка. Полученный генераторный газ далее отправляется либо на котел газовый (водогрейный либо паровой) с адаптированными под этот газ горелками, либо на ГПА (в случае ГПА требуется система очистки генераторного газа). Реализованными на данный момент в странах СНГ являются проекты только на основе получения пиролиза при переработке древесной щепы.

Котельная с применением прямого сжигания.

Состав данной котельной может варьироваться в зависимости от вида биотоплива, планируемого к сжиганию.
Так, например, при утилизации лузги масличных культур укрупненный состав оборудования может состоять из: площадки приема биотоплива, транспортеров топлива, бункеров дозаторов топлива и самих котлов (водогрейных либо паровых). При необходимости смешения нескольких видов лузги либо добавления в лузгу других видов растительных отходов устанавливается оборудование смешения, сушки и брикетирования.
Далее приведен пример работы Турбопар, разработка предпроектного исследования утилизации куриного помета на Украине в 2010году.

Как выбиралась утилизация куриного помета. Краткое описание проекта.

Заказчиком была поставлена следующая задача: крупной птицефабрике требовалось утилизировать до 200 тонн подстилочного помета в день, с получением тепловой и электрической энергии. Работа мини-ТЭЦ круглосуточная и круглогодичная.
На территории стран СНГ подобных проектов нет. Наиболее узким местом в данном проекте является обработка исходной биомассы (подстилочного помета), поскольку ее влажность колеблется в зависимости от поры года. Сам по себе вид топлива, получаемый из данной биомассы, обладает средней теплотой сгорания и содержит много вредных веществ. Были рассмотрены различные варианты приготовления топлива для последующей подачи в котел – от прямой подачи в топку до пылевого метода сжигания (превращение исходного топлива в мелкодисперсную пыль, обладающую более высокими свойствами горения, с последующей подачей этого пылевидного топлива в специальные топки в котлах). В итоге предварительно был принят вариант следующего вида:
- устанавливается хранилище первичного топлива с запасом топлива на 7 дней беспрерывной работы ТЭЦ,
- после этого устанавливается оборудование смешения с другими видами биотоплива,
- оборудование сушки,
- измельчения до необходимых размеров частиц
- и подача в бункеры-дозаторы перед котлами.
Далее осуществляется подача из бункеров-дозаторов непосредственно в паровые котлы.
После котлов устанавливается одна или две паровые турбины конденсационного типа с регулируемыми оборами пара. Пар из отборов отправляется на собственные нужды котельной (на участок сушки топлива), и птицекомплекса.
Электрическая энергия используется на собственные нужды птицекомбината. Остатки неиспользованной электрической энергии передаются в общегосударственную электрическую сеть.
Также данная мини-ТЭЦ помимо электрической и тепловой энергий побочным продуктом будет давать высококачественное удобрение (зола - продукт горения биомассы), которое будет использоваться либо для собственных нужд, либо реализовываться на рынке удобрений (предусмотрен участок пакетирования удобрений).
Здесь намеренно не раскрывается способы утилизации дымовых газов мини-ТЭЦ и детального описания систем оборудования. Скажем только, что при реализации проекта предприятие вырабатывать в сутки около 144 МВт электрической энергии, столько же тепловой. Срок окупаемости данного проекта с учетом всех вложений составит три года. Выполняется архитектурная часть проекта Утилизация куриного помета.

паровые котлы, водогрейные котлы, проектирование очистных сооружений

Автоматизированные котельные на биотопливе

Котельная на биотопливе предназначена для получения тепловой энергии путем сжигания биотоплива и передачи ее потребителю посредством нагретого теплоносителя с целью отопления жилых и производственных зданий, а также технологических помещений с температурой теплоносителя 95–115 о С. Комплекс котельной представляет логическую систему взаимосвязей обеспечения и доставки биотоплива к зданию самой котельной, хранения и подачи биотоплива, его сжигания и получения тепловой энергии.

Котельная на биотопливе, принципиальный состав оборудования:

система приемки, складирования и подачи биотоплива (топливный приемник, загрузчик, топливный склад); система сжигания биотоплива с производством тепловой энергии (водогрейный биотопливный котел, или несколько котлов); система аспирации дымовых газов (золоуловители циклонного или кассетного типа с дымососом, дымоходы, боровные части, дымовые трубы); система золоудаления (устанавливается как опция на котлы на биотопливе с высоким процентом зольности); система контроля и управления (система автоматического регулирования дозирования подачи топлива и управления процессами оптимального горения и теплообмена в котле).

В обеспечение технологичности изготовления, сокращения объема монтажных работ, повышения уровня ремонтопригодности и удобства обслуживания, оборудование котельной сгруппировано в модули:

Котельная на биотопливе, основные модули:

1 - приемно-выгрузочный модуль для приемки биотоплива из самосвального автотранспорта и выгрузки на перегрузочный транспортер; 2 - накопительно-выгрузочный модуль для накопления необходимого объема топлива, обеспечивающего бесперебойную работу котельной с номинальной мощностью в течение 4-5 суток, и дозированной выгрузки биотоплива на транспортеры, подающие топливо в топку котлов; 3 - водогрейные котлы работающие на биотопливе, и обеспечивающие производство тепловой энергии в форме нагретой до 95-105 о С воды; 4 - система контроля и автоматизированного управления, обеспечивающая текущий контроль и регулирование параметров котельной: разрежение в топочном объеме котла; надлежащее качество сжигания топлива; теплопроизводительность котлов.

Котельная на биотопливе. Функциональная схема.

Доставка биотоплива к котельной осуществляется автотранспортом с использованием самосвальных прицепов, обеспечивающих как боковую так и заднюю выгрузку топлива в механизированный приемник. Механизированный приемник имеет защитную откидывающуюся крышку. Открытие крышки перед загрузкой топлива осуществляется механическим приводом. Загруженное в приемник топливо перемещается при помощи подвижных стокеров на наклонный скребковый транспортер, который поднимает топливо к оперативному бункеру-дозатору далее шнековым транспортером в котлы на биотопливе. Управление работой транспортеров и приемника производится с пульта управления в автоматическом режиме. Управление производительностью выгрузки подаваемого в котел биотоплива осуществляется изменением периода возвратно-поступательного движения стокерных толкателей задаваемого автоматической системой управления котла. Поддержание требуемой теплопроизводительности котла обеспечивается в автоматическом режиме системой управления по заданной температуре в прямой линии первого контура изменением производительности выгрузки топливного склада. В системе управления котельной предусмотрена защита от перегрузок оборудования и блокировка аварийных режимов работы при повышении предельных значений температуры в топке, температуры воды в прямой линии, при падении давления воды в системе ниже предельно допустимого значения.

Основное оборудование котельной (механизированный топливный склад, средства подачи топлива - скребковые и шнековые транспортеры, водогрейные котлы на биотопливе) располагается в быстровозводимом неутепленном здании ангарного типа. Дополнительное оборудование котельной (насосно-распределительные станции, средства контроля и автоматического управления, система водоподготовки, мембранные и расширительные баки, запорно-регулирующая арматура и прочие теплотехнические узлы и агрегаты) размещаются в отдельных отапливаемых помещениях операторской и машинном отделении.

В качестве биотоплива используются возобновляемые энергетические ресурсы, такие как торф (кусковой и фрезерный), отходы лесопиления (кора, щепа, опилки). Фракция топлива ограничена размерами 50х50х5 мм. Подготовка топлива по фракционности производится при помощи роторных дробилок или молотковых дробилок.

Котел на биотопливе способен использовать древесные отходы с высокой относительной влажностью без предварительной просушки. Влажность топлива может достигать 55%.

Трубная обвязка котельной.

Рекомендации для проектирования зданий котельных и топливных складов

Котельные на биотопливе по назначению подразделяются на:

Отопительные - для обеспечения теплом систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения;
отопительно-производственные - для обеспечения теплом систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и для технологического теплоснабжения;
производственные - для технологического теплоснабжения.

Котельные на биотопливе по размещению подразделяются на:

Отдельно стоящие;
пристроенные к зданиям другого назначения;
встроенные в здания другого назначения;
крышные (только для газовых и жидкотопливных котельных).

Для производственных зданий промышленных предприятий допускается проектирование пристроенных, встроенных котельных. Для котельных, пристроенных к зданиям указанного назначения, общая производительность устанавливаемых котлов, единичная производительность каждого котла и параметры теплоносителя не нормируются. При этом котельные должны располагаться у стен, где расстояние от стены котельной до ближайшего проема по горизонтали должно быть не менее 2 м. Расстояние от перекрытия котельной до нулевой точки по вертикали не менее 8 м. Не допускается проектирование пристроенных котельных непосредственно примыкающих к жилым зданиям со стороны входных подъездов и участков стен с оконными проемами, где расстояние от внешней стены котельной до ближайшего окна жилого помещения по горизонтали менее 4 метров, а расстояние от перекрытия котельной до ближайшего окна по вертикали менее 8 метров. Общая тепловая мощность индивидуальной котельной не должна кратно превышать потребности в теплоте здания или сооружения, для теплоснабжения которого она предназначена.

Технологическая схема и компоновка оборудования котельной на биотопливе должны обеспечивать:
оптимальную механизацию и автоматизацию технологических процессов, безопасное и удобное обслуживание оборудования;
установку оборудования по очередям; наименьшую протяженность коммуникаций; оптимальные условия для механизации ремонтных работ;
возможность въезда в котельную напольного транспорта (автопогрузчиков, электрокаров) для транспортирования узлов оборудования и трубопроводов при производстве как ремонтных, так и монтажных работ.

Земельные участки для строительства котельных на биотопливе выбираются в соответствии со схемой теплоснабжения, проектами планировки и застройки городов, поселков и сельских населенных пунктов, генеральными планами предприятий, схемами генеральных планов групп предприятий с общими объектами (промышленных узлов).
Размеры земельных участков котельных на биотопливе, располагаемых в районах жилой застройки, следует принимать в соответствии со строительными нормами и правилами по планировке и застройке городов, поселков и сельских населенных пунктов. При проектировании генерального плана котельной следует предусматривать возможность размещения укрупнительно-сборочных площадок, складских, а также временных сооружений, необходимых на период производства строительно-монтажных работ.
Ограждение котельных следует проектировать в соответствии с Указаниями по проектированию ограждений площадок и участков предприятий, зданий и сооружений.
При проектировании зданий и сооружений котельных следует руководствоваться строительными нормами и правилами по проектированию производственных зданий, административных и бытовых зданий, сооружений промышленных предприятий.
Размеры пролетов зданий и сооружений котельных следует принимать кратными 6 м. Шаг колонн следует принимать 6 м. При специальном обосновании шаг колонн допускается принимать 12 м. Здания котельных необходимо проектировать с пролетами одного направления. Компоновочные решения с пролетами разных направлений допускаются в условиях стесненной площадки строительства при проектировании реконструкции котельных. Объемно-планировочные и конструктивные решения зданий и сооружений котельных могут допускать возможность их расширения. Для обеспечения возможности крупноблочного монтажа оборудования в стенах и перекрытиях зданий котельных должны предусматриваться монтажные проемы, согласно рекомендациям монтажных организаций. Такие проемы, как правило, следует предусматривать в торцевой стене со стороны расширения котельной.

Встроенные котельные на биотопливе должны отделяться от смежных помещений противопожарными стенами 2 типа или противопожарными перегородками 1 типа и противопожарными перекрытиями 3 типа. Пристроенные котельные должны отделяться от основного здания противопожарной стеной 2 типа. При этом стена здания, к которой пристраивается котельная, должна иметь предел огнестойкости не менее 0,75 ч, а перекрытие котельной должно выполняться из негорючих материалов. Выходы из встроенных и пристроенных котельных надлежит предусматривать непосредственно наружу. Оконные переплеты выше указанного уровня следует проектировать с одинарным остеклением. Площадь и размещение оконных проемов в наружных стенах следует определять из условия естественной освещенности, а также с учетом требований аэрации по обеспечению необходимой площади открывающихся проемов. Площадь оконных проемов должна быть минимальной. Коэффициент естественной освещенности при боковом освещении в зданиях и сооружениях котельных надлежит принимать равным 0,5, кроме машинного зала, помещений со щитами автоматики и ремонтных мастерских, для которых этот коэффициент принимается равным 1,5.

Котлы на биотопливе серии КТУ мощностью от 300 до 1000 кВт могут устанавливаться без специального фундамента или на армированные монолитные бетонные плиты толщиной не менее 200 мм. Котел на биотопливе серии КТУ мощностью от 1500 до 2500 кВт устанавливаются на специальный фундамент, проект которого высылается фирмой производителем.

Также ПО "ТЕПЛОРЕСУРС" производит