Requisito para el aserrín como combustible
Hasta donde sabemos, el aserrín es una madera muy finamente picada obtenida durante el impacto de herramientas de corte: sierras, máquinas herramienta. Como regla general, el aserrín se conoce como desperdicio de carpintería debido a que el costo de las materias primas para el combustible es mínimo y, en algunos casos, incluso gratuito.
La composición del aserrín es hasta un 70% de carbohidratos (estos son celulosa y hemicelulosa), 27% de lignina. La cantidad de carbono en el aserrín alcanza el 50%, el hidrógeno el 6% y el oxígeno el 44%, el contenido de nitrógeno es del 0,1%.
Higo. una Tipos de leña, producción de residuos de madera.
A - Tablero de obzol transformado en leña; B - Corvina de coníferas; B - Fichas de varias fracciones; D - Serrín de humedad natural de hasta 3 mm de tamaño; D - Serrín de almacenamiento en la calle, crudo; E - Aserrín en forma de aguja de humedad natural; F - Serrín con contenido de humedad W hasta 30%; З - Residuos podridos de aserrín y astillas de madera; I - Serrín seco y virutas; K - Pequeñas virutas de almacenamiento en la calle; L - Residuos de madera (muebles antiguos, paletas, puertas, estructuras de construcción; M - Virutas largas
Para utilizar aserrín como combustible, es necesario conocer sus características técnicas. Los principales parámetros que nos interesan son las variables y las constantes. Un parámetro variable pero muy importante del aserrín es la humedad W. Con un aumento de la humedad, el contenido de calorías residuales disminuye, respectivamente, con el mismo volumen de aserrín de diferente humedad, se pueden obtener diferentes cantidades de calor y la cantidad de calor puede diferir significativamente. El contenido de humedad del aserrín no solo se puede controlar, sino que también se puede llevar al valor deseado. El segundo parámetro importante es el contenido de cenizas: cuanto mayor es el contenido de cenizas del aserrín, más impurezas en forma de arena y corteza. La presencia de impurezas en el combustible reduce algo su poder calorífico, afecta el número de limpiezas por unidad de tiempo. Si se produce aserrín, se obtiene como resultado del trabajo de las máquinas sobre aglomerado laminado, aglomerado, MDF, etc. es decir, a partir de madera encolada, las resinas y los adhesivos estarán necesariamente presentes en el aserrín, el uso de estos aserrín solo es posible con estudios adicionales sobre el contenido de formaldehídos y sustancias especialmente nocivas. Para los residuos de cenizas de sustancias nocivas, también se debe prever la eliminación.
La fracción de aserrín afecta su densidad, la suspensión del aserrín en los sistemas de alimentación automática. Después de ajustar el equipo, como era la regla, el aserrín está tratando de resistir la misma fracción o dentro de ciertos límites, para no volver a ajustar el equipo. Por lo tanto, el aserrín triturado en polvo se quema peor con un gran flujo de aire que el aserrín en una estructura más cercana a las virutas.
Higo. 1 - B Se muestra la clasificación del combustible de madera según GOST 33103.1 - 2014. La empresa GRV ha desarrollado y fabrica calderas universales que funcionan con todo tipo de combustible de madera.
Al comprar aserrín en virtud de contratos y acuerdos, se debe cumplir con GOST 33103.1 - 2014, que detalla todas las características a las que se debe prestar atención, GOST también regula los métodos para determinar el contenido de humedad del combustible y el calor de combustión, lo cual es importante dado que en el momento de la celebración del acuerdo sobre la exportación de aserrín puede haber solo contenido de humedad y cenizas, pero de hecho, después de un tiempo de exportación, el contenido de humedad del aserrín puede crecer varias veces, por ejemplo, en la primavera en comparación con el otoño.
Tabla No. 1 - Composición general y contenido de sustancias en leña
Almacenamiento de aserrín
Base de almacenamiento: cuanto mayor es la humedad, menor es el poder calorífico del aserrín.
El aserrín puede contener mucha humedad, suficiente para el proceso de descomposición.Por lo tanto, el almacenamiento de aserrín no debe realizarse durante mucho tiempo bajo precipitación atmosférica. En el proceso de descomposición del aserrín, su estructura cambia (Fig. 1 - H) y se pierde el calor de combustión. Antes de quemar directamente, el aserrín debe secarse y almacenarse bajo un toldo (Fig. 2).
Higo. 2 Almacenamiento de aserrín bajo la marquesina de un almacén ventilado
El secado del aserrín se realiza en tambores de secado, en sitios con protección contra la precipitación, siempre ventilados. Para secar aserrín, astillas de madera, debe voltearse de las capas inferiores a las superiores. Además, es posible organizar un suministro forzado de aire a presión a través de los conductos de aire de las capas inferiores de aserrín. Al almacenar aserrín, se deben observar todas las reglas y regulaciones de seguridad contra incendios. Si el aserrín es una materia prima secundaria después del procesamiento de la madera, entonces se debe tener en cuenta su humedad, y con una humedad baja del 20-30%, es aconsejable enviar el aserrín para la combustión a una caldera o generador de calor lo antes posible. .
Ubicación de la caldera, sala de calderas
La primera regla de cualquier sala de calderas es: paredes no combustibles, techo. Los requisitos para la ubicación del almacenamiento principal de combustible también se agregan al aserrín; no debe ubicarse en la misma habitación que la caldera o el generador de calor. En el equipo, el búnker previsto se llama operativo, ya que su volumen solo es suficiente para unas pocas horas de operación, esto se debe principalmente a los requisitos de seguridad contra incendios. La sala de calderas debe tener ventilación de suministro y extracción, o la posibilidad de ventilar la habitación. Dado que el aire para el proceso de combustión se toma del interior de la sala de calderas, se debe proporcionar un suministro.
Higo. 3 Calderas de aserrín GRV y depósito principal de aserrín
Las dimensiones de la sala de calderas también dependen del método de llenado del búnker operativo. Cuando se usa un transportador o un sinfín, las dimensiones de la sala de calderas son más pequeñas que cuando llega un equipo especial para descargar el aserrín. Es posible ubicar el búnker de la caldera operativa en una habitación separada para reducir el tamaño de la sala de calderas principal.
Los contenedores de almacenamiento cerrados se utilizan a menudo en la producción de muebles, lo que es muy conveniente y lo más seguro posible (ver Fig. 3).
Higo. cuatro Caldera de serrín y sala de calderas de bajo consumo GRV
Para calderas sobre aserrín con una capacidad de hasta 50-400 kW, puede hacerlo con un búnker para combustible, mientras que no es necesario organizar un sistema de transporte desde el almacenamiento principal de combustible hasta el búnker operativo.
Construcción casera: materiales y orden de montaje
Entonces, cuando descubrimos el dispositivo y el principio de funcionamiento del diseño industrial, podemos comenzar a jugar con una mini unidad doméstica similar en acción. Primero debe abastecerse de las herramientas y materiales necesarios a partir de los cuales se ensamblará la estufa, es decir, necesitamos:
- maquina de soldar;
- tubo del diámetro disponible (32 - 56 mm);
- tubo de salida de gas (100 mm);
- un juego de llaves ajustables y de gas;
- Búlgaro;
- ruleta;
- relé de reloj;
- sensor termal;
- válvula anti-explosión;
- bomba de agua;
- válvulas de bola (3 piezas) y acoplamientos roscados;
- sinfín de alimentación;
- tornillo de eliminación de cenizas (opcional);
- esquina de metal 45 - 50 mm;
- Cilindro hidráulico;
- Barriles de 200 l para cenicero y serrín (2 piezas);
- ventilador eléctrico;
- chapa (4 mm);
- cinta de remolque o de humo.
El proceso de trabajo
El montaje de calderas de aserrín caseras comienza con la fabricación del cuerpo y la parte inferior de la unidad. Cada uno elige las dimensiones de la estructura individualmente por sí mismo. Con la ayuda de una máquina de soldar, se forma un cuerpo de caldera sin fondo y se cubre con una camisa de agua.... Las calderas caseras pueden consistir en bombonas de gas vacías, sin embargo, nos centraremos en la versión soldada, que te permitirá variar las dimensiones y potencia de la instalación.
A continuación, es necesario hacer nervaduras de refuerzo entre la camisa de agua, así como proporcionar orificios tecnológicos a través de los cuales se suministrará aire del ventilador a la cámara de combustión. Se monta un fondo "vivo" desde una esquina de metal, si se proporciona, para lo cual se corta a un tamaño de 50x25 mm y el vástago se une al cilindro para su salida. Cuando el cuerpo del horno sobre aserrín está listo, se monta en un asiento, se instala un tornillo para eliminar las cenizas y el recipiente se fija debajo de él.... Ahora puede montar un ventilador, un sinfín que alimenta virutas, así como un recipiente para combustible, y podemos decir que el quemador de aserrín se ensambla con nuestras propias manos.
Cómo encender la estufa
Para que el trabajo de las estufas caseras de aserrín sea lo más eficiente posible, es necesario quemar adecuadamente el combustible. Inicialmente, la madera triturada se coloca en un barril (o en un búnker del fondo "vivo") al 75% de su volumen, después de lo cual se activa el relé del reloj y el sinfín alimenta el aserrín al horno, donde se encienden con extrema precaución con gasolina o combustible diesel. A continuación, debe encender el ventilador.
Existe otro esquema para calentar con astillas de madera, que difiere ligeramente de la versión anterior, ya que es adecuado para una caldera de aserrín de fabricación propia más simple (ver foto).
Para su implementación, es necesario llenar la cámara de combustible con aserrín hasta las tres cuartas partes de su volumen, mientras que se recomienda presionar la madera cortada alrededor de la tubería cónica. Después de embestir, se retira la tubería, se cierra la caldera de calentamiento de aserrín con una tapa y se abre un regulador en la chimenea. La leña se coloca y enciende en la parte inferior del horno, por cuyo calor arde lentamente el aserrín..
Ahora sabe cómo armar un horno de aserrín con sus propias manos, cómo debería funcionar y cómo calentarlo adecuadamente. Una unidad bien hecha puede proporcionar calefacción económica a una pequeña sala de estar o cualquier otra dependencia, y puede obtener más información sobre el funcionamiento de una estufa en el video a continuación.
Suministro de combustible: aserrín a la tolva de la caldera
Para capacidades de equipo superiores a 1 MW, se debe utilizar el depósito principal de combustible con sistema de “fondo móvil”, que se llena con un cargador frontal o camiones volquete. Desde el almacén principal, el aserrín se alimenta mediante transportadores a la tolva operativa de la caldera. Cabe señalar que el combustible en forma de astillas (Fig.1 - M) es prácticamente imposible de suministrar con transportadores y sinfines estándar, hay un grado muy alto de vuelo estacionario de dichas astillas, por esta razón, en la etapa inicial, Deben seleccionarse todas las características del combustible, incluida la forma geométrica. Los siguientes tipos son excelentes para el transporte: fig. 1 - B - K.
Caldera de aserrín modelos GRV
Generalmente, prevalecen las calderas universales para aserrín, leña, astillas de madera y carbón. Los combustibles a granel, como el aserrín, se introducen automáticamente en el quemador de turbulencia. La antorcha del quemador luego irrumpe en el interior del horno, en el que el combustible se quema por completo. Las paredes del combustible perciben energía térmica y la transfieren al refrigerante, los productos de combustión en forma de una mezcla de gases están al rojo vivo y se mueven al intercambiador de calor de la caldera, debido al área desarrollada del intercambiador de calor, Se produce la transferencia de calor de los productos de combustión al refrigerante.
Higo. cinco Modelos de calderas de aserrín GRV
A) - Calderas universales de hasta 300 kW con quemador de vórtice; B) - Una caldera universal para aserrín con rejilla móvil, sin calefacción de aire; B) - Calderas universales para aserrín, astillas de madera, pellet sin rejilla móvil, con descarga automática de cenizas; D) - Caldera universal para aserrín, astillas de madera con limpieza de la rejilla, aire caliente
Una característica distintiva de las calderas universales sobre aserrín:
La tolva de combustible se utiliza con un agitador de aserrín para evitar que se cuelgue.
Todas las calderas universales GRV tienen una rejilla que, al igual que las paredes del horno, se enfría mediante un portador de calor.
Dimensiones aumentadas del horno de calderas universales.
Amplia sección de cenizas de la caldera, el área de la sección de cenizas cubre completamente el área del horno
Un intercambiador de calor solo con el flujo de productos de combustión fuera de los tubos, y no al revés, lo que aumenta significativamente los intervalos entre la limpieza de los depósitos de carbón, las incrustaciones
· Las calderas universales para aserrín, también funcionan a pleno rendimiento con carga manual, mientras que las dimensiones (largo y ancho del horno) permiten quemar mengua, palets, desecho de grandes ramas, etc.
· Se instala un ventilador de soplado independiente para quemar madera, mientras que el quemador de aserrín tiene su propio ventilador de soplado. Este diseño es más confiable, siempre puede cambiar a reserva de combustible sin cambiar la configuración y el diseño de la caldera de aserrín
El uso de acero de 5 a 12 mm asegura una larga vida útil del equipo.
Higo. 6 Caldera de aserrín. Tolva de caldera con sistema agitador y fondo móvil
Higo. 7 Caldera de aserrín GRV durante la producción
En la Fig. Las figuras 6 y 7 muestran la tecnología GRV para calderas de aserrín con sistema de calentamiento de aire para el proceso de combustión. Estos sistemas se utilizan en grandes plantas de cogeneración que utilizan calefacción para generar electricidad. El uso de calor de los productos de combustión salientes para calentar el aire de explosión en este caso asegura el funcionamiento estable de la caldera sobre aserrín con una humedad del 50-55%, lo que ahorra significativamente el costo de preparación del combustible.
Higo. 8 Caldera de aserrín sin sistema de calentamiento por aire comprimido
El uso de aserrín seco con un contenido de humedad de W <20% permite el uso de calderas de la serie GRV (mostradas en Fig. 8 y Fig. 5 A, B, C) en las que no hay calentamiento de aire preliminar. Estas calderas tienen una resistencia aerodinámica 7-8% menor y se pueden instalar para operar con tiro natural, los requisitos para la chimenea en este caso son de hasta 10-12 metros, excepto para calderas con una capacidad superior a 400 kW.
Higo. nueve Caldera GRV sobre aserrín, puede considerar la unidad de suministro de combustible
Características de las calderas
Las calderas de aserrín disponibles en el mercado nacional (la mayoría de las cuales también funcionan con astillas) tienen una capacidad de 10 a 500 kW. Teniendo en cuenta el uso de 1 kW para el suministro de calor de aproximadamente 10 metros cuadrados. m, esto significa la posibilidad de calentar habitaciones con un área de hasta 5000 "cuadrados" utilizando dicho equipo. Y para su trabajo, se necesitarán de 2 a 100 kg de materias primas por hora. Los dispositivos de fabricación propia pueden tener casi cualquier potencia, sin embargo, generalmente se fabrican sobre la base de proporcionar calor a 100-500 pies cuadrados. metro.
Las ventajas de estas calderas de combustión prolongada sobre los sistemas convencionales son:
- la capacidad de trabajar en astillas de madera, aserrín y virutas prensadas (pellets);
- Máxima eficiencia;
- alta tasa de calentamiento del aire;
- Úselo no solo para calentar, sino también para obtener agua caliente, secar cosas e incluso para cocinar y calentar alimentos.
Las calderas de combustión prolongada que funcionan con astillas de madera y aserrín se instalan solo en el piso. El montaje en la pared no es posible debido al gran peso del equipo. El mantenimiento de estos dispositivos es bastante simple: las cenizas se eliminan no más de 1-2 veces al mes para una caldera utilizada en locales residenciales y una vez a la semana para equipos industriales.
Las estufas de aserrín no son un fenómeno nuevo, pero todavía tienen demanda en la actualidad. Cada año, estas unidades solo aumentan su popularidad entre la población debido a importantes ventajas.Las características de diseño de los dispositivos que operan con desechos de madera contribuyen a la combustión de combustible a largo plazo con la máxima transferencia de calor. Calentar con aserrín, un material económico y ecológico, le permite ahorrar significativamente dinero comprando materias primas económicas para calentar una casa privada.
Las estufas de barriga de aserrín, como también se les llama, hacen un excelente trabajo para calentar invernaderos, talleres, estaciones de servicio, garajes y viviendas no muy grandes.... La fabricación de tales calderas comunes se puede realizar sin dificultades especiales con sus propias manos, habiendo visto previamente los dibujos y estudiando el proceso de ensamblaje. Como material de partida, puede utilizar cualquier recipiente improvisado como barriles de metal viejos, tuberías, cilindros de gas, por supuesto, sin contenido, y otros tanques similares. Antes de jugar con una estufa de aserrín con sus propias manos, que planea calentar en la estación fría, le sugerimos que se familiarice con el diseño y las características de los equipos industriales y, sobre la base, saque conclusiones sobre lo que debe hacer una caldera de astillas de madera. ser, y cómo hacer frente a su montaje.
La diferencia entre el suministro de combustible del pistón y el sinfín
El uso de una alimentación de pistón desde un cilindro neumático asegura un llenado rápido de combustible, seguridad, ya que el pistón que mueve el combustible también es una compuerta para evitar el contrafuego. La neumática en sí se utiliza en muchas áreas de la automatización, como la más confiable y no caprichosa. Si entran objetos extraños, el controlador que controla la caldera no enciende lentamente la sirena de advertencia y detiene el suministro de aire. Este sistema, desarrollado por ingenieros de GRV, ha sido probado con combustibles tales como pellets, aserrín con diferente contenido de humedad, astillas de madera, pulpa de madera y carbón.
Extinción de incendios, riesgos, prevención
Antes de utilizar aserrín como combustible, las virutas deben ser plenamente conscientes del peligro de incendio y deben tomarse inicialmente todas las medidas para cumplir con la seguridad contra incendios.
La utilización de aserrín y pulpa de madera en calderas es diez veces más amigable con el medio ambiente que el almacenamiento de aserrín en vertederos, debido a que como resultado esto conduce a un incendio y quemaduras de aserrín con una gran subcombustión química más relacionada con el proceso de pirólisis, aunque no sólo el aire está envenenado, pero el suelo por productos de pirólisis, incluidos los ácidos. En la Fig. 11 muestra un ejemplo de aserrín quemado en invierno bajo una capa de nieve.
Higo. diez Incendios de vertederos de losas y aserrín
Higo. once Vertederos de aserrín humeantes en invierno
Precauciones y medidas de control previstas en la caldera, generador de calor:
1. Control sobre la posición de los pistones, cuando la posición del pistón se desvía de la configurada, se dispara una alarma y la caldera de aserrín deja de funcionar.
2. Control de encendido del extractor de humos, cuando el extractor está apagado, para evitar la posibilidad de retroceso y humo en la habitación, los ventiladores de la caldera GRV y el suministro automático de combustible se detienen
3. Control de la temperatura del túnel de suministro de combustible, cuando se excede la temperatura establecida normalmente, la caldera detiene su funcionamiento, el túnel puede calentarse debido a la limpieza intempestiva del intercambiador de calor.
4. Cierre de la tolva de combustible con un obturador automático después del suministro de combustible.
5. Control obligatorio de la temperatura del refrigerante, incluidos los generadores de calor GRV
6. Por supuesto, es necesario diseñar un almacenamiento de combustible separado de la sala de calderas, solo se usa un búnker intermedio en la caldera y el volumen operativo del búnker operativo es limitado.
7. La limpieza del intercambiador de calor debe realizarse con el extractor de humos encendido y sin el proceso de combustión en la caldera.
8. Todas las trampillas para limpiar el intercambiador de calor están equipadas con placas reflectantes especiales.
Calderas automáticas para carbón y astillas de madera
El dispositivo técnico y el principio básico de funcionamiento de tales calderas no son muy diferentes de sus contrapartes de pellets. Un transportador de tornillo sin fin realiza de manera similar el suministro automático de carbón al horno. El proceso de encendido y suministro de masa de aire se realiza de forma automática, centrándose en la información de un sensor especial.
Se puede ver alguna diferencia en el diseño de la barrena. Las calderas de carbón que funcionan en modo automático tienen un sinfín más grande, que es impulsado por un motor eléctrico suficientemente potente.
Caldera automática de virutas de madera
Las calderas de virutas contienen un elemento adicional en su diseño. Esta es una trituradora de madera. De hecho, las dimensiones de las virutas pueden ser muy diversas y algunos elementos de dicho combustible simplemente no pueden acomodar la barrena. Una cuchilla especial para picar, que se acciona simultáneamente con el transportador, ayuda a ajustar el tamaño de las virutas a aproximadamente un único estándar.
También existen dispositivos universales que pueden combinar las funciones de varios dispositivos. Por ejemplo, una caldera de carbón automática está equipada con un búnker adicional con suministro de leña. Por supuesto, la eficiencia de quemar un tipo de combustible no principal será menor, pero el dispositivo seguirá funcionando.
Eficiencia económica de las calderas de aserrín.
Se utilizan calderas y generadores de calor para generar calor a partir de la combustión del combustible, en este caso, masa BIO en forma de aserrín. La eficiencia económica está influenciada por los costos de transporte, el costo de las materias primas y el mantenimiento de los equipos. Puede influir en todos estos factores, pero el indicador más importante en este caso es el poder calorífico del combustible. El aserrín con un contenido de humedad del 30% y un contenido de humedad del 50% diferirá dos veces en valor calorífico. Para llevar la humedad del aserrín hasta un 30%, se necesita espacio, almacenes para el almacenamiento, posiblemente instalaciones de secado adicionales, todo depende de la escala de procesamiento del aserrín en calor.
Una dirección prometedora en la que están trabajando los especialistas de la empresa GRV es la producción de gas de pirólisis a partir de la masa de aserrín en las instalaciones de retorta, la depuración de gas y su uso en motores de combustión interna. Esta tecnología se conoce desde hace mucho tiempo. Estamos trabajando en combinar la producción de gas y la producción de calor para las necesidades de producción, sistemas de calefacción. Debido al hecho de que la instalación está ubicada en la calle, en este caso no es necesario resolver muchos problemas sobre la protección contra el monóxido de carbono.
El uso de una planta de pirólisis combinada con un generador de calor o caldera le permite colocar un TPP en su planta de procesamiento de madera, empresa agrícola, así como en complejos de invernaderos, etc.
Características del funcionamiento de las calderas sobre aserrín, generadores de calor sobre aserrín.
El uso de aserrín en forma de combustible implica la presencia de una infraestructura mínima para el almacenamiento de aserrín, la presencia de una sala de calderas y una persona responsable del funcionamiento del equipo de la caldera.
Alcance del trabajo
Calderas de aserrín caseras
Primero, el cuerpo del horno está hecho de un cilindro de gas. Para hacer esto, corte su parte superior a lo largo de la costura de soldadura existente, luego limpie con cuidado los residuos de la costura desde el exterior. La tapa resultante tendrá que ajustarse firmemente a la cámara de combustión, por lo que debe hacer un borde con una tira de metal grueso alrededor de la circunferencia del cilindro, que sobresalga 15-20 mm por encima del borde. Después de eso, puede colocar los pestillos para la cubierta de cualquier diseño en el cuerpo y soldar 2 asas cómodas desde una barra de metal a la cubierta. Se debe hacer un agujero a lo largo del diámetro exterior del tubo de aire.
Una caldera de aserrín debe tener una salida de gases de combustión tradicional en la parte superior, por lo que será necesario cortar un orificio en el cuerpo para ello.Puede soldar inmediatamente la tubería de la chimenea, pero esto puede crear inconvenientes al instalar una chaqueta de agua, aquí todos eligen la secuencia de trabajo por sí mismos.
La siguiente etapa es la fabricación de carga que presionará el combustible. El diámetro de la pieza debe ser ligeramente menor que el tamaño interno del cilindro. Después de cortarlo en chapa gruesa, se sueldan nervaduras a un plano del producto para difundir el aire y se hace un orificio en el centro igual al diámetro exterior del tubo de aire. Este último se inserta en él y se escalda herméticamente en un círculo.
Queda por hacer una chaqueta de agua. El cuerpo del cilindro tiene una forma redonda, por lo que aquí tienes que jugar con la chapa para repetir esta forma. Pero primero, debe cortar una hoja gruesa y soldar refuerzos desde el exterior al cuerpo de la cámara de combustión, lo que no permitirá que el metal de la camisa de agua juegue debido a la expansión térmica. Después de eso, el metal de la camisa debe soldarse a cada refuerzo. La última etapa consiste en hacer orificios para los accesorios de refrigerante y soldar los manguitos roscados para la conexión al sistema de calefacción. A continuación se muestra un video con recomendaciones para hacer una caldera.
