suncokret

Obnovljivi izvori energije

PRIMENA GORIONIKA NA PELETE ZA ZAGREVANJE ZAŠTIĆENOG PROSTORA (2)

Dr Miladin Brkić, red. prof. Poljoprivredni fakultet, Novi Sad

2. REZULTATI PRAĆENJA GORIONIKA U RADU

Za materijal za ovaj  rad izabran je gorionik za pelete od biomase firme "Termax-VN" u Futogu. Praćen je rad gorionika termičke snage 30 i 50 kW, koji odgovaraju za zagrevanje kuće stambene površine od 120 i 160 m2 . Utrošak peleta za jedan čas rada gorionika je 8,5, odnosno 10,2 kg/h. Toplotna moć (donja) peleta od biomase je 15.000 kJ/kg. Pelete su proizvedene od mešavine drvene piljevine (70%) i pšenične slame (30%) u prvom slučaju i od piljevine (30%) i sirkove slame (70%) u drugom slučaju.


Gorionik za pelete tip "Termax-VN", termičke snage 30 kW,  postavljen je na toplovodni kotao 90/70°C, proizvodnje "Apić" u Novom Sadu, snage 32 kW, koji je instaliran u objektu projektantskog studija "Aggio", u Novom Sadu. Kotao služi za zagrevanje službenih i prostorija za stanovanje. Na sl. 79 prikazan je presek gorionika na pelete. Gorionik termičke snage 50 kW postavljen je na toplovodni kotao 90/70oC, proizveden u BiH, termičke snage 50 kW, instaliran je u kući vlasnika firme "Sorgum" iz Selenče.

Tokom februara i marta 2011. godine praćen je rad gorionika "Termax-VN", postavljenih na toplovodne kotlove. Meren je utrošak peleta u toku dva sata rada kotla u toku dana. Merenja su obavljena u toku 5 dana. Osim utroška peleta očitavana je vrednost temperature vode na izlazu iz kotla, temperatura povratne vode u kotao, temperatura spoljnog vazduha i temperatura zagrevanih prostorija (kancelarija). Očitavanje temperatura obavljeno je svakih 30 minuta. Takođe, praćen je izveštaj meteorologa za određeni dan. Praćeni su temperatura spoljnog vazduha, relativna vlažnost vazduha i barometarski pritisak.

Slika 7. Šematski prikaz gorionika sa horizontalnim doziranjem peleta sa čela
(1 - usipno grlo, 2 - sekundarni rezervoar za pelete,
3 - telo gorionika, 4 - dozator, 5 - zid kotla,
6 - pužni transporter peleta, 7 - šolja gorionika za sagorevanje
peleta, 8 - ventilator gorionika)

Ložišta koja koriste pelete od biomase kao energent imaju koeficijent efikasnosti 80-85 %, pa im je stvarno potrebna snaga uslovljena minimalno potrebnom snagom i određenim koeficijentom efikasnosti. Pošto se pri izradi gorionika opisanog u ovom radu pazilo na energetske gubitke, koeficijent efikasnosti sagorevanja peleta iznosi η=85 %. Pri izboru odgovarajućeg tipa gorionika potrebno je odrediti stvarno potrebnu snagu ložišta, a ona je u ovom slučaju poznata i iznosi 32, odnosno 50 kW.

Izračunavanje potrebne snage kotla za zagrevanje plastenika obavlja se na osnovu specifičnog utroška toplotne snage, koja iznosi oko 200 kW/m2 površine plastenika. Na primer, gorionik na pelete toplotne snage od 30 kW može da zagreva površinu plastenika od 150 m2, a od 50 kW 250 m2.

Pelete su smeštene u priručnom rezervoaru, koji se nalazi iznad gorionika, odakle se gravitaciono dovode u gorionik i posredstvom pužnog transportera odvode u šolju na sagorevanje. Toplota oslobođena sagorevanjem peleta može da se iskoristi na više načina. U slučaju ispitivanog gorionika, toplota se koristi za zagrevanje stambenog i poslovnog prostora firme "Aggio", koja se nalazi u Novom Sadu, odnosno stambene kuće u Selenči.

Slika 8. Gorionik firme "Termax-VN"

Na sl. 8 prikazan je gorionik u radu firme "Termax-VN". Prikazani gorionik ima konstruisano ložište, namenjeno za sagorevanju peleta. Temperatura koja se postiže u ložištu, u zavisnosti od biogoriva koje sagoreva u njemu, iznosi 1.200°C. Dobijenu količinu toplote preuzima razmenjivač toplote i koristi se za zagrevanje prostora. Produkti sagorevanja koji nastaju u procesu sagorevanja peleta na izlazu iz kotla imaju temperaturu u zavisnosti od ugrađene površine razmenjivača toplote od 150-200°C. Za potpuno sagorevanje peleta koristi se ventilator snage 60 W. Zapreminski protok ventilatora iznosi 120 m3/h, dok je pritisak koji ostvaruje 150 Pa. U toku rada gorionika potrošnja peleta je varijabilna, i ona zavisi od više faktora od kojih su najvažniji: izolacija objekta koji se greje, spoljna temperatura i kvalitet peleta. Potrošnja peleta na prikazanom gorioniku u prvom slučaju kretala se od 6,5-9 kg/h, u zavisnosti od vremenskih uslova. Produkti sagorevanja peleta u vidu pepela kreću se u zavisnosti od vrste goriva od 3-7% po jedinici sagorele mase. Pepeo dobijen u procesu sagorevanja peleta može da se prazni automatski pomoću pužnog transportera ili manuelno, što je bio slučaj u navedenom ispitivanju. Čišćenje rešetke se obavlja ručno, mada u zavisnosti od modela i zahteva korisnika gorionika može biti i automatsko. Snabdevanje gorionika peletama izvodi se automatski, pomoću pužnog transportera koji iz priručnog rezervoara transportuje pelete u gorionik, kada temperatura ložišta padne ispod dozvoljene vrednosti. Paljenje se odvija, takođe, automatski tako što se pelete zagrevaju toplim vazduhom do trenutka samozapaljenja. U zavisnosti od snage gorionika može da se uspostavi vazdušno i vodeno hlađenje. Pošto je ovo gorionik manje snage, koji je instaliran u navedenom domaćinstvu s etažnim grejanjem, hlađenje je vazdušno.

Drugi primer je firma "Sorgum" u Selenči. Tamo se nalazi fabrika za proizvodnju peleta, gde se kao sirovina koristi otpadni sirak za metle. Sistem je dobro organizovan pošto poljoprivrednici  ostatke biomase ne spaljuju na njivama, nego ih dovoze u fabriku na preradu gde dobijaju novac ili pelete za otkup sirovina. Na taj način se smanjuju troškovi poljoprivrednika, a dobija cenovno povoljan energent. Taj vid organizacije trebalo bi da slede sve lokalne zajednice kojima je primarna delatnost poljoprivreda. Pelete su standardizovane i njihov prečnik je 6, a dužina 22 mm.
Vlasnik firme "Sorgum", odnosno proizvođač peleta, u svojoj kući poseduje toplovodni kotao koji mu služi za etažno grejanje. Kotao je po njegovim rečima proizveden u BiH.

Slika 9. Kotao na pelete (Selenča)

Za razliku od ispitivanog gorionika "Termax-VN", termičke snage 30 kW, gorionik istog proizvođača i napred navedenog kotla ima snagu od 50 kW. Za grejnu površinu od 160 m2, u toku zime, potrošnja peleta se u ovom slučaju kretala od 30-50 kg/dan. Međutim, ta vrednost je varijabilna i zavisi od više faktora. U konkretnom slučaju kuća nije dobro izolovana i temperatura u toku zime nije bila konstantna. U toku prethodne zime domaćinstvo je potrošilo oko 10 tona peleta, dok je prema rečima domaćina, u slučaju dobro izolovane kuće, količina od 10 tona dovoljna za zagrevanje 260 m2 stambenog prostora. Procenat ostataka od sagorevanja (pepela) iznosi 5%, tako da je u toku zime ostalo oko 250 kg pepela, koji kasnije može da se koristi kao mineralno đubrivo za đubrenje zemljišta (bašta).

3. ZAKLJUČCI

Na osnovu dobijenih rezultata mogu se izvesti sledeći zaključci:
Korišćenje peleta od biomase kao energenta je ekonomski opravdano, 30 do 40% jeftinije od korišćenja gasa. Srbija bi mogla da prepolovi uvoz gasa, kada bi koristila svoje potencijale za proizvodnju peleta. Pelete su obnovljivi izvor energije i treba težiti ka njihovom korišćenju.

Sagorevanje biomase je proces koji, ukoliko je sagorevanje potpuno, je potpuno ekološki. Zanemarljive količine sumpora u peletama daju male količine sumpora u produktima sagorevanja. Ukoliko je sagorevanje nepotpuno, produkti sagorevanja mogu biti kancerogeni, a uz to su i ekonomski neopravdani.

Gorionici na pelete su se u procesu eksploatacije pokazali kao veoma uspešni. Jedini problem pri njihovom radu mogu da predstavljaju neadekvatne pelete koje mogu da sadrže više vlage nego što je potrebno i na taj način dovedu do nepotpunog sagorevanja, što je nepoželjna pojava.

Širenje ovog vida eksploatacije energije za sada nije toliko izvesno najviše zbog nedostupnosti ovog energenta za široku upotrebu, kao i nepostojanju standarda prilikom izrade peleta. Otklanjanjem ovih nedostataka, moglo bi se ozbiljnije razgovarati o primeni ovog projekta.

Istraživanja u ovom radu pokazuju ulogu i važnost gorionika na pelete "Termax-VN" u procesu eksploatacije obnovljivih izvora energije (biomase). Kao što je važno obnovljive resurse iskoristiti, tako je važno i te resurse efikasno prevesti u drugi vid energije - toplotnu energiju. Kod nas se gorionici "Termax-VN" efikasno proizvode i ispunjavaju osnovne potrebe korisnika. Kao i u razvijenim zemljama, proces sagorevanja peleta odvija se potpuno automatizovano i ova tehnologija je primenjena u svim segmentima proizvodnje toplotne energije. Za razliku od našeg tržišta, primena ove tehnologije u Evropi je rasprostranjena i te zemlje su veliki uvoznici ovog energenta. To bi trebalo da se iskoristi kao šansa za domaće proizvođače peleta i da se iskoristi ovakva situaciju za izvoz peleta. Domaće proizvođače gorionika treba podstaknuti za prihvatanje savremenih rešenja primenjenih u najnovijim generacijama gorionika svetskih proizvođača.

:: Obnovljivi izvori energije :: PRIMENA GORIONIKA NA PELETE ZA ZAGREVANJE ZAŠTIĆENOG PROSTORA (2) ::