suncokret

Obnovljivi izvori energije

PRIMENA GORIONIKA NA PELETE ZA ZAGREVANJE ZAŠTIĆENOG PROSTORA (1)

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

1. UVOD

Sagorevanje peleta od biomase predstavlja proces u kojem se potencijalna hemijska energija goriva u procesu oksidacije sa kiseonikom transformiše u toplotnu energiju. Taj proces može da otpočne samo u slučaju ako su molekuli kiseonika u tesnom kontaktu sa molekulima biogoriva i pod uslovom da se toj smeši dovede (spolja) izvesna količina energije aktivacije, koja će poslužiti za početno paljenje peleta.

Tokom procesa sagorevanja i nakon njegovog završetka, kao produkti sagorevanja, javljaju se dimni gasovi i pepeo, tj. nesagorive mineralne materije. Biomasa ima takvu osobinu pri sagorevanju da se 80 do 85% gasifikuje.

Energetsko postrojenje čiji je sastavni deo gorionik, ima zadatak da iskoristi toplotnu energiju dobijenu procesom sagorevanja peleta. Sam gorionik je koncipiran tako da u sintezi sa ventilatorom i pužnim transporterom omogući stalnu isporuku toplote dobijenu prilikom procesa sagorevanja peleta. Uloga pužnog transportera je da pelete iz sekundarnog rezervoara transportuje do rešetke ložišta na kojoj se obavlja sagorevanje. Brzina obrtanja pužnog transportera je promenljiva (ugrađen je frekventni regulator broja obrtaja), čime se u zavisnosti od potreba može regulisati dobijena količina toplote. Uloga ventilatora je da dovodjenjem vazduha u ložišni prostor podstakne efikasnost sagorevanja peleta. Toplota dobijena sagorevanjem peleta se predaje razmenjivaču toplote, koji je dalje sprovodi do potrošača.  U zavisnosti od tehnologije rada gorionika postoji nekoliko načina dopremanja peleta do ložišta peći ili kotla, sl. 1.

Slika 1. Gorionici na pelete: (a-snabdevanje peleta odozdo,
b-horizontalno snabdevanje peleta sa čela, c-koso snabdevanje peleta odozgo)

Kada su u pitanju gorionici sa podnim snabdevanjem peleta odozdo (sl.1a), ulaskom u gorionik pelete nailaze na blokadu. Iza blokade postavljen je unutrašnji rezervoar za pelete. Ustava sa propusnim ventilom dozira pelete pužnom transporteru. Unutrašnjost pužnog transportera ispunjena je biogorivom (peletama) i on u untervalima podiže gorivo u šolju gorionika u kojoj se obavlja sagorevanje (sl. 2).

Slika 2. Presek gorionika na pelete sa podnim snabdevanjem peleta odozdo: (1 – blokada, 2 – ventilator, 3 – upaljač toplim vazduhom, 4 – unutrašnji rezervoar, 5 - unutrašnji pužni transporter, 6 – šolja gorionika)

Dozvoljeno je čišćenje grejnih površina u procesu održavanja gorionika, kao i čišćenje šolje gorionika od pepela i ostataka sagorevanja. Gorionik pali gorivo automatski, putem toplog vazduha. Ova konstrukcija gorionika zahteva prostor iznad šolje gorionika tako da plamen ne dopre do plafona ložišta.

Gorionik sa horizontalnom tehnologijom snabdevanja peleta sa čela (sl. 1b) ima unutrašnje skladište koje snabdeva pužni transporter. Na dnu unutrašnjeg skladišta nalazi se rotaciona hranilica sa krilcima, koja dozira pelete pužnom transporteru preko padajućeg vratila. Peletama se zatim snabdeva šolja gorionika. Ovaj gorionik nema električno paljenje, ali poklopac ima samozapaljiv fluid koji gori i tako nastaje tzv. plamen za održavanje vatre. Ova konstrukcija gorionika kao i prethodna, zahteva prostor iznad šolje gorionika kako plamen ne bi dostigao do plafona ložišta. Takođe, postoji usmerivač plamena, tako da plamen može da bude usmeren napred (sl. 3).

Slika 3. Skica preseka gorionika sa horizontalnim snabdevanjem peleta sa čela: (1 – sekundarni rezervoar, 2 – sigurnosni prekidač, 3 – zid kotla, 4 – cev gorionika,
5 – šolja gorionika, 6 – pužni transporter peleta)

Sledeći tip gorionika koncipiran je na tehnologiji kosog snabdevanja peleta odozgo (sl. 1c). Kod ovog tipa gorionika doziranje se obavlja posredstvom spoljašnjeg transportera i zbog toga gorionik, osim ventilatora, nema druge pokretne elemente. Kada regulator temperature na gorioniku primi signal od davača temperature uspostavljenog na kotlu, gorionik se prvo dozira sa tzv. start – up dozom. Nakon toga gorivo se pali vrelim vazduhom u sadejstvu grejača i ventilatora (sl. 4).

Slika 4. Presek gorionika na pelete sa vertikalnim snabdevanjem peleta odozgo: (1 – padajuća cev, 2 – plamena cev, 3 – graničnici, 4 – elektronska upravljačka jedinica, 5 – ventilator vazduha za sagorevanje, 6 – upaljač)

U toku faze rada, gorionik se dozira sa manjom količinom goriva koja se povećava u skladu sa povećanjem potrebe za većom količinom toplote. Kada je temperatura u kotlu postignuta, snabdevanje biogorivom (peletama) se isključuje i ostaje samo ventilator da radi narednih nekoliko minuta, tako da biogorivo u potpunosti izgori i veći deo pepela izduva iz gorionika. Gorionici sa start i stop operacijama nemaju plamen za održavanje vatre i zato ih možemo uporediti sa gorionicima na ulje za loženje. Ovaj gorionik zahteva čišćenje jednom nedeljno, tako da se cev gorionika očisti od pepela.

Ako se analizira funkcija paljenja peleta, ona varira u zavisnosti od tehnologije kojom gorionik radi. Paljenje peleta u većini gorionika odvija se uz pomoć tzv. upaljača ili pomoću zatvorene cevi sa zagrejanom žicom koja se greje nekoliko minuta i uz pomoć ventilatora, koji vreo vazduh duva prema gorivu dok se ne zapali. Vek trajanja ovog mehanizma varira između 1,5-5 godina, u zavisnosti od upotrebe. U zavisnosti od proizvođača, neki gorionici se pale ručno, ubrizgavanjem kapljica zapaljivog fluida koje održavaju plamen. To je tzv. sistem održavanja plamena gde kontrolni sistem u intervalima snabdeva gorinik peletama i vazduhom preko ventilatora. Ipak, treba biti pažljiv sa tim, jer održavanje plamena se ne preporučuje kada je vatra blizu rezervoara što, takođe, može da izazove nepotrebne količine čađi u toku leta kada je stanje promaje često pogoršano u uslovima visoke spoljne temperature. To znači da je gorionik s automatskim paljenjem u prednosti. Prednosti gorionika s otvorenim plamenom su tamo gde se koristi dosta tehnološke vode, tako da ova funkcija daje brži efekat i održava temperaturu kotla konstantnom i uravnoteženom. Pošto gorionici s upaljačima imaju zaustavno vreme pre nego što se pelete zapale, iz tog razloga temperatura u kotlu pada na niži nivo pre nego što se stabilizuje.

Takođe, način odvođenja pepela varira između različitih proizvođača gorionika. Jedan od načina je odvođenje komprimovanim vazduhom. Ovde postoje dva mlaza na dnu gorionika koji duvaju kroz gorionik čisteći ga pre početka rada. Ove mlaznice su podešene tako da odsecaju ostatke pepela i šljake kao vazdušni noževi. Gorionik tako često postaje manje osetljiv na oštećene pelete i prašinu od peleta koje stalno daju veću količinu pepela. Neki gorionici koriste štap za čišćenje ložišta, gde se može sa lakoćom po potrebi okrenuti točkić nalevo i dovući strugač na jednu stranu i okrenuti ga ponovo na drugu stranu čime će se izneti pepeo iz cevi gorionika. Ovaj strugač, takođe, ima ulogu graničnika koji zadržava pelete u cevi za sagorevanje. Primena ovih gorionika je višestruka. Neki od vidova primene su primena gorionika na kotlovima i pećima koji zagrevaju plastenike.

U zavisnosti od izvedbe postoje kotlovi sa izdvojenim rezervoarom (sl. 5) i kotlovi sa integrisanim rezervoarom (sl. 6). Ovakvi kotlovi mogu da se koriste u domaćinstvima, manjim plastenicima i farmama. Kotlovi veće snage mogu da se koriste za zagrevanje plastenika i farmi. 

Slika 5: Automatizovani kotao za sagorevanje biomase kontinualnim ubacivanjem peleta u ložište odozdo:
(1 – gorionik na pelete, 2 – savitljiva cev,
3 – savitljiva krivina cevi, 4 – savitljivi pužni transporter, 5 – savitljiva spirala za pelete,
6 – magacin za pepeo, 7 – skladište peleta (300 l)

Postoje razne vrste peći i kotlova za sagorevanje peleta radi zagrevanja prostora u domaćinstvima, plastenicima i na farmama. Oni mogu da se nabave po povoljnim cenama od 30 do 40 evra po kW, zavisno od stepena opremljenosti, sl. 6.

Slika 6: Automatizovan kotao za sagorevanje biomase kontinualnim ubacivanjem peleta u ložište odozgo:
(1 – integrisani koš za biogorivo, 2 – puž za doziranje biogoriva,  3 – primarna komora za sagorevanje,  4 – dodavanje sekundarnog vazduha, 5 – sekundarna komora za sagorevanje biogasova, 6 – razmenjivač toplote sa sistemom za čišćenje cevi, 7 – pepeljara za sakupljanje pepela iz primarne komore, 8 – pepeljara za sakupljanje letećeg pepela)
:: Obnovljivi izvori energije :: PRIMENA GORIONIKA NA PELETE ZA ZAGREVANJE ZAŠTIĆENOG PROSTORA (1) ::
Copyright © EUROMEDIA PLAN - Sremska Mitrovica 2017. - Sva prava zadržana