ДРЕВЕСНЫЕ ОТХОДЫ ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ.

Пример использования древесных отходов в отопительной котельной ЖКХ

Ф.Г.Ахтямов, директор ООО «ЭкоТерм», г. Челябинск

Возможность использования биотоплива в жилищно-коммунальном хозяйстве - вопрос, который в настоящее время все активнее начинает обсуждаться в кругу российских специалистов. Заостряется внимание на потенциальной возможности применения биомассы в городских и сельских котельных.

В России биотопливо в основном используется в частном секторе и на промышленных предприятиях. При этом пока доля биоэнергетики в общей энергетической системе страны менее 0,3%. В Европейском Союзе, напротив, коммунальное хозяйство активно переводит котельные на древесные гранулы, брикеты, жидкое биотопливо и другие экологически нейтральные по отношению к СО2 источники энергии. В среднем в Европе на основе биотоплива получают около 6% тепло- и электроэнергии. К 2010 г. этот показатель должен вырасти до 12%. Активнее всего биоэнергетику развивает Швеция: эта страна небогата ископаемыми ресурсами, лес - основное достояние 9-миллионной скандинавской страны. Около 80% систем теплоснабжения Швеции базируются на возобновляемых энергоресурсах, главным образом на древесном топливе.

В настоящей статье предлагается рассмотреть практический пример внедрения отопительной котельной, работающей на древесных отходах, для отопления 70-квартирного 5-этажного жилого дома (фото 1) в г. Бодайбо Иркутской обл.

Предварительно было проведено обследование объекта для определения возможности перевода существующей схемы отопления жилого дома с централизованной на автономную. Для этого было определено теплопотребление жилого дома в периоды зимнего минимума температур наружного воздуха, а также гидравлический и температурный режимы централизованной системы теплоснабжения (табл. 1).

Таблица 1. Гидравлический и температурный режимы централизованной системы теплоснабжения жилого дома.

Отчетный период	Потребление тепла		Расход теплоносителя		Температура теплоносителя, °С
	Гкал/мес.	Гкал/ч (плах)	м3/мес.	м3/ч (max)	«прямая» Т1(тах)	«обратная» Т2(тах)
декабрь 2006 г.	130	0,233	9328	18,2	80,9	67,1
январь 2007 г.	116	0,233	8684	17,0	81,8	62,5
февраль 2007 г.	105	0,188	7659	11,3	78,8	59,9

Существующая схема отопления и ГВС жилого дома - открытая. Котельная центрального отопления работает на привозном высокозольном каменном угле. Стоимость тепловой энергии - 2200 руб./Гкал. Расчетная температура для данного региона составляет -47 ОС.

Показатели, указанные в таблице, позволили определить граничные параметры работы системы отопления и потребителя для расчета и подбора оборудования автономной котельной. В то же время при обследовании выявлен серьезный недостаток в гидравлической схеме, который не представлен в таблице. Это недостаточный перепад давления между прямым и обратным трубопроводом -1м вод. ст., что негативно сказывалось на температурном режиме в крайних подъездах дома. В связи с этим на узле ввода теплоносителя был установлен циркуляционный насос. Этот недостаток указывал на то, что у предприятия централизованного теплоснабжения имел место дефицит тепловой мощности оборудования.

После детального анализа ситуации было принято решение о переводе теплоснабжения жилого дома с центрального на автономное от отдельной котельной.

Основными критериями для выбора схемы отопления и подбора оборудования котельной были следующие:

• снизить стоимость тепловой энергии;

• улучшить гидравлические параметры системы отопления жилого дома и тем самым облегчить ситуацию в предприятии централизованного теплоснабжения;

• решить вопрос об утилизации древесных отходов местного лесоперерабатывающего предприятия.

Также было проанализировано состояние дел с наличием (запасами) и динамикой накопления будущего топлива для автономной котельной - древесными отходами, их составом и особенно влажностью.

Под имеющийся состав и вид древесных отходов в качестве основного оборудования автономной котельной было предложено техническое решение (фото 2) «газогенераторная топка - теплообменник» (подробнее о вихревой газогенераторной топке см. в «НТ» № 5, 2006 г. и № 10, 2005 г. - прим. ред.). В качестве теплообменника был применен паровой котел Е1/9, переведенный в водогрейный режим и дополнительно оборудованный золоуловителем и дымососом. В здании котельной предусмотрено помещение склада топлива, откуда щепа и опилки транспортером подаются непосредственно в приемный бункер газогенераторной топки.

Таблица 2. Параметры работы автономной котельной.

Температура наружного воздуха, °С	Расход сетевой воды, м3/ч	Температура воды на входе в котел, °С	Температура воды на выходе из котла, °С	Температура уходящих газов, °С	Давление воды «прямой», МПа	Давление воды «обратной», МПа
-10	25	60	70	150	0,22	0,12
-20	25	65	80	170	0,22	0,12

При разработке тепловой схемы были учтены имеющиеся недостатки в существующей гидравлической схеме. Для обеспечения циркуляции сетевой воды в полном объеме был смонтирован центробежный насос. Были также предусмотрены:

• автоматическая схема контроля и заполнения бака подпиточной воды;

• автоматическая схема подачи подпиточной воды в систему отопления;

• схема дозирования химреагента в систему отопления.

Автономная отопительная котельная тепловой мощностью 0,5 МВт запущена в эксплуатацию в декабре 2007 г. Параметры работы котельной представлены в табл. 2.

В результате проведенной работы:

• местное лесоперерабатывающее предприятие решило для себя проблему по утилизации отходов (опил, щепа);

• предложенное техническое решение «газогенераторная топка - теплообменник» обеспечивает эффективное сгорание древесных отходов естественной влажности (КПД 75-80%);

• улучшены условия труда - внедрена механизированная подача топлива в котельную;

• по предварительным расчетам стоимость тепловой энергии от автономной котельной на древесных отходах не будет превышать 900 руб./Гкал, а срок окупаемости составит один отопительный сезон;

• в квартирах обеспечивается комфортный температурный режим;

• схема переведена с открытой на закрытую;

• улучшилась гидравлическая схема теплоснабжения жилого дома;

• местное предприятие централизованного теплоснабжения получило дополнительный резерв тепловой мощности.

Реализация энергосберегающих проектов позволяет не только уменьшить энергопотребление и повысить качество теплоснабжения, а также получить и экологический эффект. За счет внедрения энергосберегающих мероприятий сокращаются выбросы вредных веществ в атмосферу. Кроме всего, реализация данных проектов позволяет сократить затраты муниципальных бюджетов на оплату счетов за потребляемую тепловую энергию. Эти средства могут быть потрачены на возврат кредита по реализации других энергосберегающих проектов или реинвестированы в аналогичные энергосберегающие и энергоэффективные проекты на территории муниципалитета. Таким образом, за счет внедрения таких проектов муниципалитет решает несколько проблем - энергетическую, экологическую и экономическую.