СтатьиЗерносушилкиВиды топливаБонфанти на теплогенераторе

Перевод зерносушилки Бонфанти на альтернативные виды топлива

Как подключить к сушилке Bonfanti пар, теплогенератор на дровах, щепе, пеллете, соломе, с теплообменником и без.

В чём, собственно, проблема?

Сразу хотелось бы оговорить почему возникла эта статья и почему именно про зерносушилки Bonfanti?

Дело в том, что обычно для зерносушилки на альтернативном топливе используют т.н. вакуумные сушилки, в которых вытяжные вентиляторы вытягивают воздух из зерновой шахты. Таким образом, в шахте создаётся разрежение.

Статья по теме: Вакуумные зерносушилки

При вакуумной схеме работы нам достаточно просто подключить любой теплогенератор с теплообменником или без него к месту подачи горячего воздуха и... вуаля! Сушилка готова к работе. Но, бывает, хочется, чтобы сушилка Bonfanti также работала на альтернативном топливе. Давайте рассмотрим, что из этого получается.

На фото: эта утеплённая труба - всё, что нам понадобилось для подключения итальянской вакуумной зерносушилки Ravaro к твердотопливному теплогенератору!

Подключение зерносушилки Ravaro к твердотопливному теплогенератору

Но всё не так просто, когда речь идёт о зерносушилках, которые работают под давлением (например, Bonfanti).

Bonfanti мы взяли в качестве примера только потому, что имели с ними больше всего опыта. Хотя всё, что мы здесь скажем, в равной степени будет относиться к любой зерносушилке, которая работает под давлением.

Альтернативное топливо

Под альтернативным топливом в этой статье мы понимаем любые теплогенераторы, которые в качестве топлива используют что угодно, кроме газа:- Пар (подробнее: зерносушилки на пару),- Солома (подробнее: зерносушилки на соломе),- Щепа,- Дрова,- Пеллета (древесные гранулы),- Горячая вода,- Диатермическое масло и многое другое.

Теплогенератор Greco Group на щепе и пеллете

Почему мы выделяем газовые горелки отдельно от других котлов и теплогенераторов? Разве не всё равно, что именно подаёт тепло?

Нет, не всё равно. Газовая горелка сконструирована таким образом, что газ сгорает вместе с воздухом, который поступает в зерносушилку. В случае же с теплогенератором, мы должны обеспечить отдельно стоящую камеру сгорания (топку, котёл), как на фото выше и/или (часто) теплообменник, который генерирует горячий воздух и подаёт его (уже горячим) в воздушные короба зерносушилки.

Кстати, на фото выше - одна из лучших реализаций перевода сушилки Bonfanti на твёрдое топливо из всего, что мы видели в Украине. Хотя производителю теплогенератора и заказчику и пришлось "немного" помучаться. И мы уверены, что это ещё не вечер. Вернёмся к нему через пару лет. 

Сложности перевода

В чём же заключается сложность при переводе зерносушилки Bonfanti на альтернативу?

Чтобы в этом разобраться, давайте посмотрим на тепловую схему зерносушилки Bonfanti (см. рисунок). Для лучшего понимания мы взяли тепловую схему упрощённой фермерской модели ECOS, ведь она работает под давлением также, как и двузонная сушилка серии CE. В зерносушилках CE будет возникать еще больше вопросов. Там все сложнее, ведь нам нужно будет подавать горячий воздух с двух сторон, а не с одной стороны, как в сушилках ECOS.

Как видно на рисунке, нижние вентиляторы создают разряжение в зоне охлаждения зерносушилки (голубая зона внизу). Холодный воздух из атмосферы, под действием разряжения, создаваемого вентиляторами, затягивается в зону охлаждения (1), протягивается через зерно слева направо. В процессе прохождения холодного воздуха через зерно происходит теплообмен: зерно охлаждается от холодного воздуха, а воздух нагревается от тёплого зерна. Таким образом, на выходе из зоны охлаждения (2) мы получаем тёплый воздух с рекуперированным теплом.

Далее это подогретый воздух затягивается нижними вентиляторами в правой части сушилки и выбрасывается вверх к горелке. Здесь он доподогревается до заданной температуры и уже под давлением подаётся из зоны (3) в зону сушки (красная зона вверху зерновой колонны).

Продавливаемый вентиляторами, воздух проходит сквозь зерно, отдаёт ему своё тепло и уходит в атмосферу с левой стороны сушилки. 

Схема подключения зерносушилки Бонфанти к теплогенератору
  • А теперь внимание! Вопрос: Куда же нам подключить теплый воздух от теплогенератора?! В точке (1), (2) или (3)?

Рассмотрим все три варианта.

Точка 1

Мы можем подключить и теплообменник и теплогенератор в точке (1). Это было бы хорошее место для подключения, так как оно перед зоной охлаждения, в которой у нас создаётся разряжение вентиляторами сушилки. Соответственно воздух за счет вентиляторов сушилки будет протягиваться через теплообменник или через теплогенератор и нам не понадобятся никакие дополнительные вентиляторы.Ещё одно преимущество этого места - воздух на теплообменник будет поступать чистый, без зерновой пыли. Однако, если мы так сделаем, то в зону охлаждения начнет поступать горячий воздух. Это нас не устраивает, так как в этом случае зерно не будет охлаждаться. Нам придется построить отдельные бункеры охладители, дополнительные вентиляторы, нории, конвейеры и т.п. оборудование. Всё это сильно удорожает проект.

Точка 2

В точке (2) у нас уже немного сложнее. Дело в том, что воздух из зоны охлаждения выходит с наличием зерновой пыли. И её в воздухе очень много. В этом случае теплообменник просто-напросто забьётся зерновой пылью. 

На видео наглядно показано, что творится в этой зоне зерносушилки Bonfanti.

Поэтому все варианты теплогенераторов с теплообменниками сразу отпадают. Но можем ли мы подключить сюда теплогенератор без теплообменника?

Теоретически да. Ведь опять таки - в этом месте создаётся разряжение. Но и здесь у нас возникнут две проблемы. Давайте представим, что мы хотим сушить кукурузу в этой зерносушилке. Для этого нам в шахту нужно подать воздух температурой 110-135°С.

1. Как видно на фото шильды вентилятора Bonfanti, температура среды, в которой находится вентилятор, не должна превышать 40°С. Т.е., если мы подадим сюда 120°С, мы просто спалим вентилятор, поскольку электродвигатель вентилятора не будет охлаждаться. (Вентилятор вместе с мотором находятся в зоне, куда выходит теплый воздух рекуперации).

2. Теоретически мы можем подать тепло точечно, прямо в самое сопло вентилятора. Но как видно из той же шильды, температура рабочего воздуха, который проходит через вентилятор, не должна превышать 80°С. Мы опять-таки спалим вентилятор (не так быстро, как в первом случае, но результат будет тот же)!

Вентиляторы зерносушилки Бонфанти

Кроме того, давайте подумаем о расходе воздуха.

Сушилка Бонфанти рассчитана таким образом, чтобы весь воздух, который прошел через зону охлаждения, был затянут вентиляторами и подан наверх, через горелку в зону сушки. А что же произойдёт, если мы добавим к нему горячий воздух? Очевидно, в этом случае количество воздуха, прошедшего через зону охлаждения, уменьшится! Ведь производительность вентиляторов не поменялась, а горячий воздух тоже имеет свой объем! И немаленький!

Значит, таким образом мы уменьшаем эффективность охлаждения сушилки.

Из этого следует ещё одна важная вещь.

Если мы хотим получить температуру воздуха сушки (рабочего агента) 120°C, теплогенератор должен произвести воздух намного большей температуры. Почему так?

При нормальной работе, в зону (2) поступает воздух рекуперации из зоны охлаждения (голубая зона внизу), температура которого составляет примерно 40°C. Если теплогенератор подаст в точку (2) воздух температурой 120°C, он смешается с воздухом рекуперации 40°C и в итоге его температура упадет. Какая будет окончательная температура зависит от количества воздуха, которое поступит из теплогенератора.

Приведём пример. Чтобы не сильно ухудшать охлаждение зерна на выходе из сушилки, о чём мы говорили выше, оставим хотя бы 80% объёма воздуха из зоны охлаждения. Тогда на горячий воздух придется объём в 20%. Нетрудно рассчитать, что если 80% воздуха будут иметь температуру 40°C, то для получения 100% объёма воздуха с температурой 120°C нам нужно будет подать из теплогенератора воздух с температурой (120-(80%*40))/20% = 440°C!

Как вы понимаете, использование теплообменников типа воздух-воздух в данном случае полностью исключено. Ни одна сталь не выдержит таких температур (тут не следует путать с водяными котлами, где рабочим агентом является не воздух, а вода, которая активно отбирает тепло, предохраняя металл от перегрева). Поэтому остаётся только вариант установки теплогенератора без теплообменника. При этом качество зерна будет всегда под вопросом, ведь продукты сгорания поступают в зерно, как бы они ни очищались. А могут поступить и искры, которые приведут к утрате сушилки.

Тут следует также понимать, что на входе в сопло вентилятора, потоки воздуха из зоны охлаждения и от теплогенератора ещё не будут смешаны. А, как мы помним, вентилятор рассчитан не на 440°C, а на 80°C.

Что касается зерносушилок Bonfanti с двумя горелками, то тут всё будет гораздо сложнее. В нижней зоне у них происходит не только охлаждение, но и сушка. Поэтому, уменьшая объём воздуха в нижней зоне сушки, мы автоматически снижаем производительность зерносушилки и вообще убиваем все прелести двузонной технологии сушки.

В общем, как ни крути, а точка (2) нам тоже не подходит.

Поехали дальше.

Точка 3

В точке (3) у нас будет давление, которое создаётся нижними вентиляторами. И если мы подключим теплогенератор в этом месте, то мощное давление, создаваемое центробежными вентиляторами зерносушилки Bonfanti будет не всасывать горячий воздух в сушилку, а наоборот, вталкивать воздух из сушилки обратно в теплогенератор. Ведь у нас тут избыточное давление!

Для того, чтобы подать воздух в сушилку в этом месте, мы должны оснастить теплогенератор такими мощными вентиляторами, которые пересилят вентиляторы зерносушилки! А раз так, то они "задавят" поток воздуха, который проходит через зону охлаждения (а в двузонных зерносушилках Bonfanti серии CE и через нижнюю зону сушки). Значит зерно не будет охлаждаться должным образом. Здесь мы имеем тот случай, когда вентиляторы начнут конкурировать друг с другом, снижая свою эффективность. К тому же такие мощные вентиляторы стоят недёшево (плюс их доставка, установка, подключение), а чтобы хоть как-то управлять воздушными потоками, необходимы частотники (для мощных вентиляторов цена их будет тоже мощная).

Что касается установки теплогенератора с теплообменником в этом месте. Мы считаем это нецелесообразным, потому что воздух тут уже обильно снабжен зерновой пылью (см. видео выше), которая будет быстро забивать теплообменник.

Промежуточный вывод

Куда бы мы не подключали источник альтернативного тепла (теплогенератор), зерносушилка Bonfanti (и подобные ей, с избыточным давлением в шахте) для правильной работы потребует существенного и дорогостоящего изменения конструкции!

Примеры реализаций

Примеры перевода зерносушилок Бонфанти на альтернативные виды топлива.

Установка вытяжных вентиляторов

Вот пример "правильного", существенного и дорогостоящего изменения конструкции зерносушилки Bonfanti серии ECOS.

При переводе этой сушилки на твёрдое топлива пришлось полностью отказаться от штатных нагнетающих центробежных вентиляторов зерносушилки (по факту, их просто выбросили). Вместо них были закуплены и установлены верхние вытяжные осевые вентиляторы.

Также пришлось полностью переделать короб отработанного воздуха (часть сушилки под вентиляторами - довольно приличные расходы на металл и монтаж металлоконструкции).

Думаем, вы можете догадаться, сохранила ли сушилка свои паспортные технические характеристики...

Перевод сушилки Бонфанти на щепу и пеллету

Перемещение вентиляторов сушилки

Вот ещё один пример перевода зерносушилки Bonfanti на альтернативное топливо. В этом случае, речь идёт о насыщенном паре.

Зерносушилка Бонфанти на пару

Вентиляторы зерносушилки (зелёные) пришлось выдвинуть из корпуса. Теперь они вытягивают воздух из нижней зоны сушилки через тонкие трубы, которые непременно создают потери давления и тепла. Верхние тоже имеют стенки и изгибы, которые создают аэродинамическое сопротивление.

Сушилка зерна Бонфанти с паровым теплообменником

И верхние, и нижние трубы, и сами вентиляторы не утеплены. Хотя, даже если их утеплить, потерь тепла не избежать, они всё равно будут сильно подвержены температурным колебаниям окружающей среды.

Теплообменник зерносушилки Бонфанти на пару

Сам теплообменник оказался между этими трубами. Это значит, что теперь на него подаётся пыльный воздух из зоны охлаждения зерна. Не уверены, что он будет эффективно работать, ведь его надо чистить и чистить . Скорее всего служить ему осталось не так долго, как хотелось бы (см. след. фото).

Зерносушилка Bonfanti с паровым теплообменником

Обратите внимание: теплообменник находится в закрытой зоне. Контролировать его состояние и загрязненность невозможно. Попробуйте добраться к нему, чтобы произвести сервисное обслуживание или чистку!

Также, на шильде вентилятора сушилки Бонфанти, фотографию которой мы привели выше, указана минимальная рабочая температура вентилятора: -15°C. Т.е. при минус 20°C, как сушат подсолнечник в Казахстане, мы сушить уже не сможем (или точнее сказать, не должны).

Совсем другое дело - перевод вакуумной сушилки на пар!

Всё что нам тут нужно сделать - это просто установить теплообменник на борту сушилки. А в случае с итальянскими зерносушилками Ravaro (см. фото), всё оказывается еще проще, ведь зерносушилка приезжает уже с готовыми креплениями и опорами для теплообменника. И никаких переделок!

Обратите внимание какой легкий доступ есть к теплообменнику. Его можно и наблюдать визуально, и легко обслуживать.

Статья по теме
Зерносушилки на пару
Вакуумная зерносушилка на пару

Проблемы с дымом

А вот еще один образец некорректной работы зерносушилки Bonfanti на твёрдом топливе.

Мы видим, что из зерна идёт густой сизый дым, который никак нельзя перепутать с паром. На фото кажется, что это пожар. Но сушилка на самом деле не горит. Представляем себе запах зерна после такой "модернизации".

Почему так произошло мы не знаем. Если бы сушилка была оснащена теплообменником, то дым никак не смог бы попасть в зерно. Но, видимо, поставщик не смог обеспечить сушилку Bonfanti теплообменником ввиду их особенностей, о которых мы говорили выше (давление в зоне сушки).

Дым из зерносушилки Бонфанти

Выбросы пыли

На этом фото еще одна зерносушилка Bonfanti, переведенная на твёрдое топливо. На этот раз опять без теплообменника (мы уже знаем почему).

Зерносушилка Бонфанти на твёрдом топливе

При переводе сушилки поставщику теплогенератора пришлось отключить пневматику сушилки, чтобы не спалить теплогенератор. В итоге, в работе сушилка выбрасывает огромные количества пыли!

Теперь элеватор выглядит как-то вот так:

Пожар

А здесь, как нам сказали, была установлена кустарная копия одного из украинских теплогенераторов. 

В результате его работы, сушилка "немного" подгорела... Откровенно говоря, мы достоверно не знаем, виновата ли в этом случае сушилка, теплогенератор или оператор. Но факт остаётся фактом.

Сгоревшая зерносушилка Бонфанти

Заключение

Сегодня заключение у нас будет очень короткое:

Мы категорически не рекомендуем переводить зерносушилки Bonfanti и им подобные на твёрдое топливо!Конструктивно Bonfanti сделана под газ. Любые инициативы перевода на твёрдое топливо приводят к излишним затратам, снижают эффективность сушилки Bonfanti, а зачастую приводят к плачевным результатам.

И не говорите потом, что мы вас не предупреждали.

Если вы уже купили сушилку Bonfanti, рассмотрите вариант сжиженного газа. Если еще не купили, рассмотрите вакуумные зерносушилки.

На фото: Зерносушилка Bonfanti на газе. Поставка и монтаж Finpro Group.

Зерносушилка Бонфанти на газу