Переведення Bonfanti на тверде паливо

Ця стаття про питання переведення зерносушарки Bonfanti на пару, теплогенератор на дровах, трісці, пелеті, соломі, з теплообмінником і без.

У чому, власне, проблема?

Відразу хотілося б обумовити чому виникла ця стаття і чому саме про зерносушарки Bonfanti?

Річ у тім, що зазвичай для зерносушарки на альтернативному паливі використовують т.зв. вакуумна сушарка, у якій витяжні вентилятори витягають повітря із зернової шахти. Таким чином, у шахті створюється розрідження.

За вакуумної схеми роботи нам достатньо просто підключити будь-який теплогенератор з теплообмінником або без нього до місця подачі гарячого повітря і… вуаля! Сушарка готова до роботи; Але, буває, хочеться, щоб сушарка Bonfanti також працювала на альтернативному паливі. Давайте розглянемо, що з цього виходить.

На фото: ця утеплена труба – все, що нам знадобилося для підключення італійської вакуумної зерносушарки Ravaro до твердопаливного теплогенератора!

Але все не так просто, коли йдеться про зерносушарки, які працюють під тиском (наприклад, Bonfanti).

Альтернативне паливо

Під альтернативним паливом у цій статті ми розуміємо будь-які теплогенератори, які як паливо використовують що завгодно, крім газу:

• Пар (докладніше: зерносушарки на парі),
• Солома (докладніше: зерносушарки на соломі),
• Тріска,
• Дрова,
• Пелета (деревні гранули),
• Гаряча вода,
• Діатермічне масло і багато іншого.

Чому ми виділяємо газові пальники окремо від інших котлів і теплогенераторів? Хіба не все одно, що саме подає тепло?

Ні, не все одно. Газовий пальник сконструйований таким чином, що газ згорає разом із повітрям, яке надходить у зерносушарку. У випадку ж із теплогенератором, ми маємо забезпечити камеру згоряння (топку, котел), яка стоїть окремо, як на фото вище, та/або (часто) теплообмінник, що генерує гаряче повітря та подає його (вже гарячим) у повітряні короби зерносушарки.

До речі, на фото вище – одна з найкращих реалізацій переведення сушарки Bonfanti на тверде паливо з усього, що ми бачили в Україні. Хоча виробнику теплогенератора і замовнику і довелося “трохи” помучитися. І ми впевнені, що це ще не вечір. Повернемося до нього через кілька років.

Складнощі перекладу

У чому ж полягає складність при переведенні зерносушарки Bonfanti на альтернативу?

Щоб в цьому розібратися, давайте подивимося на теплову схему зерносушарки Bonfanti (см. малюнок). Для кращого розуміння ми взяли теплову схему спрощеної фермерської моделі ECOS, адже вона працює під тиском так само, як і двозонна сушарка серії CE. У зерносушарках CE виникатиме ще більше запитань. Там усе складніше, адже нам потрібно буде подавати гаряче повітря з двох сторін, а не з одного боку, як у сушарках ECOS.

Як видно на малюнку, нижні вентилятори створюють розрядження в зоні охолодження зерносушарки (блакитна зона внизу). Холодне повітря з атмосфери, під дією розрядження, створюваного вентиляторами, затягується в зону охолодження (1), простягається через зерно зліва направо. У процесі проходження холодного повітря через зерно відбувається теплообмін: зерно охолоджується від холодного повітря, а повітря нагрівається від теплого зерна. Таким чином, на виході із зони охолодження (2) ми отримуємо тепле повітря з рекуперованим теплом.

Далі це підігріте повітря затягується нижніми вентиляторами в правій частині сушарки і викидається вгору до пальника. Тут він доподогрівається до заданої температури і вже під тиском подається із зони (3) в зону сушіння (червона зона вгорі зернової колони).

Повітря, що продавлюється вентиляторами, проходить крізь зерно, віддає йому своє тепло і йде в атмосферу з лівого боку сушарки.

Розглянемо всі три варіанти.

Точка 1

Ми можемо підключити і теплообмінник, і теплогенератор у точці (1). Це було б гарне місце для підключення, оскільки воно перед зоною охолодження, в якій у нас створюється розрядження вентиляторами сушарки. Відповідно повітря за рахунок вентиляторів сушарки протягуватиметься через теплообмінник або через теплогенератор і нам не знадобляться ніякі додаткові вентилятори.

Ще одна перевага цього місця – повітря на теплообмінник надходитиме чисте, без зернового пилу. Однак, якщо ми так зробимо, то в зону охолодження почне надходити гаряче повітря. Це нас не влаштовує, оскільки в цьому разі зерно не буде охолоджуватися. Нам доведеться побудувати окремі бункери охолоджувачі, додаткові вентилятори, норії, конвеєри тощо. обладнання. Усе це сильно здорожує проєкт.

Точка 2

Тому всі варіанти теплогенераторів з теплообмінниками відразу відпадають. Але чи можемо ми підключити сюди теплогенератор без теплообмінника?

Теоретично так. Адже знову-таки – в цьому місці створюється розрядження. Але й тут у нас виникнуть дві проблеми. Давайте уявимо, що ми хочемо сушити кукурудзу в цій зерносушарці. Для цього нам у шахту потрібно подати повітря температурою 110-135°С.

1. Як видно на фото шильди вентилятора Bonfanti, температура середовища, в якому перебуває вентилятор, не повинна перевищувати 40°С. Тобто, якщо ми подамо сюди 120°С, ми просто спалимо вентилятор, оскільки електродвигун вентилятора не буде охолоджуватися. (Вентилятор разом із мотором знаходяться в зоні, куди виходить тепле повітря рекуперації).

2 Теоретично ми можемо подати тепло точково, прямо в саме сопло вентилятора. Але як видно з тієї ж шильди, температура робочого повітря, що проходить через вентилятор, не повинна перевищувати 80°С. Ми знову-таки спалимо вентилятор (не так швидко, як у першому випадку, але результат буде той самий)!

Крім того, давайте подумаємо про витрату повітря.

Сушарка Бонфанті розрахована таким чином, щоб усе повітря, яке пройшло через зону охолодження, було затягнуте вентиляторами та подано нагору, через пальник у зону сушіння. А що ж станеться, якщо ми додамо до нього гаряче повітря? Очевидно, в цьому випадку кількість повітря, що пройшло через зону охолодження, зменшиться! Адже продуктивність вентиляторів не змінилася, а гаряче повітря теж має свій об’єм! І немаленький!

Отже, таким чином ми зменшуємо ефективність охолодження сушарки.

З цього випливає ще одна важлива річ.

Якщо ми хочемо отримати температуру повітря сушіння (робочого агента) 120°C, теплогенератор повинен виробити повітря набагато більшої температури. Чому так?

При нормальній роботі, в зону (2) надходить повітря рекуперації із зони охолодження (блакитна зона унизу), температура якого становить приблизно 40°C. Якщо теплогенератор подасть у точку (2) повітря температурою 120°C, він змішається з повітрям рекуперації 40°C і в підсумку його температура впаде. Яка буде остаточна температура залежить від кількості повітря, що надійде з теплогенератора.

Наведемо приклад. Щоб не сильно погіршувати охолодження зерна на виході з сушарки, про що ми говорили вище, залишимо хоча б 80% об’єму повітря із зони охолодження. Тоді на гаряче повітря припаде обсяг у 20%. Неважко розрахувати, що якщо 80% повітря матимуть температуру 40°C, то для отримання 100% об’єму повітря з температурою 120°C нам потрібно буде подати з теплогенератора повітря з температурою (120-(80%*40))/20% = 440°C!

Як ви розумієте, використання теплообмінників типу повітря-повітря в даному випадку повністю виключено. Жодна сталь не витримає таких температур (тут не слід плутати з водяними котлами, де робочим агентом є не повітря, а вода, яка активно відбирає тепло, оберігаючи метал від перегріву). Тому залишається тільки варіант установки теплогенератора без теплообмінника. При цьому якість зерна буде завжди під питанням, адже продукти згоряння надходять у зерно, хоч би як вони очищалися. А можуть надійти й іскри, які призведуть до втрати сушарки.

Тут слід також розуміти, що на вході в сопло вентилятора, потоки повітря із зони охолодження і від теплогенератора ще не будуть змішані. А, як ми пам’ятаємо, вентилятор розрахований не на 440°C, а на 80°C.

Що стосується зерносушарок Bonfanti з двома пальниками, то тут все буде набагато складніше. У нижній зоні в них відбувається не тільки охолодження, а й сушіння. Тому, зменшуючи об’єм повітря в нижній зоні сушіння, ми автоматично знижуємо продуктивність зерносушарки і взагалі вбиваємо всі принади двозонної технології сушіння.

Загалом, як не крути, а точка (2) нам теж не підходить.

Поїхали далі.

Точка 3

У точці (3) у нас буде тиск, який створюється нижніми вентиляторами. І якщо ми підключимо теплогенератор у цьому місці, то потужний тиск, створюваний відцентровими вентиляторами зерносушарки Bonfanti не всмоктуватиме гаряче повітря до сушарки, а навпаки, вштовхуватиме повітря з сушарки назад у теплогенератор. Адже у нас тут надлишковий тиск!

Для того, щоб подати повітря в сушарку в цьому місці, ми повинні оснастити теплогенератор такими потужними вентиляторами, які пересилять вентилятори зерносушарки! А раз так, то вони “задавлять” потік повітря, який проходить через зону охолодження (а в двозонних зерносушарках Bonfanti серії CE і через нижню зону сушіння). Значить зерно не буде охолоджуватися належним чином;. Тут ми маємо той випадок, коли вентилятори почнуть конкурувати один з одним, знижуючи свою ефективність. До того ж такі потужні вентилятори коштують недешево (плюс їх доставка, встановлення, підключення), а щоб хоч якось керувати повітряними потоками, необхідні частотники (для потужних вентиляторів ціна їх буде теж потужна).

Що стосується встановлення теплогенератора з теплообмінником у цьому місці. Ми вважаємо це недоцільним, тому що повітря тут уже рясно забезпечене зерновим пилом (див. відео вище), яка швидко забиватиме теплообмінник.

Проміжний висновок

Куди б ми не підключали джерело альтернативного тепла (теплогенератор), зерносушарка Bonfanti (і подібні до неї, з надлишковим тиском у шахті) для правильної роботи потребують суттєвої та дорогої зміни конструкції!

Приклади реалізацій

Для кращого розуміння, подивимося на реальні приклади переведення зерносушарок Бонфанті на альтернативні види палива.

Встановлення витяжних вентиляторів

Ось приклад “правильної”, суттєвої та дорогої зміни конструкції зерносушарки Bonfanti серії ECOS.

Під час переведення цієї сушарки на тверде паливо довелося повністю відмовитися від штатних відцентрових вентиляторів зерносушарки, що нагнітають (за фактом, їх просто викинули). Замість них було закуплено та встановлено верхні витяжні осьові вентилятори.

Також довелося повністю переробити короб відпрацьованого повітря (частина сушарки під вентиляторами – досить пристойні витрати на метал і монтаж металоконструкції).

Думаємо, ви можете здогадатися, чи зберегла сушарка свої паспортні технічні характеристики…

Переміщення вентиляторів сушарки

Ось ще один приклад переведення зерносушарки Bonfanti на альтернативне паливо. У цьому випадку йдеться про насичену пару.

Вентилятори зерносушарки (зелені) довелося висунути з корпусу. Тепер вони витягують повітря з нижньої зони сушарки через тонкі труби, які неодмінно створюють втрати тиску і тепла. Верхні теж мають стінки та вигини, які створюють аеродинамічний опір.

І верхні, і нижні труби, і самі вентилятори не утеплені. Хоча, навіть якщо їх утеплити, втрат тепла не уникнути, вони все одно будуть сильно схильні до температурних коливань навколишнього середовища.

Сам теплообмінник опинився між цими трубами. Це означає, що тепер на нього подається запорошене повітря із зони охолодження зерна. Не впевнені, що він буде ефективно працювати, адже його треба чистити і чистити. Найімовірніше, служити йому залишилося не так довго, як хотілося б (див. наступне фото).

Зверніть увагу: теплообмінник знаходиться в закритій зоні. Контролювати його стан і забрудненість неможливо. Спробуйте дістатися до нього, щоб провести сервісне обслуговування або чистку!

Також на шильді вентилятора сушарки Бонфанті, фотографію якої ми навели вище, вказана мінімальна робоча температура вентилятора: -15°C. Тобто, за мінус 20°C, як сушать соняшник у Казахстані, ми сушити вже не зможемо (або точніше сказати, не повинні).

Зовсім інша справа – переведення вакуумної сушарки на пар!

Все що нам тут потрібно зробити – це просто встановити теплообмінник на борту сушарки. А у випадку з італійськими зерносушарками Ravaro (див. фото), все виявляється ще простіше, адже зерносушарка приїжджає вже з готовими кріпленнями й опорами для теплообмінника. І жодних переробок!

Зверніть увагу який легкий доступ є до теплообмінника. Його можна і спостерігати візуально, і легко обслуговувати.

Проблеми з димом

А ось ще один зразок некоректної роботи зерносушарки Bonfanti на твердому паливі.

Ми бачимо, що із зерна йде густий сизий дим, який ніяк не можна переплутати з парою. На фото здається, що це пожежа. Але сушарка насправді не горить. Уявляємо собі запах зерна після такої “модернізації”.

Чому так сталося ми не знаємо. Якби сушарка була оснащена теплообмінником, то дим ніяк не зміг би потрапити в зерно. Але, мабуть, постачальник не зміг забезпечити сушарку Bonfanti з огляду на їхні особливості, про які ми говорили вище (тиск у зоні сушіння).

Викиди пилу

На цьому фото ще одна зерносушарка Bonfanti, переведена на тверде паливо. Цього разу знову без теплообмінника.

Одну з причин ми з вами вже знаємо.

Вище – ще одне фото тієї ж зерносушарки, але вже з боку теплогенератора. Друга причина, чому зерносушарка викидає велику кількість пилу, – цей теплогенератор не може працювати спільно з системою пилопригнічення пилу цієї зерносушарки. Хоча, при грамотному підході, це завдання цілком вирішуване.

Тепер елеватор виглядає якось ось так:

Пожежа на зерносушарці

А тут, як нам сказали, було встановлено “кустарну копію” одного з українських теплогенераторів.

У результаті його роботи сушарка Бонфанті “трішечки” підгоріла… Відверто кажучи, ми достовірно не знаємо, чи винна в цьому випадку сушарка, теплогенератор або оператор. Але факт залишається фактом.

Висновок

Сьогодні висновок у нас буде дуже короткий:

І не кажіть потім, що ми вас не попереджали.

Якщо ви вже купили сушарку Bonfanti, розгляньте варіант її перекладу на зріджений газ (пропан-бутан). Якщо ще не купили, розгляньте зерносушарки, які ідеально підходять для альтернативного палива.

Наші зерносушарки для альтернативного палива

Компанія Finpro Group представляє в Україні, Казахстані, Молдові та Грузії низку зерносушарок, які ідеально підходять для переведення на альтернативні види палива. Ось вони:

Залишилися запитання? Зв’яжіться з нами!