Переведення зерносушарки Bonfanti на тверде паливо — це не просто заміна газового пальника на теплогенератор. Особливо якщо сушарка працює під тиском і використовує рекуперацію тепла. Оцінювати потрібно не лише потужність теплогенератора, а й повітряну схему сушарки, роботу вентиляторів, можливість встановлення теплообмінника, доступ до нього для обслуговування, чистоту повітря та вплив модернізації на охолодження зерна. Нижче — інженерний розбір того, що насправді стоїть за словами «теплообмінник», «напівтеплообмінник» і «рекуперація».

Головна думка. Теплогенератор із повноцінним теплообмінником технологічно чистіший, тому що продукти згоряння не проходять крізь зерно. Але на наявних сушарках із неможливою для відключення рекуперацією тепла його встановлення може потребувати серйозної реконструкції. Теплогенератор без теплообмінника простіше підключити, але він потребує підвищеної уваги до якості горіння, іскор, диму, запаху, пожежної безпеки та чистоти зерна.

У чому, власне, проблема?

Під альтернативним паливом ми розуміємо будь-які теплогенератори, які як паливо використовують що завгодно, крім газу: пару, солому, тріску, дрова, пелету, гарячу воду, діатермічну олію та багато іншого. На відміну від газового пальника, де газ згоряє прямо в потоці повітря, що надходить у зерно, теплогенератор — це окрема камера згоряння (топка, котел) і, часто, теплообмінник, який генерує гаряче повітря та подає його в повітряні короби сушарки.

Тут важливо розрізняти два типи сушарок. Вакуумні сушарки, у яких витяжні вентилятори створюють у зерновій шахті розрідження, зазвичай простіше перевести на альтернативне паливо: достатньо підключити теплогенератор (із теплообмінником або без нього) до місця подачі гарячого повітря. А ось сушарки, які працюють під тиском (наприклад, Bonfanti), влаштовані складніше: підключення джерела тепла залежить від їхньої аеродинаміки та схеми рекуперації.

Тому теплогенератор не можна обирати лише за потужністю. Потрібно розуміти, де в сушарці розрідження, а де тиск, де повітря чисте, а де запилене, де можна поставити теплообмінник і чи можна буде його обслуговувати. Bonfanti ми взяли як наочний приклад такої конструкції — усе, що сказано нижче, рівною мірою стосується будь-якої зерносушарки, що працює під тиском.

Увага. Зерносушарку Bonfanti ми взяли як приклад лише тому, що мали з ними найбільше досвіду. Це не оцінка бренду: ті самі питання виникають на будь-якій сушарці з надлишковим тиском у шахті.

Чому теплообмінник важливий

«Напівтеплообмінник», конвекційний теплообмінник і рекуперація: у чому різниця

На ринку трапляються теплогенератори, які виробники називають рішеннями з:

• «напівтеплообмінником»;
• «напів-теплообмінником»;
• «конвективним теплообмінником»;
• «конвекційним теплообмінником»;
• «сорочкою»;
• «системою знімання тепла з поверхні»;
• «частковою рекуперацією тепла».

Сама по собі назва не визначає, чи є вузол повноцінним теплообмінником у сенсі зерносушіння. Слід розрізняти маркетингову назву та фактичну конструкцію. Ключовий критерій тут лише один.

Якщо продукти згоряння мають окремий шлях і виводяться через димову трубу, а повітря для сушіння нагрівається через стінку теплообмінника і не змішується з димовими газами, — це повноцінна схема з теплообмінником.

Якщо продукти згоряння після камери згоряння, циклонів, іскрогасників чи інших елементів очищення змішуються з повітрям і спрямовуються в сушарку, — це схема без теплообмінника, навіть якщо в конструкції є «сорочка», «напівтеплообмінник» чи «конвекційний теплообмінник».

З погляду зерносушіння теплогенератор або відокремлює продукти згоряння від сушильного повітря (через повноцінний теплообмінник), або не відокремлює. Проміжні маркетингові назви не змінюють цей базовий критерій.

Що означає «конвекційний теплообмінник»

Слово «конвекційний» само по собі не доводить, що йдеться про повноцінний теплообмінник, який відокремлює димові гази від сушильного повітря.

У теплотехніці конвекція — це один із механізмів перенесення тепла. Повітряні теплообмінники справді часто працюють за участю конвекції: гарячі гази або повітря омивають одну поверхню, холодне повітря омиває іншу поверхню, а тепло передається через стінку.

Але для зерносушіння важливий не лише спосіб передачі тепла, а розділення потоків. Тому назва «конвекційний теплообмінник» може бути коректною лише тоді, коли є реальне розділення димових газів і сушильного повітря. Якщо ж продукти згоряння після часткового очищення змішуються із сушильним повітрям і йдуть у зерно, то з практичного погляду це не теплообмінник, а система прямого нагрівання з частковим зніманням або рекуперацією тепла.

Іскри в повітряному потоці: що важливо перевірити на практиці

Чому теплогенератор без теплообмінника часто обирають для наявних сушарок

У власника, як правило, уже є наявна сушарка — зі своєю аеродинамікою, вентиляторами, рекуперацією та обмеженнями. Теплогенератор без теплообмінника зазвичай простіше й дешевше підключити до такої сушарки, тому це часто практичний вибір, який широко застосовується в Україні та на інших ринках.

Але простота підключення не скасовує ризиків. Під час роботи без теплообмінника продукти згоряння стають частиною сушильного агента, тому особливо важливі якість палива, стабільність горіння, запобігання димленню, іскрогасіння, температурний контроль, автоматика, пожежна безпека та контроль запаху й чистоти зерна.

Теплогенератор без теплообмінника може бути практичним рішенням для наявної сушарки, але його не можна розглядати як просте джерело гарячого повітря. Це теплотехнічна система, від налаштування й обслуговування якої залежить безпека, якість зерна та стабільність роботи сушильного комплексу.

Нагнітальні вентилятори та продуктивність

Є ще один чинник, який часто пропускають під час переведення сушарки на тверде паливо, — аеродинамічний опір самого джерела тепла. Який би теплогенератор чи теплообмінник не стояв на вході, він завжди додає опір повітряному потоку: повітря доводиться протягувати крізь камеру згоряння, теплообмінні поверхні, циклони та іскрогасники. Якщо цей опір не скомпенсувати, крізь зерно пройде менше повітря — а отже, продуктивність сушарки гарантовано впаде.

Щоб цього не відбувалося, джерело тепла має не лише нагрівати повітря, а й проштовхувати його в сушарку в потрібному об’ємі. Тому вентилятори теплогенератора та вентилятори сушарки правильно розглядати як єдину систему, а не окремо.

Теплогенератор без власних нагнітальних вентиляторів — часта причина втрати продуктивності. Малопотужний вентилятор подачі повітря в топку забезпечує горіння, але не розрахований на те, щоб проштовхнути весь об’єм сушильного повітря крізь опір теплогенератора й тракту сушарки.

Тому під час вибору теплогенератора важливо заздалегідь уточнити, чи є в нього власні нагнітальні вентилятори, на який тиск і витрату повітря вони розраховані та як вони працюватимуть разом із вентиляторами сушарки. Інакше сушарка після переведення на тверде паливо може втратити частину паспортної продуктивності — навіть якщо за теплом теплогенератор підібраний правильно.

Чому на сушарках з рекуперацією все складніше

Щоб зрозуміти, чому підключення тут нетривіальне, поглянемо на теплову схему сушарки Bonfanti (див. рисунок). Для наочності взято спрощену фермерську модель ECOS; вона працює під тиском так само, як і двозонна серія CE, де питань іще більше (гаряче повітря потрібно подавати з двох боків).

Нижні вентилятори створюють розрідження в зоні охолодження (блакитна зона внизу). Холодне повітря з атмосфери затягується в зону охолодження (1) і протягується крізь зерно: зерно охолоджується, а повітря нагрівається від теплого зерна. На виході із зони охолодження (2) утворюється тепле повітря з рекуперованим теплом. Далі воно затягується нижніми вентиляторами, піднімається до пальника, донагрівається до заданої температури і вже під тиском подається із зони (3) у зону сушіння (червона зона).

Саме ця рекуперація підвищує енергоефективність сушарки — але вона ж ускладнює підключення зовнішнього джерела тепла. Якщо рекуперацію не можна відключити, теплообмінник важко розмістити в чистому й доступному повітряному потоці. Постає питання: куди взагалі підключити тепло від теплогенератора — у точку (1), (2) чи (3)? Натисніть на картку, щоб побачити розбір кожної точки.

Точка 1 — до зони охолодження

Повітря чисте, але в зону охолодження піде гаряче повітря і зерно перестане охолоджуватися.

Детальніше

Точка 2 — після зони охолодження

Повітря підігріте рекуперацією, але запилене; теплообмінник заб’ється, а температури потрібні екстремальні.

Детальніше

Точка 3 — зона подачі гарячого повітря

Надлишковий тиск; потрібні потужніші вентилятори, які конкурують із вентиляторами сушарки.

Детальніше

Приклади реалізацій на практиці

Щоб перейти від теорії до практики, поглянемо на реальні приклади переведення сушарок Bonfanti на альтернативні види палива. Це не оцінка конкретних виконавців, а наочні ілюстрації того, які інженерні питання доводиться вирішувати — і що за грамотного підходу вони розв’язні.

Установлення витяжних вентиляторів

Це приклад «правильної», але суттєвої переробки сушарки Bonfanti серії ECOS. Щоб перевести її на тверде паливо, відмовилися від штатних нагнітальних відцентрових вентиляторів і встановили верхні витяжні осьові. Довелося повністю переробити короб відпрацьованого повітря — це відчутні витрати на метал і монтаж. Після такої реконструкції варто окремо перевіряти, чи зберегла сушарка свої паспортні характеристики.

Переміщення вентиляторів сушарки

Ще один приклад переведення сушарки Bonfanti — цього разу на насичену пару. Тут добре видно, які вузли довелося переробити. Натисніть на картку, щоб побачити подробиці та фото.

Вентилятори винесені з корпусу

Детальніше

Труби без утеплення

Детальніше

Теплообмінник у запиленій зоні

Детальніше

Немає доступу для чищення

Детальніше

Ще один нюанс: на шильді вентилятора Bonfanti вказана мінімальна робоча температура −15 °C. Тобто за −20 °C, як сушать соняшник у Казахстані, паспортний режим уже не витримується.

Для порівняння — переведення вакуумної сушарки на пару. Тут достатньо встановити теплообмінник на борту сушарки. У італійських сушарок Ravaro (див. фото) для нього вже передбачені кріплення та опори — без переробок, із легким візуальним контролем і зручним обслуговуванням. Ця різниця добре показує, чому тип сушарки (вакуумна чи така, що працює під тиском) так впливає на складність переведення.

Дим, пил і пожежна безпека

На цьому фото видно, що із зерна йде сизий дим (це не пара). Сушарка не горить, але приклад показує, що відбувається, коли продукти згоряння потрапляють у зерно. Якби сушарка була оснащена повноцінним теплообмінником, дим у зерно б не потрапив. Тут же теплообмінник установити не вдалося — з тих самих причин, пов’язаних із тиском у зоні сушіння, про які ми говорили вище.

Те саме фото з боку теплогенератора. Викиди пилу — це насамперед питання сумісності теплогенератора із системою пилопридушення сушарки, і воно розв’язується за правильної інтеграції.

Теплообмінник, ККД і витрата палива

У питання теплообмінника є й економічний бік, який важливо враховувати разом із чистотою процесу. Тут усе не так однозначно, як здається на перший погляд.

Сам теплообмінник має свій ККД — ми оцінюємо його приблизно в 70%. Це означає, що близько 30% тепла йде з димовими газами через стінку й димохід, і встановлення теплообмінника саме по собі підвищує витрату палива.

Крім того, теплогенератор із теплообмінником зазвичай потребує зерносушарку без системи рекуперації тепла (або з відключеною рекуперацією). А саме рекуперація — повернення тепла від гарячого зерна — помітно знижує витрату палива. Сушарка під тиском із рекуперацією (як Bonfanti) економічна якраз завдяки їй.

Звідси у теплогенератора без теплообмінника подвійна перевага за паливом:

• він може працювати з економічними сушарками, що використовують рекуперацію;
• він сам не втрачає ~30% тепла на теплообміннику.

І навпаки, теплогенератор із теплообмінником:

• зазвичай потребує сушарку вже менш економічну (без рекуперації);
• сам має ККД, який додатково підвищує витрату палива.

Але у теплообмінника є важливий економічний козир: він дозволяє використовувати дешевші й «брудніші» види палива, а не лише пелету. На дешевому паливі сумарні витрати можуть виявитися нижчими навіть з урахуванням втрат на теплообміннику. Тому порівнювати варіанти потрібно не за одним параметром, а комплексно та індивідуально — з урахуванням палива, рекуперації, ККД, культури та режиму роботи конкретного об’єкта.

Порівняння варіантів для наявної сушарки

Варіант	Переваги	Обмеження	Коли підходить
Теплогенератор без теплообмінника	Простіше підключити, нижча вартість переобладнання, швидша реалізація; сумісний з економічними сушарками з рекуперацією і не втрачає ККД на теплообміннику	Продукти згоряння проходять крізь зерно, вищі вимоги до палива, горіння, іскрогасіння, автоматики та контролю якості зерна	Коли потрібна практична модернізація наявної сушарки і замовник розуміє експлуатаційні ризики
Теплогенератор із повноцінним теплообмінником	Повітря для сушіння відокремлене від продуктів згоряння, вищий контроль чистоти процесу; можна використовувати дешевше паливо, не лише пелету	Складніша інтеграція, потрібен чистий повітряний потік і доступ для чищення; власний ККД (~70%) підвищує витрату палива; зазвичай потребує сушарку без рекуперації; можлива реконструкція повітроводів і вентиляторів	Для нових проєктів або наявних сушарок, де можна правильно розмістити теплообмінник
Теплогенератор із «напівтеплообмінником» / рекуперацією тепла	Може підвищувати ККД і знижувати теплові втрати порівняно з простою схемою прямого нагрівання	Якщо димові гази не виводяться окремо, продукти згоряння все одно залишаються частиною сушильного агента	Коли замовник свідомо обирає компромісну схему й розуміє відмінність рекуперації тепла від повноцінного теплообмінника
Реконструкція повітряної схеми	Дозволяє адаптувати сушарку під правильнішу схему роботи	Дорого, довго, може змінити фактичну продуктивність сушарки	Коли об’єкт великий, а сезонна економія палива виправдовує капітальні витрати

Що перевірити до купівлі теплогенератора

Цей перелік допомагає перевести розмову з маркетингових назв на фактичну конструкцію та реальні режими роботи:

1. чи є у теплогенератора повноцінна димова труба для окремого виведення продуктів згоряння;
2. чи змішуються продукти згоряння з повітрям, яке надходить у зерно;
3. де саме відбувається змішування гарячого й холодного повітря;
4. чи є фактичне відокремлення потоків через стінку теплообмінника;
5. де можна подати гаряче повітря без порушення охолодження зерна;
6. чи є в цій зоні розрідження або надлишковий тиск;
7. чи можна встановити теплообмінник у чистому повітряному потоці;
8. чи буде теплообмінник доступний для обслуговування;
9. чи можна відключити або обійти рекуперацію без критичної втрати продуктивності;
10. чи є у теплогенератора власні нагнітальні вентилятори і на який тиск та витрату вони розраховані;
11. чи не заважатимуть вентилятори сушарки й теплогенератора один одному;
12. наскільки ефективно затримуються тверді частинки та іскри в реальних режимах;
13. чи є ризик диму, запаху та дрібнодисперсних продуктів згоряння;
14. які культури сушитимуться і які вимоги до чистоти зерна;
15. який рівень реконструкції економічно виправданий.

Запитання та відповіді

Чи можна перевести зерносушарку Bonfanti на тверде паливо?

Так, технічно це можливо. Ба більше, це масове явище, як і з будь-якими іншими зерносушарками. Але для сушарок Bonfanti та аналогічних сушарок (зокрема зерносушарок Scolari), що працюють під тиском і використовують рекуперацію тепла, важливо заздалегідь розуміти ризики та особливості роботи на теплогенераторах без теплообмінників, або застосувати варіант повної реконструкції сушарки.

Чому теплогенератор із теплообмінником вважається чистішим рішенням?

Тому що продукти згоряння не змішуються з повітрям, яке надходить у зерно. Повітря нагрівається через стінку теплообмінника, а димові гази виходять через димохід. Це знижує ризик потрапляння в зерно диму, запахів, сажі та іскор.

Що таке «напівтеплообмінник» у твердопаливному теплогенераторі?

Зазвичай під цією назвою мають на увазі не повноцінний теплообмінник, що повністю відокремлює димові гази від сушильного повітря, а систему часткового знімання або рекуперації тепла з гарячих поверхонь теплогенератора. Така система може підвищувати ККД і бути корисною, але якщо продукти згоряння все одно спрямовуються в сушарку й проходять крізь зерно, її не можна вважати теплообмінником у сенсі зерносушіння.

Чим «конвекційний теплообмінник» відрізняється від повноцінного теплообмінника?

Саме слово «конвекційний» описує спосіб передачі тепла, але не гарантує розділення димових газів і сушильного повітря. Для зерносушіння важливо, чи є окремий шлях для продуктів згоряння і чи виводяться вони через димову трубу. Якщо продукти згоряння змішуються з повітрям і надходять у зерно, це не схема з теплообмінником, навіть якщо виробник використовує маркетингову назву «конвекційний теплообмінник».

Чи затримують циклони іскри та продукти згоряння?

Циклони та іскрогасники можуть затримувати певну частину твердих частинок, золи та іскор, але не гарантують повного видалення всіх частинок із повітряного потоку. Також вони не відокремлюють газоподібні компоненти, запахи та дрібнодисперсні продукти згоряння. Тому під час роботи без повноцінного теплообмінника важливо перевіряти фактичну роботу обладнання, якість горіння та безпеку подачі повітря в сушарку.

Чи можна використовувати теплогенератор без теплообмінника?

Такі рішення широко застосовуються на практиці, особливо під час модернізації наявних сушарок. Але в цьому разі продукти згоряння стають частиною сушильного агента, тому потрібно особливо уважно ставитися до якості палива, стабільності горіння, іскор, диму, автоматики безпеки та контролю чистоти зерна.

Що краще обрати для нової зерносушарки?

Якщо сушильний комплекс лише проєктується, краще одразу підбирати сушарку та джерело тепла як єдину систему. У такому разі можна передбачити повноцінний теплообмінник у чистому повітряному потоці, зручний доступ для обслуговування, правильну роботу зони охолодження та узгоджену автоматику сушарки й теплогенератора.

Висновок

Переведення сушарки Bonfanti (і будь-якої іншої сушарки, що працює під тиском) на тверде паливо — це не вибір «теплообмінник чи ні» за принципом «як простіше». Це інженерне завдання, у якому потрібно узгодити теплову схему, рекуперацію, аеродинаміку, чистоту повітря, доступ для обслуговування та пожежну безпеку. Теплогенератор без теплообмінника простіше й дешевше підключити, і такі рішення широко застосовуються — але замовник має свідомо розуміти їхню конструкцію та експлуатаційні ризики. Повноцінний теплообмінник технологічно чистіший, але потребує місця, чистого потоку і, нерідко, реконструкції. Правильна відповідь майже завжди індивідуальна й визначається інженерним аналізом конкретного об’єкта.

Якщо ви вже купили сушарку Bonfanti, можливі різні сценарії — від переведення на зріджений газ (пропан-бутан) до твердопаливного теплогенератора з відповідною схемою підключення. Якщо сушарка ще тільки обирається, має сенс розглянути моделі, які від початку добре пристосовані до альтернативного палива.

Наші зерносушарки для альтернативного палива

Компанія Finpro Group представляє в Україні, Казахстані, Молдові та Грузії низку зерносушарок, які добре підходять для роботи на альтернативних видах палива. Ось вони:

Порційні зерносушарки Ravaro

Сучасні італійські зерносушарки з алюцинку та кортенівської сталі. Ідеально підходять для переведення на альтернативні види палива.

Мобільні зерносушарки Agrex для швидкого встановлення в Україні

Почати сушити зерно без фундаменту, проєкту й будівництва — вже цього сезону. Італійська мобільна сушарка Agrex швидко запускається та працює майже на будь-якому паливі. Чим вона відрізняється від інших мобільних сушарок?

Потокові зерносушарки Ravaro

Сучасні італійські зерносушарки з алюцинку та кортенівської сталі. Ідеально підходять для переведення на альтернативні види палива.

Промислові зерносушарки FAO

Промислові французькі надійні зерносушарки з системами рециркуляції та рекуперації тепла, двозонні та гібридні, утеплені, максимально зручні для обслуговування, неперевершена система пожежної безпеки.

Конвеєрні зерносушарки Alvan Blanch DF для фермерів та елеваторів

Як британці десятиліттями сушать зерно дбайливо й економлять до третини палива? Чому зерносушарки Alvan Blanch дають змогу заощадити на загальній вартості комплексу? І чому професіонали обирають їх замість шахтних сушарок?

Залишилися запитання? Зв’яжіться з нами!