Зерносушилка на сжиженном газе (пропан-бутан, СУГ)

Несмотря на то, что цена природного газа сильно зависит от политических и макроэкономических процессов в мире и в Украине, тем не менее, является самым экономичным и технологичным видом топлива для сушки зерна. 

Однако, так сложилось не во всех странах. Например, по заявлению Канадской ассоциации пропана, более 80% всех зерносушилок в Северной Америке работают именно на пропане. И как-то они не страдают от волатильности цен на природный газ. Сушат себе кукурузу без проблем.

Тем не менее, даже в странах бывшего СССР у агрокомпаний далеко не всегда есть возможность построить зерносушильный комплекс или элеватор в месте, где есть газ. Кроме того, подвод природного газа — это достаточно дорогостоящее мероприятие! В таком случае у фермерского хозяйства остаётся лишь два варианта:
1) Установить зерносушилку или построить элеватор (или ЗАВ) полностью на твёрдом топливе;
2) Купить зерносушилку, которая работает на пропан-бутановой смеси (СУГ).

В первом случае у фермера/агрокомпании возникает ряд рисков и сложностей. Это и низкая надёжность, и малый срок службы теплогенераторов, и зависимость от рынка твёрдого топлива и низкая технологичность процесса сушки на таких видах топлива. (Подробнее см. в нашей статье про перевод зерносушилки на твёрдое топливо).

Поэтому тут на помощь нам приходит пропан-бутан или сжиженный углеводородный газ (СУГ)!

На фото: часть газового хозяйства для работы зерносушилки на пропан-бутане в процессе завершения монтажа в Харьковской области (Украина). 

В этом вопросе существует очень большое недоразумение большинством заказчиков, с которыми мы сталкиваемся. Самый распространённый вопрос при этом – какой расход сжиженного газа на зерносушилке. 

В чём же сложность этого вопроса? Дело в том, что в Украине все уже давно привыкли к тому, что расход природного газа измеряется величиной количество кубических метров делённое на тонно-процент: м³/т% (см. подробнее о том, что такое тонно-процент). 

Но всё не так с сжиженным углеводородным газом! Дело в том, что СУГ (пропан-бутан) НЕ измеряют в кубических метрах! Ведь объём газа зависит от его давления. Пропан-бутан можно и нужно измерять в литрах или в килограммах. 

Но когда же нам использовать литры, а когда килограммы?

Почему так? Дело в том, что плотность сжиженного газа увеличивается при понижении температуры. Это значит, что в 1 литре СУГ будет находиться больше вещества при более низкой температуре. Поэтому, при покупке пропан-бутановой смеси в литрах, мы не знаем точно сколько килограмм мы купили. 

Допустим, мы купили 1000 литров летней пропан-бутановой смеси летом, когда температуре была +20°С и зимой, когда температура была +5°С. Тогда летом мы купили 0.545 х 1000 = 545 кг, а зимой 0.556 х 1000 = 556 кг газа или на 11 кг больше. Разница составляет 2% от общего веса!

Теперь Вы понимаете, что с покупкой газа в литрах нужно быть осторожнее. По крайней мере мы должны понимать что мы покупаем и при какой температуре.

Поэтому, для технических целей, пропан смешивают с бутаном. В разных странах есть разные стандарты соотношения пропана и бутана в смеси. Мы рассмотрим соотношение на примере Украины. Но в Казахстане, Молдове и Грузии принцип будет тот же.

Итак, в Украине соотношение пропана и бутана регламентируется стандартом ДСТУ 4047-2001, который распространяется на углеводородные сжиженные газы, предназначенные для использования в качестве топлива для коммунально-бытового потребления и для промышленных целей. (Для автомобильных газов используется другой стандарт).

Этот стандарт не нужно путать со стандартом ГОСТ 27578-87 “Газы углеводородные сжиженные для автомобильного транспорта”.

На фото приведена таблица из ДСТУ 4047-2001. Как видно из этой таблицы, сжиженные углеводородные газы в Украине делятся на такие:

• ПТ (Пропан технический), с содержанием пропана не менее 75%.
• СПБТ (Смесь пропана технического и бутана технического), с содержанием бутана не более 60%.
• БТ (Бутан технический), с содержанием бутана не менее 60%.

Нужно помнить, что стоимость сжиженных газов разных марок отличается. 

Самым дорогим газом является – пропан технический (ПТ), где присутствие, в процессе многократной переработки сжиженного нефтяного газа, пропана самое большое – 94%-98%.

Самым дешевым является газ с наибольшим содержанием бутана (БТ), который подходит для эксплуатации в двигателях внутреннего сгорания. (ББФ ещё дешевле, но мы не рассматриваем её как топливо для зерносушилки).

Реальная цена СУГов варьируется, в зависимости от текущей покупательной способности рынка и предложения производителей. Имеются также и сезонные скачки и падения цены.

Здесь мы не будем рассматривать марки ПТ и БТ, а рассмотрим только две СПБТ: летнюю и зимнюю. Обычно, для простоты расчетов, принимаются следующие соотношения газов в смесях:

1. ЛЕТНЯЯ СМЕСЬ: 50% пропана и 50% бутана;
2. ЗИМНЯЯ СМЕСЬ: 90% пропана и 10% бутана.

Каковы же свойства газов при данных пропорциях?

Учитывая всё вышесказанное, теперь мы можем легко перевести расход сжиженного газа зерносушилкой.

К примеру, если хорошая утепленная европейская зерносушилка с системой рекуперации тепла расходует 1,2 м³/тонно-процент природного газа с калорийностью 8’500 ккал/м³, это означает, что та же зерносушилка в тех же условиях будет расходовать 8’500 х 1,2 / 11’872 = 0,86 кг/тонно-процент сжиженного газа или около 1,58 литра/тонно-процент при температуре 15°С.

Если посмотреть на двузонные зерносушилки, расход природного газа у которых составляет около 1.00-1.05 м³/тонно-процент, то по той же формуле получим 0,72-0,75 кг/тонно-процент сжиженного газа или 1,31-1,38 литра/тонно-процент.

Самыми прожорливыми, по нашему мнению, являются американские зерносушилки. Их потребление может составлять от 1.3 до 1.6 м³/тонно-процент, что в переводе на СУГ равно 0,93-1,15 кг/тонно-процент сжиженного газа или 1,71-2,10 литров/тонно-процент при температуре 15°С.

Таким образом, коэффициент перевода природного газа в сжиженный газ составляет 8’500 ккал/м³ / 11’872 ккал/кг = 0,716 кг/м³. Или 0,716 кг/м³ / 0,545 кг/л = 1,326 л/м³.

Для промышленной эксплуатации зерносушилок, необходима установка испарителей, которые обеспечивают перевод жидкой фракции СУГ в газообразную. Некоторые американские зерносушилки оснащены собственными испарителями. Однако, такие испарители имеют ряд недостатков и рекомендуются к использованию только в мобильных сушилках. Более правильным является использование полноценного отдельностоящего испарителя.

В любом случае, для работы с испарителями, рекомендуется использовать сжиженный газ с бОльшим содержанием пропана. Например, зимнюю СПБТ (72-29% пропана) или ПТ (94-98% пропана).

СУГи с высоким содержанием пропана более качественные и не содержат в себе тяжелых примесей, которые засоряют и коксуют газовое оборудование.

Низкие качества сжиженного газа БТ не создают в резервуаре достаточного избыточного давления, необходимого для подачи жидкой фазы из резервуара в испарительно-редукционную группу. Это, в свою очередь, приводит к нестабильной работе всей системы.

Поэтому, для правильной работы зерносушилки на БТ требуется установка системы принудительной подачи газа в систему газоснабжения.

Бутан в стандартных системах нельзя использовать при низких температурах окружающей среды, так как он может “замерзнуть”: прекращение процесса испарения приведет к тому, что бутан перестанет создавать избыточное давление. (Мы ведь помним, что для испарения бутана нужна минимальная температура -0.5°С?) 

Это приведет к невозможности использования всей системы. Как результат – испорченный сезон сушки зерна!

• При оценке расхода сжиженного газа мы не меряем кубические метры. Поэтому, нужно чётко понимать, что именно мы измеряем: килограммы или литры. Ведь разница в цифрах составляет почти в два раза! Некоторых может испугать расход в литрах, а другие не верят в расход в килограммах, так как на подсознательном уровне эти цифры путаются. 🙂
• Как видим, расход топлива в зерносушилках разных типов может (в общем случае, при тех же условиях) колебаться от 0.72 до 1.15 кг/тонно-процент, т.е. почти в два раза. (Естественно, бывают исключения, но только в бОльшую сторону). Учитывая ценовые свойства сжиженного газа, нужно с осторожностью подходить к выбору типа зерносушилки. Сначала нужно выбрать тип (мы рекомендуем именно двузонные сушилки), а уже потом марку (бренд).
• Для работы зерносушилки в Украине мы рекомендуем покупать газы с максимально высоким возможным содержанием пропана. В любом случае, мы рекомендуем, чтобы содержание пропана было не менее 59%.

У природного газа есть как веские преимущества (дешевизна, технологичность, простота работы), так и веские недостатки (геополитические риски, дороговизна и сложность подключения и т.п.). Поэтому, Finpro Group не может слепо порекомендовать какое-то конкретное топливо. Дело в том, что целесообразность того или иного вида газа зависит от особенностей местных властей и газовых служб, от наличия газа по разумной цене, от производительности зерносушилки, от организации работы в вашем хозяйстве. 

Важным вопросом является также качество и калорийность сжиженного газа! Ведь чем ниже будет калорийность, тем больше будет расход топлива, а чем ниже будет качество, тем хуже и меньше времени будет работать газовое оборудование!

Решение о применении того или иного типа топлива может быть принято в ходе совместного обсуждения. Уже на первой же встрече с вами, мы сможем очертить круг вопросов и приблизиться к решению этой задачи на максимально близкое расстояние. Вам нужно только позвонить нам по телефону: +380 (50) 398-2629.

И помните, что тип зерносушилки очень сильно влияет на экономию газа. И, хотя энергосберегающие сушилки стоят немного дороже, на практике, разницу в их стоимости можно “отбить” уже за первый сезон!