Classificação e características do combustível de madeira

Determinação dos tipos de combustível de madeira:

Lascas de resíduos de processamento de madeira – aparas obtidas de resíduos de madeira industrial não processada (nervuras, aparas, etc.);

Lascas de toco – lascas de madeira obtidas de tocos ou troncos;

Lascas de resíduos madeireiros – lascas de madeira obtidas de galhos e copas (copas) após a colheita de madeira comercial;

Lascas de árvores inteiras – lascas de madeira obtidas a partir da biomassa aérea de uma árvore (tronco, galhos, agulhas ou folhas);

Lascas de toras ou lascas longas de madeira – lascas de árvores sem galhos e galhos;

Lascas florestais – aparas de madeira obtidas a partir de madeira bruta;

Lascas de combustível – lascas de madeira obtidas por trituração para combustão por diversos métodos;

Lascas de resíduos de serraria são lascas obtidas de subprodutos de serraria com ou sem resíduos de casca;

A serragem são pequenas partículas de madeira que são subprodutos da serraria;

Casca é resíduo obtido do processamento de madeira industrial por métodos de descascamento;

Lixar pó de madeira é um resíduo empoeirado gerado ao lixar madeira e tábuas não tratadas;

Grânulos de madeira combustível - pellets (DTG) - produtos cilíndricos (diâmetro 6-8 mm, comprimento até 30 mm), prensados ​​​​por extrusão a partir de madeira pré-seca e triturada;

Os briquetes de madeira combustível são produtos cilíndricos (diâmetro 60-80 mm, comprimento até 300 mm), prensados ​​​​por extrusão a partir de madeira pré-seca e triturada.

Desvantagens do combustível de madeira:

Combustão espontânea;

Decadência rápida;

Baixo valor de aquecimento volumétrico;

Baixa densidade aparente;

Alta umidade inicial (60% e acima).

Esses fatores tornam o transporte de combustível de madeira primária não lucrativo e complicam o armazenamento e o armazenamento. Diferenças significativas na umidade reduzem a eficiência dos equipamentos de energia térmica e complicam e aumentam o custo da produção de energia.

Pelotas de madeira:

as desvantagens acima são eliminadas ao usar combustível de madeira “melhorado”. Um tipo desse combustível são os pellets de madeira (WFP) - produtos com diâmetro de 6–8 mm e comprimento de 4–30 mm prensados ​​​​por extrusão a partir de madeira pré-seca e triturada.

Vantagens do DTG:

Não é capaz de combustão espontânea;

Biologicamente inativo – não apodrece, não contém poeira ou esporos;

Umidade constante (não mais que 10%);

Volumes de armazenamento menores;

Menor custo de equipamentos de caldeira para queima de DTG;

Significativamente grande valor calorífico em comparação com cavacos de madeira, serragem e madeira serrada.

De referir que as substâncias combustíveis da madeira, tal como noutros tipos de biomassa vegetal, são o carbono (cerca de 51%) e o hidrogénio (cerca de 6%), as restantes substâncias são lastro. Além disso, a desidratação da madeira requer um gasto significativo de energia tanto durante a combustão direta, gaseificação, etc., como durante a pré-secagem. Assim, o uso energético de tipos primários de combustível de madeira (lenha, aparas de madeira) com umidade relativa = 45-60% reduz o poder calorífico da madeira em 1,8-3,5 vezes, ver Fig..

O teor de umidade do combustível de madeira também afeta significativamente os mecanismos e a eficiência dos processos de combustão e troca de calor nas usinas de geração de energia.. A combustão constante e estável ocorre a uma umidade de, por exemplo, cavacos de combustível de até 40...45%. A combustão também é possível com umidade de cavacos de madeira de até 56...57% com um coeficiente de excesso de ar de 2 a 4...5, mas não é estável. Em dispositivos de combustão separados e caros, você pode queimar lascas de madeira com uma umidade máxima permitida de 60 e até 65% ou usar fontes de calor adicionais queimando outros combustíveis (gás, óleo combustível “backlight”, etc.). No entanto, é razoável utilizar tais tecnologias apenas para a eliminação de resíduos de madeira, e não para fins de produção de energia térmica.

O segundo fator mais importante que influencia significativamente a eficiência dos processos de combustão é a heterogeneidade e variabilidade das características físicas e mecânicas e a grande polidispersidade (0,5 mm-50 mm) dos tipos primários de combustível de madeira..

Assim, para aproveitar de forma eficaz o potencial energético da lenha, cuja quantidade é limitada no país, propõe-se preparar adequadamente a lenha inicial:

Seco

Homogeneizar, ou seja, dar-lhe parâmetros e propriedades físicas, químicas e mecânicas estáveis.

Isto aumentará significativamente (2-3 vezes) o poder calorífico específico, otimizará os processos de combustão, aumentará a eficiência dos equipamentos geradores de calor e sua eficiência em 1,3...2,8 vezes, reduzirá o custo do equipamento e o custo de sua operação, consulte a tabela.

Resumindo o acima exposto, é óbvio que a eficiência térmica e energética de um produto assim preparado (concentrado em massa combustível, possuindo características físico-químicas e mecânicas estáveis), ou seja, de combustível de madeira refinado - pellets de combustível de madeira, será várias vezes superior em comparação com o combustível de madeira primário (aparas de combustível). A baixa humidade dos pellets de madeira, a uniformidade e estabilidade das suas características físicas, químicas e mecânicas contribuem para o aumento do poder calorífico, aumentam a eficiência dos processos de combustão, simplificam o projecto de centrais térmicas, os processos de regulação e gestão de e aumentar a eficiência. A utilização de tipos refinados de lenha e equipamentos eficientes de produção de calor permitirá obter 2 a 4 vezes mais energia térmica a partir do potencial existente da lenha em comparação com tecnologias de combustão, gaseificação, etc. tipos primários de combustível de madeira, como lenha, lascas de madeira e outros.

Volume de produção, preços, produtores, consumidores

Os principais produtores de combustível lenhoso são as empresas do Ministério das Florestas - empresas florestais. A aquisição centralizada de lenha e resíduos de madeira é realizada por empresas do Ministério das Florestas e pela empresa Bellesbumprom.

As matérias-primas utilizadas são:

Resíduos de processamento de madeira gerados em serrarias e marcenarias de empreendimentos florestais;

Lenha proveniente de cortes planeados, cuja aquisição é efectuada através de capacidades existentes ou criadas no sistema do Ministério das Florestas;

Resíduos florestais;

Resíduos de madeira e madeira velha e morta, colhidas ao limpar florestas.

Dados de 2009: organizações do Ministério das Florestas preparadas total de 3,9 milhões de metros cúbicos de lenha.

A indústria criou 31 unidades de produção com capacidade total 500 mil metros cúbicos de chips de combustível por ano. Porém, devido à falta de vendas e ao consumo irregular de cavacos de madeira, algumas instalações de produção não estão operando em plena capacidade ou estão parcialmente ociosas. A peculiaridade da produção de chips de combustível é que eles não podem ser armazenados por muito tempo, caso contrário sua condutividade térmica é perdida. Em 2009, foram produzidos 204,8 mil metros cúbicos de cavacos de combustível. 912 mil metros cúbicos de lenha e 123,5 mil metros cúbicos de cavacos de combustível foram vendidos a fontes locais de calor para habitação e serviços comunitários. Foram exportados 2,9 mil metros cúbicos de lenha e 30 mil metros cúbicos densos. chips de combustível.

Programas estaduais para combustível de madeira:

Programa de aumento da eficiência das indústrias (lojas) de transformação de madeira do Ministério das Florestas para 2007-2010. De acordo com este Programa, foi realizada a reestruturação destas indústrias. As oficinas mais desenvolvidas foram modernizadas, a partir delas, a produção de produtos de madeira serrada, madeira arredondada e produtos derivados, produtos semiacabados de madeira, lascas e grânulos de combustível de madeira (pellets), processamento de madeira nobre.

De acordo com o Programa Estatal para o Desenvolvimento Inovador da República da Bielorrússia para 2007-2010, estão a ser criadas novas instalações de produção no sistema do Ministério das Florestas. Duas delas são plantas de produção grânulos de combustível (pelotas) já estão trabalhando nas empresas florestais experimentais Stolbtsy e Zhitkovichi. A capacidade total anual desses empreendimentos é de 14 mil toneladas de pelotas.

Os produtores de pellets na Bielorrússia também são: EKOGRAN JLLC, PROFITSISTEM JLLC, IVA Unitary Enterprise, Pinskdrev JSC.

O principal consumidor de combustível lenhoso é a população (lenha para aquecimento de fogões), empresas de habitação e serviços comunitários (lenha, aparas de combustível), mini-CHP da empresa Belenergo (lenha, aparas de combustível).

Existem cerca de 3.000 caldeiras de pequeno e médio porte operando com combustível de madeira..

Mini-CHPs que usam combustível de madeira operam em Pruzhany, Vileika, Bobruisk, Osipovichi, Pinsk.

Em 2010, foi aprovado o Programa Estadual de Desenvolvimento de Fontes Renováveis ​​de Energia para 2010-2015. De acordo com o programa, serão construídas 161 mini-CHPs movidas a lenha. (O Ministério das Florestas dispõe de dados sobre a perspectiva de construção de 20 mini-CHPs que funcionam com combustível lenhoso.) Está previsto aumentar a produção de chips de combustível, e seus volumes estarão vinculados à criação de fontes de energia adequadas. Ao mesmo tempo, vão organizar novas capacidades para a produção de cavacos de madeira antes do previsto!?

Plantações de culturas florestais e usinas energéticas de rápido crescimento.

Em 2009, foram criados 171 hectares de plantações florestais para abastecer a indústria de celulose e papel com madeira para celulose de pinho e abeto, bem como as indústrias de processamento de madeira com toras de madeira serrada de alta qualidade.

O Ministério das Florestas está a trabalhar na plantação de plantas energéticas de rápido crescimento (arbustos e plantas herbáceas) com um aumento médio anual de biomassa superior a 25 m 3 /ha. Estima-se preliminarmente que existam 100 mil hectares de terra atualmente tecnicamente disponíveis para plantações “energéticas”, o potencial de biomassa de plantas de rápido crescimento é estimado em 0,6...0,8 milhões de tce/ano - cerca de 2...2,75 milhões de m3 de combustível de madeira por ano. Além disso, a Bielorrússia tem até 500 mil hectares de terras de baixo valor e baixa produtividade que não são lucrativas para o cultivo de produtos agrícolas. Tendo em conta esta perspectiva, é possível aumentar as plantações energéticas para obter até 4 milhões de t.e. por ano (13 milhões de m 3 de equivalente combustível de madeira). Em 2010, a empresa Beltopgaz deveria começar a desenvolver tecnologia para o cultivo de espécies de plantas e árvores de rápido crescimento?

Custo do combustível de madeira.

Anteriormente, estava em vigor o Decreto do Ministério da Energia da República da Bielorrússia, de 4 de julho de 2007, nº 21 “Sobre acordos entre organizações de Belenergo e fornecedores de combustível de madeira”. De acordo com este documento, o preço foi definido tendo em conta a humidade e o poder calorífico das matérias-primas originais da madeira. Atualmente, este documento não está mais em vigor, mas a Resolução do Ministério das Florestas da República da Bielorrússia datada de 24 de dezembro de 2009 nº 35 “Sobre os preços da lenha preparada (exceto lenha para a população) e aparas de combustível para 2010” está em vigor. Estes preços são fixados para todos os produtores e consumidores legais de lenha e aparas de combustível.

Lenha: preço por m3 denso sem IVA, branco. rublos

Todos os preços estão na faixa de 22.200...66.100 BYN. rublos

Chips de combustível: preço de um m3 denso sem IVA, branco. rublos:

Tamanho do mercado

Tendo em conta os dados de 2009 sobre caldeiras de habitação e serviços comunitários e empreendimentos convertidos para combustível lenhoso, bem como mini-CHPs, temos o seguinte volume de lenha e aparas de combustível:

Aproximadamente 1 milhão de m 3 lenha e 200 mil m 3 lascas de madeira Tomando o custo de 1 m 3 lenha cerca de 44.000 rublos e 1 m 3 aparas de madeira - 73.000 rublos, obtemos um volume médio anual de mercado de cerca de 19 milhões de dólares..

Pellets de combustível de madeira (pelotas)

Não são utilizados na Bielorrússia como combustível para caldeiras e mini-CHPs. O custo dos pellets pelos produtores bielorrussos permanece ao nível 96...101 euros por tonelada (FCA, Pinsk). Sabe-se que quase todo o volume produzido de pellets é exportado. O custo dos pellets no mercado europeu é de cerca de 130...135 euros por tonelada (DDU, Alemanha).

Explicações

Deve também notar-se que as tecnologias para a utilização energética do combustível primário de madeira (lenha e aparas de madeira) requerem equipamentos bastante caros, complexos e pesados ​​para a colheita, moagem, armazenamento e transporte, incluindo equipamento interoperacional e tecnológico (há um relatório Belgiproles sobre produção e aquisição de combustível lenhoso). Devido à alta umidade do combustível de madeira primária e ao baixo poder calorífico, as caldeiras e mini-CHPs precisam gastar eletricidade e calor adicionais em sua preparação - moagem, teste de pressão e, o mais importante, secagem. Caso contrário, a capacidade de aquecimento dessas caldeiras e mini-CHPs permanece baixa. Exemplo de mini-CHP Osipovichi:

médiacusto da energia térmica , obtido pela queima de cavacos de madeira na mini-CHP Osipovichi, custa cerca de 60.000 rublos. por Gcal, e de acordo com engenheiros de energia de habitação e serviços comunitários, no inverno chega a 120.000...170.000 rublos. por Gcal, enquanto a média do sistema energético (alimentado a gás natural)avaliar para consumidores industriais de água quente e vapor em período de invernoé de 129.000 rublos/Gcal, e para habitação e serviços comunitários, 44.000 rublos. por Gcal.

Acredita-se que a mini-CHP Pruzhany tenha o melhor desempenho energético, por exemplo, com potência térmica de 11,85 Gcal/hora, consome 70 m 3 de cavaco de madeira e 120 m 3 de lenha por dia. Nos cálculos, o equivalente térmico de 1 m 3 de combustível de madeira é considerado igual a 0,29, e o equivalente térmico de 1000 m 3 de gás natural, respectivamente, é 1,15.

Então obtemos: (70+120) 0,29/24/11,85 = 0,194 t.e.f./Gcal, enquanto as termelétricas e caldeiras a gás natural têm um indicador de 0,155...0,17 t.e.t./Gcal.

Ou seja, para obter 11,85 Gcal/hora serão necessários 0,16·24·11,85/1,15 = 40 mil m3 de gás natural por dia. Atualmente, para os consumidores industriais e para o sistema energético, o preço do gás natural sem IVA é de 217 dólares por mil metros cúbicos. metros.

Então o custo do gás natural: 217·1,2·40 = $10.416 por dia.

Combustível de madeira e aparas de madeira: (44.000·1,2·120+73.000·1,2·70)/3.090 = $4.035 por dia.

Pelotas: 0,168·24·11,85/0,6= 79,7 toneladas, 79,7·96·1,3·1,2 = $11.935 por dia.

Esta justificação para a poupança de gás natural fundamenta a orientação dos programas estatais para a construção de caldeiras e mini-CHPs a partir de madeira e aparas de madeira, em vez de pellets, e também fundamenta a necessidade de manter preços baixos para lenha e lascas.

Deve-se notar que as informações sobre as CHPPs de Osipovichi e Pruzhanskaya não estão prontamente disponíveis, não se sabe se estão atingindo a capacidade projetada, não são conhecidos os custos exatos para suas próprias necessidades - para a preparação e secagem de combustível primário, o o custo de entrega de combustível não é levado em consideração (por exemplo, o combustível de madeira é transportado para a CHPP Pruzhanskaya em lubrificantes por 30 km), os custos totais das empresas florestais para aquisição de combustível não são levados em consideração - o custo de operação de picadores, tratores , derrapagem, etc., o custo de armazenamento (relatório Begiproles). Notamos também que as principais fontes de rendimento das empresas florestais são a aquisição, processamento e exportação de madeira industrial e não de madeira para combustível.

Com a construção nos próximos anos de pelo menos 20 mini-CHPs semelhantes a Pruzhanskaya, receberemos um aumento anual no consumo de chips de combustível de cerca de 400 mil m 3 e lenha cerca de 500 mil m 3 . Conseqüentemente, o volume do mercado aumentará em US$ 16 milhões.

Existem os seguintes dados das empresas florestais: é possível aumentar o volume anual de aquisição de lenha para 5 milhões de m 3 (actualmente estão a colher cerca de 4 milhões de m 3 por ano), e até 2012 vão aumentar o volume da aquisição de combustível de madeira para 11 milhões de m 3 ?, e isto não leva em conta a criação de plantações de combustível de árvores de rápido crescimento.

Pergunta: quais serão os custos de criação de plantações de árvores energéticas, de aquisição de combustível de madeira, e será rentável, por exemplo, a um preço de 73.000 rublos?

A escolha correta do combustível para uma caldeira a combustível sólido ajuda a economizar dinheiro e manter o equipamento operacional.

Ao utilizar lenha, pellets (pellets de combustível), briquetes de combustível e carvão para aquecimento de ambientes, é importante que a liberação de calor ocorra lentamente.

A madeira caducifólia é mais adequada para aquecimento de ambientes: carvalho, freixo, bétula, aveleira, teixo, espinheiro.

Diferentes espécies de árvores têm suas próprias características de combustão. Assim, a lenha feita de faia, bétula, freixo e aveleira é difícil de acender, mas pode queimar úmida porque tem pouca umidade. Além disso, a lenha “caducifólia”, exceto a faia, racha facilmente.

O amieiro e o álamo tremedor queimam sem produzir fuligem e até queimam na chaminé. Lenha de bétula é boa para aquecer, mas não quantidade suficiente o ar na fornalha queima com fumaça e forma alcatrão (resina de bétula), que se deposita nas paredes do tubo. Por sua vez, a lenha de pinho queima mais quente do que a lenha de abeto devido ao seu maior teor de resina.

Carvalho e carpa têm melhor transferência de calor quando queimados, mas não se partem facilmente, o cedro produz carvão de longa combustão, a lenha de pereiras e macieiras se parte facilmente e queima bem, a lenha de cerejeira e olmo fumega durante a queima e a lenha de sicômoro derrete facilmente , mas é difícil de dividir.

Lenha espécies coníferas tem baixo poder calorífico, fumega e faísca, formando depósitos resinosos na tubulação, mas lasca e derrete facilmente. O choupo e a tília queimam bem, acendem fortemente e queimam muito rapidamente.

O poder calorífico da lenha de diversas espécies depende da densidade da madeira, o que por sua vez afeta o fator de conversão metro cúbico => metro de armazenamento.

Tabela com valores caloríficos médios por 1 metro de lenha

Vale ressaltar que 1 metro armazenado de madeira seca de árvores caducifólias substitui 200-210 litros de combustível líquido ou 200-210 m 3 de gás natural.

Os pellets, para cuja produção são utilizadas cascas, serradura, aparas de madeira, resíduos agrícolas (cascas de girassol, palha, linho de qualidade inferior), bem como materiais de embalagem orgânicos e recipientes de cartão, são equivalentes em eficiência ao carvão.

Este tipo moderno e universal de biocombustível é agora produzido a partir de paralelepípedos de árvores duras e macias, palha, cascas de girassol, espigas e talos de milho e turfa.

Feitos de materiais reciclados que são inofensivos para os seres humanos e o meio ambiente, os pellets emitem de 10 a 50 vezes menos dióxido de carbono(CO 2) no meio ambiente e 15-20 vezes menos cinzas do que no caso da combustão do carvão.

Pellets são usados ​​para aquecimento edifícios residenciais queimando em fogões, lareiras e caldeiras para fornecer calor e eletricidade instalações industriais e pequeno assentamentos(usando grânulos grandes, alto teor de casca).

Além disso, os pellets são mais baratos que o carvão, combustível líquido ou lenha, esse biocombustível é conveniente para transporte em sacos embalados e a granel, não requer grandes áreas de armazenamento e pode ser armazenado em ao ar livre sem inchaço ou apodrecimento.

Quando armazenados, os pellets não entram em combustão espontânea, não requerem processamento adicional antes do uso e seu poder calorífico é superior ao da serragem e dos cavacos de madeira e 1,5 vezes superior ao valor calorífico da lenha.

Transferência de calor de pellets e fontes alternativas energia

Ao queimar 1,9 toneladas de pellets, é liberada aproximadamente a mesma quantidade de calor que ao queimar 1 tonelada de óleo combustível. Ao mesmo tempo, o custo dos pellets no mercado interno é 3 vezes mais barato, ou seja, o aquecimento com pellets é 40% mais barato que o óleo combustível.

Características comparativas dos tipos de combustível

Esse biocombustível queima quase completamente com uma quantidade mínima de escória e permite limpar a caldeira com muito menos frequência. As caldeiras a pellets duram mais, requerem menos manutenção e são mais económicas. Além disso, os dispositivos domésticos de aquecimento a pellets podem ser ajustados automaticamente.

Nos EUA, a produção de pellets é regulamentada por certos padrões - Standard Regulations & Standards for Pellets in the US - para densidade, tamanho, umidade, teor de poeira e outras substâncias. Assim, a variedade Premium, cujo teor de cinzas não passa de 1%, representa cerca de 95% dos pellets produzidos nos Estados Unidos, o restante é a variedade Standard, cujo teor de cinzas não passa de 3%.

– Na Alemanha: DIN 51731, na Áustria: ONORM M 7135, na Grã-Bretanha: The British BioGen Code of Practice for biofuel (pellets), na Suíça: SN 166000, na Suécia: SS 187120.

Padrões básicos de qualidade europeus para pellets de combustível

Os briquetes de combustível, cuja produção também utiliza resíduos de madeira (serragem, aparas de madeira), resíduos agrícolas (palha, casca de girassol, trigo sarraceno) e turfa, são adequados para vários tipos fornalhas (fogões), caldeiras a lenha e lareiras.

Agora você pode comprar briquetes RUF - tijolos forma retangular, os briquetes NESTRO têm formato cilíndrico, às vezes com furo radial em seu interior, e Pini & Kay - briquetes que possuem 4, 6 ou 8 arestas com furo radial longitudinal em seu interior.

Este biocombustível ecológico não é afetado por fungos, queima 2 a 4 vezes mais que a lenha e é fácil de armazenar e usar.

Além disso, os briquetes têm em média o dobro do poder calorífico da lenha convencional, garantindo uma temperatura constante em cada fase da combustão graças a uma chama uniforme.

Moderno caldeiras de combustível sólido os briquetes não podem ser limpos mais do que uma vez por ano e as cinzas podem ser usadas como fertilizante ecologicamente correto.

Os custos de aquecimento com briquetes de combustível são mais baixos do que com carvão ou lenha.

A qualidade do carvão depende da idade e das condições de carbonização. À medida que o envelhecimento avançava, ocorreu uma concentração de carbono e uma diminuição no conteúdo de componentes voláteis, em particular água. Assim, a lenhite jovem tem um teor de humidade de 30-40% e mais de 50% de componentes voláteis, a hulha tem um teor de humidade de 12-16% e cerca de 40% de componentes voláteis, e para a hulha velha - antracite - estes 2 indicadores são 5-7%.

O carvão também contém várias impurezas formadoras de cinzas não inflamáveis, "rocha". As cinzas poluem o meio ambiente e são sinterizadas em escória nas grelhas, o que dificulta a queima do carvão, e a presença da rocha reduz o calor específico de combustão do carvão.

Dependendo da variedade e das condições de produção, a quantidade minerais difere muito. Assim, o teor de cinzas do carvão é de cerca de 15% (10-20%).

Um componente nocivo do carvão também é o enxofre, durante a combustão do qual se formam óxidos, que no ar se transformam em ácido sulfúrico.

O carvão é classificado de acordo com vários parâmetros (geografia de produção, composição química), mas do ponto de vista “cotidiano” basta conhecer a rotulagem e as possibilidades de utilização.

O seguinte sistema de designação de carvão é usado: Classe = (classe) + (classe de tamanho).

O carvão consiste em dois componentes inflamáveis: substâncias voláteis e resíduos sólidos (coque).

Na primeira etapa da combustão, com excesso de oxigênio, são liberadas substâncias voláteis, que queimam rapidamente, gerando uma chama longa, mas uma pequena quantidade de calor. Na segunda etapa, ocorre a queima do resíduo de coque, cuja intensidade de combustão e temperatura de ignição dependem do grau de carbonização, ou seja, do tipo de carvão (marrom, duro, antracito).

Quanto maior o grau de carbonização (mais alto para o antracito), maior será a temperatura de ignição e o calor de combustão, mas menor será a intensidade da combustão.

Carvão dos graus B (marrom), D (pedra de chama longa), G (gás de pedra), devido ao alto teor de substâncias voláteis, rapidamente se inflama e queima rapidamente.

O carvão desses tipos é acessível e adequado para quase todos os tipos de caldeiras, porém, para combustão completa, esse carvão deve ser fornecido em pequenas porções para que as substâncias voláteis tenham tempo de se combinar completamente com o oxigênio.

A combustão completa do carvão é caracterizada por uma chama amarela e gases de combustão transparentes, e a combustão incompleta é caracterizada por uma chama carmesim e fumaça preta. Para queimar efetivamente esse carvão, o processo deve ser monitorado constantemente.

Carvão de grau SS (pedra, pouco endurecido, A (antracito) é mais difícil de inflamar, mas queima por muito tempo e produz significativamente mais calor.

Esse carvão pode ser carregado em grandes quantidades, pois queima principalmente resíduos de coque e não há liberação em massa de substâncias voláteis.

O modo de sopro é muito importante, pois se faltar ar a combustão ocorre lentamente, pode parar, ou, inversamente, aumento excessivo da temperatura, o que leva à retirada de calor e à queima da caldeira.

Tabela comparativa do poder calorífico de alguns tipos de combustível

(Fig. 14.1 - Valor calórico
capacidade de combustível)

Preste atenção ao poder calorífico (calor específico de combustão) vários tipos combustível, compare os indicadores. O poder calorífico do combustível caracteriza a quantidade de calor liberada durante a combustão completa de um combustível com peso de 1 kg ou volume de 1 m³ (1 l). Na maioria das vezes, o valor calorífico é medido em J/kg (J/m³; J/l). Quanto maior o calor específico de combustão do combustível, menor será o seu consumo. Portanto, o valor calorífico é um dos mais características significativas combustível.

O calor específico de combustão de cada tipo de combustível depende de:

• Dos seus componentes inflamáveis ​​​​(carbono, hidrogênio, enxofre combustível volátil, etc.).
• Pelo seu teor de umidade e cinzas.

por m³

(Fig. 14.2 - Calor específico de combustão)

De acordo com a tabela “Calor de combustão específico de vários portadores de energia, análise comparativa de custos”, o propano-butano (gás liquefeito de petróleo) é inferior em benefícios econômicos e perspectivas de uso apenas ao gás natural (metano). No entanto, deve ser dada atenção à tendência para um inevitável aumento do custo do gás principal, actualmente significativamente subestimado. Os analistas prevêem uma inevitável reorganização da indústria, que levará a um aumento significativo do preço do gás natural, talvez até ultrapassando o custo do gasóleo. Assim, o gás liquefeito de petróleo, cujo custo permanecerá praticamente inalterado, continua extremamente promissor - solução ideal

para sistemas de gaseificação autônomos.

A madeira é um material bastante complexo em sua composição química. Por que estamos interessados ​​na composição química? Mas a combustão (incluindo a queima de lenha em um fogão) é uma reação química dos materiais de madeira com o oxigênio do ar circundante. Exatamente de composição química

Este ou aquele tipo de madeira determina o valor calorífico da lenha.

Os principais ligantes químicos da madeira são a lignina e a celulose. Eles formam células - uma espécie de recipientes dentro dos quais há umidade e ar. A madeira também contém resina, proteínas, taninos e outros ingredientes químicos.

As diferenças entre as rochas no valor calorífico parecem ser mínimas. Vale ressaltar que pela tabela pode parecer mais lucrativo comprar lenha preparada com madeira de coníferas, pois seu valor calorífico é maior. Porém, no mercado, a lenha é fornecida em volume e não em peso, portanto, em um metro cúbico de lenha colhida de madeira caducifólia simplesmente haverá mais.

Impurezas prejudiciais na madeira

Durante reação química Ao queimar, a madeira não queima completamente. Após a combustão, permanecem cinzas - ou seja, a parte não queimada da madeira e, durante o processo de combustão, a umidade evapora da madeira.

As cinzas têm menos efeito na qualidade da combustão e no valor calorífico da lenha. Sua quantidade em qualquer madeira é a mesma e gira em torno de 1%.

Mas a umidade da madeira pode causar muitos problemas na hora de queimá-la. Portanto, imediatamente após o corte, a madeira pode conter até 50% de umidade. Assim, ao queimar essa lenha, a maior parte da energia liberada pela chama pode ser gasta simplesmente na evaporação da própria umidade da madeira, sem realizar nenhum trabalho útil.

A umidade presente na madeira reduz drasticamente o valor calorífico de qualquer lenha. A queima de madeira não só não cumpre a sua função, como também se torna incapaz de manter a temperatura necessária durante a combustão. Ao mesmo tempo, a matéria orgânica da lenha não queima completamente; quando a lenha queima, é liberada uma grande quantidade de fumaça, que polui tanto a chaminé quanto o espaço de combustão.

O que é o teor de umidade da madeira e o que isso afeta?

Uma quantidade física que descreve a quantidade relativa de água contida na madeira é chamada de teor de umidade. O teor de umidade da madeira é medido como uma porcentagem.

Ao medir, dois tipos de umidade podem ser levados em consideração:

• A umidade absoluta é a quantidade de umidade contida na madeira no momento atual em relação à madeira completamente seca. Tais medições são geralmente realizadas para fins de construção.
• A umidade relativa é a quantidade de umidade que a madeira contém atualmente em relação ao seu próprio peso. Esses cálculos são feitos para madeira utilizada como combustível.

Portanto, se estiver escrito que a madeira tem umidade relativa de 60%, então sua umidade absoluta será expressa como 150%.

Analisando esta fórmula, pode-se estabelecer que a lenha colhida de árvores coníferas com umidade relativa de 12 por cento liberará 3.940 quilocalorias ao queimar 1 quilograma, e a lenha colhida de árvores decíduas com umidade comparável liberará 3.852 quilocalorias.

Para entender o que é uma umidade relativa de 12 por cento, expliquemos que a lenha adquire tal umidade, que muito tempo seque lá fora.

Densidade da madeira e seu efeito no valor calorífico

Para estimar o valor calorífico, é necessário utilizar uma característica ligeiramente diferente, nomeadamente o valor calorífico específico, que é um valor derivado da densidade e do poder calorífico.

Informações sobre o poder calorífico específico de determinadas espécies de madeira foram obtidas experimentalmente. A informação é fornecida para o mesmo nível de umidade de 12 por cento. Com base nos resultados do experimento, foi compilado o seguinte: mesa:

Usando os dados desta tabela você pode comparar facilmente o valor calorífico de diferentes tipos de madeira.

Que tipo de lenha pode ser usada na Rússia

Tradicionalmente, o tipo de lenha preferido para queimar em fornos de tijolos na Rússia é a bétula. Embora a bétula seja essencialmente uma erva daninha, cujas sementes se fixam facilmente em qualquer solo, é extremamente utilizada na vida quotidiana. Uma árvore despretensiosa e de rápido crescimento serviu fielmente aos nossos ancestrais por muitos séculos.

A lenha de bétula tem um valor calorífico relativamente bom e queima de forma bastante lenta e uniforme, sem sobreaquecer o fogão. Além disso, aproveita-se até a fuligem obtida na combustão da lenha de bétula - inclui o alcatrão, que é utilizado tanto para fins domésticos como medicinais.

Além da bétula, a madeira de choupo, choupo e tília é utilizada como madeira caducifólia como lenha. A sua qualidade em comparação com a bétula, claro, não é muito boa, mas na ausência de outras é perfeitamente possível utilizar essa lenha. Além disso, a lenha de tília, ao ser queimada, libera um aroma especial, considerado benéfico.

A lenha de Aspen produz uma chama alta. Podem ser utilizados na fase final do fogo para queimar a fuligem formada na queima de outras madeiras.

O amieiro também queima de maneira bastante uniforme e, após a combustão, sai pequena quantidade cinzas e fuligem. Mas, novamente, em termos da soma de todas as qualidades, a lenha de amieiro não pode competir com a lenha de bétula. Mas por outro lado - quando usada não em balneários, mas para cozinhar - a lenha de amieiro é muito boa. A sua queima uniforme ajuda a cozinhar os alimentos de forma eficiente, especialmente produtos assados.

Lenha preparada a partir de árvores frutíferas são bastante raros. Essa lenha, e principalmente o bordo, queima muito rapidamente e a chama atinge temperaturas muito altas durante a queima. alta temperatura, o que pode afetar negativamente o estado do forno. Além disso, basta aquecer o ar e a água do banho, e não derreter o metal nele. Ao utilizar essa lenha, ela deve ser misturada com lenha de baixo valor calorífico.

Lenha feita de madeira macia raramente é usada. Em primeiro lugar, esta madeira é frequentemente utilizada para fins de construção e, em segundo lugar, a disponibilidade grande quantidade resinas em árvores coníferas contaminam fornalhas e chaminés. Faz sentido aquecer o fogão com lenha de pinho somente após uma longa secagem.

Como preparar lenha

A coleta de lenha geralmente começa no final do outono ou início do inverno, antes que a cobertura permanente de neve seja estabelecida. Os troncos abatidos são deixados nas parcelas para a secagem inicial. Depois de algum tempo, geralmente no inverno ou início da primavera, a lenha é retirada da floresta. Isto deve-se ao facto de neste período não serem realizados trabalhos agrícolas e o solo congelado permitir carregar mais peso no veículo.

Mas esta é a ordem tradicional. Agora, devido ao alto nível de desenvolvimento tecnológico, a lenha pode ser preparada o ano todo. Pessoas empreendedoras podem trazer lenha já serrada e picada a qualquer dia por uma taxa razoável.

Como serrar e cortar madeira

Corte a tora trazida em pedaços adequados ao tamanho da sua fornalha. Posteriormente, os decks resultantes são divididos em toras. Toras com seção transversal superior a 200 centímetros são divididas com cutelo e o restante com machado comum.

As toras são divididas em toras de modo que a seção transversal da tora resultante seja de cerca de 80 cm². Essa lenha vai queimar por muito tempo em fogão de sauna e produzir mais calor. Toras menores são usadas para gravetos.

As toras cortadas são empilhadas em uma pilha de lenha. Destina-se não apenas ao armazenamento de combustível, mas também à secagem de lenha. Uma boa pilha de lenha ficará localizada em um espaço aberto, soprado pelo vento, mas sob uma cobertura que proteja a madeira da precipitação.

A fileira inferior de toras de pilha de lenha é colocada sobre toras - postes longos que evitam que a lenha entre em contato com o solo úmido.

A secagem da lenha até um nível de umidade aceitável leva cerca de um ano. Além disso, a madeira em toras seca muito mais rápido do que em toras. A lenha picada atinge um nível de umidade aceitável três meses após o verão. Quando seca durante um ano, a madeira da pilha terá um teor de umidade de 15%, o que é ideal para combustão.

Valor calórico da lenha: vídeo

Fontes de energia renováveis ​​e amigas do ambiente

Vantagens do uso de cavacos de madeira em comparação ao carvão

1. Ao usar aparas de madeira, os seguintes problemas são resolvidos:
   1. destinação de resíduos de serraria;
   2. reciclagem de nós e vegetação rasteira no desenvolvimento de parcelas em áreas madeireiras;
   3. questões sobre a limpeza de terras agrícolas cobertas de bétulas e arbustos;
   4. para a reciclagem de madeira não comercial;
   5. para desmatar florestas e zonas de proteção;
   6. reduzindo o risco de incêndio em florestas e cinturões florestais.
2. Caldeiras que funcionam com aparas de madeira são mais ecológicas porque... O sistema de automação da caldeira monitora a combustão completa dos cavacos de madeira e a proporção correta de ar fornecido e cavacos de madeira.
3. Lascas de madeira são uma fonte de energia renovável.

Qualidade dos chips

Para o bom funcionamento de pequenos sistemas de aquecimentoé necessário material seco e peneirado com determinados tamanhos de cavacos individuais. Normalmente, para isso, é utilizado um material com comprimento de partícula da fração principal de 3,15 a 30 mm e teor de umidade residual inferior a 30%.

Instalações maiores podem usar materiais mais grossos com maiores variações no comprimento das bordas.

Um importante indicador da qualidade da combustão é o teor de cinzas dos cavacos de madeira. Se o teor de cinzas for alto, é necessária a limpeza dos gases de combustão.

Racionamento e classificação de cavacos de madeira

Como parâmetros principais, de acordo com a classificação segundo a norma austríaca M7133, são estabelecidos requisitos para o tamanho dos chips, por exemplo: G30 - para chips com seção transversal máxima de 3 cm 2, G50 - para chips com seção transversal máxima de 5 cm 2, bem como para teor de umidade, por exemplo: W35 - para cavacos de madeira com teor máximo de umidade de 35%.

Esta norma estabelece classes e especificações para os seguintes parâmetros:

• Umidade
• Conteúdo de cinzas
• Composição fracionária (tamanho)
• Densidade aparente
• Conteúdo de nitrogênio e cloro
• Calor de combustão

Características das aparas de madeira

Se o calor de combustão da madeira depende apenas em pequena medida do tipo de madeira, então a humidade a este respeito tem ótimo valor. Além disso, a umidade é fator determinante para a vida útil dos cavacos de madeira.

Lascas de madeira com teor de umidade inferior a 30% são classificadas como “armazenáveis”, ou seja, V nesse caso não podemos falar da decomposição microbiana da madeira e das perdas de massa e energia associadas. O teor de umidade do material recém-cortado varia de 50% a 60%. Portanto, recomenda-se a produção de cavacos de madeira após secagem preliminar.

A tabela seguinte mostra o valor calorífico em função da humidade. Calor de combustão de recém-serrado árvores coníferasé de aproximadamente 2 kWh por kg, após secagem até um teor de umidade de 20%, o calor de combustão dos cavacos de madeira pode dobrar (4 kWh).

A densidade aparente é a próxima característica principal dos cavacos de madeira (e outros espécie dura combustível).

Entre outras coisas, determina a densidade energética do combustível e depende diretamente do volume de espaço necessário para armazenar e transportar uma determinada quantidade de energia.

Se o calor de combustão de cavacos com um teor de umidade de 20% de carvalho e faia for 1100 kW*h por metro cúbico a granel, então o calor de combustão de cavacos de choupo é significativamente menor e equivale a 680 kW*h por metro cúbico a granel metro.

Por exemplo, para cobrir a procura anual de 44 MWh prédio de apartamentos, requer 40 metros cúbicos de lascas de carvalho e faia ou 65 metros cúbicos de lascas de choupo.

Fabricação e vendas

Na Alemanha, os chips de árvores coníferas são os mais procurados no mercado.

Em 2007, segundo o Departamento Federal de Estatísticas, a produção de cavacos de árvores coníferas foi de 3,80 milhões de toneladas, no mesmo período foram produzidas apenas 41 mil toneladas de cavacos de árvores decíduas.

As vendas de produtos de qualidade inferior provenientes de corvinas e pequenas matas florestais totalizaram 1,98 milhão de toneladas. No mesmo período, foram importadas 4,04 milhões de toneladas de aparas ou lâminas de árvores coníferas e 85 mil toneladas de árvores decíduas. Este é um aumento de 340% nas importações em 5 anos. 63% das importações vieram da Áustria, Holanda e França. As exportações de aparas e flocos de madeira em 2007 totalizaram 17,94 milhões de toneladas, o que é 66% superior ao de 2002.

Preço

Os preços das aparas de madeira aumentaram ao longo dos anos, com um aumento de 80% entre Julho de 2004 e Julho de 2009. O preço de venda a retalho de aparas de madeira seca no 4º trimestre de 2009 na Alemanha foi de 119 euros por tonelada (teor de humidade de 20% ou teor de humidade de madeira de 25%, entrega 30 m 3, incluindo entrega até 20 km e IVA). Isto equivale a um preço equivalente ao combustível líquido de 29,71 cêntimos por litro.

Diferenças ou flutuações significativas de preço são determinadas dependendo da região, estação do ano, qualidade, umidade e distância do local de entrega. O volume de fornecimento também é um fator importante, uma vez que as poderosas usinas de cogeração gastam 40% menos em combustível do que as pequenas usinas.

COMBUSTÍVEL - Lascas de madeira

Lascas de madeira são madeira triturada. A qualidade do combustível é incomparável, disponível em quantidade suficiente e continuamente reabastecida.

Se necessário, somente através da manutenção regular de suas florestas você poderá mobilizar adicionalmente grandes quantidades anualmente.

Qualquer madeira não processada pode ser transformada em cavacos: madeira redonda, resíduos de serraria, madeira após processamento e processamento, produtos de fazendas com rápida rotatividade de corte, árvores após desbaste e resíduos de madeira.

Batatas fritas, como pellets:

• Combustível doméstico.
• Não depende da crise.
• Neutro ao dióxido de carbono.
• Não é caro pelo preço.

A sua utilização reduz a dependência das importações, restringe a formação de preços no país e oferece oportunidades de desenvolvimento sustentável para as regiões.

As vantagens dos cavacos de madeira em relação à lenha e aos pedaços de madeira residem principalmente na sua fluidez, que garante a combustão em sistemas de aquecimento totalmente automáticos.

Para a qualidade dos cavacos de madeira, características do combustível como umidade, granulação, distribuição do tamanho das partículas, proporção de frações finas, proporção de casca, densidade aparente e teor de cinzas são importantes.

Com o aumento da proporção de casca durante a combustão, forma-se maior quantidade de cinzas.

A densidade aparente reflete o peso de um metro cúbico a granel e, em última análise, determina qual valor calorífico o comprador receberá pelo seu dinheiro.

Na Alemanha não existem normas DIN para aparas de madeira. Devido ao uso de longo prazo na Alemanha, os valores-limite e as condições da classificação austríaca para cavacos de madeira de acordo com a norma austríaca M7133 foram estabelecidos como padrão comercial.

Em Maio de 2005, entrou em vigor uma norma preliminar (especificação técnica) intitulada “Biocombustíveis sólidos – Especificações e classes de combustíveis” (DIN CEN/TS 14961) como norma de classificação, que define classes e especificações para os seguintes parâmetros:

• Umidade
• Conteúdo de cinzas
• Distribuição de tamanho de grão
• Densidade aparente
• Conteúdo de nitrogênio e cloro
• Calor de combustão

Outros dados sobre cavacos de madeira:

• Valor calórico: OK. 3,3 - 4,3 kWh/kg ou 783 kWh/m 3 dependendo da umidade (de recém-cortado a 40% de umidade).
• Densidade aparente: OK. 210 - 250 kg/m 3 dependendo da umidade, 230 kg/m 3 com 20% de umidade.
• Tamanho ideal: comprimento da borda 30-50 mm.
• Umidade: w (umidade relativa) – massa de água expressa em porcentagem em relação à massa total, a massa de madeira recém-cortada.
• Domínio: u (madeira absolutamente seca=totalmente seca ao ar) – massa de água indicada em percentual em relação à massa seca, massa de matéria seca.

Unidades de medida:

• 1 Srm = metro cúbico a granel, corresponde a 1 m 3 de madeira a granel
• 1 rm = metro cúbico dobrado (ster), corresponde a 1 m 3 de madeira disposta em fileiras
• 1 fm = 1 metro cúbico de madeira maciça (sem lacunas)

Fatores de conversão:

• 1 metro cúbico de aparas de madeira = aprox. 65-75 l de combustível líquido
• 1 metro cúbico de aparas de madeira = densidade aparente 210-250 kg/m3
• 1 kg de aparas de madeira = aprox. 3,4 kWh
• 1 metro cúbico dobrado de madeira (ster) = aprox. 2,5 metros cúbicos a granel de aparas de madeira
• 1 metro cúbico de madeira maciça = ca. 2,8 metros cúbicos a granel de aparas de madeira

Coeficiente de energia primária: para cavacos de madeira fP= 0,2
(descreve as perdas decorrentes do recebimento, transformação e transporte do transportador de energia relevante)

Valor calorífico e custo:

Dados aproximados.

Os preços dos cavacos de madeira podem variar de acordo com a região. (1 tonelada de aparas de madeira = exatamente 3.400 kWh)

O diagrama seguinte mostra a dinâmica dos preços desde 2007 para aparas de madeira, combustível líquido, gás e pellets por 10 kWh

1 – cavacos de madeira, 2 – pellets de madeira, 3 – combustível líquido, 4 – gás natural.