В щепки

Слово «пеллеты» для многих стало синонимом биотоплива, однако это не всегда самый выгодный способ использования отходов деревообрабатывающего производства.

Когда речь идёт о стружке и опилках вопросов нет: надо перерабатывать в пеллеты или брикеты, а вот для горбыля и древесины третьего-четвёртого класса можно найти применение порациональнее.

Логика простая: зачем кусковой материал сначала измельчать, а потом спрессовать, если сырьё сразу можно переработать в биомассу или щепу и получить некий продукт, используемый для отопления. Измельчение горбыля, обрезков деревьев, веток, поддонов проходит, как правило, в два этапа и требует затраты энергетических и людских ресурсов.

Можно, конечно, пустить их на дрова, но для крупных и средних предприятий такой подход несерьёзен: слишком хлопотно, а теплоотдача невысока. Не вариант для массового использования. Другое дело — щепа или биомасса, которая по теплоотдаче ненамного уступает пеллетам, но требует значительно меньших затрат.

Для получения щепы кусковой материал необходимо только размельчить до размера, сравнимого с пеллетами или чуть больше.

Для отопления используются печи бесперебойного засыпа. Топливо подаётся шнеками под управлением компьютера. Если нужна температуры выше, шнек вращается быстрее, сыпется больше материала на сжигание и наоборот.

По словам экспертов, если небольшая пеллетная линия стоит от 6 и до 20 млн рублей, то за эти деньги можно приобрести в десять раз более мощную установку по переработке кускового материала в щепу, которая будет работать по 10-ть часов в сутки – было бы сырьё.

На экспорт?

Предваряя вопрос экспорто-ориентированных деревообработчиков, можно отметить, что топливная щепа – продукт за рубежом востребованный, причем не только теплостанции для отопления зданий и учреждений, но и частного сектора. Многие домовладельцы имеют собственные бункеры-хранилища, куда по заявке им отгружают топливную щепу.

Из центральной части России щепу и биомассу экспортируют в страны ближнего зарубежья — Финляндию, Литву, Латвию, Японию, из Сибири – в Китай – тут важна стоимость железнодорожной доставки. Если же плечо доставки до границы слишком большое, выгоднее везти пеллеты, стоимость которых выше.

«Буржуйские» стандарты

Щепа рубится хакерами (щепорезами), представляющими собой барабаны с заточенными ножами, куда подаётся цельная древесина или ветки, не загрязнённые камнями и металлом. Она нарубается «квадратиками», в зависимости от того, как быстро подаётся, как выставлен нож, какая сетка установлена на выходе. В итоге получается щепа, которая соответствует определённому «буржуйскому» стандарту. В зависимости от видов щепы соотношение размеров фракции могут быть разными, но оно чётко регламентировано.

Более качественной считается щепа, в которой всего несколько процентов мелкой фракции. Чем крупнее щепа, тем она дороже ценится (в Европе, по крайней мере). Самая крупная кусковатая щепа имеет маркировку P100.

Это объясняется тем, что мелкие фрагменты быстро прогорают, а слишком мелкие и вовсе не горят, а жухнут, засоряют шнек (может, их стоит просеять и вынуть отдельно, но это другой вопрос).

На практике класс щепы определяется так: ведро готового продукта высыпается на сито, которое идёт одно за другим вертикально, и оператор оценивает соотношение фракций. Есть оборудование, позволяющее программировать установку изготовить из сырья именно тот класс щепы, который надо. Это зависит от того, какой диаметр барабана, величину ножа и какую сетку выбрать.

Параметры технологической щепы определяются в соответствии с тем, какие требования предъявляет заказчик – принимающая сторона. Например, ДВП или мебельные фасады в России делают из низкокачественной древесины, спрессовывая стружку с клеем. В Европе для этого используют поддоны и отходы.

Биомасса принципиально отличается от щепы тем, что для ее изготовления древесину не нарезают, а раздрабливают на разнородные куски с помощью молотковых дробилок. Здесь при поставках оговаривается только минимальный и максимальный размер фракции, но их процентное соотношение не регламентировано. Могут попадаться как мелкие частицы, размером с песчинку, так и десятисантиметровые фрагменты. Это может быть сложная смесь, полученная в результате переработки шпалы с плашками, мебельным мусором.

Есть машины, рассчитанные на переработку древесины с присутствием песка, камней, металла – их отсеивают с помощью магнитов и других приспособлений. При необходимости биомассу можно впоследствии разделить на фракции по величине, но это достаточно затратно, поэтому многие переработчики не видят смысла в этих манипуляциях.

Для топливной щепы важно понимать удельное количество влажности, калорийность. Что касается породы, то особого значения, из какой древесины сделана биомасса или щепа. Как правило, в переработку древесина идёт с корой, ветками.

Понятно, что из кустов крупную щепу не получить. Крупная щепа кусковатая, там большие куски, могут быть с пол-ладошки величиной, квадратные. Можно использовать горбыль. Идеальный вариант для получения крупной щепы — цельная третьесортная древесина.

Для производства щепы используют барабанные рубительные машины, дробилки и чипперы, или, как их ещё называют, хакеры. Для подачи сырья нужна машина с манипулятором, погрузчик. Щепа выходит либо по конвейерной ленте, либо по разгрузочному рукаву, который сметает щепу в кучу. Конвейер используется для меньшей травматизации щепы.

В России некоторые «умельцы» предлагают маломощные чипперы, стоимостью от 50 до 200 тысяч рублей. Они могут быть стационарные, электрические, как правло с ручной загрузкой. Можно ли использовать их для производства высококлассной щепы – вопрос очень спорный. Для сравнения, одна из самых маленьких машин от одного из мировых лидеров, стоит сотни тысяч евро. Такая машина стоит порядка полумиллиона евро. Конечно, это довольно дорогое оборудование, однако, если рассчитать себестоимость с учётом производительности, поставщики утверждают, что оно себя оправдывает, опять же это справедливо только при высоких объёмах переработки.

Пока что технология производства топливной щепы и биомассы в России не получила такого распространения, как изготовление пеллетов и брикетов. Однако некоторые эксперты уверены – это временное явление, и через год-два «пеллетный бум» поутихнет. Такой прогноз связывают с тем, что закончится дешёвое сырьё, которое ещё вчера лесопильщики и вовсе раздавали бесплатно – лишь бы не платить за утилизацию отходов.

Другим поводом серьёзно задуматься о переработке тонкомерного и кускового сырья в щепу или биомассу стал запрет оставлять на делянах низкосортную древесину, которая составляет порядка 30-40% от общего объёма. Что с ней делать? Превратить в биомассу или щепу. Этот рынок будет развиваться – от этого не уйти, хотя до некоторых регионов эта тенденция дойдёт не скоро.

В Сибири, к слову, до сих пор есть лесные районы, которые «захлёбываются» от объёмов этих самых отходов. Они могли бы отапливать посёлки и небольшие города, вокруг которых работают пилорамы, такие как Канск, Лесосибирск. Удалось бы решить сразу две проблемы муниципального значения: снижение стоимости отопления и обеспечение пожарной безопасности.

Однако строительство коммунального комплекса, состоящего из котельной и машины для переработки отходов в топливную щепу, пока что воспринимается сибиряками не больше, чем несбыточная фантазия. Объединить усилия и построить один такой комплекс сообща, лесопромышленники не готовы. Муниципальные власти, со своей стороны, проводят заседания, но какого-то приемлемого выхода и реальной помощи не предлагают. Одна «говорильня».

Какой котёл выбрать?

Если верить производителям котельного оборудования, работающие на биомассе и щепе котлы имеют очень высокий КПД, близкий чуть ли не к 100%. Всё благодаря пиролизному горению.

Насчёт того, что котельные на щепе и на угле могут иметь имеют схожую конструкцию, нет единого мнения. Одни производители отвечают на этот вопрос положительно. Другие, ссылаясь на особенности пиролизного горения, настаивают на необходимости принципиально разного подхода. На рынке представлено множество вариантов.

Современные энергоустановки, как правило, оборудованы шнеками для непрерывной подачи щепы. Так с помощью изменения скорости подачи оператор регулирует температуру воды, не выходя из-за пульта.

При проектировании котельной нужно предусмотреть эффективную систему пожаротушения и защиту от обратного возгорания. Хорошо если эта система многоступенчатая и рассчитана на контроль температуры и тушение возгорания в подающем шнеке, и оснащена устройством, предупреждающим обратное возгорание.

Не вызывает сомнения, что никогда не будет лишней система очистки теплообменника. Если её нет, оседающий внутри труб пепел со временем неизбежно приводит к уменьшению теплоотдачи. Как указывает один из производителей котельного оборудования, практические исследования показали, что КПД котла падает до 50%, а это значит – придётся больше топить.

Текст: Елена Скуратова