Приблизно з 2000-х рр. у пропозиціях постачання печей для хлібопекарської галузі України від фірми J4 S.R.O (Чехія) почала з’являтися інформація щодо підвищення енергоефективності печей РРР за рахунок утилізації тепла вихідних газів із печей. Суть інформації полягала в тому, що впровадження в конструкції печей РРР власних парогенераторів і теплообмінників-утилізаторів Venтos передбачає зменшення до 15% витрат природного газу на випічку хлібобулочних виробів.
Українське підприємство «Оргхарчопромсервіс» проаналізувало теплотехнічні показники роботи тунельної печі РРР 3.72.221 (рис. 2) на «Першому Столичному хлібозаводі» при випічці батонів нарізних, яка була оснащена теплообмінником-утилізатором українського виробництва (рис. 1) та вбудованим у конструкцію печі парогенератором пари низького тиску, яка використовується при випічці в печі та шафі вистоювання тіста.
Рис. 1. Теплообмінник-утилізатор українського виробництва
Рис. 2. Схема тунельної печі РРР3.72.221
Таблиця 1. Технічні показники печі РРР3.72.221
| Піч тунельна | Димар | Вихідні гази, °С | Надлишок повітря | Споживання газу, м³/год | Теплова потужність утилізації, кВт | Кількість гарячої води, т/год Δt=10°C | Контур ГВП | |
| Витрата води, т/год (5-65°С) | Витрата води, т/год (15-65°С) | |||||||
| РРР3.72 | 1 | вх 232/вих120 | 1,91 | 40,1 | 46 | 3,0 | 0,65 | 0,76 |
У результаті аналізу підтвердилося: оскільки коефіцієнт використання палива (КВП) у системі обігріву тунельної печі обернено пропорційний тепловій енергії, яка відводиться в атмосферу з вихідними газами, ефективності в енергозбереженні доцільно досягати шляхом упровадження утилізації тепла від вихідних газів для нагріву води і встановлення власних пічних парогенераторів низького тиску.
Наприклад, зниження температури вихідних газів на 232-120=112°С при коефіцієнті надлишку повітря у вихідних газах 1,9-2,1 реально підвищило КВП у тунельній печі РРР3.72.221 на 6%.
За підсумками аналізу запропонована проектна схема теплопостачання (рис.3) для хлібозаводу продуктивністю 2 тис. кг/год, в якій задіяне обладнання з використанням природного газу і резервного палива: дві тунельні печі (поз. 2), парогенератор (поз. 13) і опалювальний котел (поз. 12). Як резервне паливо пропонується скраплений пропан-бутановий газ або тверде паливо у вигляді пелет. Схема характеризує енергетичний баланс підприємств на новій технічній основі з урахуванням отримання економії палива від утилізації тепла вихідних димових газів у теплообмінниках (поз. 1) і використання резервного палива. Допускається використання як основного палива природного газу, так і резервного палива за вибором.
Рис. 3. Типова проектна теплова схема пекарського цеху хлібозаводу з використанням резервного палива й утилізацією тепла вихідних газів
1 – теплообмінник-утилізатор; 2 – хлібопекарська тунельна піч; 3 – підключення вихідних газів до димових труб; 4 – димові труби відводу димових газів; 5,6 – водопідготовка холодної води; 7 – загальний теплообмінник; 8 – акумуляційні баки ГВ; 9 – абсорбційна холодильна машина; 10 – опалення приміщення; 11 – побутове ГВП; 12 – опалювальний котел; 13 – парогенератор для отримання пари для виробничих потреб; 14 – водопідготовка
Основні проектні й технічні рішення, які використані авторами в тепловій схемі хлібозаводу (Рис. 3):
1. Основою автоматизованих систем утилізації є високоефективні утилізатори типу «вихіднi гази-вода» від ТОВ «Оргхарчопромсервіс» (фото 1), робота яких керується мікропроцесором відповідно до технічних параметрів печі, а для забезпечення безпечної роботи печі постійно автоматично контролюється розрідження в системі обігріву печі. З метою максимального відбору вихідні гази повністю пропускаються через утилізатори печей (поз.1), в яких постійно циркулює вода з теплообмінника (поз.7). У міру циркуляції вода підігріваються за рахунок залишкового тепла димових вихідних газів, а їх температура після утилізатора знижується з 250-300℃ до 100℃. Утилізатори (поз. 1; рис. 1) включаються в димові тракти відводу димових газів (поз. 4). Нагріта таким чином вода після змішування в теплообміннику (поз. 7) і накопичення в баках (поз. 8) надалі використовується в системі гарячого водопостачання для виробничих і технологічних потреб (див. рис. 3).
Фото 1. Утилізатор-теплообмінник тепла вихідних газів із тунельних печей типу «димові гази-гаряча вода»
Чеська фірма J4 пропонує рекомендації щодо використання утилізаційних теплообмінників конструкції Ventos у печах РРР залежно від площі поду печі, що повністю підтвердилися на практиці. Ці рекомендації дійсні й для оцінки роботи теплообмінників від українського виробника «Оргхарчопромсервіс».
2. Схема на рис. 3 відображає теплопостачання для пекарського цеху, де встановлюються 2 основні хлібопекарські печі площею поду 50 м2 і 38 м2. За даними таблиці 2, потужність від утилізації складає близько 84 кВт, що становить 30% від витрат на виробництво теплової енергії всього хлібозаводу і за складом теплового обладнання може служити аналогом при розробці перспективних енергозберігаючих проектів теплопостачання підприємств хлібопекарської галузі.
Рекомендуємо для схеми на рис. 3 виконати заміну окремого парогенератора потужністю на 400 кг/год (поз. 13) на 2 безпечні парогенератори низького тиску пари (до 0,6 бар), які встановлювати в кожній печі перед топкою таким чином, щоб полум’я пальника печі використовувалося в парогенераторі на виробництво пари для виробничих потреб. Це технічне рішення вперше було реалізовано в Київському технологічному інституті харчової промисловості (нині Національний університет харчових технологій) у 1970 р. при реконструкції тунельної газової печі БН-25, а широке використання отримало потім у тунельних печах із циклотермічним обігрівом РРР фірми J4 S.R.O (Чехія).
Впровадження парогенераторів дозволяє досягати питомих витрат природного газу на випічку 1 тони хлібобулочних виробів близько 27-30 м3/т.
3. Постійно ведуться пошуки надійного резервного палива для теплотехнічного обладнання хлібозаводів і хлібопекарських печей всіх типів. Зараз уже пропонується:
A. У разі потреби допустиме застосування в схемі рис. 3 твердого палива у вигляді пелет. При цьому теплотехнічне обладнання повинне оснащуватися факельними пелетними пальниками з пересувною колосниковою решіткою і механічним видаленням сажі з під неї (рис.4).
Рис. 4. Пелетний факельний пальник для оснащення теплотехнічного обладнання за схемою рис. 3 при переводі на паливо з пелет
B. Проте більш перспективним рішенням для всіх типів хлібопекарських печей є використання резервного палива – скрапленого пропан-бутанового газу з наступними характеристиками:
B/P, Hi = 93,20 МДж/м3 (25,89 кВтч/м3), d = 1,555, Wi = 74,73 МДж/м3
Для комплектації теплотехнічного обладнання за схемою рис. 3 у цьому випадку необхідно використовувати пальники фірми «Вайсхаупт» типорозмірів WG10-40, які можуть працювати як на природному газі, так і на скрапленому пропан-бутановому газі.
ТОВ «Оргхарчопромсервіс» постійно набуває досвіду проектування, виготовлення і впровадження автоматизованих систем теплопостачання для хлібозаводів, які оснащуються хлібопекарськими тунельними газовими печами циклотермічного обігріву і паливними ротаційними печами при впровадженні утилізації тепла від вихідних димових газів печей і резервних видів палива.
Анатолій Пилипенко,
Василь Царинний
* РІА «Марко Пак» готує на своєму інформаційному майданчику презентацію щодо використання скрапленого пропан-бутанового палива в хлібопекарській галузі, яка відбудеться найближчим часом.
