С наступлением отопительного сезона, для домов и хозяйств на пеллетном отоплении стал актуальным вопрос о закупке качественных древесных пеллет. И из-за стремительно развивающегося рынка данной продукции порой сложно остановить свой выбор на конкретном решении и выбрать действительно пеллеты премиум качества. У потребителей закрадываются сомнения по поводу эффективности того или иного вида. Данная статья призвана развеять эти сомнения и обозначить критерии, по которым можно определить качество пеллет.
Одни считают, что проще всего заказать пробную партию у разных производителей и протестировать продукт в деле, однако, для тех, у кого нет такой возможности, мы постараемся рассказать об основных параметрах пеллет, на которые следует обратить внимание.
Как определить качество пеллет по внешнему виду
Для начала, давайте разберемся в том, как именно изготавливаются древесные пеллеты. Основным сырьем для них являются отходы лесоперерабатывающих предприятий такие как стружка, кора и опилки различных пород дерева, а также отходы сельского хозяйства такие как солома, птичий помет, лузга подсолнечника и т.д. Сначала сырье высушивают и многократно измельчают, а потом гранулируют на пресс-грануляторе, который продавливает его через ячейки матрицы под высокой температурой.
Далее пеллеты просеиваются через сита и мелкие частицы собираются в поддоне чтобы заново пройти весь процесс, а пеллеты премиум качества поступают в дозатор для дальнейшей фасовки. Про качество пеллет можно судить по их внешнему виду: они должны иметь ровную гладкую поверхность без трещин.
Особенности производства пеллет
Как и на большинстве предприятий, чем больше производственные мощности, тем легче обеспечить стабильное качество продукции. Это обуславливается наличием постоянных поставщиков и зачастую более профессиональным оборудованием.
Диаметр пеллет
Размер пеллет обычно составляет 6-8 мм (иногда 10мм) в диаметре и 10-70 мм в длину. Считается, что более крупные топливные пеллеты, соответствующие всем стандартам, крошатся меньше, а потому менее требовательны к условиям транспортировки и хранения, однако в большинстве случаев размер и диаметр не имеют влияния на качество пеллет.
В любом случае, необходимо использовать пеллеты того размера, который указан в спецификации вашего пеллетного котла. При использовании пеллет большего размера, котел будет испытывать повышенную нагрузку что может привести к его неисправности.
Консистенция пеллет
Обязательно обратите внимание на твердость пеллет. Проще всего это сделать разломив ее пополам. Отметьте для себя насколько легко она ломается и крошится ли место разлома. Твердость пеллеты прямо пропорциональна сроку ее хранения. Также о твердости пеллеты может указать степень ее абразивности.
Степень абразивности измеряется при помощи лигнотестера, в международных сертификатах этот параметр отмечен как DU (механическая прочность). В течение 60 секунд на пеллеты осуществляют давление весом до 100 кг, после чего их обдувают, чтобы собрать отделившиеся древесные частицы. Качество определяется объемом осыпавшихся частиц, который не должен превышать 1%.
Запах
Качественные пеллеты имеют либо мягкий древесный запах, либо не имеют запаха вообще. Поскольку это абсолютно сухой материал, он очень легко впитывают влагу, и при хранении в помещениях с повышенной влажностью воздуха может приобрести запах сырости.
Изучаем состав пеллет
Существует простой способ узнать о наличии посторонних добавок в пеллете. Достаточно просто растворить её в стакане с водой. Она должна набухнуть и вскоре распасться поскольку природный лигнин, находящийся в составе, быстро растворяется в воде, но, если пеллета сохраняет свою форму это означает что она склеена каким-то дополнительным веществом. Также, если на дне собираются мелкие частицы, это означает, что в пеллете много примесей.
Светлые пеллеты
Большинство потребителей предпочитают светлые пеллеты, поскольку они изготовлены из лиственных пород деревьев, однако при их покупке стоит насторожиться и проверить гранулу на прочность. Приятный светлый цвет может быть результатом недостаточной температуры при производстве, что делает пеллеты более хрупкими. При крайне высокой температуре же, они могут потерять товарный вид, потемнев, но, тем не менее, сохранят свои свойства. Также достаточно большим спросом пользуются качественные пеллеты из хвойных пород. Несмотря на их более темный цвет, они отвечают всем международным стандартам.
Теплотворность древесных пеллет
Теплотворная способность древесных пеллет — один из основных показателей, который определяет адаптированность к отопительным системам. На этот показатель влияет порода дерева и содержание влаги в пеллетах. Мягкие породы, например, сосна и кедр, не содержат более 19 660 – 20 360 кДж/кг, на твердых — 20 809.
Содержание влаги уменьшает теплотворность древесины. В процессе сгорания часть энергии расходуется на испарение содержащейся в древесине воды, и для получения тепла эта энергия уже не может быть использована.
На каждый килограмм влаги в процессе испарения воды расходуется приблизительно 2,44 МДж. Поэтому можно выделить два основных понятия:
- Высшая теплотворная способность (NVC);
Вода, выделяющаяся в процессе горения, учитывается в виде пара. Соответственно, теплота испарения воды (при 25 °C) вычитается из общего теплового баланса. - Низшая теплотворная способность (LHV);
Вода в продуктах сгорания рассматривается в жидкой фазе.
Высшую теплотворную способность измеряют на сухой основе. Учитывают всю энергию, что выделяется при сгорании. Низшая теплотворная способность (LHV) характеризует количество энергии, которое может быть практически использовано при стандартной влажности топлива.
Теплотворная способность в зависимости от породы дерева составляет от 18,5 до 19 МДж/кг. У хвойных пород она примерно на 2 % выше, чем у лиственных. Такая разница получается из-за большего содержания лигнина, а также воска, масел и разных смол.
Примеры для сравнения показателей теплотворной способности:
- целлюлоза: 17,2 – 17,5 МДж/кг;
- гемицеллюлоза: около 16 МДж/кг;
- наиболее высокий показатель у лигнина: 26 – 27 МДж/кг.
Влажность и срок хранения пеллет
Качественные древесные пеллеты обычно имеют влажность в пределах 8–10 %. Это оптимальный показатель, при котором древесные пеллеты горят равномерно с минимумом теплопотерь. Если содержание влаги выше нормы, пеллеты при сгорании оставляют больше золы. При слишком низкой влажности топливо горит эффективнее, а сами гранулы могут храниться дольше, не теряя своих свойств.
Зольность и температура плавления
Древесина без коры имеет самое низкое содержание золы. Зола в процессе сжигания на слое углей размягчается при повышении температуры и в итоге полностью плавится. Использование топлива с низкой температурой плавления золы повышает риск образования шлака на решетке. Шлаки нарушают процесс горения изменяя потоки первичного воздуха, что вызывает перегрев решетки и коррозионные процессы.
Древесина и кора имеют относительно высокую температуру плавления (1300 – 1400 °C), в отличие от травянистых растений, которые плавятся при температурах ниже 1000 °C, что способствует легкому образованию шлаков. Именно поэтому сельскохозяйственные биотоплива считаются более проблемными по сравнению с древесиной и могут использоваться только в специализированных установках для сжигания.
Две основные категории золы:
- донная зола (крупная часть золы, которая скапливается под решеткой котла и направляется в резервуар для хранения. Ее плотность составляет около 1,3 т/м³).
- летучая зола (образуется при очистке дымовых газов и делится на легкую золу, отделяемую в циклонных устройствах и мелкие частицы, задерживаемые электростатическими и рукавными фильтрами). Плотность летучей золы составляет 0,8 – 0,9 т/м³.
Химический состав золы
Компоненты, наиболее влияющие на окружающую среду (свинец, кадмий и цинк), являются наиболее летучими и в основном собираются в мелкой золе. Информация о составе золы различных видов биотоплива позволяет оценивать их экологические свойства и поведение при сжигании. Химический состав подан в таблице ниже:
| Elements | m.u. | Bark | Wood chips | Saw dust | Straw |
|---|---|---|---|---|---|
| pH | in CaCl₂ | 12.7 | 12.8 | 12.5 | 11.2 |
| Corg | 0.8 | 1.3 | 5.9 | 5.2 | |
| CO₂ | 4 | 7.2 | 12.5 | 1 | |
| P₂O₅ | wt% d.b. | 1.7 | 3.6 | 2.5 | 2.7 |
| K₂O | 5.1 | 6.7 | 7.1 | 11.5 | |
| CaO | 42.2 | 44.7 | 35.5 | 7.4 | |
| MgO | 6.5 | 4.8 | 5.7 | 3.8 | |
| Na₂O | 0.8 | 0.6 | 0.5 | 0.3 | |
| Al₂O₃ | 7.1 | 4.6 | 2.3 | 1.2 | |
| SiO₂ | 26.0 | 25.0 | 25.0 | 54.0 | |
| SO₃ | 0.6 | 1.9 | 2.4 | 1.2 | |
| Fe₂O₃ | 3.5 | 2.3 | 3.7 | 1 | |
| MnO | 1.5 | 1.7 | 2.6 | 0.1 | |
| Cu | mg/kg d.b. | 87.8 | 126.8 | 177.8 | 23.2 |
| Zn | 618.6 | 375.7 | 1429.8 | 234.6 | |
| Co | 23.9 | 15.3 | 16.7 | 1.5 | |
| Mo | 4.8 | 1.7 | 3.4 | 7.1 | |
| As | 11.4 | 8.2 | 7.8 | 5.4 | |
| Ni | 94.1 | 61.5 | 71.9 | 3.9 | |
| Cr | 132.6 | 54.1 | 137.2 | 12.3 | |
| Pb | 25.3 | 25.4 | 35.6 | 7.7 | |
| Cd | 3.9 | 4.8 | 16.8 | 0.7 | |
| V | 58.4 | 42.0 | 26.7 | 5.5 |
Расчет теплотворной способности древесины
Для расчета чистой теплотворной способности (МДж/кг) древесины с заданной влажностью (M) используется следующая формула:
NCVM — низшая теплотворная способность древесины при влажности M, МДж/кг.
NCV0 — низшая теплотворная способность абсолютно сухой древесины, МДж/кг. Обычно принимается около 19 МДж/кг для большинства пород.
M — влажность древесины в процентах (%).
2,44 — удельная теплота испарения воды (МДж/кг), учтённая в формуле, так как часть энергии уходит на испарение содержащейся в древесине влаги.
Деление на 100 связано с переводом процентов влажности в доли единицы.
Содержание золы в пеллетах
Одним из важных показателей, определяющих качество пеллет, является зольность. Содержание золы может сильно сказаться на производительности пеллетного котла. Зольность отображает соотношение массы золы к массе сожженного топливного материала. Высокий показатель зольности указывает на нарушение технологии при производственном процессе, либо о низком качестве используемого в производстве сырья.
Зольность и температура плавления
Древесина без коры имеет самое низкое содержание золы. Зола в процессе сжигания на слое углей размягчается при повышении температуры и в итоге полностью плавится. Использование топлива с низкой температурой плавления золы повышает риск образования шлака на решетке. Шлаки нарушают процесс горения изменяя потоки первичного воздуха, что вызывает перегрев решетки и коррозионные процессы.
Древесина и кора имеют относительно высокую температуру плавления (1300 – 1400 °C), в отличие от травянистых растений, которые плавятся при температурах ниже 1000 °C, что способствует легкому образованию шлаков. Именно поэтому сельскохозяйственные биотоплива считаются более проблемными по сравнению с древесиной и могут использоваться только в специализированных установках для сжигания.
Чем опасны некачественные пеллеты?
Экономия на пеллетах может обернуться большими затратами в будущем. Расход таких пеллет намного выше из-за их низкой теплоотдачи. Такие пеллеты при сгорании оставляют множество отходов из своих примесей, что негативно сказаться на работе пеллетного котла.
Качество пеллет: европейские и украинские стандарты
Несмотря на отсутствие единого украинского стандарта качества пеллет, большая часть экспорта для европейских стран диктует соблюдение европейских норм сертификации ENPlus https://pelleta.com.ua/articles-drevesnye-pellety-zakonodatelnye-i-prakticheskie-3.html. Прохождение такой сертификации предполагает предварительный аудит производства, отбор и исследование образцов, контроль упаковки.
Использование высококачественного сырья без посторонних примесей в производстве пеллет выгодно как производителям, так и потребителям, поскольку некачественное топливо ведет к износу оборудования обеих сторон.