Бункер для пеллет: разновидности и пожарная безопасность

Относительная автономность работы пеллетного котла возможна при наличии хорошего бункера для пеллет. Рассмотрим подробнее его устройство.

Разновидности бункеров

По сути бункер — это помещение, куда происходит загрузка топлива и автоматическая его подача прямиком в котел.

При этом бункер и котел должны отвечать многим требованиям — и, в первую очередь, правилам противопожарной безопасности.

В зависимости от своих характеристик бункер для пеллет способен обеспечивать подачу гранул для обогрева жилищ и промышленных предприятий: от одной недели до целого отопительного сезона. При выборе хранилища учитывайте параметры котла.

Магазины предлагают несколько видов бункеров для пеллет:

1. Стоящий отдельно. Самый простой выход из ситуации, но не самый проигрышный в плане производительности. Этот тип бункера способен работать от нескольких часов до нескольких дней, если это позволяет объем загружаемых пеллет.
2. Дополнительный бункер. Способен увеличить срок работы котла до пары месяцев. Некоторое время назад назад на рынке появились бункеры из пластика.
3. Помещение, имеющее пол со скатами в форме V. Является популярным способом увеличения производительности котла, т.к. вместо одного бункера используется целое помещение, которое можно оборудовать самостоятельно или привлечь специалистов. Среди преимуществ можно выделить простоту, увеличенную автоматизацию и уменьшение затрат энергии на подачу пеллет. Недостатком является факт лишения пространства: примерно, 20% от объема хранилища. В большинстве случаев для загрузки пеллет используются специальные люки или двухшнековая передача. Размещение топлива по всей площади помещения осуществляется при помощи шнеков, также имеется возможность воспользоваться вакуумным насосом.
4. Подземное хранилище. Самое сложное для реализации хранилище. Бункер должен располагаться на том же уровне, что и котельная: в подвальном помещении. Все это приводит к необходимости проведения тщательных расчетов, умному проектированию и выбору подходящего места.

Однако, при всех сложностях, подземный бункер обладает некоторыми преимуществами:

• во-первых, простота загрузки: она осуществляется через люк, выходящий на поверхность;
• во-вторых, подземный бункер находится на некотором расстоянии от здания и не примыкает вплотную, что увеличивает противопожарную безопасность и препятствует внезапному возгоранию. Для подачи пеллет в котел используется вакуумный насос или шнеки.

Правила пожарной безопасности

Поскольку бункер предназначен для хранения топлива, которое является легковозгораемым, необходимо придерживаться простых правил, минимизирующих риск возникновения пожара:

• загрузка помещения доверху;
• проветривание перед наполнением бункера;
• остановка котла за час до заправки бункера топливом;
• установка самостоятельной системы тушения пожара для промышленных предприятий;
• частая уборка и чистка механических элементов и заземление металлических деталей;
• установка шлюзового затвора между пеллетным бункером и котельной;
• оснащение механики датчиками, останавливающими работу при нагревании шнеков от 85 до 95 градусов.

Расстояние между котлом и хранилищем пеллет

Пожарные нормы и советы производителей устанавливают и правильное взаимное расположение пеллетного бункера и котла.

Организация хранения пеллет в котельной

Пеллетный котел, от одной заправки встроенного топливного бункера, способен проработать до одной недели. Чтобы увеличить продолжительность автономного режима, устанавливается и подключается механизированное хранилище. При этом как сам котел, так и отдельно стоящий бункер, должны соответствовать определенным требованиям.

Хранение пеллет в котельной осуществляется в согласии с ППБ и рекомендациями производителя.

Виды хранилищ для топливных гранул

В бункере пеллетного котла, в зависимости от его конструкции, может вместиться количество пеллет, достаточное для обогрева жилых или промышленных помещений, в течение всего отопительного сезона. Хранилище подбирают по техническим параметрам котла, ожидаемым характеристикам и функциональности.

Потребителю предлагают три основных типа бункеров для пеллет:

У каждой конструкции есть свои особенности и ограничения, связанные с эксплуатацией.

Отдельно стоящие бункеры

Отдельно стоящие бункеры являются наиболее простым, но одновременно эффективным решением вопроса. Обычно, на корпусе котла уже установлена емкость для хранения топливных гранул, непосредственно соединенная с горелкой шнековой передачей. Продолжительность работы от одной заправки варьируется от 6 часов до нескольких дней, в зависимости от объема хранилища.

Дополнительный металлический бункер для пеллетного котла увеличивает время автономной работы до 1-2 месяцев. Сравнительно недавно, появились модели, изготовленные из пластика.

При установке, шнек или вакуумный насос, подключают к горелке или встроенному бункеру. При решении вопроса учитывают особенности конструкции котла.

Помещения с плоским и V-образным полом

Еще один популярный способ увеличения продолжительности автономной работы котла, использование в качестве топливного резервуара не отдельного контейнера, а целого смежного помещения. Современные конструкции предусматривают два решения подобного вопроса:

Помещения с плоским полом – подача пеллет из запасного бункера в бункер котла осуществляется шнековой передачей рессорного типа. Конструкция состоит из диска и двух плоских пружин, закрепленных на корпусе. Рессоры постоянно вращаются. При заполнении склада в достаточной степени, пружины прижимаются к диску. По мере опустошения бункера, рессоры распрямляются и «подгребают» пеллеты, направляя их к шнеку.

В данных решениях используется в основном шнековый способ загрузки промежуточного бункера пеллетной котельной. Пеллеты в бункер загружаются через специальные люки, либо при помощи двухшнековой передачи.

В данном случае, топливные гранулы сгружаются в первичное помещение хранилища, после чего, два шнека, расположенных под продольным углом, равномерно распределяют гранулы по всему периметру помещения. Вторая червячная передача, соединена с бункером, расположенным на корпусе котла.

Еще одним вариантом загрузки является использование вакуумного насоса. Гранулы всасываются и засыпаются в хранилище под давлением воздуха. Чтобы обеспечить равномерное распределение пеллет по бункеру и предотвратить их разбивание, используются специальные шторы.

Подземные хранилища для древесных гранул

Одно из самых сложных технических решений – это организация подземного бункера для древесных гранул. Емкость требуется расположить на одном уровне с котлом. Соответственно, пеллетный теплогенератор устанавливают в подвале, а это требует грамотного проектирования и проведения точных теплотехнических расчетов. С другой стороны, подземные хранилища имеют несколько преимуществ:

Загружать внешний бункер пеллетного котла достаточно просто. Пеллеты сгружаются через верхний люк емкости, что не требует больших затрат по времени или использования технических устройств.

Подача топлива осуществляется посредством вакуумной или шнековой передачи.

На каком расстоянии от котлов должны храниться пеллеты

Правильное хранение гранул пеллетного котла регламентируют существующие нормы противопожарной безопасности, а также рекомендации производителя. Согласно им, топливные хранилища должны соответствовать следующим требованиям:

Подземный бункер размещают на расстоянии, по крайней мере, 1 метр от стены здания, в котором расположена котельная.

Системы подачи гранул из хранилища в котел

Присоединение внешнего бункера к котлу на древесных гранулах, осуществляется посредством шнековой (червячной) и вакуумной топливной передачи. При выборе варианта подключения, обращают внимание на несколько характеристик:

Обратив внимание на перечисленные выше моменты, можно подобрать оптимальный вариант для частного дома или промышленного помещения.

Шнековая транспортировка пеллет

Шнеки для подачи топлива в пеллетные котлы, являются одним из самых распространенных способов транспортировки гранул. Данное решение имеет следующие особенности:

Небольшие энергозатраты – шнек приводится в движение электродвигателем, с мощностью не более 180 Вт/час. Работа и соответственно затраты электроэнергии, происходят в постоянном режиме.

Бункер-накопитель со шнеком достаточно сложно встроить в уже существующие помещения. Использование червячной передачи уменьшает полезную площадь хранилища, практически на 20%.

Вакуумная подача древесных гранул

Вакуумная система топливоподачи из склада к котлу также имеет свои достоинства и недостатки, связанные с конструктивными особенностями и характеристиками устройства:

Затраты электроэнергии – насос работает приблизительно 15 минут в течение суток. При этом, пиковая нагрузка на электросеть составляет 1,5 кВт.

Вакуумная транспортировка пеллет от склада хранения к бункеру отопительного котла, более удобна и эффективна. Длина транспортного маршрута увеличивается до 30 м, на 10 м больше, чем допустимый предел у шнековой передачи. Появляется множество вариантов для размещения хранилища на участке возле дома. Возможно одновременное подключение сразу нескольких емкостей или увеличение уже существующего бункера до 30 м³.

Требования ППБ к хранилищам пеллет

Котельная и хранилища пеллет являются потенциально опасными помещениями с большой вероятностью возникновения пожара. Обязательно применение превентивных мер, предотвращающих возникновение пожара.

Общими рекомендациями ППБ являются:

Помещение запрещается загружать под самый верх. Пространство между пеллетами и верхней крышкой бака оставляют для беспрепятственной циркуляции воздуха через приемный патрубок и клапан для сброса давления.

Как показывает практика, самому изготовить бункер для пеллетного котла, с учетом всех требований ППБ, невозможно. Использование кустарных установок увеличивает вероятность возникновения пожара.

Как обеспечить пожарную безопасность на пеллетном производстве

Производство пеллет в России развивается по интересной траектории: с одной стороны, аналитики отмечают взрывной рост количества таких предприятий, с другой — многие из них прогорают, не успев открыться. А некоторые и просто сгорают, в буквальном смысле. Такому риску подвержено любое деревообрабатывающее производство, но на гранульном заводе пожароопасных факторов в разы больше.

Это обусловлено как особенностями производственного процесса, так и характеристиками сырья и конечной продукции — что готовые пеллеты, что древесные отходы, из которых их производят, по сути являются топливом, то есть в первую очередь предназначены для эффективного горения. Так что возгорания и взрывы — то, к чему производитель должен быть готов изначально. Поэтому пренебрегать средствами пожарной защиты в этом случае явно не стоит.

Храним правильно

Сами пеллеты в отличие от других видов топлива не взрывоопасны, но при неправильных условиях хранения могут самовоспламеняться. Легковозгораемым является и сырьё, из которого производят топливные гранулы. Причина тому — естественные биологические процессы, которые протекают в древесине и повышают её температуру во внутренних слоях. Поэтому склады для хранения древесных отходов и готовой продукции следует обезопасить в первую очередь.

Самые простые и очевидные меры подразумевают ограничение количества хранимого сырья — лучше обеспечить его регулярный подвоз, чем складировать тонны опилок, щепы и горбыля. Если же производитель делает выбор в пользу просторного склада, то ему необходимо наладить логистику: старые партии следует перерабатывать в первую очередь, поскольку чем свежее сырьё, тем оно безопаснее. Также необходимо предусмотреть риски случайного возникновения искр на складе, оснастить его первичными средствами пожаротушения и ограничить курение на производстве, оборудовав для персонала специальные места на периферии промышленной территории.

В хранении готовой продукции также есть свои тонкости.

«Свежеприготовленные» гранулы достаточно горячие и остывают неравномерно, поэтому не рекомендуется сразу засыпать их в объёмные ёмкости. При хранении таким способом пеллеты, находящиеся во внешнем слое, теряют влажность и температуру за счёт естественной конвекции, а расположенные глубже, напротив, нагреваются. В лучшем случае верхние гранулы просто отсыреют, в худшем — станут причиной пожара.

Избежать этого можно, если для хранения использовать не большие бункеры, а расфасовывать пеллеты по мешкам или биг-бэгам. Предварительно рекомендуется обеспечить охлаждение готовых гранул перед фасовкой. Для этого можно использовать специальный охлаждающий комплекс или просто рассыпать пеллеты небольшим слоем, чтобы они охладились и подсохли естественным способом.

Вне зоны доступа

Три года назад на крупном пеллетном производстве в Архангельске произошло возгорание готовых древесных гранул, которые хранились в силосах — закрытых металлических ёмкостях высотой 24 м и диаметром 20 м. Возле одного из них сотрудники предприятия заметили парение и вызвали специалистов ведомственного пожарного подразделения и службы пожаротушения ЦУКС МЧС России по Архангельской области. С помощью тепловизора пожарные установили, что внутри силоса развилось тление, которое затем перешло в горение.

Однако добраться до источника возгорания в силу конструктивных особенностей хранилища возможности не было. Пожарным приходилось проделывать технологические отверстия, выгружать горящие гранулы и тушить их на открытой площадке. По оценке специалистов МЧС, особенности проектирования ёмкостей без возможности экстренного доступа техники внутрь для выгрузки древесных гранул чудом не привели к человеческим жертвам.

Повреждения получил только начальник цеха хранения готовой продукции, который пытался справиться с огнём своими силами и в результате получил отравление продуктами горения.

Пожарные предполагали, что возможны взрывы, и без них действительно не обошлось. Первый хлопок прозвучал в разгрузочной галерее, транспортирующая лента получила повреждения и не могла работать, что значительно затруднило отгрузку сырья. Позже произошёл взрыв пиролизных газов внутри силоса, а ещё через несколько часов из-за увеличения объёма влажных пеллет случился разрыв соседнего хранилища.

В тушении возгорания принимали участие 60 человек и 20 единиц техники. Полностью ликвидировать пожар удалось только на вторые сутки. В результате два силоса были полностью выведены из строя, 3500 тонн пеллет оказались уничтожены. Общий ущерб составил более 11 млн евро.

Теория большого взрыва

Причинами пожара могли стать нарушение технологического процесса хранения гранул, аварийный режим работы электросети и самовозгорание из-за попадания влаги. Специалисты ALB Group предполагают, что возгорание возникло как результат прения влажных пеллет, которые в результате химических процессов выделяли газы и повышали температуру внутри силоса. Поэтому хорошее проветривание помещения и низкая влажность — главные условия для того, чтобы не произошло самовозгорание пеллет при хранении.
Сыграло свою роль и то, что бункеры и входы в них не были оснащены оборудованием для защиты, которое установлено в основном цехе.

«При производстве топливных гранул производители всегда сталкиваются с проблемами взрыво- и пожаробезопасности. Наиболее опасными являются сушильные участки, но не само оборудование как таковое, а этапы технологического процесса после циклонов и на выходе из разгрузочных камер — там, где уже сухой материал получает доступ к свежему воздуху. Нельзя забывать и о дробилках, охладителях, системе аспирации, бункерах готовой продукции и транспортёрах. Необходимо понимать, что пылевой взрыв в любой точке технологического процесса может принести значительные потери, а при повторении полностью вывести производство из строя», — подчёркивает менеджер компании Firefly AB Игорь Пикалёв.

Деревообработчик со стажем Андрей Ноак тоже считает, что сушильный участок — самый опасный на производстве топливных гранул. В своём профессиональном блоге он рекомендует производителям древесного биотоплива использовать на этих этапах технологического процесса системы искрогашения и золоулавливания, которые предотвращают попадание искр на сухую древесину.

«Топливо (древесная стружка) не всегда догорает в камере сгорания, и тогда оно поступает в камеру сушки стружки в виде угольков. Сырую стружку зажечь они не всегда в состоянии, но, дойдя до участка барабана, где влажность менее 20%, стружка с лёгкостью загорается. В результате возникает пожар», — поясняет специалист.

«Для понимания проблемы и правильного выбора противопожарного оборудования стоит обратиться к ГОСТам (12.1.041–83, 12.1.044–83) и справочным пособиям. Из таблиц мы видим, что возгорание происходит при попадании в технологию частицы, обладающей температурой порядка +260 °С и энергией 0,02 Дж. Увидеть эту частицу человек не может, поскольку наш глаз различает светящиеся предметы, нагретые до +700 °С и более.

«Зрение человека и многих живых организмов реализуется в узком диапазоне: 0,38 до 0,75 мкм (от фиолетового до красного). Лучи, длина волны которых выходит за пределы этого диапазона, хотя и влияют на живое (иногда весьма пагубно), для нас невидимы. Короткие волны мы не ощущаем, а инфракрасные лучи чувствуем, но не глазами», — указывает член-корреспондент РАН Генрих Иваницкий в статье «Вернисаж инфракрасных портретов».

Абсолютно те же показатели можно найти в современных справочниках иностранных лабораторий. Необходимо также учесть, что условия возгорания материала на различных этапах технологии меняются. Для некоторых участков опасны температуры свыше +400 °С, а там, где материал скапливается, не стоит допускать нагревания до +250 °С и более. В соответствии с этим и противопожарное оборудование должно быть настроено на определённые показатели, поэтому мы выпускаем несколько десятков различных типов детекторов.

В производстве топливных гранул чаще используют HD400 и HD250. Уже все предприниматели понимают важность использования систем безопасности при производстве пеллет. И к нам всё чаще обращаются владельцы заводов, производящих даже совсем небольшие объёмы гранул. Для любого объекта можно найти индивидуальное решение, главное — чтобы проект разрабатывали профессионалы, обладающие доказанным опытом и хорошо понимающие специфику отрасли».

Точки контроля

Возгорания на транспортёрных лентах, в трубопроводах и других системах подачи материала и готовой продукции не редкость. В 2013 году пожар на транспортёре произошёл в цехе сушки и пакетирования Новоенисейского лесохимического комбината. Общая площадь возгорания составила 250 м2, обошлось без пострадавших. Позже специалисты ГУ МЧС по Красноярскому краю установили, что причиной возгорания стало короткое замыкание электропроводки.

В 2016-м в Сольвычегодске взорвался металлический трубопровод, по которому сырьё поступало в резервуары-накопители. Древесная пыль накапливалась в нём в избытке и в конечном итоге воспламенилась. На момент возгорания рабочих в цехе не было, поэтому разлетевшиеся по помещению осколки в людей не попали. Опилки и древесная пыль, наполнявшие цех, мгновенно загорелись, огонь вырвался на кровлю двухэтажного кирпичного здания. Пожарным удалось спасти оборудование и упаковки с готовой продукцией. Помимо кровли, которая выгорела на площади в 50 м2, ущерб был причинён транспортёрным лентам резервуара — они оплавились от огня.

Ещё одна частая локализация пожаров на пеллетных предприятиях — участок гранулирования, где выполняется прессование опилок при высокой температуре и давлении. Как отмечают специалисты компании «Артмаш», если матрица не подходит под особенности сырья, гранулы могут начать тлеть при проходе через канал. Также причиной возгорания может стать неправильная дозировка материала.

Избежать этого помогут шнеки дозированной подачи. А при частом тлении производители оборудования рекомендуют либо отрегулировать влажность сырья, либо заменить матрицу на более тонкую. Можно установить блокировку работы пресса при повышенной нагрузке и отслеживать забивание матрицы.

Участок после прессового охлаждения сам по себе пожарной опасности не представляет. Однако нужно учитывать, что в колонны охлаждения, где накапливаются готовые гранулы, могут попасть воспламенённые частицы материала из гранулятора. Кроме того, колонны могут загореться в результате перехода огня из системы аспирации. Минимизировать последствия возгораний на этом участке помогают сухотрубы.