Розробка біопаливного котла для сушіння зерна з використанням біомаси

Анотація

У статті представлено результати дослідження та розробки енергоефективного біопаливного котла, призначеного для сушіння зерна із застосуванням місцевих видів біомаси, як альтернативного джерела енергії. Обґрунтовано актуальність впровадження біоенергетичних технологій у сільськогосподарське виробництво з огляду на зростання цін на викопні енергоносії та потребу в екологізації аграрної сфери. Проведено порівняльний аналіз сучасних зерносушильних установок, визначено їх конструктивні особливості, переваги та обмеження при використанні біопалива. Розроблено конструкцію біопаливного котла з двосекційним трубчастим рекуперативним теплообмінником, системою автоматизованої подачі палива та багатоступеневим вентиляторним забезпеченням циркуляції повітря. Особливістю запропонованої моделі є використання жароміцної нержавіючої сталі AISI 310S у топковому відділенні, що забезпечує підвищену стійкість до теплових навантажень, шлакоутворення та сажових відкладень. Запропоновано схему з рециркуляцією сушильного повітря для підвищення енергоефективності процесу. На базі розробленої системи було виконано експериментальне моделювання теплових режимів, результати якого узагальнено у вигляді температурних залежностей для різних режимів подачі біопалива. Графіки та табличні дані свідчать про передбачувану реакцію системи на зміну параметрів, що є критично важливим для автоматизованого управління сушильним процесом та досягнення високої якості обробки зерна. Математичне моделювання температурних режимів підтвердило високий ступінь кореляції між кількістю поданого біопалива та температурою повітря, що надходить до сушильної установки (R = 0,95), а також стабільність роботи системи в широкому діапазоні навантажень. Результати аналізу демонструють, що впровадження такого котла у виробничу практику дозволяє знизити енергоспоживання, зменшити шкідливі викиди в атмосферу та підвищити рівень автономності аграрного підприємства. Запропоноване технічне рішення є перспективним напрямом модернізації зерносушильного обладнання в умовах сучасного агровиробництва.