Испытание котла для сжигания подстилочно-пометной массы на птицефабриках


Испытание котла для сжигания подстилочно-пометной массы на птицефабриках

Наиболее распространённым методом производства бройлеров является выращивание на глубокой под­стилке. Преимущество данной технологии в том, что с суточного возраста и до убоя птицу содержат в одном помещении. Не меняется плотность посадки, что поз­воляет избегать таких дефектов, как намины на киле грудной кости и кровоподтёки, появляющиеся в пе­риод выращивания и связанные с высокой плотностью посадки при клеточном содержании.


Уменьшается процент других дефектов (кровоизлия­ния под кожу, в мышцах, различные переломы и раз­рывы кожи, покраснения кончиков крыльев или частей кожи и пр.). Глубокая подстилка хорошо поглощает влагу, вредные газы, улучшает санитарное состояние помещения, служит теплоизоляцией. Однако эта пере­довая технология имеет существенный недостаток - для каждого цыплёнка в период выращивания требу­ется примерно 2,5-3,0 кг опилок.


В итоге почти на каждой фабрике, использующей технологию напольного выращивания, накапливается около 70 т использованной подстилки в день. Птице­фабрика на 400 тыс. несушек (примерно 9-10 птич­ников) получает в год около 30 тыс. т помёта. При раз­ложении такого количества выделяется около 700 т биогаза, в том числе 450 т метана, 208 т углекислого газа, 35 т водорода, сероводорода и аммиака. Ущерб экосистеме от выбросов оценивается в 440 млн. руб­лей в год.


Анализ результатов микробиологических исследова­ний показал, что подстилочный материал, применяе­мый в технологии выращивания цыплят при наполь­ном содержании, является не только высококонцент­рированной органической субстанцией, но и содержит большое количество микроорганизмов, в том числе условно-патогенных и патогенных. При ненадлежащих условиях хранения, переработки и утилизации они мо­гут быть опасными в эпизоотическом и санитарно-эпидемиологическом отношении.


Министерством природных ресурсов РФ утверждён «Федеральный классификационный каталог отходов», в который включён помёт птицы с отнесением его к III классу опасности.


С учётом постановления правительства России от 12.07.2003 № 344 за его размещение с птицефабрик взимается штраф 497 руб. за тонну. Как отмечают специалисты, на 1 кг набранной бройлером живой массы приходится 3 кг произведённого помёта.


Подстилочно-помётная масса может быть вывезена на поля в естественном или гранулированном виде и ис­пользована в качестве удобрения. Однако, как показы­вает опыт ООО «Инжавинская птицефабрика» Тамбов­ской области, многие хозяйства отказываются прини­мать этот продукт, так как после внесения его в почву земля на достаточно продолжительное время выводит­ся из оборота. Если в районе расположено несколько крупных птицефабрик, то утилизация подстилочно-помётной массы становится серьёзной проблемой.


В 2007 г. ООО «Союз» (Ковров, Владимирская обл.), разработало и изготовило головной образец котла УТПУ-2М, который должен был работать на исходной подстилочной массе.


Несмотря на то что при его пуске удалось достичь ста­бильного сжигания ППМ и КПД на уровне 85%, через очень короткий промежуток времени он был останов­лен для чистки топки, притопочных дымоходов и кон­вективных поверхностей нагрева из-за образования в топке шлаковых агломератов и быстрого роста прочных золовых отложений на конвективных поверхностях на­грева котла. Внесение принципиальных конструктив­ных изменений в котёл и установка его конвективной части вертикально над топкой не решили проблему. Для обеспечения работы котла по-прежнему требуется остановка на очистку через каждые 50-100 ч непре­рывной работы, что, по существу, делает нормальную эксплуатацию котла невозможной.


Для эффективного сжигания подстилочно-помётной массы нами разработаны технология факельно-слое­вого её сжигания и котёл для реализации этой техно­логии.


Котел мощность 500 кВт.


Это котёл жаротрубно-дымогарного типа, имеющий бесколосниковую топку, подача дутьевого воздуха в которую осуществляется с помощью воздухораспре­делителей специальной конструкции. В топке так­же расположено устройство для подачи вторичного воздуха для дожигания газообразных продуктов сго­рания.


Котёл снабжён бункером объёмом 2 м3 боч­кообразной формы, в его нижней части расположен шнек для подачи подстилочно-помётной массы в топку котла (загрузка массы в топку производится сверху). В бункере расположено устройство для ворошения мас­сы и предотвращения её зависания в бункере, а также для разрушения крупных фракций.


Котёл снабжён автоматической системой управления, позволяющей дозировать подачу топлива (подстилоч­но-помётной массы) в топку, а также прекращать её по­дачу при достижении температуры воды, нагреваемой в котле, предельного значения (95°С).


При испытаниях котла сжигали подстилочно-помётную массу с полей, где её хранила Инжавинская птицефабрика. В качестве подстилки на птицефабрике используется из­мельчённая солома.


Теплота сгорания этой массы составляла 15 МДж/кг, зольность - 17,14%, влажность - 12,5 процента.


В ходе испытаний измеряли расход топлива (подсти­лочно-помётной массы), мощность котла, но главное внимание уделяли выбросам газов, загрязняющих окружающую среду. Концентрации кислорода, дву­окиси углерода, окиси углерода, окиси азота и темпе­ратура дымовых газов измерялись с помощью газоана­лизатора «VarioPIus» через каждые 15 секунд.


При попадании в топку крупные фракции подстилочно-помётной массы образовывали плотный интенсивно продуваемый или полукипящий слой. За счёт концентрированной подачи дутьевого воздуха под слой топ­лива вытекающие струи воздуха из отверстий специ­альной воздухораспределительной решётки успевали прогреться до температуры, достаточной чтобы шлак, если бы он образовывался в топке, не смог застыть и сформировать агломераты. Мелкие частицы подстилоч­но-помётной массы сгорают в надслоевом простран­стве топки вместе с летучими веществами, выделяемы­ми из топлива при нагреве.


Для исключения образования и быстрого роста золь­ных отложений на конвективных поверхностях нагрева котла необходимо обеспечить такую интенсивность го­рения, чтобы оно полностью завершалось в нижней ча­сти топки и расплавленные частицы золы не уносились в конвективную часть котла. Ведь именно адгезия расплавленных частиц золы на поверхностях нагрева яв­ляется причиной быстрого роста отложений. Сжигание подстилочно-помётной массы в плотном, интенсивно продуваемом или полукипящем слое обеспечивает этот процесс.


Как видно из рисунка 1, котёл работает в пульси­рующем режиме сжигания отходов, который связан с порционной подачей топлива в топку котла. Для ис­ключения высоких уровней эмиссии окиси углерода в момент загрузки топлива было решено подачу дутьевого воздуха организовать в пульсирующем ре­жиме так, чтобы максимальная концентрация кисло­рода в топке наблюдалась при подаче свежей пор­ции топлива.


Благодаря этому концентрация окиси углерода в ухо­дящих газах в среднем поддерживалась не выше 9000 мг/м3 (рис. 2), что вполне отвечает стандартам для кот­лов третьего класса (при сжигании древесины и торфа).


Концентрация окиси азота (рис. 3) колебалась в пре­делах от 75 до 110 мг/м3, что тоже не превышает нор­мативы.


Таким образом, сжигание подстилочно-помётной массы по предложенной технологии полностью соответствует действующим в России экологическим требо­ваниям к котлам.


Зола от сжигания была сыпучей, отложений её на поверхностях нагрева топки и труб конвективного пучка не наблюдалось. Содержание горючих продуктов в золе не превышало 1,75%, то есть подстилочно-по­мётная масса сжигалась практически полностью. Бакте­риологический анализ золы, выполненный лаборатори­ей Инжавинской птицефабрики, показал, что она не со­держит патогенной микрофлоры и экологически безопасна.


Разработанный котёл позволяет эффективно и эколо­гически чисто сжигать подстилочно-помётную массу и конвертировать её в тепловую энергию.


Котёл работает как в паровом, так и водогрейном ре­жиме. Он может быть установлен в небольших котель­ных в непосредственной близости от птичников, как ра­нее устанавливали котлы типа Д-721 (Д-900), а выраба­тываемая тепловая энергия в виде пара или горячей во­ды может быть использована для отопления птичников или для других целей на птицефабриках.


Авторы: 
Д. Климов, аспирант
Р. Исьёмин, кандидат технических наук, директор УИЦ по биоэнергетике С. Кузьмин, кандидат технических наук, доцент кафедры «Гидравлика и теплотехника»
А. Михалёв, кандидат технических наук, начальник Управления дистанционного образования
В. Коняхин, инженер Управления дистанционного образования, Тамбовский государственный технический университет

14.08.2017
3321

Статьи партнеров

Зевакова В.К., руководитель технического отдела по птицеводству, «Каргилл» Птицеводство вносит существенный вклад в обеспечение человечества протеином и является одной из ...

20.06.2021
537

Д-р Бернхард Ландвер, старший специалист по кормлению компании Biochem Бетаин (триметиглицин) обычно используется в качестве альтернативного донора метильных групп для зам...

24.05.2021
10047

Дэвид Харрингтон, руководитель отдела птицеводства, Delacon Biotechnik GmbH, Австрия. www.delacon.com [ http://www.delacon.com ] С ростом населения планеты возрастает и п...

13.05.2021
7987

А.Б. Гущева-Митропольская, Технический специалист ООО «Эвоник Химия» Н.А. Дзядзько, Технический специалист Evonik Operations GmbH По материалам AMINOTec, Edition 1, Novembe...

22.04.2021
10981

В. А. Афанасенко, технический специалист по птицеводству компании Каргилл Прибыль может и не единственная, но точно неизменная цель любого бизнеса, в том числе и в мясном ...

20.04.2021
10093

Микотоксины являются одними из наиболее важных стрессовых факторов, вызываемых кормлением, которые влияют на продуктивность птицы. Негативные последствия от микотоксикозов весьма...

31.03.2021
10151

Доктор Сюзанна Ротштейн (Dr. Susanne Rothstein), Biochem В современном производстве яиц основное внимание уделяется повышению продуктивности птицы и обеспечению производства...

25.03.2021
15747

Майк Хинрих, компания Biochem, Германия Одна из основных проблем в кормопроизводстве — загрязнение растительного сырья (в поле или при хранении) плесневыми грибами и их мета...

23.03.2021
23146

Технический специалист по птицеводству ООО Провими (Каргилл) Навицкий Андрей Владимирович Многие специалисты  птицефабрик сталкиваются с отставанием в росте и низкой ...

16.02.2021
10658

Бернард ЛАНДВЕР, доктор, старший специалист по кормлению животных Компания Biochem, Германия. Незаменимые микроэлементы, такие как Zn, Mn, Cu и Fe, участвуют в широком спе...

01.02.2021
10455

Зевакова В.К., руководитель технического отдела по птицеводству, ООО «Провими» (Каргилл). Выращивание птицы без антибиотиков - это одна из основных задач российского птице...

28.01.2021
10730