|
CZYSTE TECHNOLOGIE WĘGLOWE
Niskoemisyjne kotły węglowe nowej generacji dla małych i średnich źródeł wytwarzania ciepła
Technologie te pojawiły się na krajowym rynku w połowie lat 90 - tych w ramach jednej z edycji programu PHARE a ich głównymi zaletami są:
Ø wysoka sprawność, gwarantująca najniższe koszty wytwarzania ciepła - od ok. 14 do ok. 18(25) zł/ GJ (zależnie od ceny węgla brutto i wielkości inwestycji ) przy kosztach ogrzewania gazem ziemnym na poziomie 32 – 38 zł / GJ.
Ø zautomatyzowana praca i bardzo małe zaangażowanie obsługi ( zasyp węgla w jednostkach małych raz na 3 - 5 dni, obsługa jednostek większych - do 1 godz. / dobę )
Ø spełnienie norm emisji substancji toksycznych do powietrza ( m.in. urządzenia te są dopuszczone do stosowania w krajach UE oraz wspomagane programami WFOŚiGW i BOŚ ).
Krajowi producenci oferują jednostki o mocy od 15 do 2000 KWt o sprawności od 80 do ponad 85 %. Zalecane są szczególnie konstrukcje bezrusztowe (retortowe), posiadające atesty odpowiednich jednostek badawczych z zakresu sprawności cieplnej (Atest Energetyczny ) i emisji (Znak Bezpieczeństwa Ekologicznego).
W ostatnich latach kilku producentów oferuje również bardzo dobre konstrukcje o mocy od 25 do 400 KW, pozwalające na efektywne i ekologiczne spalanie miałów węglowych o wysokiej wartości opałowej. Są to automatyczne kotły z podajnikami tłokowymi – z bocznym podawaniem paliwa do retorty.
Charakterystyka kotłów retortowych, oferowanych przez krajowych producentów.
Moc cieplna od 15 do 2000 KWt
Sprawność od 80 do ponad. 85 %
Palenisko retortowe typu "Stocker" lub korytkowe(na paliwa miałowe)
Podajnik węgla ślimakowy lub tłokowy
Procesorowy regulator Micro TERM ( lub inny )
Zasilanie 220 V
Zużycie własne energii 0,4 do 1,0 % wartości mocy cieplnej
Maksymalne ciśnienie robocze 0,2 Mpa
Temperatura wody 95 0C (nie zaleca się pracowac przy temp. niższych od 56 0C)
Instalacje grzewcze: w systemie otwartym.
Obsługa dużych jednostek cieplnych: 1 osoba, raz na dobę przez 30 do 120 min.
Obsługa małych jednostek cieplnych: raz na 3 do 6 dni
Kotły te są przeznaczone do ogrzewania mieszkań, domów jedno i wielorodzinnych, gospodarstw rolnych, dużych obiektów komunalnych i przemysłowych (między innymi szkoły, szpitale, cegielnie i piekarnie) , w ciepłowniach - jako kotły podstawowe lub źródła lokalne o łącznej mocy do 8 MWt. Kotły te mogą być również używane do produkcji ciepłej wody użytkowej i pary technologicznej.
Mogą być stosowane w obiektach o zabudowie rozproszonej oraz zwartej - szczególnie tam gdzie istnieje problem niskiej emisji a jej likwidacja napotyka na problemy natury ekonomicznej i technicznej.
W kotłowniach o większej mocy z powodzeniem może pracować w układzie równoległym kilka jednostek o różnych mocach na wspólny układ hydrauliczny, przez co uzyskuje się dużą elastyczność układu grzewczego w całym zakresie obciążeń w sezonie grzewczym
Charakterystyka pracy kotłów jest prawie płaska co zapewnia optymalną sprawność w granicach 30 - 100 % obciążenia cieplnego.
W kotłach tego typu zastosowane jest samo oczyszczające się palenisko retortowe, które spala dokładnie taką porcję węgla jaka jest potrzebna do otrzymania nastawionej przez użytkownika temperatury na sterowniku elektronicznym.
Całością pracy kotła ( podawanie węgla, nadmuch) steruje mikroprocesorowy regulator, pozwalający na utrzymanie zadanej temperatury w pomieszczeniu w tym również w układzie zależnym od temperatury zewnętrznej oraz regulacji temperatury w kilku strefach czasowych w ciągu doby.
Kocioł wymaga podłączenia do prądu (220 V) i w przypadku zaniku napięcia utrzymuje on żar jeszcze przez około 4 do 5 godzin. Z chwilą dopływu prądu w tym czasie automatycznie rozpoczyna się proces spalania. Zużycie własne energii elektrycznej wynosi ok. od 0,4 do 1,2 %. Przykładowo dla kotłów o mocy do 25 kW wynosi ono ok. 100 W na godzinę pracy kotła w sezonie grzewczym.
Kotły te pracują w układzie wodnym otwartym i nie wymagają nadzoru UDT.
Nie wymagają one również stałej obsługi.
Kotły dla gospodarstw domowych ( 15 - 25 kW ) mogą pracować bez obsługowo przez okres 3 - 5 dni - zależnie od warunków pogodowych. Zużycie węgla wynosi w tym przypadku ok. 1 - 1,5 kg na godzinę pracy kotła przy nominalnym obciążeniu.
Kotły o większej mocy mogą być zaopatrzone w zbiornik wgłębny zasypywany węglem jeden do kilku razy w sezonie grzewczym, z którego węgiel podawany jest do kotła w sposób ciągły
Pozostały po spaleniu popiół odprowadzany jest również w sposób ciągły przy czym ilość tego popiołu jest znikoma ze względu na konieczność stosowania węgli wysokojakościowych.
Aspekty ekologiczne
Dopracowany i precyzyjnie sterowany proces spalania węgla w kotłach retortowych jak również wymóg stosowania wysokojakościowego węgla powoduje bardzo znaczną redukcję emisji substancji toksycznych do powietrza w porównaniu z tradycyjnymi kotłami węglowymi.
Obecnie 42 krajowe firmy produkujące te urządzenia posiada atesty upoważnionych do tego jednostek naukowo - badawczych ( np. IChPW w Zabrzu) określające rzeczywiste wskaźniki emisji w warunkach ruchowych.
Różnice w wartościach wskaźników emisji pomiędzy kotłami węglowymi tradycyjnymi a kotłami retortowymi przedstawiono poniżej.
Parametry emisyjne kotłów retortowych – redukcja emisji w stosunku do tradycyjnych kotłów węglowych
- Emisja SO2 redukcja o ok. 35 %
- Emisja NOx redukcja o ok. 22 %
- Emisja CO2 redukcja o ok. 25 %
- Emisja CO redukcja o ok. 97 %
- Emisja pyłu redukcja o ok. 92 %
- Emisja TOC redukcja o ok. 90 %
- Emisja 16 WWA wg EPA redukcja o ok. 93 – 98 %
- Emisja Benzo(a)pirenu redukcja o ok. 97 %
Warto wspomnieć, że stosowanie kotłów w Województwach Śląskim, Małopolskim i Pomorskim jest wspomagane dotacjami i tanimi kredytami gdyż jest na liście priorytetowych przedsięwzięć - opracowanej przez WFOŚ i GW.
Stosowanie tych kotłów wspiera również Bank Ochrony Środowiska S.A. – poprzez specjalne linie kredytowe.
Aspekty ekonomiczne
Wysoka sprawność cieplna tych urządzeń rzędu 78 - 85 % wpływa bezpośrednio na koszty wytwarzania ciepła. W przypadku typoszeregu przeznaczonego dla gospodarstw domowych ( do 25 kW ) koszty produkcji ciepła są do ok. 40 % niższe od kosztów uzyskiwanych przy użyciu tradycyjnych kotłów węglowych i co najmniej dwukrotnie niższe od ogrzewania gazem ziemnym - dla taryfy W-3 obowiązującej przy poborze tego nośnika do ogrzewania mieszkań i domów jednorodzinnych ( rys . 1).
Koszty jednostkowe kotłów kształtują się w zależności od producenta i mocy od ok. 165 - 240 zł netto na 1 kW mocy kotła. W cenie tej jest wyposażenie standardowe tj. podajnik ślimakowy paliwa, dmuchawa, zbiornik węgla i sterownik. Cena jednostkowa jest niższa dla kotłów o większej mocy.
Z uwagi na to, że modernizacja każdej kotłowni wymaga innego zakresu robót adaptacyjnych, jak również inne nogą być wymagania co do wyposażenia w urządzenia automatycznej regulacji, potrzeby technologiczne np. związane z przygotowaniem ciepłej wody lub wydzieleniem obiegów oszczędnościowych, koszty całej inwestycji mogą wynosić od 400 do 550 zł / kW mocy zainstalowanej.
Należy zaznaczyć, że koszty budowy kotłowni na bazie kotłów retortowych mogą być o ok. 25 - 35 % wyższe niż np. przy budowie kotłowni olejowej o podobnych parametrach, lecz przy zdecydowanie niższych kosztach eksploatacji ( głównie paliwowych ) wyższe koszty inwestycyjne kotłowni węglowych zwracają się w większości analizowanych przypadków w okresie 1,5 do 3 lat.
Wysokojakościowe paliwa węglowe do kotłów niskoemisyjnych.
Większość produkowanych urządzeń dostosowana jest do spalania określonych sortymentów węgla, które muszą posiadać odpowiednie własności fizyko chemiczne gwarantujące:
v bezawaryjną pracę kotła ( odpowiednia granulacja, brak zanieczyszczeń mechanicznych, niska spiekalność, wysokie temperatury spiekania i mięknienia popiołu )
v spełnienie norm emisji (wysoka wartość opałowa, niska zawartość siarki - 0,3 - 0,6 %, niska zawartość popiołu - 4 - 10 % ).
v najniższe koszty wytwarzania ciepła
Parametry jakościowe paliw węglowych produkowanych przez KHW S.A. z przeznaczeniem dla kotłów retortowych przedstawiono poniżej:
Węgiel kamienny, energetyczny: typ 31 lub 32.1 typ 31 i 32
Sortyment handlowy: EKORET ® EKO-FINS®
Uziarnienie 5( 8) - 25 mm 0 – 30 (35 ) mm
Zawartość ziaren poniżej 0,5 mm -- do 20 %
Wartość opałowa: > 26 MJ / kg > 26 MJ / kg
Zawartość popiołu: 4 - 10 % 4 – 12 %
Zawartość siarki: < 0,6 % < 0,6 %
Typ koksu wg metody Gray-Kinga A do D ---
Spiekalność - RI: poniżej 10 poniżej 20
Temperatura spiekania popiołu - tS: > 1100 0C > 1000 0C
Temperatura mięknienia popiołu - tA: > 1250 0C > 1250 0C
Zawartość wilgoci: do 10 % do 10 %
Paliwa te produkowane są na bazie wybranych węgli z kilku katowickich kopalń. "Katowicki Węgiel" Sp. z o.o. uruchomił w tym celu specjalną linię technologiczną w swoim Zakładzie Przeróbczym w Sosnowcu. EKORET i EKO-FINS sprzedawane są luzem bądź też w formie konfekcjonowanej ( worki po 25 kg ) bezpośrednio przez" Katowicki Węgiel" – Zakład Przeróbczy Sosnowiec oraz poprzez sieć Autoryzowanych Sprzedawców KHW S.A. posiadających około 500 składów opałowych na terenie całego kraju jak również poprzez dużą grupę sprzedawców i serwisantów kotłów węglowych.
Animacje pracy różnego typu kotłów niskoemisyjnych można zobaczyć na stronach
|
