Oszczędzając energię chronisz środowisko
CO NOWEGO W INSTALACJACH? (2)
Wprowadzenie do kraju w połowie lat dziewięćdziesiątych programu „THERMIE WE 1993 - Clean Coal Technology”, a także wykonywanie badań przez Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla w Zabrzu zaowocowało w końcu pojawieniem się na naszym rynku początkowo nielicznych, a w ostatnich latach żywiołowo wzrastającej liczby zakładów produkujących kotły na paliwa stałe nowej generacji, wśród których poczesne miejsce zajmują kotły z paleniskami retortowymi.
Warto przytoczyć wyniki badań pierwszych, jeszcze zagranicznych kotłów, u nas sprawdzonych.
Na stanowisku badawczym Instytutu Chemicznej Przeróbki Węgla w Zabrzu przebadano dwa kotły węglowe wysokiej klasy: brytyjski CRE 25 kW Underfeed Stoker i niemiecki Bavaria F-22L, na paliwie z kopalni Wieczorek i Janina. Sprawności kotła Bavaria wynosiły od 80,93 do 86,42%, sprawności kotła CRE były jeszcze wyższe. Na węglu z KWK Wieczorek, przy obciążeniu cieplnym w wysokości 100% efektywność cieplna wynosiła 87,54%, przy obciążeniu 50% - 91,09, natomiast przy 25% - 92,91%. Są to wielkości dorównujące sprawnościom dobrych kotłów gazowych.
Należy zauważyć, że krzywa sprawności w przeciwieństwie do charakterystyk wszystkich tradycyjnych kotłów wraz z spadkiem obciążenia wznosi się i sprawności są wyższe. Wynika to z znacznego obniżenia temperatury spalin i zmniejszenia straty kominowej.
Czyż można się dziwić, że takie wyniki zainspirowały i inspirują w dalszym ciągu licznych producentów do ujęcia w swoim programie tego typu urządzeń, tym bardziej, że mają w pamięci ruchowe sprawności kotłów tradycyjnych, zwykle nie przekraczające 50%.
Do wyboru, do koloru
Do pierwszych producentów kotłów nowej generacji, do których niewątpliwie można zaliczyć firmę HEF z Lublińca i Urzoń z Pszczyny, doszła cała plejada innych wytwórców, co sprawia, że inwestorzy mogą grymasić i wybierać najbardziej im odpowiadające urządzenia.
Ostatnie lata przyniosły również zasadnicze zmiany konstrukcyjne, o których warto powiedzieć nieco szerzej. Kotły nowej generacji, to kotły z automatycznym podawaniem paliwa. Oblicza się, że w kraju pracuje około 250 000 tego typu kotłów, czyli ponad 10% wszystkich małych kotłów grzewczych. Standartowe rozwiązanie stanowi kocioł z palnikiem retortowym zasilanym podajnikiem ślimakowym na który zsypuje się paliwo z zasobnika, stanowiącego integralną część kotła. Powietrze do spalania dostarczane jest pod palenisko przez wentylator nadmuchowy, a wykonanie elementów retorty i dyszy z żeliwa zapewnia palnikowi odpowiednią żywotność.
Taka konstrukcja, oprócz zasadniczej poprawy sprawności, rozwiązuje dwa zagadnienia dotychczas w kotłach na paliwa stałe o małej mocy, niemożliwe do realizacji. Umożliwia zastosowanie automatycznego sterowania temperaturą wody grzewczej oraz radykalnie poprawia stałopalność urządzenia, mogącego w normalnych warunkach pracować bez napełniania zasobnika co najmniej 2-3 dni.
Idealnym paliwem dla kotłów z palnikami retortowymi jest węgiel typu 31.1 lub 31.2 o uziarnieniu 8-25 mm, popularnie zwanym Eco-groszkiem. Paliwo do kotłów retortowych nie może ulegać nadmiernemu spiekaniu.
Boom na kotły węglowe nowej generacji sprawił, że na rynku po prostu zaczęło groszku brakować i sprzedaż kotłów retortowych znacznie spadła. Część producentów powróciła do rozwiązań bardziej prymitywnych, pozwalających spalać dostępne i tańsze sortymenty węgla, co niestety pogorszyło jakość eksploatacji i odbiło się na sprawności.
Na szczęście ten niekorzystny trend nie trwał długo i stagnacja oddała pole postępowi. Na poprawę sytuacji wpłynęły dwa rozwiązania: wprowadzenie do konstrukcji małych kotłów na paliwa stałe automatycznego palnika rusztowego oraz pojawienie się nowej generacji palników retortowych.
Palnik rusztowy z automatycznym podawaniem paliwa
Na paleniskach rusztowych można spalać znacznie większą gamę asortymentów węgla niż w kotłach retortowych, także miał, który stanowi zdecydowaną większość urobku i jest najtańszym nośnikiem energii wśród paliw węglowych. Zastosowanie mechanicznego podawania paliwa dla małych kotłów rusztowych umożliwiło także i dla tych kotłów zautomatyzowanie pracy i wystarczająco dokładne sterowanie temperaturą wody grzewczej. Porcje grawitacyjnie zsuwającego się z zasobnika paliwa są podawane na ruszt tłokiem, który po dostarczeniu odpowiedniej dawki powraca i po jej wypaleniu dostarcza następną.
Zaleca się asortyment o uziarnieniu 0-31,5 mm i spiekalności mniejszej od R1=40. (Dla kotłów z konwencjonalnymi palnikami retortowymi R1, czyli liczba Rogi, nie powinna przekraczać 5).
Nowa generacja palników retortowych
Ilość asortymentów paliwa spalanych w klasycznych palnikach retortowych skutecznie ograniczała wysoka spiekalność. Duże kawałki spieku utrudniały spalanie i mogły blokować palnik. Wystarczała stosunkowo niewielka zmiana konstrukcyjna i uzyskano zasadniczą poprawę. Paliwo w tym przypadku jest nie tylko dostarczane do paleniska ale wypychane do góry, co powoduje mieszanie się z żarem i powstawanie drobnych kawałków spieku, nie zakłócających pracy palnika. Spiek koksowy dopala się, a żużlowy jest spychany do popielnika razem z popiołem. Efekt wypiętrzania paliwa uzyskano w prosty sposób, zmieniając w ślimaku ostatni zwój na odwrotny, nie dociskający, a mieszający paliwo z żarem. Nowe palniki retortowe pozwalają na spalanie miału i węgli o wyższej spiekalności. Palniki te noszą nazwę BRUCER i są produkowane na podstawie licencji Instytutu Chemicznej Przeróbki Węgla, który to rozwiązanie opatentował.
Jak ci ludzie kombinują!
Niektórzy użytkownicy tradycyjnych kotłów spalali w nich wszystko, co mieli pod ręką, różnego rodzaju odpady a nawet śmieci. Z jakim skutkiem dla środowiska - wiadomo. Nowoczesne kotły energooszczędne cechują się wysoką sprawnością i można je sterować automatycznie, ale byle czego spalać w nich nie można. A właśnie z powodu wysokiej sprawności na ich montaż można uzyskać dotację z Funduszu Ochrony Środowiska.
Niektórym producentom to jednak było za mało i zaczęli wprowadzać „udogodnienia” mające zachęcić użytkowników przyzwyczajonych do ekologicznego niechlujstwa do nabywania kotłów „usprawnionych”. Usprawnienie to polegało na montażu w kotłach z automatycznym podawaniem paliwa dodatkowego rusztu, dla niepoznaki nazwanego rusztem awaryjnym. Na ruszcie tym można spalić wszystko, łącznie ze śmieciami. Ale to, że niskie temperatury skutkują wytrącaniem się w kotle smół, a zawartość w spalinach tlenku węgla przekracza dwukrotnie, a ilość pyłu trzykrotnie stężenia przy normalnym procesie spalania, to już tych racjonalizatorów nie interesuje. Wolny rynek sprzyja rozwojowi gospodarczemu, ale organów państwowych i samorządowych od skutecznej kontroli nie zwalnia.
Palniki dla różnego rodzaju paliw
Na rynku oprócz wysokosprawnych kotłów węglowych można znaleźć kotły na biomasę w formie pelet, zrębek czy brykietów np. firm KKF, GALMET, MetalERG lub HERZ a także średniej wielkości jednostki (40 kW - MetalERG), spalające słomę. Według danych producenta sprawność większości tych kotłów przekracza 80%, a u HERZa nawet 92%.
Niektórzy producenci małych kotłów na paliwa stałe nie ograniczają się do jednego typu urządzeń, ale oferują całą paletę wymiennych palników pozwalających spalać różne paliwa. I tak na przykład kotły DEFRO można wyposażyć w następujące typy palników APPS - ekogroszek, PELLETS - pelety, APPSR - ekogroszek, miał, pelety i Uni - ekogroszek, miał, pelety i dodatkowo - owies.
Stosując różne paliwa nie możemy zapominać o kominach. Popularne w ostatnich latach i nieźle się sprawujące w ogrzewaniach gazowych i olejowych wkłady z stali nierdzewnej w tym przypadku często zawodzą, a nominalny okres żywotności ulega skróceniu. W nowych instalacjach, lub tam, gdzie dysponujemy odpowiednim miejscem, najlepsze będą kominy z kwasoodpornej kamionki. Gdy musimy korzystać z wkładów, warto zastosować dostępne ostatnio na rynku kominowe elementy stalowe, obustronnie emaliowane.
Kolejny odcinek rozpoczniemy informacjami o regulacji pracy kotłów na paliwa stałe oraz o nowych możliwościach zamknięcia instalacji grzewczej takimiż kotłami zasilanej.
Copyright © 2012 Zbigniew Szpil