Nejnavštěvovanější odborný portál pro stavebnictví a technická zařízení budov

Perspektivní malé a střední zdroje na tuhá paliva

Příspěvek, který byl přednesen na konfrenci Vytápění Třeboň 2007 a nebyl zařazen do sborníku. Politika EU a zásady jejího vývoje, přehled současného stavu využívání biomasy v ČR, přehled emisních limitů pro střední zdroje na tuhá paliv s uvedením nejvýznamnějších výrobců kotlů pro spalování biomasy.

RYCHLÝ RŮST POTŘEBY ENERGIE

POLITIKA EU - ZÁSADY VÝVOJE

  1. Jaderná energie je zpochybňována a nemůže se rozvíjet bez politického konsensu. Především musí být vyřešena bolavá otázka odpadů uspokojivým transparentním způsobem. Evropa má 2% světových zásob uranu s kapacitou na 40 let.
  2. Uhlí je pouhou slavnou minulostí. Ačkoli nejsou zásadní problémy v dodávkách, nemá v EU ekonomickou budoucnost, technicky závisí jeho použití na odstranění negativního vlivu na životní prostředí. Náklady na produkci uhlí jsou v Evropě 4-5x vyšší než světové.
  3. Ropa je stále favoritem, v roce 2020 by závislost na ní mohla dosáhnout 90%. Je potřebné ji v dopravě nahradit jiným palivem a EU by měla docílit maximální ceny na hranici 20 USD. U ropy jsou v Evropě náklady na produkci 2-7x vyšší než světové a zásoby na 8 let.
  4. Zemní plyn znamená jen novou závislost. Přináší rizika dlouhodobých dodávek z Ruska a Alžírska, neboť evropské zásoby zemního plynu činí 2% zásob světových s kapacitou na 20 let.
  5. Nové a obnovitelné zdroje představují potenciál, který musí být využit. Cílem EU je, aby v roce 2010 činil jejich podíl 12% na celkové spotřebě primárních paliv. K tomuto vzrůstu je třeba zajistit finanční a daňové pobídky. Nové záměry uvažují podíl až 20 % do roku 1920.

SOUČASNÝ STAV VYUŽÍVÁNÍ BIOMASY V ČR (2004)

  Energie z obnovitelných zdrojů celkem (GJ) Podíl na primárních zdrojích energie (%) Podíl na energii z obnovitelných zdrojů (%)
Biomasa - mimo domácnosti 22 294 784 1,17 40,42
Biomasa - v domácnostech 19 500 000 1,01 34,88
Vodní elektrárny 7 269 840 0,38 13,00
Tuhé komunální odpady (biologicky rozložitelná část) 2 505 266 0,13 4.48
Bioplyn 2 102 446 0,11 3,76
Kapalná biopaliva 1 313 014 0,07 2,35
Tepelná čerpadla (teplo prostředí) 500 000 0,03 0,89
Tepelné solární kolektory 82 000 0,00 0,15
Větrné elektrárny 35 535 0,00 0,06
Fotovoltaické systémy 278 0,00 0,00
Celkem 55 903 164 2,89 100

HLAVNÍ PRVKY V POPELU Z BIOMASY

TEPLOTA MĚKNUTÍ A TÁNÍ POPELA

Palivo Teplota měknutí (°C) Teplota tání (°C)
dřevo 1150 1170
šťovík 1255 1280
šťovík+chrastice 1:1 860 905
šťovík+piliny 1:1 875 920
obilní zbytky 980 1035
řepková sláma+uhlí 9:1 1255 1315
seno 1080 1170

MODERNÍ ENERGETICKÉ ZDROJE a zákon č. 86/2002 Sb. o ochraně ovzduší

Rozdělení zdrojů:

  • MALÉ ZDROJE DO 200 kW
  • STŘEDNÍ ZDROJE 0,2 AŽ 5 MW

Legislativa pro ovzduší:

  • NAŘÍZENÍ VLÁDY č. 350/2002 Sb.
  • NORMA ČSN EN 303-5 PRO MALÉ ZDROJE

HLAVNÍ ZNEČIŠŤUJÍCÍ LÁTKY

  • oxid uhelnatý - CO
  • oxid siřičitý - SO2
  • oxidy dusíku - NOX (suma NO + NO2, vyjádřená jako NO2)
  • tuhé znečišťující látky (TZL) - tuhé částice ve spalinách
  • organické látky (OL), vyjádřené jako celkový organický uhlík (TOC)

EMISNÍ LIMITY PLATNÉ ZE ZÁKONA 86/2002 SB. PRO STŘEDNÍ ZDROJE NA TUHÁ FOSILNÍ PALIVA O TEPELNÉM VÝKONU OD 0,2 MW DO 5 MW

Jmenovitý tepelný výkon Pt (MW) Emisní limit (mg/m3) Ref. obsah O2 (%)
TZL SO2 NOx jako NO2 CO Org. látky jako ΣC
Pt < 0,2 NÁVRH 150 0,5 g/MJ 650 1500 nestan. 6
0,2 ≤ Pt ≤ 1 - - 650 650 nestan. 6
1 < Pt ≤ 5 - - 650 650 nestan. 6
0,2 ≤ Pt ≤ 5 250 - 650
1 1001)
- nestan. 6
Pt = 0,2 až 5 MW - 2 500 650 - nestan. 6

1) pro výtavná ohniště

EMISNÍ LIMITY PLATNÉ ZE ZÁKONA 86/2002 SB. PRO STŘEDNÍ ZDROJE NA DŘEVO A BIOMASU O TEPELNÉM VÝKONU OD 0,2 MW DO 5 MW

Jmenovitý tepelný výkon Pt (MW) Emisní limit (mg/m3) Ref. obsah O2 (%)
TZL SO2 NOx jako NO2 CO Org. látky jako ΣC
Pt = 0,2 až 5 MW 250 2 500 650 650 502) 11

1) rovněž tak nekontaminovaný dřevní odpad, kůru a podobné rostlinné látky
2) emisní limit platí pro tepelný výkon Pt > 1 MW

PRO MALÉ ZDROJE PLATÍ USTANOVENÍ NORMY ČSN EN 305-3


SAMOČINNÉ PŘIKLÁDÁNÍ

RUČNÍ PŘIKLÁDÁNÍ

Hořák ATMOS IWABO si za pomocí šnekového
dopravníku bere pelety ze zásobníku, který je
vedle kotle nebo ve vedlejší místnosti.

MODERNÍ REGULOVATELNÉ KOTLE S VYSOKOU ÚČINNOSTÍ NA TUHÁ PALIVA (UHLÍ, SMĚS)

OHNIŠTĚ KOTLE NA BIOMASU A KOTLE S ROTAČNÍM ROŠTEM

ROZSAH VÝKONŮ KOTLŮ S ROTAČNÍM ROŠTEM 24 kW až 650 Kw (EKOEFEKT, VARIMATIC, CARBOROBOT)


VÝROBCI KOTLŮ PRO SPALOVÁNÍ BIOMASY

  • Verner, a.s.
    krbová kamna, kotle na pelety a kusové dřevo; některé typy kotlů:A25, A50, V20(E), V(N)25(C), V(N)45, G(N)45 LS - 18 kW - 10 MW

  • Atmos
    krbová kamna, kotle na dřevo a pelety, kombinované kotle; některé typy kotlů: DC15, DC20, DC18S, DC25S, DC32S, DC25GS, C20S, C30S, C40S, C40; 18-50 kW

  • Tractant Fabri
    kotle na spalování štěpky, - kusové dřevo, pelety; některé typy kotlů: U26, Hercules ECO, ViaLING 26, Hercules BIO, připraven prototyp přestavby kotle VSB ECO - 8 - 357 kW

  • BENEKOV term, s.r.o.
    kotle na biomasu, zplyňovací kotle na dřevo; některé typy kotlů: pelling 27, pyroling 25D - 10 - 50 kW

  • Dakon, s.r.o.
    kotle na kusové dřevo, i zplyňovací; některé typy kotlů: FB, DOR, KP PYRO - 12 - 45 kW

  • STS, s.r.o.
    kotle na spalování dřeva, dřevných odpadů a pelet; některé typy kotlů: PYROS-20, 28, 40, PYROS-PRIMA 32 - 15 - 40 kW

MATERIÁLY PRO PELETKY:

  • štěpka
  • piliny
  • obilí odpad

ENERGETICKÉ ROSTLINY:

  • šťovík
  • chrastice
  • směsi

ROČNÍ PROVOZNÍ NÁKLADY NA VYTÁPĚNÍ PRO SPOTŘEBU TEPLA 70 GJ/rok, cenová úroveň 2005

ROSNÝ BOD SPALIN A TEPLOTA SPALIN DO KOMÍNU

konvekčnímu přenosu tepla u stěny

kde je q [W/m2] tepelný tok stěnou výměníku,
α1 [W/K.m2] přestupní součinitel na straně spalin,
α2 [W/K.m2] přestupní součinitel na straně otopné vody,
λ [W/K.m] tepelná vodivost stěny výměníku a
s [m] tloušťka stěny výměníku.

Teploty jsou postupně od teploty proudu tpr, přes teplotu stěny tst1, tst2 až po teplotu otopné vody tw

ROSNÝ BOD SPALIN PRO BĚŽNÉ PROVOZNÍ PODMÍNKY

Palivo Rosný bod bez síry [°C] Zvýšení teploty rosného bodu [°C] Výsledná teplota rosného bodu [°C]
dřevo 44,3 9,5 53,8
Bílina o2 42,8 64,3 107,1
směs 1 : 1 43,6 53,2 98,8

OMEZUJÍCÍ PODMÍNKY PRO SPOLEHLIVÝ PROVOZ KOTLE BEZ RIZIKA KOROZÍ VÝMĚNÍKU

Palivo Min. teplota napájecí
(vratné) vody [°C]
Min. teplota spalin
za kotlem [°C]
dřevo 22 54
Bílina o2 33 108
směs 1 : 1 24 99

Výše uvedená tabulka však platí pro ustálený výkonový provoz kotle a v žádném případě nenahrazuje podmínky při zátopovém režimu!

ZÁVĚR

  • 4 roky zaznamenávají uhelné společnosti enormní nárůst zájmu o tříděné uhlí
  • ekologicky málo žádoucí návrat
  • nezávislosti na importované energii vedou k logické snaze podporovat využívání domácích zdrojů paliv (i hnědé a černé uhlí)
  • vývoj kotlů na biomasu předstihl vývoj kotlů na uhlí
  • v oblasti kotlů na uhlí je situace výrazně horší - kotle s horním odhoříváním s η za sezónu 50 % nepřijatelné
  • jen cca 3 resp. 4 výrobci automatických kotlů
  • moderní automatické kotle na pevná paliva a standardizovaná paliva nutnost

EMISE PERSISTENTNÍCH LÁTEK

Vše přepočteno na 11% O2 a standardní podmínky

Palivo λ PCDD/F [ng/m3] TEQ PCB [ng/m3]TEQ PAH [μg/m3]
šťovík 1,75 0,0271 0,0002 3,411
šťovík+chrastice(1:1) 1,82 0,10 0,0047 20,148
dřevo 1,85 0,146 0,009 11,63
Srovnávací limit   0,1 200 200

Opakované měření:

Palivo λ PCDD/F (ng/m3 TEQ) PAH (μg/m3)
odpad žito 1,61 1,107 87,2
šťovík 1,56 0,137 2,36

 
 
Reklama