Obsah sborníku | Časopis BIOM, články a sborníky | Domovská stránka 
Obsah sborníku | Časopis BIOM, články a sborníky | Domovská stránka
Zařízení pro spalování energetické biomasy
(text byl skenován z tištěného originálu a převáděn na text, čímž mohly vzniknout chyby, jež se v originálu nevyskytovaly)
Anotace
V současné době se pro spalování biomasy vyrábí široký sortiment zařízení. Jsou to jednak lokální topidla, krbová kamna, kotle pro ústřední vytápění objektů s výkonem do 150 kW a pak velká spalovací zařízení pro blokové kotelny a centrální výtopny. Naše firma zatím vyrábí všechny typy těchto topidel, až po kotelní jednotky o výkonu do 2,5 MW.
Summary
At the present time, there is a wide range of biomass combustion facilities. For the first time, there are local heating devices, fireplace stoves, boilers for central heating with capacity to 150 kW and lardge combustion facilities for boiler houses of small amount of buildings and central heating units. Our enterprise manufactures all types of these heating facilities up to boiler house units with capacity to 2.5 MW.
Zdroje biomasy
K prvnímu bodu, hlavně využití odpadů při těžbě dřeva v lese a slámy na polích, přicházejí často argumenty, že připravujeme tímto způsobem půdu o humus. Pokud však, například v lese, porovnáme množství hmoty každoročně dodávané do země z listí a opadaných větví za životnost lesa a množství hmoty odebrané při těžbě a , zjistíme, že jde pouze o několik procent odebrané hmoty. Takže tento argument neobstojí, nehledě k tomu, že popel z těchto paliv je velice zajímavé hnojivo. Dále například u řepkové slámy lze říct, že sklizní, oproti zaoráváni, půdě prospíváme.
K druhému bodu lze dodat, že v současné době, kdy je v Evropě zemědělská nadprodukce, může využívání energetických rostlin přeorientovat tento přebytečný výrobní potenciál zemědělství do této oblasti. Dále budováním energetické základny, založené na těchto plodinách, by bylo možné využit mnoho hektarů ladem ležící půdy.
Závěrem k biomase můžeme dodat, že se většinou jedná o tuzemskou energii a dále o hospodaření v mikroregionu, což je z hlediska životního prostředí velice významný efekt.
Fosilní paliva se přepravují zpravidla na obrovské vzdálenosti a z podzemí na zem, tímto se porušujeme rovnováha v atmosféře. Z ekonomického hlediska se většinou při využívání biomasy jedná o místní záležitost, a zde se také projevuje efekt oběhu peněz v místě obce a regionu (záležitost daní, zaměstnanosti, a podobně).
Oblasti využití biomasy
1) Využití biomasy zejména dřevní hmoty v kotlích a kamnech pro jednotlivé domy, ať již jako polena, dřevěné brikety, nebo peletky.
2) Využití pilin, štěpky, slámy a trávy pro kotelny centrálního zásobování teplem, nebo kotelny pro průmyslové a technologické účely o výkonech do několika megawatt.
3) Pro výrobu páry a následnou výrobu elektrické energie.
4) Pro výrobu bioplynu, nebo dřevoplynu a následné jeho využití jako u ostatních plynů.
Z tohoto je zřejmé, že se dají vytvořit celé systémy zásobování domácností a dalších objektů energií z biomasy.
Uvedu zde představu zásobování obce energií. Pro hustou zástavbu a objekty s velkou tepelnou potřebou navrhnout centrální kotelnu popřípadě i s výrobou elektrické energie a rozvody teplé vody k jednotlivým objektům z předizolovaného potrubí - centrální zásobování teplem. Pro další objekty, které jsou ve vzdálenosti kam je neekonomické vést rozvod od centrální kotelny, vybavit automatickými kotli na spalování peletek, které poskytují srovnatelný komfort s plynem, nebo elektrickou energií. K tomu, jako levnější variantu vytápění, nabídnout kotle s ručním přikládáním a-celý systém doplnit lokálními topidly krbového, nebo sporákového -typu s možností zapojení do etážového vytápění. K tomuto systému zásobování energií zajistit sklad v místě s pravidelným prodejem paliva, zejména dřevěných briket a pelet.
Přednosti tohoto systému jsou následující:
Technický popis a charakteristika jednotlivých zařízení
1) lokální topidla
Lokální topidla lze použít pro vytápění malých prostor, nebo pro doplnění ústředního vytápění. V obou případech je lze připojit na radiátorový okruh. Takovéto vytápění má velmi levný provoz a je investičně nenáročné. Pokud se lokální topidlo použije jako doplněk ústředního vytápění je topidlo umístěno v obývacím pokoji a může být napojeno na otopnou soustavu tak, že vytápí i další místnosti. Výhodou této kombinace vytápění je, že v přechodných obdobích (září, říjen, listopad a březen, duben, květen) , je možno topit pouze lokálním topidlem a nepoužívat ústřední vytápění na plyn, elektrickou energii, dálkový rozvod a podobně. Tímto způsobem lze ušetřit až 1/3 původní energie za rok a tím značně snížit náklady na topnou sezónu, zejména máme-li k dispozici vlastní dřevo. Je také možno pomocí takovéhoto topidla krýt špičky tepelné potřeby, hlavně ve špatně izolovaných domech, což umožňuje instalovat výkonově nižší zdroj tepla - kotel. Dále toto topidlo zaručuje výměnu vzduchu v místnosti (spotřebovává jej k hoření), což je velice příjemné hlavně v silně izolovaných domech s malou infiltrací vzduchu. Neexistence komínu v místnosti není problém, neboť v současné době nerezovými několikavrstvým'i komíny lze poměrně snadno doplnit jakoukoliv stavbu.
Představitelem těchto topidel jsou naše krbová kamínka GOLEMEK a základní myšlenky při konstrukci těchto topidel byly tři:
Spalovat lze kusové dřevo, nebo dřevěné brikety.
Kamínka GOLEMEK se vyrábějí v mnoha úpravách a to od jednoduchých kovových až po kamna s obkladem z pískovce, keramiky nebo kachlemi. Dále jsou vyráběna v provedení k rovné stěně, do rohu místnosti nebo do zdi.
Vyrábí se ve výkonech 6 kW, 9 kW a 12 kW, zhruba polovina výkonu je vyzařována do místnosti, kde jsou umístěna, zbytek výkonu je odváděn vodou do otopného systému, či pro ohřev užitkové vody. U výkonu 6 a 9 kW není použití vodního okruhu podmínkou.
2) kotle pro ústřední vytápění
Kotle jsou určeny pro ústřední vytápění objektů, jako zdroje k sušárnám, pro ohřev teplé užitkové vody a dalšímu použití. Jsou určeny výhradně pro spalování dřeva, ať již polen nebo dřevěných briket či štěpky a peletek Kombinované kotle s možností spalování uhlí nejsou v našem programu, neboť dřevo a uhlí je velice rozdílné palivo a toto vyžaduje v konstrukci kotle kompromisy. Dále je možné si v letních měsících zajistit dřevěné brikety v cenách odpovídajících cenám tepla získaného z uhlí. Nehledě k tomu, že manipulace se dřevěnými briketami je čistší a příjemnější jak při skladování, přikládání, tak i následně při manipulaci s popelem, nežli u uhlí. Popela je velmi malé množství a je možné jej přidávat do kompostu, či sypat na trávník jako hnojivo.
Kotle vyrábíme ve dvou třídách:
A) Kotle pro ruční přikládání s elektronickou regulaci, která má možnost časového nastavení - to znamená, že kotel má dva stavy: a) kotel topí b) kotel je v "teplé rezervě". Dále v provozu tato regulace udržuje předem nastavenou teplotu výstupní vody, takže kotle se dají zapojit do okruhu s jakoukoliv regulací vytápění. U nových kotlů V 30 je regulace kotle konstruována tak, že je možné k ní připojit bytové čidlo. Na regulaci je možné nastavit denní a noční provoz a tento v rozmezí 24 hodin libovolně střídat. Dále je možné tento kotel zapojit do okruhu s naší čtyřcestnou míchací armaturou a potom lze teplotu topné vody nastavovat od 30° C až do 90° C, takže tento systém umožňuje dokonalou regulaci vytápění a zlepšuje ekonomiku provozu.
B) Automatické kotle na spalování peletek mají zapalování elektrickým proudem, takže nevyžadují každodenní obsluhu a ani obsluhu při startu. Mají regulaci teploty výstupní vody a jejich výkon se řídí podle této tepoty. Kotle j sou vyráběny ve dvou řadách: a) pouze na peletky b) kombinované kotle na spalování kusového dřeva s možností přepnutí na peletky. Výhodou kombinovaných kotlů je, že můžeme střídat topení peletkami a kusovým dřevem a pro zákazníky, kteří mají vlastní dřevo poskytují levný komfort.
Komfort obsluhy u těchto kotlů je ovlivněn:
Kotle pro ústřední vytápění vyrábíme ve výkonech 25, 30, 45, 75 kW. Z těchto kotlů se dají sestavovat kaskády až do výkonu 150 kW. Nad tento výkon je nevhodné použití kotlů s ručním přikládáním, neboť spotřeba paliva roste nad únosnou mez (pro 150 kW je třeba na hodinu 45 kg suchého dřeva).
3) kotle pro automatické spalování štěpky a pilin
Kotle jsou určeny .pro velké výkony - do 2,5 MW. Jsou konstruovány jako bezobslužné, pouze s občasným dozorem. Mohou spalovat dřevní štěpku, kůru, piliny, slámu, papír a ostatní biomasu. Konstruovány jsou jako stavebnice. To znamená, že se skládají ze tří částí: hořák, dohořívací komora, výměník.
Tato koncepce má několik výhod:
Konstrukce kotlů umožňuje použít jako palivo i materiál, který má vysoce spékavý popel, neboť kotel je vybaven drtičem popela a popel nepřijde do styku s keramickou vyzdívkou, takže se na ní nenapéká. U kotlů řízených lamda sondou můžeme míchat i měnit paliva, aniž bychom ovlivňovali kvalitu spalin.
Tyto kotle vyrábíme pod označením GOLEM ve výkonové řadě 350, 600, 900, 1400, 1800, 2500kW.
V současné době jsou v provozu tyto naše kotelny:
Závěrem k biomase
Spalování dřeva v kamnech a malých kotlích na principu pyrolýzy:
Pokud hovoříme o spalování dřeva, je nutné si uvědomit, že v těchto kotlích lze spalovat pouze suché dřevo (do 22 % vlhkosti). Vytěžené dřevo je nutné nechat minimálně jednu zimu ležet, optimum je tři roky. V tomto případě je spotřeba okolo 0,25 kg dřeva na vyrobenou kilowatthodinu. Při předběžném hodnocení potřeby paliva je naše zkušenost 1 m dřeva na 1 kW tepelných ztrát budovy. 1 tuna briket nahradí 3 m dřeva.
Spalování štěpky a pilin ve velkých kotlích.
Zde je nutné vždy posuzovat vlhkost paliva a podle tohoto volit technologii a výkon kotle. Například:
náš kotel GOLEM 350 má na piliny o vlhkosti 45 % výkon pouze okolo 160 kW. Na štěpku o vlhkosti 50 % výkon okolo 250 kW. Na suchou štěpku 25 % výkon okolo 400 kW.
Spotřeba paliva se rovněž silně mění podle obsahu vody a to od 0,23 -kg/kWh tepla až po 0,75 kg/kWh tepla.
Spalování ostatní biomasy.
Pokud se jedná o spalování dalších paliv, je vždy nutná konzultace s výrobcem a provedení topných zkoušek. Mnoho problémů se dá vyřešit mícháním paliv.
