POWER industry 2011/1 by PROGRAFIKA

1/2011 (1) ZIMA/WIOSNA 2011

Nie tylko regulacja

Rozmowa z Markiem Woszczykiem

str.

OZEN Plus w Wałczu

Rozmowa z Andrzejem Kowalczykiem

str.

Energia

dla Raciborza Rozmowa z wiceprezydentem Wojciechem Krzyżekiem str.

Wolę konie od polityki… Rozmowa z Henrykiem Kalisiem str.

Gospodarka Durniu !!! Janusz Zakręta janusz.zakreta@bitubi.pl

polecamy również strona

Modernizować, modernizować, modernizować! Strategia rozwoju źródeł ciepła

dr inż. Ryszard Śnieżyk – Szkoła Wyższa im. Bogdana Jańskiego Warszawa strona

Parametry zapalności i wybuchowości pyłów uczestniczących w procesie współspalania w obiektach energetycznych

dr Anna Fibich Główny Instytut Górnictwa, Kopalnia Doświadczalna „Barbara”

Pyły węglowe, pyły biomas oraz mieszaniny pyłu węglowego z biomasą mogą utworzyć z powietrzem mieszaninę wybuchową, a większość występujących w przemyśle źródeł zapłonu zdolna jest do ich zapalenia.

REDAKCJA ul. Skłodowskiej-Curie 42, 47-400 Racibórz tel. 32 726 79 47, fax 32 720 65 85 janusz.zakreta@bitubi.pl RADA PROGRAMOWA Przewodniczący: prof. Włodzimierz Błasiak REDAKTOR NACZELNY Janusz Zakręta tel. 608 664 129 SEKRETARZ REDAKCJI Aleksandra Wojnarowska tel. 535 094 517 PRACOWNIA GRAFICZNA PROGRAFIKA.com.pl DRUK Drukarnia Wydawnictwa NOWINY ul. Olimpijska 20, 41-100 Siemianowice Śl. WYDAWCA Agencja Promocji Biznesu s.c. ul. Skłodowskiej-Curie 42, 47-400 Racibórz tel. 32 726 79 47, fax 32 720 65 85 www.apbiznes.pl

Redakcja nie odpowiada za treść ogłoszeń oraz za treść i poprawność artykułów przygotowanych przez niezależnych autorów. Redakcja nie zwraca materiałów niezamówionych. Kwartalnik. Nakład: do 2 000 egzemplarzy

ill Clinton już nie jest prezydentem kraju z największą gospodarką świata. Być może za kilka-kilkanaście lat Stany Zjednoczone stracą pozycję lidera na rzecz rozwijającego się w ekspresowym tempie Państwa Środka. Sytuacja w świecie zmienia się na naszych oczach. Japonia, niegdyś synonim rozwoju i najwyższego poziomu technologicznego przegrywa z potencjałem chińskiej gospodarki. Nie ułatwi jej zapewne zmiany tej sytuacji kataklizm, który w ostatnich dniach tak strasznie doświadczył największą wyspę Honsiu. Jak widać są rzeczy, na które nie mamy żadnego wpływu, nawet wspomagani orężem nowoczesnych technologii. Skupmy się więc na tym, co leży w zakresie naszych, ludzkich możliwości. Opinia publiczna bombardowana jest informacjami o przeróżnych zagrożeniach płynących z działalności człowieka i jego rabunkowej gospodarki złożami naturalnymi. Niejednokrotnie słyszymy informacje, że za kilkanaście lat zabraknie ropy, że wyczerpują się naturalne źródła wody pitnej. Co na to wszystko Europa? Wprowadza kolejne ograniczenia i zakazy. Mniej gazów cieplarnianych. Mniej energii z paliw konwencjonalnych. Mniej zużycia energii na statystycznego obywatela Unii. Więcej energii ze źródeł i paliw odnawialnych. Więcej urządzeń energooszczędnych. A co na to Polska? Trudno oprzeć się wrażeniu, że doszliśmy do ściany. Nasza gospodarka potrzebuje energii i potrzebuje stałego stabilnego rozwoju. Mamy wiele lat do nadrobienia aby osiągnąć poziom liderów europejskich. Każdy rozumie konieczność wyeliminowania z systemu energetycznego starych, nieefektywnych jednostek wytwórczych. Dużo trudniej przychodzi zrozumienie obowiązku stopniowej rezygnacji z paliw kopalnych, którymi nasz kraj dysponuje. Problem polega na tym, że większość z obecnych europejskich liderów zbudowało swe potęgi właśnie w oparciu o zasoby paliw kopalnych. Dopiero później przyszedł czas na innowacje i spektakularne technologie. One jednak wymagają ogromnych nakładów finansowych – przede wszystkim na naukę. Doskonałym przykładem są tutaj Chiny – lawinowy rozwój gospodarki i energetyki konwencjonalnej. Budowanie zaplecza finansowego i technologicznego ale właśnie w oparciu o ogromną produkcję i sprzedaż. Trudno wymagać od rozchwianego i dziurawego budżetu naszego państwa aby był w stanie zainwestować w to wszystko, czego oczekuje Bruksela. Nie będzie rozwoju naszej gospodarki bez stabilnego wzrostu produkcji a co za tym idzie eksportu, konsumpcji i poziomu życia Polaków. Nie sposób oprzeć się wrażeniu, że kolejne obostrzenia unijne powodują zachwianie w organizmie gospodarczym naszego kraju. Elektrownie systemowe wykupują za „każdą cenę” odpady drzewne, które są materiałem niezbędnym chociażby do produkcji płyt meblowych itp. W konsekwencji spowoduje to „emigrację” fabryk na wschód. Ta sama energetyka domaga się stale podniesienia cen za energię, gdyż niezbędne są środki na odtworzenie jednostek wytwórczych. Należy postawić pytanie komu energetyka będzie sprzedawać swój produkt jeśli przemysł będzie na Ukrainie lub Białorusi? Myślę, że sytuację w której znalazła się nasza rodzima gospodarka w strukturach unijnych doskonale oddają słowa Henryka Kalisia, szefa Forum Odbiorców Energii Elektrycznej i Gazu: „…Wydaje się, że Polska zbyt poważnie potraktowała hasła mówiące o konkurencyjności i wolnym rynku. Zasady te obowiązują w unii, dopóki nie stają w sprzeczności z interesami Francji, Niemiec czy Holandii. Natomiast u nas w ciemno wprowadza się liberalne rozwiązania, nie analizując tego jak jest na zachodzie i jakie skutki to spowoduje dla konkurencyjności polskich firm.” Zapraszam do lektury nowego pisma branżowego „POWERindustry Energetyka i Przemysł”. Zachęcam też do współpracy z redakcją i do wyrażania własnych opinii.

Tauron aktywnym sprzedawcą w całej Polsce

KRAJ

ie spalajmy drewna. Przetwórcy drewna w Polsce protestują. Silne propagowanie w UE zielonej energii, doprowadza do procederu spalania drewna, jako źródła energii odnawialnej, w imię poszanowania ekologii. Koncerny energetyczne sięgają po najszlachetniejszy z naturalnych surowców odnawialnych, zaburzając proporcję jego wykorzystywania. Drewno, które w modelu idealnym powinno traﬁać w pierwszej kolejności do wykorzystania materiałowego, a dopiero w ostateczności do spalenia, jest masowo wykupywane po wywindowanych cenach przez zakłady energetyczne, wspierane przez rządowe dotacje na rzecz produkcji zielonej energii. Jest to problem na skalę międzynarodową, który dla przykładu, w Niemczech doprowadził już do poważnego zniekształcenia rynku, a w konsekwencji do powolnej degradacji gałęzi przemysłu opartych na przetwórstwie drewna. W Polsce proces ten nie zaszedł jeszcze na tyle daleko, by było za późno na wprowadzenie zmian, pozwalających uniknąć niemieckiego scenariusza, mimo, że w tym roku przemysł drzewny odnotował wzrost ceny drewna na poziomie aż 30%.

Tauron Polska Energia wygrywa kolejne przetargi na sprzedaż energii elektrycznej klientom biznesowym – zarówno ze swojego obszaru dystrybucji jak i pozostałych rejonów kraju.

Inspiro dla Metra Warszawskiego 2 lutego 2011 roku w siedzibie Urzędu m. st. Warszawy odbyło się uroczyste podpisanie umowy na dostawę 35 pojazdów sześciowagonowych metra, pomiędzy Metrem Warszawskim a konsorcjum firm Siemens i Newag. Inspiro to wynik wszechstronnych doświadczeń Siemensa w dziedzinie pojazdów metra sprawdzonych w praktyce na całym świecie. Uwagę zwraca nowa modułowa konstrukcja Inspiro. Przy konstruowaniu platformy tych pojazdów szczególny nacisk położono na łatwą wymienialność elementów zużywających się i części zamiennych. Warto też wymienić ekologiczny atut Siemensa: energooszczędność i dbałość o środowisko od produkcji poprzez codzienną eksploatację po niemal całkowitą zdolność recyklingową. Niskie koszty eksploatacji i utrzymania, obniżone zużycie energii oraz wykorzystanie materiałów naturalnych i nadających się do recyklingu to korzyść zarówno dla przewoźnika, jak i dla środowiska.

konkurencyjna. Również stadion klubu piłkarskiego Wisła Kraków będzie kupować energię z Taurona. Poza swoim obszarem dystrybucji Grupa może się pochwalić natomiast wygranym przetargiem na sprzedaż energii Górnośląskiemu Towarzystwu Lotniczemu w Pyrzowicach (port lotniczy w Katowicach). Tauron sprzedaje energię elektryczną zarówno za pośrednictwem spółki z Grupy Tauron Sprzedaż (od 3 stycznia 2011 roku skonsolidowała ona działalność sprzedażową dotychczasowych spółek Enion Energia i EnergiaPro Gigawat), jak i na poziomie holdingowym.

ŚWIAT

osja rozważa możliwość rezygnacji z jednego ze swoich największych projektów energetyczno-politycznych ostatnich lat - magistrali South Stream, którą gaz z Rosji i Azji Środkowej ma być tłoczony do Europy z ominięciem Ukrainy. Losy South Stream były głównym tematem rozmów prezydenta Rosji Dmitrija Miedwiediewa z premierem Turcji Recepem Tayyipem Erdoganem w Moskwie. Strona turecka wciąż nie zezwoliła na ułożenie gazociągu w swojej wyłącznej streﬁ e ekonomicznej na Morzu Czarnym. Zgodziła się jedynie, by Gazprom przeprowadził badania geologiczne i sejsmiczne wzdłuż planowanej trasy

Muzeum Narodowe w Krakowie rozstrzygnęło przetarg na zakup energii elektrycznej – oferta Taurona okazała się najbardziej

spis treści moim zdaniem

strona

Nie tylko regulacja Rozmowa z Markiem Woszczykiem

Wolę konie od polityki… Rozmowa z Henrykiem Kalisiem

OZEN Plus w Wałczu Niekonwencjonalna elektrociepłownia

najpierw planowanie potem budowanie strona 18 CO 2 – 4 tysiące ton rocznie mniej Agnieszka Kamińska

Przygotowania do budowy bloku energetycznego opalanego biomasą w Elblągu Jacek Garbol

Rozmowa z Andrzejem Kowalczykiem

Energia dla Raciborza Rozmowa z Wojciechem Krzyżekiem

przemysłowe systemy wytwarzania energii strona 22 W kierunku „zielonej” fabryki Rozmowa z Jerzym Wysockim

Alstom przeprowadzi retrofit 6 bloków w Elektrowni Bełchatów p ole c a

30.03. Włocławek

Alstom przeprowadzi retrofit 6 bloków w Elektrowni Bełchatów - największej w Europie elektrowni opalanej węglem brunatnym - którego koszt wyniesie około 140 mln euro. Realizacja tego projektu pozwoli zwiększyć moc elektrowni o 120 MW oraz ograniczyć emisję CO2 o 600 000 ton w skali roku. Alstom - światowy lider w branży energetycznej, przeprowadzi retrofit sześciu bloków (7 – 12) w Elektrowni Bełchatów, największej w Europie oraz drugiej na świecie elektrowni opalanej węglem brunatnym, której całkowita moc wynosi 4 460 MW. Wartość kontraktów podpisanych ze spółką PGE Górnictwo i Energetyka Konwencjonalna S.A., której jednym z 11 Oddziałów jest Elektrownia Bełchatów, wynosi około 140 mln euro.

Inwesty cje we własne źródła wytwar zania energii Czy to szansa dla polskie go przemy słu?

at or: o r g a niz iep @iep.org.pl

p ole c

Pierwszy kontrakt obejmuje realizację retrofitu urządzeń maszynowni na sześciu blokach w Elektrowni Bełchatów. Zgodnie z kontraktem Alstom będzie odpowiedzialny za działania w obszarze projektowania, dostaw oraz uruchomienia wysokoprężnych oraz średnioprężnych części turbin parowych wraz z urządzeniami pomocniczymi, regulatorem turbiny, układem obejścia, jak również modyfikacją układu regeneracji, oprzyrządowania AKPiA wraz z nadzorem prac w zakresie montażu. Realizacja retrofitu pozwoli na zwiększenie mocy wytwórczej każdego bloku o 20 MW. Tym samym moc całkowita elektrowni zostanie zwiększona o 120 MW, co umożliwi dostawę energii elektrycznej do kolejnych 240 000 gospodarstw domowych. Projekt podniesie sprawność obiegu cieplnego o 2,4 %, w efekcie zmniejszając roczną wartość emisji CO2 o 600 000 ton. Działania te umożliwią prace bloków zgodnie z wymogami dyrektywy 2001/80/ WE, dotyczącej ograniczenia emisji zanieczyszczeń do powietrza. Ponadto, realizowany przez Alstom retrofit pozwoli na poprawę gotowości operacyjnej oraz niezawodności bloków, jak również na wydłużenie okresu ich użytkowania o kolejne 25 lat.

1.04. 20stoc-2 howa Czę

Forum Spalania Biomas y

o r g a niz

W ramach drugiego kontraktu, Alstom przeprowadzi retrofit istniejących elektrofiltrów (ESP) zainstalowanych na tych blokach, dzięki którym w najbardziej efektywny sposób można kontrolować emisję pyłów. Do tej pory Alstom zainstalował na całym świecie ponad 10 000 specjalnie zaprojektowanych dla potrzeb klienta rozwiązań w zakresie elektrofiltrów (ESP) o łącznej mocy 200 GW. Dzięki dużemu doświadczenie Alstom w tym zakresie, retrofit elektrofiltru pozwoli na osiągnięcie emisji pyłów na poziomie 50mg/Nm3.

at or:

biur o@ cb epol sk

a.pl

spis treści okiem eksperta

strona

Modernizować, modernizować, modernizować! Strategia rozwoju źródeł ciepła dr inż. Ryszard Śnieżyk

gospodarka mediami w przemyśle strona 31 Kilka słów o infrastrukturze i gospodarce energetycznej w RAFAKO S.A. Bogdan Ogiński

Nowoczesne Kotłownie. Inwestycje i Bezpieczeństwo strona

WHO IS WHO Generatory fal uderzeniowych PG 25/8 – mgr inż. Andrzej Zuber Energia dla Rudy – Brunon Ogórka Migracja zanieczyszczeń z biomasy w procesie spalania oraz ich wpływ na procesy korozyjne i eksploatacyjne kotłów – Wojciech Mokrosz Warunki funkcjonowania kotłowni wykorzystującej biomasę w aspekcie optymalizacji produkcji energii z OZE – Rafał Szymanowicz Zaawansowane technologie palników SAACKE w modernizacjach kotłów wodnorurkowych – Dr Norbert Schopf, Thomas Schmidt, Thomas Schröder, Matthias Mantyk, Dobiesław Sobolski Parametry zapalności i wybuchowości pyłów uczestniczących w procesie współspalania w obiektach energetycznych – dr Anna Fibich Rozwiązania firmy Pentol-Enviro Polska na rzecz kontroli spalania i emisji oraz bezpieczeństwa układów nawęglania

moim zdaniem

rozmowa

Nie tylko

regulacja Rozmowa z Markiem Woszczykiem p.o. prezesa URE

Komu potrzebny jest regulator

Nie chcę jednak przez to powiedzieć,

mające na celu poprawę warunków

w rynkowej gospodarce?

że ingerencja państwa jest niepotrzebna.

konkurencji w sektorze, a od kilku

Z założenia instytucja

Przeciwnie. Szczególnie kiedy spojrzy się

lat szczególnie intensywnie pracuje

regulatora kłóci się z hasłem

na historię ostatniego kryzysu finanso-

nad przygotowaniem do udziału w

„Wolny rynek”

wego widać, że proaktywny nadzór nad

rynku energii jej odbiorców także

rynkiem jest potrzebny.

tych w gospodarstwach domowych.

Na rynku idealnie konkurencyjnym regulator byłby zapewne zbędny.

Rolą regulatora jest równoważenie

Tym sposobem – wzmacniając stronę

Jednak modelowa konkurencja wy-

interesów odbiorcy i przedsiębiorstw

popytową – sprzyja jej uaktywnieniu,

stępuje niezwykle rzadko, żeby nie

sektora w sytuacji, gdy rynek nie jest na

co powinno przełożyć się na rozwój

powiedzieć – praktycznie nigdy. A

tyle rozwinięty, żeby owa równowaga była

relacji rynkowych.

jeśli chodzi o polską energetykę to

osiągana automatycznie. Rolą regulatora

jesteśmy wciąż daleko od sytuacji

jest także promowanie konkurencji, moż-

Jakie działania podejmuje

modelowej. Ciągle jest to rynek, na

na więc powiedzieć, że w pewnym sensie

Prezes URE żeby polskie

którym jeszcze nie zachodzą procesy

zmierza on do samoograniczenia własnej

gospodarstwa domowe płaciły

właściwe dojrzałym, konkurencyjnym

aktywności: im więcej bowiem rynku, tym

mniej za energię? (Zajmujemy

r ynkom. Ponadto pamiętajmy, że

mniej potrzeba regulacji.

drugie miejsce pod względem

działalność sieciowa odbywa się w

wysokości cen w Europie)

warunkach monopolu naturalnego, a

Przy pomocy jakich działań

Mówi pan o cenach mierzonych

tu właśnie regulator ma istotną rolę

i instrumentów Prezes URE

siła nabywczą pieniądza. Jeśli zaś

do spełnienia jako swoisty substytut

zamierza wspierać (wspiera)

przyjrzymy się cenom nominalnym,

mechanizmów rynkowych.

pełne urynkowienie w sektorze

to na podstawie danych z Eurostatu

energetycznym. No i przede

za 2009 r. Polska zajmuje dopiero

jest mechanizmem idealnym, jednak im

wszystkim czy jest Pan za

19. miejsce pod względem wysokości

więcej samoregulacji na rynku, tym lepiej.

takim urynkowieniem?

cen pośród 27. krajów europejskich.

Sam mechanizm rynkowy także nie

Nie będę pewnie oryginalny, jeśli powiem,

Jak najbardziej jestem zwolen-

Wyższe ceny energii dla gospodarstw

że jestem zwolennikiem zasady: tyle

nikiem pełnej liberalizacji sektora

domowych posiadają oprócz państw

liberalizacji, ile możliwe, tyle regulacji – ile

energetycznego. Od początku swojego

takich jak m.in. Dania, Niemcy, Austria,

konieczne.

istnienia URE prowadzi działania

Hiszpania, Portugalia, Włochy, Holan-

1/2011

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

Marek Woszczyk

dia, Szwecja także Słowacja, Węgry, Słowenia i Czechy. Działania regulatora w zakresie ograniczania poziomu cen dla odbiorców indywidualnych najwyraźniej obrazują dane dotyczące poziomu redukcji oczekiwań największych przedsiębiorstw sprzedających energię odbiorcom w gospodarstwach domowych. Średni wzrost cen energii dla odbiorców w gospodarstwach domow ych w zatwierdzonych na 2011 r. taryfach dla energii elektrycznej wyniósł 7,7%, podczas gdy w pierwszych wnioskach sprzedawcy oczekiwali podwyżek średnio o około 16% w stosunku do taryf obowiązujących w 2010 roku. Co z przemysłem energochłonnym? Tutaj sytuacja jest podobna. Produkcja w której kluczowym kosztem produkcji jest energia elektryczna mówi o braku opłacalności. (jest drożej niż w Hiszpanii, Francji).

Rolą regulatora jest równoważenie interesów odbiorcy i przedsiębiorstw sektora w sytuacji, gdy rynek nie jest na tyle rozwinięty, żeby owa równowaga była osiągana automatycznie

Raczej mało realne jest, by wszyscy przemysłowcy wybudoNiestety, na tle innych krajów UE, przepisy prawa RP nie wspomagają

fot. URE

wali własne elektrociepłownie.

przemysłu energochłonnego. Uważam, że w Polsce warto byłoby rozważyć

Został Pan Członkiem Rady

zadaniem CEER jest wspieranie rozwoju

wykorzystanie rozwiązań systemo-

Dyrektorów CEER – Proszę

konkurencyjnego jednolitego rynku

wych, chroniących energochłonne

przyjąć gratulacje i powiedzieć

energii i gazu w Europie.

branże przemysłu. Takie rozwiązania

nam kilka słów nt. działalności

stosują inne kraje Unii Europejskiej.

tego stowarzyszenia.

CEER funkcjonuje jako platforma współpracy i wymiany informacji oraz

W niektórych unijnych państwach

Dziękuję. Tak, 1 lutego zostałem

wzajemnego wsparcia działań regula-

przemysł energochłonny cieszy się

wybrany wiceprzewodniczącym Rady

torów w tym zakresie. Stanowi zarazem

np. z preferencyjnych stawek po-

Dyrektorów stowarzyszenia. CEER,

płaszczyznę dla relacji z Komisją Europej-

datku akcyzowego, podczas gdy

czyli Rada Europejskich Regulatorów

ską, a zwłaszcza z Dyrekcją Generalną

w Polsce poziom akcyzy istotnie prze-

Energii jest niezależnym, dobrowolnym

ds. Energii tak, by zapewnić spójność

kracza stawki minimalne wynikające

stowarzyszeniem, zrzeszającym regula-

we wdrażaniu wspólnotowego prawa

z przepisów unijnych.

torów energetyki z krajów UE. Głównym

energetycznego.

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

Rozmawiał Janusz Zakręta

1/2011

moim zdaniem

rozmowa

Wolę konie

Rozmowa z Henrykiem Kalisiem – Pełnomocnikiem zarządu ZGH Bolesław ds. zarządzania energią elektryczną, przewodniczącym FOEEiG

Konie – pasja Henryka Kalisia

Pana zdanie staje się wykładnią wielu dyskusji w zakresie rynku energii a także polityki energetycznej. Przez ten czas stał się Pan osobą publiczną. Może trochę mimo woli? Poprzez to, co robię, staram się pokazać politykom pewne uwarunkowania oraz skutki określonych decyzji. Nie mam ambicji politycznych. Forum odbiorców na początku swojej działalności miało ułatwione zadanie. Nie było innej organizacji reprezentującej odbiorców energii a środowisko energetyczne było zupełnie zaskoczone tym, że odbiorcy energii mają jakieś postulaty, że się potrafili zorganizować. Aktualnie ta działalność jest o wiele bardziej uwarunkowana, wymaga coraz więcej wysiłku. Jednak narzędzia, jakimi

Czuje się pan politykiem?

negocjacje, poprzez pokazywanie

teraz dysponujemy, są o wiele bardziej

problemów oraz harmonizację prze-

zaawansowane i wydajne. Rozpoczęli-

pisów obowią zujących w Polsce

śmy współpracę z kancelarią prawną,

z tymi obowiązującymi w UE, niż ko-

prowadziliśmy współpracę z agencją

rzystając tylko z czystych rynkowych

public relations. Wiele naszych działań

mechanizmów. Okazało się również,

ma podłoże legislacyjne, więc pojawiła

Górniczo-Hutniczych Bolesław. I myślę,

że energia elektryczna jest towarem

się również agencja lobbingowa. Sądzę,

że to umiem robić.

i znacząco wpływa na koszty produkcji,

że tego typu narzędzia są niezbędne.

Przede wszystkim jestem inżynierem elektrykiem. Prawie 20 lat przepracowałem w „ruchu” zakładu górniczego. Później zostałem pełnomocnikiem zarządu ds. zarządzania energią w Zakładach

Według mnie cała ta polityka dotycząca odnawialnych źródeł energii wymaga szybkiej i głębokiej racjonalizacji

Sytuacja, zwłaszcza w energety-

a co za tym idzie również na konkuren-

Jednak – podkreślę – wszystkie te działania

ce, spowodowała, że musiałem się

cyjność przedsiębiorstwa. Wszystko

mają na celu wykazanie uwarunkowań

zająć rynkiem energii i zakupami.

to zdecydowało, że trzeba się było

i ewentualnych skutków. Nie czujemy

Szybko zorientowałem się, że dużo

zmierzyć z tym tematem i z perspektywy

się uprawnieni do kształtowania polityki,

lepsze efekty można uzyskać poprzez

lat widać, że było to działanie konieczne.

również tej energetycznej.

1/2011

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

od polityki… Ale chyba zależy wam na

rekompensaty z tytułu wzrostu kosztów

przekonywaniu do swojego

produkcji spowodowanych wzrostem

stanowiska?

cen energii wywołanych ETS-em. W

Nie mam ambicji politycznych. Forum Odbiorców - na początku swojej działalności – miało ułatwione zadanie. Nie było innej organizacji reprezentującej odbiorców energii a środowisko energetyczne było zupełnie zaskoczone tym, że odbiorcy energii mają jakieś postulaty, że się potrafili zorganizować.

A jest wola ze strony rządu, aby to zmienić? Wola jest, bo wszyscy potwierdzają,

Myślę, że zarówno w sektorze

Polsce wymaga to skoordynowanego

energetycznym, w ministerstwach,

działania trzech ministerstw: gospodarki,

w sejmie brak było punktu widzenia

środowiska i finansów, co w praktyce

odbiorców. Jeśli się czegoś nie artykuuje

okazuje się niewykonalne. Niemcy już

to nikt tego nie bierze pod uwagę.

ogłosili, że przeznaczają 40 mln euro na

Sprawy, którymi się zajmujemy, są

rekompensaty tylko dla przemysłu metali

na tyle trudne i skomplikowane, że

nieżelaznych. My czekamy na rozstrzy-

nie możemy wymagać od posłów

gnięcia w obszarze pomocy publicznej. To

i senatorów, aby oni wiedzieli o wszystkim

kolejny ciekawy temat, którym polecam się

i wszystko rozumieli. Wg zasady – jeśli

zająć. Okazuje się, że jeśli wprowadzamy

nie ma zainteresowanego nie ma sprawy.

rozwiązania w akcie prawnym po raz

Z tego punktu widzenia nasza obecność

pierwszy – to są one traktowane jako

czekiwanie aż problem sam się rozwiąże.

w niektórych obszarach była niezbędna.

rozwiązania systemowe, jeżeli natomiast

Nikt nie chce wziąć odpowiedzialności

próbujemy skorygować ewidentną bzdurę

za politykę klimatyczną. Z drugiej strony

Jakie nadzieje wiążecie

– to wówczas wchodzimy w obszar pomo-

powołano pełnomocnika ds. budowy

z polską prezydencją w UE?

cy publicznej. Taką oczywistą bzdurą jest

elektrowni atomowych. Ilość środków,

że mamy rację. Ale działań brak. Czy nie byłoby sensowne stworzenie stanowiska pełnomocnika rządu ds. ograniczania emisji? To cenna inicjatywa. Powołanie takiego stanowiska świadczyłoby o tym, że rząd poważnie traktuje problem. Jednak wydaje się to na dzisiaj mało realne. Odnoszę wrażenie, że jest wy-

FOEEiG ma bardzo dobry program,

obciążanie odbiorców energochłonnych

jaką zaangażowano w ten projekt

uzupełniony o działania prawne i lobbin-

kosztem zakupu kolorowych certyfikatów

– przeznaczonych tylko na promocję

gowe, który w gruncie rzeczy sprowa-

i pełnymi stawkami podatku akcyzowego.

i kampanię informacyjną – umożliwiłaby

dza się do jednego fundamentalnego

Mamy nadzieję, że uda nam się zaintere-

wybudowanie niejednej elektrowni prze-

celu: harmonizacji przepisów polskich

sować Rząd RP tymi problemami i jakieś

mysłowej i to sporej mocy. W sprawie

ze stosowanymi w Unii Europejskiej.

działania na rzecz energochłonnych branż

emisji powołano społeczną radę ds.

Z tego punktu widzenia polska prezyden-

polskiego przemysłu zostaną podjęte.

redukcji emisji, czyli ciało mało formalne

cja jest nie do przecenienia. Ale tutaj musi

Jeśli nie, będziemy musieli wywierać inne

bez specjalnego umocowania. Nietrud-

być dobra wola z drugiej strony. To znaczy,

formy nacisku.

no dostrzec ogromną dysproporcję

że musi być sygnał ze strony polskiego

w podejściu do tych dwóch zagadnień.

rządu, że program, który przedstawiamy jest ciekawy, że jest wola, aby zająć

Czy jesteśmy wg Pana

się sytuacją przemysłów energochłon-

równoprawnym członkiem

nych. Jeśli tak się stanie to będziemy

Unii Europejskiej?

się cieszyli. Okazuje się, że dyrektywa

Polityka klimatyczna nie musi stać

unijna o handlu uprawnieniami do emisji

w sprzeczności z konkurencyjnością.

daje krajom członkowskim możliwość

Jeśli przywódcy krajów unijnych doszli do

przeznaczania środków finansowych na

wniosku, że taką politykę trzeba prowadzić

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

1/2011

moim zdaniem

rozmowa – to my tego nie kwestionujemy. Trzeba

wania prywatyzowanych podmiotów

jednak znaleźć mechanizm wyrównywania

w obszarach m.in. energetycznym,

różnic między kosztami produkcji ponoszo-

ekonomicznym, organizacyjnym. Pry-

nymi tam gdzie tej polityki nie ma, a kosztami

watyzowana energetyka ma nałożony

na obszarze UE. Kolejny problem wynika

kaganiec w postaci umów społecz-

ze zróżnicowania kosztów produkcji na

nych, które bardzo mocno ograni-

obszarze samej unii, będącego efektem zróż-

czają możliwości wprowadzanych

nicowanej struktury produkcji energii elek-

zmian. Jest również pozbawiana

trycznej. Wydaje się, że Polska zbyt poważnie

wypracowywanych środków, gdyż

potraktowała hasła mówiące o konkurencyj-

budżet państwa zabiera jej całą

ności i wolnym rynku. Zasady te obowiązują

dywidendę. Trudno więc oprzeć się

w unii, dopóki nie stają w sprzeczności

wrażeniu, że prywatyzacja służy głównie

z interesami Francji, Niemiec czy Holandii.

doraźnym potrzebom budżetowym.

Natomiast u nas w ciemno wprowadza się liberalne rozwiązania, nie analizując

Czy można mówić o prywatyzacji,

tego jak jest na zachodzie i jakie skutki to

kiedy jedna „państwowa” firma

spowoduje dla konkurencyjności polskich

przejmuje inną „państwową”

firm. Przykładem takiej działalności jest

grupę?

Wydaje się, że Polska zbyt poważnie potraktowała hasła mówiące o konkurencyjności i wolnym rynku. Zasady te obowiązują w unii, dopóki nie stają w sprzeczności z interesami Francji, Niemiec czy Holandii

Dobrze, że mamy dwie giełdy energii? Dwie giełdy to sprzeczność interesów.

cały obszar polityki energetycznej. Mam

Prywatyzacja ma sens, kiedy funk-

tutaj na myśli system wsparcia zielonych

cjonuje rynek, kiedy występują na nim

certyfikatów i całej palety innych kolorów.

równorzędni gracze, kiedy dominuje ostra

Trudno oprzeć się wrażeniu, że pewne

konkurencja. Wówczas sprywatyzowana

grupy interesów forsują rozwiązania z których

firma szybko się restrukturyzuje i zyskuje

czerpią następnie profity. Nikt nie zwraca

nowe możliwości. Prywatyzacja, z jaką

uwagi na to, jak wpływają one na kondycję

mamy obecnie do czynienia ma na raczej

gospodarki. Niestety słaba gospodarka nie

celu forsowanie założeń jednej dominującej

gwarantuje zatrudnienia swoim, szczególnie

grupy energetycznej i narzucanie jej celów

długo starał się dostosować całą resztę do

młodym obywatelom. W efekcie opuszczają

całej polskiej gospodarce. Tylko po to, by

swoich interesów. Nie oceniam, która giełda

oni kraj, maleją wpływy z podatków, pogłębia

zmniejszyć deficyt w państwowej kasie.

powinna pozostać, która jest lepsza. Zakła-

się dziura budżetowa. Nie da się bowiem

Według mnie to jest motywacja zbyt słaba.

dam, że w pewnym przewidywalnym czasie

Również podmiotów na rynku energii. Dwie giełdy nie powinny funkcjonować w jednym kraju. Wszędzie, gdzie rynki energii są dobrze rozwinięte, funkcjonuje tylko jedna. W polskim wydaniu obecna sytuacja jest skutkiem tego, że ktoś kiedyś wskazał jednego narodowego czempiona, który

pozostanie tylko jedna. Obawiamy się tylko,

oprzeć wzrostu gospodarczego wyłącznie

Przyjęcie błędnych założeń na etapie projektu może spowodować całkowitą klęskę na etapie realizacji. To w efekcie powoduje paraliż

na sektorze usług. To produkcja daje stabilne

Zmienił Pan dostawcę energii,

że energia elektryczna stanie się obiektem

podstawy do rozwoju pozostałych gałęzi

gdy nastąpiła taka możliwość?

spekulacji – podobnie jak teraz gaz czy

gospodarki. Niestety sytuacja, w jakiej znaleźli

Należę do grona tych dość leniwych

ropa. To budzi niepokój, ponieważ poszerza

się krajowi producenci nie wróży najlepiej ani

odbiorców. Wiem od moich kolegów, że

się obszar niepewności w prowadzeniu

im, ani Polskiej gospodarce.

proces zmiany sprzedawcy jest dosyć

działalności gospodarczej, co wymusi

uciążliwy i minimalny zysk, jaki może

stosowanie instrumentów finansowych,

Jaka jest Pańska opinia

przynieść nie jest dla mnie wystarcza-

a w efekcie zwiększenie kosztów.

nt. prywatyzacji polskiej

jącą zachętą do przechodzenia przez

energetyki?

tą złożoną procedurę. Zasada TPA

Co powinno kształtować cenę

Prywatyzacja ma uzasadnienie, jeśli

jest istotna dla dużych odbiorców – dla

energii?

prowadzi do uzyskania założonych celów,

małych pewnie nigdy nie będzie równie

np. poprawy efektywności funkcjono-

istotna.

1/2011

FOEEiG stało zawsze na stanowisku, że cena energii elektrycznej – przynajmniej

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

w tym zakresie niosą za sobą określone ryzyko. Wiemy też, że do wyceny opłacalności budowy takich źródeł nie bierze się przychodów z zielonych certyfikatów na poziomie 280 zł/MWh, a 160 zł/MWh. Czy on jest uzasadniony i perspektywiczny, trudno powiedzieć. Wiem, że polska gospodarka nie przetrzyma tak gwałtownego wzrostu kosztu związanego z energetyką odnawialną. Trzeba tutaj oddzielić apetyty dla odbiorców przemysłowych – powinna

cyjne założenia i będą musiały powstawać

być kształtowana w oparciu o koszty

źródła gazowe i odnawialne. Przyjęcie

produkcji. Jest to zgodne ze stanowiskiem

błędnych założeń na etapie projektu może

IFIEC (INTERNATIONAL FEDERATION OF

spowodować całkowitą klęskę na etapie

INDUSTRIAL ENERGY CONSUMERS).

realizacji. To w efekcie powoduje paraliż.

Mamy informacje, że o takie rozwiązania starają się organizacje przemysłowych

Czy ZGH, jako zakład energo-

odbiorców energii elektrycznej w unii. Ma

chłonny analizuje możliwość

to swoje głębokie uzasadnienie, bo powo-

budowy własnego źródła energii?

Stanowisko takie stoi w oczywistej sprzeczności ze stanowiskiem energetyki, która od lat wmawia nam, że cena energii winna umożliwiać budowę nowych mocy w oparciu jedynie o kredyty bankowe

na przychody tego – już bardzo mocnego – sektora energetyki odnawialnej i zweryfikować je z możliwościami polskiej gospodarki, która z tego powodu wykazuje pierwsze objawy zadyszki. Czy w Polsce istnieje rynek gazu? Rynek gazu jest bardzo istotny dla przemysłu. Prawie 90% gazu w Polsce

duje, że gospodarka europejska zyskuje

Dla nas koszt energii stanowi 25%

na konkurencyjności. Stanowisko takie stoi

a dla działalności hutniczej 50%. Zro-

w oczywistej sprzeczności ze stanowi-

biliśmy koncepcję optymalną z punktu

Z moich obserwacji wynika, że rynek

skiem energetyki, która od lat wmawia

widzenia naszych potrzeb i możliwości.

gazu podąża za rynkiem energii w odstę-

nam, że cena energii winna umożliwiać

Ostatecznie zdecydowaliśmy się na

pie ok. 5 lat. Tam procesy zachodzą dużo

budowę nowych mocy w oparciu jedynie

analizę czterech rozwiązań. Pierwsze

wolniej. Myślę, że będzie się on rozwijał

o kredyty bankowe. Jeśli tak, to po co

to zainstalowanie dwóch silników ga-

w sposób naturalny m.in. ze względu na

utworzono skonsolidowane koncerny

zowych z generatorami 10 MW każdy.

udział w rynku europejskim. Wymaga to

energetyczne? Jak pamiętam głównym

One pozwalają również na produkcję

jednak pewnej zmiany mentalności Gaz

uzasadnieniem tego procesu było właśnie

ciepła na poziomie 9,2 MW każdy, co

systemu i PGNiG.

uśrednienie kosztów produkcji energii elek-

zdecydowanie poprawia ekonomikę

trycznej w różnych źródłach energii, tych

przedsięwzięcia. Kolejne koncepcje to

Jeździ Pan samochodem czy

nowych i tych starych, zamortyzowanych.

dwie turbiny gazowe, trzy silniki gazowe,

pociągami?

zużywa właśnie przemysł.

Trochę jednym i trochę drugim.

oraz źródło o mocy 20 MW wyposażone Co jest przyczyną zastoju

w kocioł parowy na biomasę i turbinę

– mimo wielu zapowiedzi –

upustowo- kondensacyjną. Wszystko

w realizacji projektów energe-

wskazuje na to, że będzie realizowany

tycznych w zakresie budowy

projekt z dwoma silnikami gazowymi.

nowych mocy? W dużej części jest to spowodowane

Czy nasza gospodarka jest w sta-

polityką klimatyczną unii, czyli niepew-

nie udźwignąć koszty związane z

nością czy pakiet klimatyczny zostanie

budową źródeł odnawialnych?

obalony i będzie można budować źródła

Wiemy, że system zielonych certyfika-

oparte na węglu czy utrzymają się restryk-

tów będzie modyfikowany i że inwestycje

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

Najchętniej jednak konno. To jest moja Trzeba oddzielić apetyty na przychody tego już bardzo mocnego sektora energetyki odnawialnej i zweryfikować je z możliwościami polskiej gospodarki, która z tego powodu wykazuje pierwsze objawy zadyszki

pasja. Poza tym to bardzo ekologiczny „pojazd”, choć owies staje się również paliwem dla energetyki. Wg mnie cała ta polityka dotycząca odnawialnych źródeł energii wymaga szybkiej i głębokiej racjonalizacji. Rozmawiał Janusz Zakręta

1/2011

moim zdaniem

rozmowa

OZEN Plus w Wałczu Niekonwencjonalna elektrociepłownia

W Wałczu powstała nowoczesna fabryka produkująca węgiel drzewny. Równolegle wybudowana została niekonwencjonalna elektrociepłownia wykorzystująca gaz z procesu pyrolitycznego drewna.

Kilka pytań do Andrzeja Kowalczyka – prezesa zarządu Skąd pomysł na taki biznes i w jaki sposób pozyskano środki na zrealizowanie inwestycji? Pomysł narodził się w 2003 roku. Ewoluował do 2007 kiedy „dopięto”

Od początku pomysłodawcami, udziałowcami, instytucjami finansującymi projekt były podmioty i osoby polskie

finansowanie i rozpoczęła się realizacja inwestycji. Od początku pomysłodawcami, udziałowcami, instytucjami finansującymi projekt były podmioty i osoby polskie. A więc myśl techniczna polskich inżynierów, notabene chroniona patentem. Z kolei finansowanie poprzez Bank Polskiej Spółdzielczości. Właścicielem fabryki jest teraz w 100% BBI Zeneris NFI z siedzibą w Poznaniu.

Papierówka liściasta – surowiec do produkcji węgla drzewnego

1/2011

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

Czy korzystaliście z finansowania w oparciu o programy unijne? Projekt został wsparty dotacją unijną w wysokości 33,3 miliona złotych, co stanowiło pierwotnie – w kosztach kwalifikowanych do projektu ok 50,6 procenta, w bezpośrednich nakładach

Możliwość uzyskania zielonych świadectw sprawiła, że projekt domykał się finansowo w kierunku wytwarzania energii elektrycznej

postanowiliśmy wykorzystać to co

kolektorowym i co ważne na każdym

dawał projekt w kierunku wytwarzania

z kotłów turbina jest się w stanie

energii elektrycznej i cieplnej w skoja-

samodzielnie utrzymać.

rzeniu. Możliwość uzyskania zielonych świadectw sprawiła, że projekt domykał

Z tego wynika, że zrezygnowa-

się finansowo w kierunku wytwarzania

liście z dostarczania energii

energii elektrycznej. Wcześniej było

cieplnej do sieci miejskiej?

to nierealne. Wówczas zdecydowano

Nie zrezygnowaliśmy. Na dzisiaj nie

inwestycji zamknęła się ostatecznie na

o wybudowaniu dodatkowego kotła

dostarczamy – to prawda. Pracujemy

poziomie 150 milionów, łącznie z obsługą

biomasowego, który zapewniałby stałość

na zupełnie nowej instalacji – jedynej

finansowania. A więc dotacja pokryła

pracy turbiny.

tego typu na świecie, której musimy się

inwestycyjnych wyniosło ok. 40 %. Kwota

„nauczyć”. Nie chcemy na tym etapie

ostatecznie ok. 20% całkowitego kosztu. Od początku zakładano realizację fabryki węgla drzewnego i elektrociepłowni?

W jakim układzie ostatecznie

wprowadzać dodatkowej zmiennej, która

pracuje elektrociepłownia?

skomplikuje opanowanie technologii

Aktualnie zakład jest tak skonfiguro-

i zakładu. Jeśli wystarczająco opanujemy

wany, że pracują trzy kotły w układzie

proces, wrócimy do wykorzystania

Tak, od początku był to projekt kompleksowy. Jednak modyfikowany był równolegle ze zmianami w prawie energetycznym. Pierwotnie miał powstać zakład produkujący węgiel drzewny, a nadmiar ciepła powstającego w procesie produkcji miał być wykorzystywany przez lokalny zakład ciepłowniczy do zasilania sieci miejskiej. Jednak w wyniku zmian regulacyjnych, które dały m.in. możliwość uzyskania zielonych certyfikatów dla źródeł odnawialnych,

Widok zakładu od strony przenośników węgla drzewnego

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

Widok elektrociepłowni

1/2011

moim zdaniem

rozmowa dodatkowych możliwości jakie daje elektrociepłownia. Czy to jest ostateczny kształt zakładu? Czy planujecie jakieś dodatkowe inwestycje? Na dzisiaj jest to projekt finalny. Jednak układ posiada pewne rezerwy które można wykorzystać i nad tym będziemy pracować. Celem będzie poprawienie parametrów wyjściowych instalacji. Co jest w tej chwili produktem wiodącym fabryki OZEN Plus? Węgiel drzewny czy energia elektryczna? Kiedy rozpoczynaliśmy ten projekt relacja była 70/30 na korzyść węgla drzewnego. Aktualnie jesteśmy na

Instalacja kotła i turbiny

Ramowy opis technologii zastosowanej w Zakładzie w Wałczu Technologia zastosowana w zakładzie w Wałczu składa się z trzech modułów: • Moduł zgazowania (pirolizy drewna), • Moduł spalania biomasy, • Moduł brykietowania miału węgla drzewnego, • Moduł elektrociepłowni. Wymienione powyżej moduły zostały skonﬁgurowane w celu optymalizacji sprawności wszystkich modułów. Moduł zgazowania (pirolizy drewna) Moduł zgazowania drewna składa się z następujących elementów: stanowisko rozdrabniania drewna, zbiornik surowca, suszarnie pionowe, retorta pionowa, zasobniki węgla, węzeł konfekcjonowania. Drewno dostarczane jest w postaci wałków drewnianych lub drewna poprodukcyjnego z zakładów przetwórstwa drewna. Następnie jest ono poddawane procesowi rozdrabniania na elementy o maksymalnych gabarytach 25x25x25 cm. Wprost z urządzenia rozdrabniają-

1/2011

cego jest ono podawane taśmociągiem do zbiornika surowca w którym jest wstępnie podgrzewane i podsuszane. Ze zbiornika surowca podajnikiem linowym drewno przenoszone jest naprzemiennie do dwóch suszarni pionowych, w których drewno obniża swoja wilgotność do 20 – 25%. Następnie z suszarni drewno podajnikiem linowy transportowane jest do retorty. W retorcie na skutek pooddawania drewna działaniu wysokiej temperatury gazów spalinowych (beztlenowo) z drewna wytwarza się gaz drzewny (jest to proces pirolizy – zgazowania drewna). Powstały gaz drzewny kierowany jest do paleniska szybowego w którym jest spalany. Powstałe spaliny kierowane są do parowego kotła odzysknicowego elektrociepłowni (jednego z dwóch) a niewielka ich część jest kierowana do retorty jako czynnik podgrzewający drewno. Po przejściu spalin przez kocioł odzysknicowy są one kierowane do suszarni (stanowią czynnik suszący drewno i podgrzewający je w zbiorniku surowca), a następnie są

kierowane do komina. Wytworzona w kotle para wodna kierowana jest do kolektora parowego a następnie do turbiny parowej. Gazy spalinowe po przejściu przez kocioł kierowane są do suszarni pionowych jako czynnik grzewczy suszący drewno. W procesie zgazowania drewna powstaje węgiel drzewny który po schłodzeniu jest odbierany z zsypu dolnego retorty a następnie poprzez podajnik taśmowy transportowany jest do zasobników węgla. W zasobnikach węgiel sezonowany jest przez 24 godziny a następnie podajnikami taśmowymi transportowany jest do węzła konfekcjonowania w którym następuje sortowanie produktu (odsianie frakcji nie handlowych), wsypywanie do opakowań handlowych układanie na paletach transportowych. Po zakończeniu konfekcjonowania węgiel na paletach kierowany jest do magazynu produktu. Powstały w procesie produkcji, sortowania i odpylania miał węglowy kierowany jest do stanowiska brykietowania w któ-

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

poziomie 60/40. A co będzie dalej – czas pokaże. Biorąc pod uwagę wielkość produkcji (ok 20 tys. ton rocznie) węgla drzewnego jesteśmy drugą fabryką w Europie. Większą produkcję ma tylko niemiecka fabryka,

Porównując się do innych tego typu zakładów np. w Polsce, możemy przyjąć, że proces pyrolityczny jest wspólny. Cała reszta jest zupełnie inna

z prób zimnych i ciepłych – założenie

a resztę skierujmy do procesu – tyle

wydaje się bardzo realne.

ile musimy, nic więcej - pozostawiając sobie cały czas możliwość regulacji.

Co stanowi o wyjątkowości

Porównując się do innych tego typu

zrealizowanego projektu

zakładów np. w Polsce, możemy

i zastosowanych rozwiązań?

przyjąć, że proces pyrolityczny jest

Idea zakładu jest taka, by wykorzy-

wspólny. Cała reszta jest zupełnie inna.

na uwadze rosnące ceny energii

stać ciepło jak tylko jest to możliwe.

Są inne parametry i sposób suszenia,

może okazać się, że dochody ze

Stąd wzajemne przenikanie się proce-

inne czynniki suszące i w inny sposób

sprzedaży energii elektrycznej będą

sów: produkcji węgla i energii. Proces

pozyskiwane. Reasumując: całkowicie

większe niż uzyskiwane ze sprzedaży

pyrolityczny drewna jest procesem

autorski projekt.

węgla drzewnego. Planowana roczna

egzotermicznym. Zapotrzebowanie

produkcja energii elektrycznej wynosi

energetyczne instalacji jest znacznie

52 tys. MWh przy mocy zainstalo-

mniejsze niż ilość w y twarzanego

Synchronizacja z siecią już za nami,

wanej 7,23 MW (mocy elektrycznej)

ciepła, a więc mamy go nadmiar.

turbina w całości odebrana. Aktualnie

turbozespołu. Biznesowe założenie

W zakładach opartych na procesie

usuwamy usterki i prowadzimy regulacje

jest takie, że instalacja będzie pra-

pyrolitycznym nie szanuje się ciepła.

układów. Startujemy lada moment.

cować przez ok. 330 dni w roku.

My podeszliśmy do tego odwrotnie.

Biorąc pod uwagę doświadczenia

Wyciśnijmy z tego ciepła ile się da

która wytwarza ok. 25 tys. ton. Mając

rym wytwarzany jest brykiet węgla drzewnego. Po jego konfekcjonowaniu jest on kierowany do magazynu produktu. Moduł spalania biomasy Poza instalacją do zgazowania drewna w zakładzie przewidziana jest zabudowa kotła opalanego biomasą. W tym przypadku jako paliwo przewidziane jest alternatywnie słoma lub zrębki drewniane. Paliwo jest przygotowywane w przypadku słomy w rozdrabniaczu w którym powstaje sieczka, przypadku zrębków drewnianych w rozdrabniaczu do drewna. Paliwo dostarczane jest przenośnikiem do paleniska z rusztem wibracyjnym chłodzonym wodą na którym następuje spalanie. Powstała w kotle para wodna kierowana jest do wspólnego kolektora razem z parą wytworzona w kotłach odzysknicowych Moduł brykietowania miału węgla drzewnego W procesie produkcji węgla drzewnego na skutek przemieszczania się mas powstaje miał węgła drzewnego który wraz z pyłem węgla z instalacji odpylania oraz frakcją niehandlową węgla drzewnego (odsiana

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

na sortownikach) stanowi surowiec do produkcji brykietów z węgla drzewnego. W skłąd modułu brykietowania węgla wchodzi: • rozdrabniacz w którym surowiec jest ujednoradniany frakcyjnie, • mieszalnik w którym miał węgla drzewnego jest nawadniany do 15% wilgotności i mieszany z lepiszczem spożywczym, • brykieciarka w której formowany jest brykiet, • suszarka w której brykiet jest suszony do wilgotności ca 8%, • zbiornik sezonowania brykietu. Po około 24 godzinach sezonowania brykiet kierowany jest do instalacji konfekcjonowania w której pakowany jest w opakowania handlowe i kierowany do dystrybucji. Moduł elektrociepłowni Wytworzona w kotłach para wodna kierowana jest do kolektora a następnie do kondensacyjnej turbiny parowej zespolonej z generatorem energii elektrycznej. Para wodna po przejściu przez turbinę, jest skraplana i jako woda powraca do kotłów

Kiedy zakład rusza?

a wytworzona energia elektryczna przekazywana jest do sieci energetycznych. Turbina posiada stosowne upusty które pozwalają na pobieranie pary wodnej z turbiny celem przetworzenia jej na energię cieplną. Wydajność upustu turbiny jest tak dobrana aby była możliwość pobierania pary do podgrzewania dodatkowego powietrza suszącego drewno w suszarniach. Zastosowanie tak powiązanych ze sobą rozwiązań pozwala na optymalizację sprawności całego zakładu poprzez zagospodarowanie ciepła na cele energetyczne i maksymalne wykorzystanie ciepła (w innych instalacjach emitowanego do atmosfery) na potrzeby różnych etapów produkcji węgla drzewnego jak i brykietu z węgla drzewnego. Program Produkcyjny • Roczna produkcja węgla drzewnego – 20 tys. ton produktów suchej destylacji, w tym ca 15 tys. ton handlowego węgla drzewnego, oraz ca 5 tys. ton brykietu z węgla drzewnego. • Roczna produkcja energii elektrycznej – ca 52 tys. MWh

1/2011

moim zdaniem

rozmowa

Energia

dla Raciborza

Rozmowa z wiceprezydentem miasta Racibórz, Wojciechem Krzyżekiem o polityce energetycznej samorządów.

Jakie działania podejmują

dzisław Śląski) – o powołaniu SOE,

również możliwość pozyskiwania energii

władze miasta, aby zapewnić

– czyli Spółki Obrotu Energią. Jednym

elektrycznej. Należy tu wspomnieć

bezpieczeństwo energetyczne

z głównym zadań spółki jest negocjowa-

o ograniczeniu zużycia energii poprzez

mieszkańcom?

nie umów z dostawcami ciepła. Jednak

wymianę źródeł światła na energo-

Rozpoczęliśmy od dokumentów

nie ograniczyliśmy jej działalności tylko

oszczędne w obiektach użyteczności

planistycznych. Od kilku lat mamy plany

do energii cieplnej, będzie mogła również

publicznej, segregacji odpadów itp.

zagospodarowania przestrzennego mia-

działać w zakresie energii elektrycznej

sta. Stwarzają one możliwości rozwoju tym wszystkim podmiotom, które zajmują

wiceprezydent miasta Racibórz

i gazu. Chodzi o to, by zwiększyć znacznie

Prowadzicie Państwo rozmowy

negocjacyjne, tworząc grupę w oparciu

z RAFAKO SA w zakresie budowy

o subregion zachodni skupiający pięć

źródła energii elektrycznej

Od roku mamy nowe studium uwarun-

gmin. Spółka jest aktualnie na etapie

i cieplnej na terenie miasta.

kowań kierunków zagospodarowania

tworzenia, więc musimy zaczekać na

Na jakim są etapie i jaki jest

przestrzennego miasta, którego przepisy

rozpoczęcie konkretnych działań.

zakres projektu? Czy miasto ma

się energią, jej produkcją bądź przesyłem.

w planie partycypować

zawierają uwarunkowania wynikające

Kolejną sferą, w której działamy

z członkostwa w UE. Ponieważ plany były

to są nasze firmy i przedsiębiorstwa

z roku 2003 – więc w wielu punktach

komunalne. Zakończyliśmy znaczący

Zintensyfikowaliśmy w ostatnim czasie

straciły na aktualności. Ubiegłoroczne

projekt w ramach Funduszu Spójności

rozmowy z potentatem w produkcji kotłów,

studium powoduje, że w tej chwili można

– projekt gospodarki wodno-ściekowej

jakim jest Rafako w zakresie budowy

racjonalnie prowadzić działania zarówno

dla miasta. Została zrealizowana inwe-

źródła wytwarzania energii elektrycznej.

ze strony miasta jak również firm za-

stycja, która obejmowała min. budowę

W założeniu ciepło, które powstaje przy

rządzających sieciami energetycznymi

oczyszczalni ścieków, ale również in-

okazji produkcji prądu, mogłoby być

i gazowymi.

stalację wytwarzania zielonej energii

wykorzystane do zasilania sieci miejskiej.

w oparciu o pozyskiwany biogaz. Nie

Wiele wskazuje na to, iż kocioł energe-

jest to oczywiście skala znacząca

tyczny będzie jednostką opalaną biomasą.

dla miasta, ale zaspokaja potrzeby

Jednak na tym etapie ustalenia są poufne,

energetyczne zakładu wodociągów.

więc musimy się ograniczyć do ogólnych

Pozyskujemy zieloną energię z naszego

informacji. Liczymy, że w najbliższym

składowiska odpadów, biogaz daje nam

czasie od rozmów przejdziemy do czynów.

Czym aktualnie dysponuje Racibórz w zakresie energetyki? W styczniu br. podjęliśmy decyzję - wspólnie z czterema innymi gminami (Żory, Rybnik, Jastrzębie-Zdrój, Wo-

Wojciech Krzyżek

1/2011

Od wielu lat posiadamy ISO 14001 a więc z założenia działamy proekologicznie

w inwestycji?

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

reklama

Nie obawiacie się sytuacji, że w momencie, kiedy właścicielem PEC-u Jastrzębie (który jest wystawiony na sprzedaż) stanie się jedna z grup energetycznych to nie będzie zainteresowana odbiorem energii od zewnętrznego dostawcy, np. Rafako? Tutaj jest oczywiście pewna obawa. Nieprzypadkowo obszar działania SOE obejmuje teren działania PEC-u w Jastrzębiu Zdroju. Przez wiele lat staraliśmy się o komunalizację PEC-u, to się nie udało. Właściciel, czyli Minister Skarbu Państwa zdecydował jednak nie wydawać zgody na komunalizację a przedsiębiorstwo przeznaczyć do sprzedaży. Jesteśmy jednak zdania, że jeżeli potencjalny inwestor zobaczy, że „tam na dole” jest opór to będzie się musiał liczyć z tym stanowiskiem. Uważam, że każdy inwestor będzie chciał współpracować, czyli będzie brał pod uwagę lokalne uwarunkowania. Bierzemy również pod uwagę możliwość – jeżeli zajdzie taka konieczność – powrotu do negocjacji z ministrem skarbu w celu utworzenia spółki miejskiej czy gminnej, która stanie się właścicielem sieci. Nie możemy tylko zrozumieć, dlaczego 95% gmin otrzymało ten majątek – w postaci sieci za darmo – a 5% (w tym m.in. Racibórz) ma za to zapłacić. Czyli celem jest przejęcie sieci na rzecz miasta? Od wielu lat. Jednak decyzje administracyjne sprzed kilku miesięcy skutecznie to uniemożliwiły. Efektem tego było powołanie SOE. Uważam, że prezydenci miast powinni wspólnie przekonać Ministra Skarbu do zmiany decyzji. Jestem również przekonany, że nawet, jeśli ostatecznie sieci przejmie koncern energetyczny, to nie będzie nas traktował z pozycji monopolisty. Sądzę, że każdy będzie się starał proponować elastyczną ofertę. W naszym przekonaniu większą siłę w negocjacjach ma ten, kto posiada rynek odbiorców. Podjęcie decyzji o budowie lokalnych osiedlowych kotłowni, nawet w ramach PPP przy braku możliwości dogadania warunków finansowych z nowym nabywcą PEC-u, nie jest w końcu nierealne. O wszystkim będzie decydował rachunek ekonomiczny. Naszym zadaniem jest dbać o to by mieszkańcy mieli dostęp do taniej i bezpiecznej energii niezależnie od tego, kto ją będzie dostarczał. Na zakończenie proszę powiedzieć, jakie programy wspierające oferuje miasto mieszkańcom w zakresie likwidacji niskiej emisji? Corocznie uchwalamy program dotujący instalację kolektorów słonecznych, pomp ciepła oraz kotłów gazowych lub na ekogroszek w budynkach jednorodzinnych. Ponieważ nie ma już gminnych funduszy ochrony środowiska, rolę tę przejął budżet gminy w specjalnych programach.

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

najpierw planowanie potem budowanie

plany i realizacje

CO2

Fabryka okien VELUX w Gnieźnie

4 tysiące ton rocznie mniej 28 stycznia w fabryce okien VELUX w Gnieźnie nastąpiło uroczyste uruchomienie kotła grzewczego na biomasę. To innowacyjne rozwiązanie przyniesie oszczędności ok. 570 tys. zł rocznie i przyczyni się do realizacji przez VELUX założeń polityki środowiskowej.

„Cieszę się, że Grupa VELUX jest prekursorem w dziedzinie innowa-

gazynowych, których powierzchnia

Mikołajczyk-Gmur.

wynosi tysiące m 2. Dzięki inwestycji

cyjnych rozwiązań środowiskowych.

Fa b r y k a o k i e n d o p o d d a s z y

w kocioł grzewczy na biomasę Grupa

Znaczenie takich działań jest istotne,

VELUX w Gnieźnie zużywa dużo energii

VELUX ograniczy emisję CO2 do atmosfery

podczas procesów produkcyjnych

o blisko 4 tysiące ton dwutlenku węgla

m.in. suszenia drewna, a także do

rocznie. Planowana redukcja zużycia gazu

ogrzewania hal produkcyjnych i ma-

ma wynieść blisko 1,8 mln m3 rocznie.

ponieważ pozwalają one zakładom

dyrektor generalny VELUX Polska Lidia

produkcyjnym optymalizować koszty

Agnieszka Kamińska

utrzymania i produkcji” – powiedziała

VELUX

1/2011

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

elektrycznej dla ponad 26 gospodarstw domowych. Produktem spalania będzie przyjazny środowisku popiół. Dzięki nowej technologii, a także systemowemu recyclingowi pozostałych odpadów, fabryka wykorzystuje 100 proc. materiału produkcyjnego, nie wywierając negatywnego wpływu na środowisko. „Coraz więcej polskich przedsiębiorstw Węzeł cieplny fabryki okien VELUX w Gnieźnie

przystosowuje się do wykorzystania biopaliw jako źródła energii. To pozytywne zjawisko, ponieważ niesie ze sobą korzyści finansowe dla samych zakładów, ale

Inwestycję realizowano w latach 2009-2010,

wykorzystywane kotły gazowe. Poprawie

również dla środowiska naturalnego.

a jej całkowity koszt wyniósł blisko

ulegną również warunki pracy w zakładzie

W 2009 roku udział energii ze źródeł

5 mln zł. Wedle szacunków zwróci się ona

ze względu na lepiej ogrzewane hale

odnawialnych w Polsce wyniósł 7,6%,

w okresie 5 – 7 lat.

produkcyjne.

z czego ponad 56% stanowiła energia

Dzięki tej inwestycji zakład uzyska

Nowy kocioł na biomasę o mocy ciepl-

większą niezależność i bezpieczeństwo

nej 3MW został zaprojektowany specjalnie

energetyczne, ponieważ nowy kocioł

dla gnieźnieńskiej fabryki. Dzienna pro-

pokryje aż 85 proc. zapotrzebowania na

dukcja energii to blisko 52 000 kWh, co

ciepło, a w rezerwie będą dotychczas

odpowiada rocznej konsumpcji energii

pozyskiwana z biomasy. Sektor odnawialnych źródeł energii ma duży potencjał Kociol na biomasę, fabryka VELUX Gniezno, widok od strony cyklonu

rozwoju w Polsce” – powiedział Piotr Gołąb, Członek Zarządu Polskiej Izby Biomasy. Grupa VELUX od wielu lat prowadzi politykę na rzecz ochrony środowiska, w 2009 roku ogłoszono nową strategię klimatyczną, w myśl której VELUX zobowiązał się do zmniejszenia emisji dwutlenku węgla o 20 proc. do 2012, o 50 proc. do roku 2020. Grupa przeznaczy na ten cel łącznie ponad 200 mln złotych. Już dzisiaj Grupa podjęła szereg innych inicjatyw, które mają na celu obniżenie zużycia energii oraz redukcję emisji CO2. Należą do nich m.in. optymalizacja pracy systemu filtrów odpowiedzialnych za odciąg wiórów poprzez redukcję wykorzystania sprężonego powietrza (kosztownego energetycznie), usprawnienie pracy sprężarek, inteligentna kontrola oświetlenia i wentylacji, system telekonferencji redukujący ilość podróży służbowych, czy ekologiczny system pakowania okien „CUBE”.

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

1/2011

najpierw planowanie potem budowanie

plany i realizacje

Przygotowania do budowy bloku energetycznego opalanego biomasą w Elblągu Wizualizacja bloku biomasowego – widok w stronę wschodnią

ENERGA Kogeneracja Sp. z o.o. uruchomi w styczniu 2013 roku nowy blok energetyczny spalający biomasę w postaci pelet ze słomy. Planowany koszt inwestycji wyniesie około 210 mln PLN (netto). Blok będzie produkował w skojarzeniu „zieloną” energię elektryczną oraz ciepło na potrzeby mieszkańców Miasta Elbląga. Instalacja wyposażona będzie między innymi w kocioł parowy z rusztem o wydajności 90 ton pary na godzinę, turbogenerator o mocy 25 MWe, oraz wymiennik ciepłowniczy o mocy 30MWt.

Planowana roczna produkcja energii elektrycznej wyniesie około 164 800

warmińsko-mazurskim i województwach

pozytywny wpływ na spółkę lecz również

do niego przyległych.

będzie stymulowała rozwój Elbląga oraz

MWh oraz około 796 500 GJ ciepła.

Realizacja budowy nowego bloku

regionu. Spowoduje dla przedsiębiorstw

Natomiast zużycie biomasy będzie kształ-

spalającego biomasę w ENERGA Koge-

i mieszkańców powstanie realnych

towało się na poziomie około 135 tysięcy

neracja Sp. z o.o. będzie miała nie tylko

efektów w wymiarze finansowym, ekolo-

ton rocznie. Zakładana ilość unikniętej emisji dwutlenku węgla wyniesie około

Jacek Garbol

155 tysięcy ton rocznie.

– prezes zarządu ENERGA Kogeneracja Sp. z o.o

Spalając biomasę (pelet ze słomy) elektrociepłownia w Elblągu nie tylko uzyska status Odnawialnego Źródła Energii, ale również zmniejszy emisję dwutlenku węgla do atmosfery. Spalając biomasę w postaci pelet ze słomy tworzy się popyt na słomę jako surowiec służący do ich produkcji. Oznacza to wzrost aktywności gospodarczej w regionie oraz stworzenie możliwości powstania nowych miejsc pracy w zakładach produkujących pelety na potrzeby nowego

Wizualizacja bloku biomasowego – widok w stronę zachodnią

bloku energetycznego w województwie

1/2011

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

Widok na plac budowy przed rozpoczęciem rozbiórek – w stronę południową

Widok na plac budowy przed rozpoczęciem rozbiórek – zbiorniki mazutu

gicznym oraz wizerunkowym w aspekcie

przygotowania do kolejnego przetargu

realizacji. Nominalna moc bloku, przy

działań przyjaznych środowisku.

mającego na celu wyłonienie Inżyniera

pracy w kondensacji, wynosić będzie ponad

Kontraktu dla planowanej inwestycji.

25 MWe (dla planowanej wydajności kotła

Począwsz y od st ycznia 2010 roku Energa Kogeneracja Sp. z o.o.

Z początkiem 2011 roku spółka

90 t/h pary i sprawności produkcji energii

opracowała oraz uzyskała z urzędów

przystąpiła do realizacji prac związanych

elektrycznej brutto ponad 34 %). Ceny

wszelkie niezbędne dokumenty, m.in.

z przygotowaniem terenu poprzez roz-

mieszczą się w założonym budżecie,

opracowanie Koncepcji Technicznej Za-

poczęcie rozbiórek i wyburzeń budowli

a termin zakończenia inwestycji nie powi-

budowy Bloku Energetycznego, Raportu

i instalacji kolidujących z planowaną

nien przekroczyć zakładanego oddania

Oddziaływania na Środowisko, Projektu

inwestycją. Rozbiórki wymagały m.in.

bloku do użytkowania w grudniu 2012 roku.

Widok na plac budowy wyburzenia budynków gospodarczych

Widok na plac budowy przed rozpoczęciem rozbiórek – zbiorniki mazutu

Budowlanego, Projektu Prac Geologicz-

budynki gospodarcze, zbiorniki po

no – Inżynierskich oraz uzyskała Decyzję

mazucie oraz część torów kolejowych.

o Środowiskowych Uwarunkowaniach,

Wykonane zostaną przełożenia

Warunkach Zabudowy i Pozwolenie na

linii elektrycznych, światłowodowych

Budowę. Dokumentacja ta pozwoliła na

i wodociągowych. Zlikwidowane zosta-

rozpoczęcie w niedługim czasie kolejnych

ną również niewykorzystywane sieci

etapów inwestycyjnych – już na placu

ciepłownicze należące do Elbląskiego

budowy.

Przedsiębiorstwa Energetyki Cieplnej.

27 lipca 2010 roku rozpoczęto

10 stycznia 2011 nastąpiło otwarcie

przetarg publiczny w celu wyłonienia

złożonych ofert potencjalnych wykonaw-

Generalnego Realizatora Procesu

ców, które wpłynęły w toku postępo-

ENERGA Kogeneracja Sp. z o.o.

Inwestycyjnego poprzez ogłoszenie

wania w celu wyłonienia Generalnego

w 2013 roku rozpocznie pracę z Odna-

w elektronicznym biuletynie zamówień

Realizatora Procesu Inwestycyjnego. Oferty,

wialnym Źródłem Energii wykorzystując

publicznych „TED” zamówienia sekto-

jakie złożyli potencjalni wykonawcy są

biomasę, a tym samym dostosowując

rowego o nadanym numerze 2010/S

bardzo korzystne, zarówno pod względem

się do wymogów ochrony środowiska

143-220920. W międzyczasie rozpoczęto

technicznym, cenowym, jak i terminu

po 2015 roku.

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

1/2011

Wizualizacja bloku biomasowego – widok w stronę północną

przemysłowe systemy wytwarzania energii

rozmowa

W kierunku

„zielonej” fabryki Rozmowa z Jerzym Wysockim – dyrektorem Fabryki Papieru Myszków Sp. z o.o.

Proszę przedstawić

2006 roku pod nazwą Fabryka Papieru

historię przedsiębiorstwa

Myszków Sp. z o.o. Można by rzec, że

Fabryka jako producent papierów drzewnych funkcjonuje na rynku polskim

historia zatoczyła koło. Ponownie firma trafiła w ręce prywatne.

od 1894 roku. Najpierw jako prywatna firma Artura Steinhagena, następnie

Co stanowi aktualnie trzon

jako przedsiębiorstwo państwowe po

produkcji fabryki?

nacjonalizacji w 1945. Od 1995 jako

W 2010 roku staliśmy się produ-

jednoosobowa spółka Skarbu Państwa.

centem w 100% ekologicznego papieru

Obecna forma własności – czyli prywatny

makulaturowego. A więc od roku pa-

kapitał w formie spółki – funkcjonuje od

piernia nie zużywa do produkcji papieru

Rezygnacja z przeróbki drewna spowodowała, że ilość energii zużywanej na wyprodukowanie tony papieru spadła o 50 procent. To był ogromny efekt ograniczający energochłonność

Maszyna papiernicza z gotowym wyrobem – papierem gazetowym 45g

1/2011

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

Wstępna segregacja makulatury

nawet grama drewna. 90 procent asortymentu

pętli produkcji energii cieplnej. Układ pracuje

produkcyjnego stanowi papier gazetowy 45g

w pełnym skojarzeniu.

Kotłownia z instalacją odpylającą

do druku gazet codziennych. Jakie są zainstalowane moce? Dwa kotły OR 32 o mocy ok. 25 MW

Biznes się opłaci? W ubiegłym roku ceny makulatury po-

i modernizowany kocioł o wydajności ok. 35 ton

szybowały w górę – cena zakupu wzrosła

pary na godzinę. Jednostka elektryczna – tur-

pięciokrotnie. Na dodatek spadła jeszcze cena

bina przeciwprężna o mocy 4MW elektrycznej.

produktu gotowego czyli papieru gazetowego. Spowodowało to spore problemy finansowe

Czym są opalane jednostki? Aktualnie w 100% węglem. Przepro-

– zwłaszcza mniejszych firm produkcyjnych. W tym roku widać znaczącą poprawę.

wadzone zostały próby na kotle nr 2 ze współspalaniem biomasy. Spalaliśmy zrębki

Surowca, czyli makulatury, wystarcza? Prak tycznie od połow y 2010 roku

drzewne i słonecznik. Kocioł jest przygotowany do współspalania.

podaż surowca nie zabezpiecza w pełni naszych możliwości produkcyjnych.

Planujecie kolejne inwestycje w

Zakład nie pracuje na pełnej wydajności.

zakresie źródeł wytwarzania energii?

Wykorzystujemy aktualnie 80-90 % możliwości produkcyjnych.

Planowana jest budowa jednostki w pełni biomasowej o wydajności ok. 40 ton pary na godzinę przy parametrach:

Fabryka posiada własną elektro-

temp. pary przegrzanej 450 st. C i ciśnieniu

ciepłownię. Skąd wziął się pomysł

4 MPa. Dokupiony zostanie również nowy

na produkcję energii, nie tylko na

turbozespół z turbiną kondensacyjną o mocy

potrzeby własne, ale również na

3-4 MW elektrycznej. Kondensacyjny bądź

„sprzedaż”?

kondensacyjny z upustem.

Stale rosnące koszty energii, zarówno tej kupowanej jak i produkowanej zmu-

Jaką ilość energii elektrycznej

siły do przeanalizowania i zracjonalizo-

sprzedajecie?

wania strategii produkcyjnej. Rezygnacja

Całą produkcję wykorzystujemy na po-

z przeróbki drewna spowodowała, że ilość

trzeby własne. Sprzedajemy ok. 2-4 procent

energii zużywanej na wyprodukowanie tony

produkcji energii cieplnej. Chcielibyśmy więcej

papieru spadła o 50 procent. To był ogrom-

– bo możliwości są. Wybudowaliśmy nową

ny efekt ograniczający energochłonność.

wymiennikownię o mocy 11 MW w pełni zauto-

Ponadto należy zaznaczyć, iż zakład od

matyzowaną. Niestety, jest blokada właściciela

początku działalności był przystosowany do

sieci miejskiej na dostawę naszego ciepła.

produkcji energii w pełnym skojarzeniu. Przez

Przygotowujemy aktualnie wniosek konce-

fabrykę „przewinęło się” kilka turbozespo-

syjny do URE o uzyskanie zielonych certyfika-

łów – pracujących z gorszym lub lepszym

tów i zaraz potem będziemy się również starać

skutkiem. W 2006 roku, kiedy fabrykę przejął

o czerwone certyfikaty. Liczymy, że te działania

obecny właściciel, zakupiliśmy turbinę TP4

pomogą przekonać operatora sieci do zakupu

wraz z generatorem, która pracuje w całej

naszej energii.

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

okiem eksperta

opracowania i analizy

Modernizować, modernizować, modernizować! Strategia rozwoju źródeł ciepła Energetyka stoi przed niesłuchanie trudnymi wyzwaniami. Z jednej strony mamy dość mocno wyeksploatowane i przestarzałe urządzenia, a z drugiej bezsensowne wymagania „pakietu klimatyczno-energetycznego” powodują konieczność radykalnych działań.

Zapomniane podstawy

Celem artykułu jest przedstawienie

widzenia globalny efekt scentralizowanego

strategii postępowania dla każdego

dostarczania ciepła oraz kogeneracji [1-5].

Wydawać się może, że każdy ab-

rodzaju żródeł ciepła. Niezależnie od

Niestety, mamy do czynienia z realizacją

solwent wyższej uczelni technicznej

stosowanego paliwa, mocy cieplnej

projektów, które nie maja sensu ekonomicz-

o specjalności inżynieria środowiska lub

i sposobu produkcji ciepła i – ewentualnie

nego (nakłady 83 mln zł), ekologicznego

energetyka zna podstawy ciepłownictwa.

(większa emisja niż rozwiązanie alterna-

Niestety, nie jest to takie pewne, gdy

tywne), technicznego (przewymiarowanie

mamy do czynienia z efektami ich pracy,

mocy cieplnej i brak pseudokondensacji)

tj. projektami, instrukcjami eksploatacji,

i społecznego (za wysokie ceny ciepła dla

czy poziomem technicznych prowadzenia

odbiorców) [6].

systemów ciepłowniczych.

– energii elektrycznej. Szczególną uwagę należy zwrócić na założenia oraz warunki, jakie muszą być spełnione przed przystąpieniem do modernizacji, która powinna być wstępem do odbudowy źródła ciepła do nowego, docelowego rozwiązania. Pierwszy i najważniejszym warun-

dr inż. Ryszard Śnieżyk Szkoła Wyższa im. Bogdana Jańskiego Warszawa

kiem jest dysponowanie odpowiednią wiedzą. Niestety, jest to warunek dość trudny do spełnienia. Pomimo postępu technicznego oraz szerokiej dostępności literatury i coraz doskonalszych technologii i urządzeń, poziom należy uznać za wysoce niewystarczający. Jest wiele przyczyn takiego stanu rzeczy. Ciepłownictwo jest dziedziną bardzo trudną ze względu na jego inerdyscyplinarność. W dobie daleko posuniętej specjalizacji, utracono z pola

1/2011

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

Wykres regulacyjny

ności temperatur, ale niemal stałym

Najistotniejszą podstawą pracy

przepływem w instalacji centralnego

systemów ciepłowniczych jest wykres

ogrzewania (regulacja jakościowa). Na

centralnej regulacji. Konieczna jest

rys. 1. pokazano wykres regulacyjny

znajomość sposobu jego wyznaczania

z dwoma załamaniami temperatury

i niezbędnych założeń i zasad.

zasilania.

Wykresy regulacyjne stosowane

Znaczne zakłócenia w tym prostym

są w źródłach ciepła oraz węzłach

zjawisku wprowadza ciepła woda użyt-

ciepłowniczych. Różnią się między

kowa. Niemal każdy inżynier słyszał

sobą zasadniczo. Zależności do wy-

o „priorytecie ciepłej wody”, ale mało kto

znaczania temperatury wody sieciowej

wie, co to jest i jak z tego korzystać [7].

na zasilaniu i powrocie są podobne,

Następne zagadnienie, to koniecz-

ale warunki ich stosowania różnią się

ność wyznaczania temperatur dla każ-

diametralnie.

Wykresy regulacyjne stosowane są w źródłach ciepła oraz węzłach ciepłowniczych. Różnią się między sobą zasadniczo. Zależności do wyznaczania temperatury wody sieciowej na zasilaniu i powrocie są podobne, ale warunki ich stosowania różnią się diametralnie

należy uwzględnić wpływ przygotowania ciepłej wody użytkowej. Inaczej węzeł ciepłowniczy zachowuje się przy poborze średnim i maksymalnym [3]. Zupełnie inaczej postępujemy w przypadku źródła ciepła. Należy dostosować wykres regulacyjny do potrzeb najbardziej niekorzystnego węzła ciepłowniczego, tj. wymagającego najwyższej temperatury wody sieciowej na zasilaniu. Temperatura wody sieciowej na powrocie jest wynikową z wszystkich węzłów ciepłowniczych.

dego węzła ciepłowniczego oddzielnie.

Jedną z metod kompensacji strat

Podstawowa różnica to stałe cza-

Powinno się to odbywać na podstawie

ciepła na przesyle jest podwyższenie

sowe. W węźle ciepłowniczym mamy

potrzeb instalacji centralnego ogrze-

temperatury na zasilaniu w źródle

do czynienia z dużym zakresem zmien-

wania, które jest pierwotne. Następnie

ciepła. Podwyższenie temperatury powinno być wyznaczone na podstawie pomiarów. Są systemy ciepłownicze wyposażone w odpowiednie systemy monitoringu, które pozwalają na takie działania.

Rys. 1. Wykresy regulacyjne

Warunki hydrauliczne Najczęściej zapomina się o koniecznej stateczności hydraulicznej sieci ciepłowniczej. Ma to szczególnie miejsce przy modernizacji układów pompowych w ciepłowniach [5]. Proponowane rozwiązania epatują uzyskanym zmniejszeniem zużycia energii elektrycznej do napędu pomp obiegowych, ale podają jak były przewymiarowane przed modernizacja oraz jak obniżyła się sprzedaż ciepła, bo nawet w przypadku zautomatyzowania wszystkich węzłów ciepłowniczych,

Rys. 2. Zakres zmian ciśnień piezometrycznych w sezonie ogrzewczym (ΔHsc=const.)

nie ma odpowiedniej ilości wody sieciowej. Na rys. 2. pokazano zmianę wykresu ciśnień piezometrycznych przy stałej oporności (rezystancji) sieci ciepłowniczej przy maksymalnym i minimalnym przepływie wody sieciowej w sezonie ogrzewczym [5].

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

1/2011

okiem eksperta

opracowania i analizy O parametrach pracy pomp

ciepła każdego węzła ciepłowni-

w źródle ciepła decyduje praca węzłów

czego, a następnie sprawdzenie,

ciepłowniczych. Zmiana poboru wody

czy warunki hydrauliczne (ciśnienia

sieciowej przez poszczególnych odbior-

piezometryczne) są w każdym punk-

ców powoduje zmiany rozkładu ciśnień

cie sieci ciepłowniczej właściwe.

oraz przepływów w sieci ciepłowniczej.

W przypadku, kiedy w niektórych

Stosowanie automatyki pogodowej

miejscach ciśnienie w zasilaniu jest za

wymusza te zmiany. Aby oddziaływanie

wysokie lub ciśnienie w przewodzie

pracy automatyki było możliwie małe, sieć

powrotnym zby t niskie, to należy

ciepłownicza musi charakteryzować się

proporcjonalnie zmniejszyć ilość wody

odpowiednią statecznością hydrauliczną

sieciowej proporcjonalnie w każdym

Ah > 0,5.

węźle ciepłowniczym. Musi to być

Podobnie, konieczny jest odpowiedni spadek ciśnienia na zaworach regulacyj-

brane pod uwagę przy sporządzaniu wykresu regulacyjnego.

Zastosowanie wymiennikowych węzłów ciepłowniczych powoduje również zmniejszenie pojemności cieplnej systemu ciepłowniczego i istotne skrócenie stałej czasowej pracy węzła ciepłowniczego. Skutkiem tego jest zwiększenie i przyspieszenie wahań przepływu wody sieciowej w sieci ciepłowniczej, co odbija się negatywnie na pracy źródeł ciepła

w źródle ciepła, a co za tym idzie, kosztach pompowania. Praca ciepłowni Aby uzyskać odpowiednią moc cieplną źródła ciepła konieczne jest zachowanie warunków pracy poszczególnych urządzeń. Najczęściej mamy do czynienia z kotłami o stałym przepływie, tj. układem La Monta. Jednocześnie zakres temperatur przed i za kotłem zależy od potrzeb i warunków jego pracy. Ponadto konieczne jest utrzymywanie odpowiedniej temperatury na zasilaniu

nych (autorytet zaworów), aby zamknięcie

Ilość wody sieciowej zależy od

zaworów w jednym węźle ciepłowniczym

przyjętego jej schłodzenia w warunkach

nie powodowało zakłócenia pracy innych

obliczeniowych. Obniżenie temperatury

na powrocie i przepływ wody sieciowej

węzłów ciepłowniczych.

zgodnie z zadanym wykresem regulacyjnym. Temperatura wody sieciowej

na zasilaniu wody sieciowej zwiększa

wymuszane są przez węzły ciepłownicze.

Po dstawow y m z adanie m je st

przepływ w sieci ciepłowniczej. Przy

Jak widać, jest to bardzo złożone

wyznaczenie przepustowości hydrau-

danej przepustowości sieci ciepłowniczej

i wymaga dużej wiedzy. Temu zagadnie-

licznej sieci ciepłowniczej. Polega to na

może to powodować zbyt duże spadki

niu poświęcono cykl artykułów, w których

wyznaczeniu ilości wody sieciowej, jaką

ciśnienia i niewłaściwy rozkład ciśnień

opisano poszczególne elementy analizy

można dostarczyć do każdego węzła

piezometrycznych.

pracy pomp w ciepłowni oraz warunki

ciepłowniczego na podstawie jego

Na rys. 3. przedstawiono przepływy

potrzeb. Nie jest to łatwe, gdyż sieci

wody sieciowej w sezonie ogrzewczym

Liczba kotłów w ciepłowni powinna

ciepłownicze budowane są etapowo

w zależności od przyjętego wykresu

wynosić od trzech do sześciu w zależ-

i nie zawsze planowane obciążenie

regulacyjnego [5]

ności od zapotrzebowania mocy.

pracy [5].

cieplne odpowiada rzeczywistemu.

Wybrany wykres decyduje

Obecnie proponuje się wiele rozwią-

Należy wykonać obliczenia hydrau-

o potrzebnej wydajności i wysoko-

zań, które mają na celu zmniejszenie zu-

liczne dla pełnego zapotrzebowania

ści podnoszenia pomp obiegowych

życia energii elektrycznej do pompowania wody sieciowej. Najczęściej stosuje się dwa oddzielne zespoły pomp: obiegu kotłowego i sieciowego. Na rys. 4. pokazano uproszczony schemat ciepłowni z kotłami stałoprzepływowymi, tzw. klasyczny. Rys. 3. Przepływy wody sieciowej dla różnych wykresów regulacyjnych

W ciepłowni konieczne jest kształtowanie odpowiedniego wykresu ciśnień piezometr ycznych. Najważniejszą zasadą, niestety niemal nie stosowaną, jest stabilizowanie średniego ciśnienia dyspozycyjnego w sieci ciepłowniczej. Pozwala to na minimalizowanie skutków

1/2011

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

Rys. 4. Uproszczony schemat technologiczny ciepłowni

wahań ciśnienia piezometrycznego na końcu sieci ciepłowniczej. Można to uzyskać przez stabilizowanie ciśnienia z przewodu „modelowego” (na obejściu pomp obiegowych). W poszczególnych obiegach powinny być odpowiednie ilości wody, aby uzyskać potrzebne temperatury i przepływy. Pokazano to na rys. 5. W ciepłowni jest sześć kotłów o jednakowej mocy każdy. Należy zwrócić uwagę na mały zakres zmian przepływu wody podmieszania gorącego. Wskazuje to na małą opłacalność płynnej regulacji pompy podmieszania gorącego. Z drugiej

Rys. 5. Przepływy wody w ciepłowni i sieci ciepłowniczej w sezonie ogrzewczym

strony należy starannie dobrać regulację podmieszania zimnego. Istotnym warunkiem właściwej pracy systemu ciepłowniczego jest kształtowanie wykresu ciśnień piezometrycznych z uwzględnieniem podanych wyżej zasad. Schemat węzła ciepłowniczego a przepływy wody sieciowej Stosowanie jednostopniow ych węzłów ciepłowniczych i to w układzie równoległym powoduje znaczne i szybkie wahania przepływu wody sieciowej. Negatywnie odbija się to na pracy pomp obiegowych w źródłach ciepła. Ponadto

Rys. 6. Schemat węzła ciepłowniczego szeregowo-szeregowego z pracą równoległą

występują znaczne wahania ciśnień piezometrycznych. Proponuje się stosowanie węzła ciepłowniczego szeregowo-szeregowego czasami pracującego jako szeregowo-równoległy (rys. 6.) [5]. Rozwiązanie to pozwalana ograniczenie zmian przepływu wody sieciowej do zaledwie ±20%, w porównaniu z klasycznym węzłem ciepłowniczym szeregowo-równoległym gdzie wahania te mogą dochodzić do ±50%.

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

1/2011

okiem eksperta

opracowania i analizy Zamówiona moc cieplna Jednym z kluczowych problemów

analizie wskazań liczników ciepła w jednej ze spółdzielni mieszkaniowych.

ciepłownictwa jest określenie zamówionej mocy cieplnej. Jest to niezbędna do

Szkodliwe mody

pokrywania kosztów stałych wielkość

Powyższe uwagi mają istotny wpływ

fizycznych, którą można dokładnie

na oszacowanie zakresu zmian parame-

wyznaczyć. Poświęcono temu zagad-

trów pracy systemów ciepłowniczych.

nieniu kilka publikacji (m. in. [8] i [9]).

Jednak panujące i zmieniające się mody,

Zasadniczy, kardynalny błąd w analizowaniu pracy pomp w źródłach ciepła jest przyjmowanie stałej oporność (rezystancji) hydraulicznej sieci ciepłowniczej. To powoduje, że analizy są absolutnie nieprawdziwe

rozwiązań w Polsce. Ponadto stosowanie bezpośredniego uzupełniania za pomocą zaworów różnicy ciśnień powoduje, że ubytki te są niemierzalne. Inne wady to znaczne podwyższenie temperatury wody sieciowej na powrocie i, co za tym idzie, zwiększenie przepływu wody sieciowej. W przypadku, kiedy

Dotychczas posługiwano się warto-

które są bezmyślnie powielane, powodują

ściami podanymi w projektach budow-

stosowanie rozwiązań przynoszących

lanych, które nie mają wiele wspólnego

szkody. Poniżej podano kilka przykładów.

energii elektrycznej,

Wymiennikowe węzły

złów ciepłowniczych powoduje również

ciepłownicze

zmniejszenie pojemności cieplnej sys-

z rzeczywistością.

źródłem ciepła jest elektrociepłownia, to dochodzi do tego zmniejszenie produkcji Zastosowanie wymiennikowych wę-

Rozporządzenie taryfowe narzuca dobowe rozliczanie dostawy ciepła, a d o s t aw c y ż ą d a j ą z a m aw i a n i a

W każdym systemie ciepłowniczym

temu ciepłowniczego i istotne skrócenie

maksymalnej godzinowej mocy do

stosuje się tylko i wyłącznie wymien-

stałej czasowej pracy węzła ciepłowni-

przygotowania ciepłej wody użyt-

nikowe węzły ciepłownicze. Nie jest to

czego. Skutkiem tego jest zwiększenie

kowej.

uzasadnione w każdym przypadku.

i przyspieszenie wahań przepływu wody

Zamawianie mocy cieplnej możliwie

Jedna, pozorna zaleta powoduje

bliskiej wartości rzeczywistej ma na

niepowetowane straty. Tą zaletą ma być

celu najlepsze oszacowanie potrzeb

eliminacja ubytków wody sieciowej.

sieciowej w sieci ciepłowniczej, co odbija się negatywnie na pracy źródeł ciepła. Istotną wadą jest również częste

cieplnych systemu ciepłowniczego,

Czasami tak rzeczywiście jest,

zawyżanie powierzchni wymiany ciepła

który stanowi podstawę do decyzji o

ale często taki węzeł ciepłowniczy

oraz zbyt krótka droga wymiany ciepła.

modernizacji źródeł ciepła. Konieczne

„produkuje” straty wody sieciowej. Ma

Pogłębia to zmniejszenie schłodzenia

jest również uwzględnienie współczyn-

to miejsce w przypadku zbyt małego

wody sieciowej i zwiększenie ilości wody

nika niejednoczesności poboru ciepła.

przeponowego naczynia wzbiorczego.

sieciowej w systemie ciepłowniczym.

Ma to istotną wartość finansową, bo

Zwykle objętość wewnętrzną instalacji

nakłady będą bez nadmiaru.

centralnego ogrzewania określa się na

Jednostopniowe

Na rys. 7. pokazano porównanie

podstawie wskaźników i to z literatury

węzły ciepłownicze cwu

zamówionej mocy cieplnej przed i po

niemieckiej, które znacznie różnią się od

Ceną uproszczenia konstrukcji węzłów ciepłowniczych, szczególnie Rys. 7. Wyniki analizy zamówionej moc cieplnej na podstawie wskazań liczników ciepła

kompaktowych, jest stosowanie układów jednostopniowych przygotowania ciepłej wody użytkowej. Prowadzi to do podwyższenia temperatury wody sieciowej na powrocie. Wynikiem tego jest zwiększenie przepływu wody sieciowej wymuszającej zwiększenie zużycia energii elektrycznej do napędu pomp obiegowych. Płytowe wymienniki ciepła Moda na powszechne stosowanie wymienników płytowych, a szczególnie

1/2011

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

do podgrzewania ciepłej wody użytkowej, przynosi ujemne skutki w eksploatacji systemów ciepłowniczych. Pierwsza przyczyna problemów to zbyt krótka stała czasowa, która powoduje „przerzuty” nie schłodzonej wody sieciowej do powrotu. Stała czasowa wymiennika ciepła wynosi kilka sekund, a czujnik temperatury około 2 minuty i do tego należy dodać zwłokę układu sterowania oraz samego zaworu regulacyjnego. Wynika z tego, że od wystąpienia temperatury wody ciepłej, przy której należy zamknąć zawór regulacyjny przez ponad 2 minuty „gorąca” woda sieciowa przepływa do powrotu do źródła ciepła. Następnym problemem jest korozja naprężeniowa, tj. skoki temperatury w wymienniku powodują jego uszko-

Wszelkie działania w zakresie modernizacji źródeł ciepła konieczne jest wykonanie działań porządkujących pracę systemu ciepłowniczego, traktowanego jako całość, a nie zbiór rozmaitych, niepowiązanych ze sobą elementów. Przede wszystkim należy doprowadzić do stanu pracy systemu ciepłowniczego zgodnie z dostępną, podstawową wiedzą stanowiącą podstawy funkcjonowania zdalaczynnej dostawy ciepła

rzetelne opracowania wykazujące efekty,

nie stosowane regulacji jakościowej,

szczególnie ekonomiczne systemów

czyli dostosowywanie ilości ciepła

monitoringu.

do centralnego ogrzewania poprzez

O możliwościach wykorzystania

zmianę temperatury wody instalacyjnej

monitoringu napisano w [10]. Wykazano

w zależności od temperatury zewnętrznej

tam, że monitoring może wpływać na

(zgodnie z wykresem regulacyjnym).

zwiększenie efektywności energetycznej systemów ciepłowniczych.

Dokładniej to zagadnienie przedstawiono w artykule [12]. Jak już wspomnia-

Tym bardziej szokujące są informa-

no, ze względu na mały zakres zmian

cje o likwidacji istniejącego systemu

przepływu w podmieszaniu gorącym,

w Słupsku. Podobne propozycje pojawia-

niecelowe jest stosowanie kosztownych

ją się w publikacji [11], gdzie proponuje się

pomp z płynną regulacją obrotów.

likwidację istniejących stacji monitoringu!

Znacznie lepszą i tańszą metodą regulacji

Wystąpiły również próby stosowania

wydajności pomp w źródłach ciepła jest

systemów sterowania niedostatecznie

stosowanie wielu pomp, z których jedna

sprawdzonych, które naraziły inwestorów

sterowana jest poprzez płynną zmianą

na duże wydatki, a dostawca urządzeń

obrotów.

porzucił projekt nie kompensując strat

Zasadniczy, kardynalny błąd w ana-

klienta. Takie sytuacje miały miejsce

lizowaniu pracy pomp w źródłach ciepła

w Radomiu i Białymstoku.

jest przyjmowanie stałej oporność (rezy-

dzenia. Np. w USA nie wolno stosować

stancji) hydraulicznej sieci ciepłowniczej.

wymienników płytowych do podgrzewa-

Płynna regulacja pomp

To powoduje, że analizy są absolutnie

nia ciepłej wody użytkowej.

w ciepłownictwie

nieprawdziwe. Na rys. 8. pokazano zmia-

Może mniej istotnym, ale ważnym

Zupełnie niezrozumiałe jest wyko-

aspektem jest brak powszechnego

nywanie obliczeń oszczędności z tytułu

dostępu do programów do obliczeń ciepl-

stosowania pomp o płynnej regulacji

Jak widać z rys. 8., wartość oporności

no-hydraulicznej płytowych wymienników

w instalacjach centralnego ogrzewania.

hydraulicznej nie jest stała, ale znacznie

ciepła, które pozwalają na sprawdzenie

Zasadnicze błędy polegają na przyjęciu

się zmienia w zależności od temperatury

przed wykonaniem węzła ciepłowniczego

regulacji ilościowej zamiast powszech-

zewnętrznej, a szczególnie przy tempe-

nę oporności hydraulicznej w jednym z systemów ciepłowniczych [13], [14].

parametrów w ciągu całego sezonu ogrzewczego i latem. Monitoring pracy systemów ciepłowniczych

Rys. 8. Oporność sieci ciepłowniczej w sezonie ogrzewczym

Modne jest posiadanie monitoringu źródeł ciepła i węzłów ciepłowniczych. Ostatnio nawet wprowadza się podobne rozwiązania w sieciach elektroenergetycznych, tzw. SMART GRID. Doświadczenia ze stosowanych w Polsce rozwiązań nie są zbyt budujące. Pomimo, że takich systemów zrealizowano wiele, nie pojawiają się

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

1/2011

okiem eksperta

opracowania i analizy raturach zewnętrznych powyżej tzewn > 11oC. Przyczyną takich zmian jest praca automatyki w węzłach ciepłowniczych oraz odłączanie części węzłów ciepłowniczych (np. przemysłowych). Pewien wpływ na kształt wykresu na rys. 8. ma sprowadzenie potrzeb cieplnych tylko do temperatury zewnętrznej z pominięciem promieniowania słonecznego i wiatru.

Rezygnacja z przeróbki drewna spowodowała, że ilość energii zużywanej na wyprodukowanie tony papieru spadła o 50 procent. To był ogromny efekt ograniczający energochłonność

• wyznaczenie zamówionej mocy cieplnej każdego węzła ciepłowniczego na podstawie wskazań liczników ciepła, • w yznaczenie przepustowości sieci ciepłowniczej na podstawie obliczeń hydraulicznych, • w yznaczenie przepł y wu wody sieciowej oraz zakresu jego zmian w sezonie ogrzewczym i latem, • u kształtowanie wykresu ciśnień

Podział grupowych węzłów ciepłowniczych

piezometrycznych w źródle ciepła i sieci ciepłowniczej,

Jedną ze szkodliwych mód jest po-

• w prowadzenie ekonomicznego

dział grupowych węzłów ciepłowniczych.

rozdziału obciążeń w źródle ciepła

Jej szkodliwość wynika z nierzetelnych

(sekwencyjna praca kotłów),

obliczeń. Nie uwzględnia się istotnych skutków polegających na zwiększe-

• modernizacja układu pompowania w źródle ciepła,

niu wahań przepływu wody sieciowej

• ewentualne wprowadzenie i okre-

i niestabilność wykresu ciśnień piezo-

ślenie zakresu pracy przepompowni

metrycznych.

wody sieciowej,

Strategia modernizacji źródeł ciepła Mając na uwadze przedstawione

• rozważenie możliwości wprowadzenia kogeneracji w źródle ciepła [15], • analiza opłacalności wprowadzenia mix-u paliwowego w źródle ciepła,

powyżej okoliczności, należy szczególnie

• k ażdy następny etap powinie być

starannie przygotować i przeprowadzić

finansowany z oszczędności uzyska-

modernizację źródeł ciepła. Musi się to

nych w etapie poprzednim,

odbyć etapowo ze sprawdzaniem, czy zakładane efekty zostały osiągnięte. Najistotnieszym skutkiem takich działań jest obniżenie kosztów prowadzenia

• należy w maksymalnym stopniu wykorzystywać beznakładowe metody finansowania inwestycji, np. metodę ESCO [16], [17]

systemów ciepłowniczych, Tak uzyskane środki są najlepszym źródłem finansowania kolejnych etapów modernizacji.

Wszelkie działania w zakresie modernizacji źródeł ciepła konieczne jest

Z dotychczasowych doświadczeń

wykonanie działań porządkujących pracę

wynika, że relatywnie małe nakłady

systemu ciepłowniczego, traktowanego

na modernizację źródła ciepła pozwala

jako całość, a nie zbiór rozmaitych,

na uzyskanie sporych efektów.

niepowiązanych ze sobą elementów.

Kolejność poszczególnych etapów

Przede wszystkim należy doprowadzić

modernizacji powinna być następująca:

do stanu pracy systemu ciepłowniczego

• określenie rzeczywistej mocy cieplnej

zgodnie z dostępną, podstawową wiedzą

systemu ciepłowniczego na podsta-

stanowiącą podstawy funkcjonowania

wie parametrów pracy źródeł ciepła,

zdalaczynnej dostawy ciepła.

1/2011

Literatura Śnieżyk R. Modernizacja ciepłowni przemysłowej, INSTAL, 2009 r., nr 1(291), Śnieżyk R. Jak poprawić zakładową sieć ciepłowniczą?, Rynek Instalacyjny, 2008 r., nr 12, Śnieżyk R.: Wpływ niepełnej automatyzacji węzłów i sieci ciepłowniczej na pracę źródeł ciepła. Nowoczesne Ciepłownictwo, 1997, T. 6, nr 1 Śnieżyk R. Warunki techniczne opłacalności systemów kogeneracyjnych Rynek Energii, 2006, nr 6(67), Śnieżyk R. O pompowaniu w ciepłowniach, Rynek Instalacyjny, 2009, nr 1-2, 2009, nr 4, 2009, nr 6, 2009, nr 7-8, 2009, nr 10, 2009, nr 12, 2010, nr 3, 2010, nr 6, 2010 r., nr 9, Śnieżyk R. Drogi rozwoju kogeneracji w Polsce. Case study: Opole. Konferencja „Rynek Ciepła REC 2010”, Nałęczów, 20-22 października 2010 r, Materiały i studia, 2010, Śnieżyk R. Realizacja priorytetu ciepłej wody użytkowej, Ciepłown. Ogrzewn. Wentyl., 2006, nr 12, Śnieżyk R.: Wyznaczanie zamówionej mocy cieplnej na podstawie wskazań ciepłomierzy. Rynek Energii 2010, nr 1(86), s. 122-126 Śnieżyk R. Jak rozliczać dostawć ciepła? Rynek Energii, 2010, nr 5(90), Śnieżyk R. Przykłady wykorzystania monitoringu do zwiększenia efektywności energetycznej, Rynek Energii, 2010, nr 4(89), Ziembicki P., Malinowski P., Polarczyk I. Badania symulacyjne czynnego systemu ciepłowniczego, Ciepłown. Ogrzewn. Wentyl., 2005, nr 4. Donocik Ł., Śnieżyk R. Kiedy warto stosować pompy bez płynnej regulacji? Ciepłown. Ogrzewn. Wentyl., 2006, nr 6, 2006, Misiewicz A., Misiewicz W. Napędy regulowane w układach pompowych źródeł ciepła, KAPE S.A., 2008. Jędral W. Pompy wirowe w ciepłownictwie, INSTAL, 2005, nr 3, s. 33-35. Śnieżyk R. Parametry pracy systemu kogeneracyjnego do obliczeń ekonomicznych, INSTAL, 2010 r., nr 9(310), Śnieżyk R. Modernizacja ogrzewania szpitala metodą ESCO Materiały konferenc.: W: XI Konferencji Naukowo-Technicznej Air Conditioning, Air Protection & District Heating, Oficyna Wydaw. PWroc. 2005, Śnieżyk R. Zalety i bariery metody ESCO w Polsce, Konferencja NEUF New Energy User Friendly, Procesy Inwestycyjne Sp. z o.o., Warszawa, 18.06.2010.

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

Kilka słów o infrastrukturze i gospodarce energetycznej w RAFAKO S.A. Rafako S.A. jest dużym, nowoczesnym zakładem w branży produkującej kotły, urządzenia i instalacje dla energetyki zawodowej. Jest również ﬁrmą, która jest generalnym wykonawcą kompletnych obiektów w tym zakresie. Produkcja odbywa się głównie w Wytwórni Rafako S.A. w Raciborzu i niewielkim wydziale produkcyjnym w Radomsku. W skład naszej firmy wchodzi również Zakład Elektrofiltrów w Pszczynie i Wyrach, który właśnie rozpoczyna działalność produkcyjną. Tematem dalszych informacji będzie rozwój wewnętrznej infrastruktury ener-

• pełną wizualizację parametrów kotłów i całej kotłowni • uruchomienie stref podmuchu po-

Bogdan Ogiński RAFAKO S.A.

wietrza

kotłownię. Zastosowano tu odżużlacze

• w ykonanie ekranów ścian komór

mokre i transporter taśmowy, które

paleniskowych

całkowicie zlikwidowały zapylenie i ciężką

• z ainstalowanie dodatkowych pod-

pracę palaczy.

grzewaczy wody odzyskujących

O becnie kotłownię obsługuje

ciepło ze spalin

getycznej w ciągu ostatnich kilkunastu lat,

• w ykonanie instalacji dopalania

z krótkim rysem gospodarki energetycz-

i odzysku powietrza spod rusztu

nej, w zakładzie w Raciborzu, Radomsku

• modernizację systemu nawęglania

2 pracowników na zmianę. Koszt wyprodukowania ciepła, wraz z jego dystrybucją wynosi obecnie 33 zł /GJ.

i Wyrach.

i odżużlania

Produkcja ciepła

Prace te spowodowały, że stara,

Ze względu na to, że system ruro-

Ogrzewanie hal produkcyjnych odbywa się za pomocą wodnych instalacji c.o.

Ciepło dla potrzeb ogrzewania

nieekonomiczna kotłownia, stała się

ciągów wody grzewczej był w dobrym

zakładu w Raciborzu i ciepłej wody

nowoczesnym obiektem spełniającym

stanie, zweryfikowaliśmy tylko niektóre

użytkowej wytwarzane jest w kotłowni

wymagania Decyzji na emisję gazów

średnice rur i wykonaliśmy regulację sieci.

węglowej opartej na kotłach wodnych

i pyłów do powietrza, wydanej przez

W halach produkcyjnych wymieniliśmy

WLM (WLM 2.5 – 7 szt. i WLM1,25

Starostę Raciborskiego.

kilkaset nagrzewnic o łącznej mocy

– 2 szt.). Pomimo, że kotły wyproduko-

Wymienione wyżej prace spowo-

wane zostały w latach 50-tych, w ciągu

dowały, że kotły o mocy nominalnej

ostatnich 10 lat przeszły one gruntowną

2,9 MW uzyskują bez problemu 4 MW.

modernizację. Do najważniejszych

Ilość spalanego miału węglowego zma-

inwestycji zaliczyć można:

lała o 25%. Warunki pracy (w szczegól-

• zainstalowanie nowoczesnego syte-

ności odzużlania kotłów) uległy znaczącej

mu sterowania pracą kotłów, pomp

poprawie. Wyeliminowano zrzut zużla

i cyklonów

do koleb i jego ręczny transport poza

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

ok. 15 MW. W budynkach biurowych Pomimo, że kotły wyprodukowane zostały w latach 50-tych, w ciągu ostatnich 10 lat przeszły one gruntowną modernizację

wykonano termomodernizację przegród budowlanych, a w węzłach cieplnych zainstalowane zostały wymienniki płytowe z automatyką pogodową. W planach przewidujemy dalsze docieplenie hal i kolejne związane z tym oszczędności energii.

1/2011

gospodarka mediami w przemyśle

optymalizacja, energochłonność, źródła własne Ogrzewanie Wydziału Produkcyjnego

towane oszczędności energii elektrycznej

w Radomsku

wyniosły – w zależności od hali – od

Przejęta w 2007 roku hala pro-

20% – 50% (!).

dukcyjna wymagała nowej instalacji

W y m a g a n e n o r m ą n atęże n i e

grzewczej. Ze względu na koniecz-

oświetlenia – doprowadzone zostało do

ność zrealizowania zadania w bardzo

wymaganych wielkości.

krótkim czasie, przy optymalnych

Zmodernizowane zostało oświeltenie

proporcjach nakładów inwestycyj-

zewnętrzne, a teren wokół budynku ad-

nych do kosztów eksploatacji – za-

ninistracyjnego w Raciborzu oświetlony

projektowane i wykonane zostało

został dekoracyjnymi oprawami Albatros.

gazowe ogrzewanie promiennikowe.

Na bieżąco modernizowane są linie

W przeciągu 6 miesięcy uzyskaliśmy

kablowe i rozdzielnie NN we wszystkich

wszelkie niezbędne pozwolenia budow-

obiektach.

lane na wykonanie nowego przyłącza

Energia elektryczna kupowana jest

gazowego, zleciliśmy zaprojektowanie

ramach indywidualnej umowy. W ciągu

i wykonawstwo stacji redukcyjno-

ostatnich trzech lat, zmniejszenie kosz-

-pomiarowaj gazu, instalacji zasilającej

tów, w stosunku do cen taryfowych,

promienniki, wykonując jednocześnie

wyniosło ok. 1 mln. zł.

technologiczną (dla potrzeb produkcji)

Istniejący od lat System Nadzoru

instalację gazową.

Energii Elektrycznej SRE 2 pozwala

System ogrzewania promiennikowego o mocy 2 MW bezawaryjnie pracuje od sezonu grzewczego 2007/2008.

Kotłownia zakładowa RAFAKO S.A. w Raciborzu

precyzyjnie kontrolować moc zamówioną i faktycznie wykonaną. W modelu rozliczeniowym z dystrybutorem energii

Wszystkie zakłady Rafako S.A. zasila-

zastosowany jest układ sumujący, dzięki

ne są liniami średniego napięcia – 15 kV.

czemu pełną, żądaną moc możemy

We wszystkich istnieją podwójne

pobierać z każdego z trzech przyłączy,

zasilania, tak Rozdzielni Głównej z GPZ,

nie płacąc za moc zamówioną na każdym

Ogrzewanie hal produkcyjnych

jak i Stacji Wydziałowych, co gwarantuje

z nich.

Zakładu Elektroﬁltrów w Wyrach

pewną dostawę energii elektrycznej do

Ciepło dla potrzeb ogrzewania budunku socjalno-biurowego kupowane jest w czynszu z lokalnego źródła.

wszystkich hal produkcyjnych i innych

Ze względu na konieczność wy-

budynków.

łączenia w roku 2009 z eksploatacji

Produkcja sprężonego powietrza

kotłowni węglowej zrealizowana została

Do najważniejszych zadań inwe-

Jeszcze w 1997, w ówczesnej

prawie identyczna jak w Wydziale

stycyjnych, w zakresie elektrycznym,

Fabryce Kotłów Rafako S.A. w sprężar-

zaliczyć należy całkowitą wymianę oświe-

kowni zakładowej pracowały potężne

tlenia hal produkcyjnych w wytwórni w

kompresory tłokowe typu L33 produkcji

Raciborzu, oraz częściową w Radomsku

Zakładów im. Szadkowskiego. Wy-

i Wyrach (jedna z dwóch hal).

posażone one były w silniki 200 kW

w Radomsku inwestycja, której efektem było wykonanie promiennikowej instalacji gazowej o łącznej mocy 1,6 MW, zainstalowanej na dwóch halach produkcyjnych. Dla potrzeb ogrzewania budynków socjalno-biurowych wykonana została w roku 2010, nowa kotłownia gazowa o mocy 300 kW. (w układzie kaskadowym: 3kotły X 105 kW).

Dystrybucja energii elektrycznej

1/2011

Energia elektryczna kupowana jest ramach indywidualnej umowy. W ciągu ostatnich trzech lat, zmniejszenie kosztów, w stosunku do cen taryfowych, wyniosło ok. 1 mln. zł.

Wszędzie zastosowane zostały

z oporowymi rozrusznikami.

oprawy ze źródłami światła metalo-

Ich pracę słychać było w promieniu

-halogenkowymi, produkcji ES-System

pół kilometra, a drgania przenosiły

w Krakowie.

się na sąsiednie budynki. Oczywiście

Wymienionych zostało łącznie ok.

wymagały stałej obsługi na trzy zmiany.

1000 lamp, o mocy 500 kW. Udokumen-

Na dobę zużywały ok. 15 litrów oleju,

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

i nikt właściwie nie wiedział, co się z nim później dzieje. To, że w sieci sprężonego powietrza była emulsja wodno-olejowa, nie miało wtedy większego znaczenia. W końcu roku 1997 zainstalowano pierwsze dwie sprężarki z blokami śrubowymi produkcji Kaeser Kompressoren, likwidując jednocześnie 2 sprężarki tłokowe L33. W kolejnych latach zakupiono trzy sprężarki śrubowe produkcji Atlas Copco.

Do najważniejszych zadań inwestycyjnych, w zakresie elektrycznym, zaliczyć należy całkowitą wymianę oświetlenia hal produkcyjnych w wytwórni w Raciborzu, oraz częściową w Radomsku i Wyrach (jedna z dwóch hal)

w Radomsku. Dostawę sprężonego

bar. Zużycie gazu kontrolowane jest

powietrza powierzono specjalistycznej

systemem Commmon, dzięki czemu

firmie Marani, która na własny koszt

można programować pracę tech-

wykonała instalację sprężarek śrubo-

nologicznych pieców grzewczych,

wych i rurociągów. Sprężone powietrze

zgodnie z zamówioną w umowie

kupowane jest w formie miesięcznego ryczałtu. Takie rozwiązanie pozwala uniknąć

wa / hydrantowa

nakładów inwestycyjnych i poprzedzo-

• B iologiczno – mechaniczna

ne zostało dokładną analizą kosztów

oczyszczalnia ścieków komu-

w przedziale 10 lat.

nalnych • Instalacja wody przemysłowej

Wszystkie pięć maszyn, nie dość że

Inne instalacje

produkują powietrze o zawartości oleju

maksymalną godzinową ilością gazu. • Hydroforownia i sieć wodociągo-

– w obiegu zamkniętym

3 ppm, wyposażone są w precyzyjnie

W obiektach produkcyjnych Rafako

dobrane filtry cząstek stałych. W następ-

S.A. są eksploatowane inne instalacje,

nych latach zabudowane zostały dwa

z których wymienić należy:

ziębnicze osuszacze powietrza o punkcie

• Stacja zgazowania ciekłego tlenu

Organizacyjnie – za infrastrukturę

rosy +4oC. Praca pięciu sprężarek za-

wraz z sieciami tlenu (6 bar i 10 bar),

energetyczną w Rafako S.A. odpowiada

rządzana jest sterownikiem nadrzędnym

oraz stanowiskiem napełniania butli.

Dyrektor Zakładu Usług. Na poziomie

(zwanym czasem „ekonomizerem”)

• S tacja zga zowania ar gonu

operacyjnym - Kierownik Oddziału Obsłu-

ES 100, który jest odpowiedzialny za

i dwutlenku węgla wraz sieciami:

gi Energetycznej, a w szczególności jego

utrzymanie żądanego ciśnienia powietrza

argonu i mieszanki (Ar+CO2+O2)

trzy sekcje (wspomagane Specjalistą

w sieci, załączania i wyłączania maszyn, a

• S tacja redukcyjno-pomiarowa

Energetykiem, Elektrykiem i Specjalistą

także ich odpowiedniego „zmianowania”, aby miały jednakową ilość godzin pracy.

Kotły WLM 2,5 oraz 1,25

W efekcie powyższych zmian

Utrzymanie Ruchu i Serwis

gazu, która zasila trzy sieci gazowe

ds. Ochrony Środowiska):

o ciśnieniach 1bar, 0,08bar i 0.04

• Sekcja Energetyczna • Sekcja Elektryczna

w sprężarkowni mamy nowoczesne

• S ekcja Automatyki i Pomiarów

maszyny o mocy elektrycznej 90 kW,

Pracownicy bezpośredniej obsługi

które z nadmiarem zastępują te, które

i dozoru urządzeń pracują w systemie

wcześniej miały silniki 200 kW.

ruchu ciągłego.

Wyeliminowana została całkowicie obsługa (nie licząc okresowej kontroli).

Łączne zatrudnienie – dla realizacji

Olej używany jest „od wymiany – do

wszystkich funkcji utrzymania ruchu

wymiany”, a jego śladowe ilości ze sprę-

urządzeń i instalacji energetycznych,

żonego powietrza wychwytywane są

we wszystkich obiektach Rafako S.A.

w formie kondensatu i dalej utylizowane.

to 20 osób ( operatorzy urządzeń,

Od 1997 roku wszystkie kompre-

elektrycy, instalatorzy, specjaliści, dozór

sory pracują bezawaryjnie, w żadnym z nich dotychczas nie było konieczności

i kierownictwo). Najprostsze, pomocnicze czynności – zlecane są do firm obcych,

ingerencji w blok śrubowy. Podobne rozwiązanie techniczne,

a konieczność pracy specjalistycznych

lecz w innej formule ekonomicznej za-

firm serwisowych (głównie serwisów

stosowano w hali produkcyjnej Wydziału

fabrycznych) jest sporadyczna.

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

1/2011

www.apbiznes.pl

Agencja Promocji Biznesu to grupa specjalistów zajmujących się doradztwem w branży przemysłowej. Monitorujemy rynek i reagujemy na zmieniające się potrzeby firm i przedsiębiorstw. Obszar działalności agencji obejmuje przemysł i energetykę, w szczególności nowe rozwiązania techniczne, technologiczne i proekologiczne. W ramach specjalistycznych konferencji i wydawnictw AGROindustry i POWERindustry oferujemy optymalne warunki pozyskiwania informacji, wsparcie marketingowe i promocję.

Konferencja techniczna

WHO IS who?

Nowoczesne Kotłownie. Inwestycje i Bezpieczeństwo dr Anna Fibich Urodziła się 13 września 1958 r. w Katowicach. W latach 1977 - 1982 studiowała na Wydziale Matematyki Fizyki i Chemii Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach. W roku 1982 uzyskała dyplom magisterski w specjalności „Zastosowania fizyki”. W tym samym roku podjęła pracę w Głównym Instytucie Górnictwa w Kopalni Doświadczalnej „Barbara”, gdzie pracuje do chwili obecnej. W 2001 r. uzyskała stopień naukowy Doktora Nauk Technicznych. W Zakładzie Zwalczania Zagrożeń Pyłowych zajmuje się : oznaczaniem parametrów zapalności i wybuchowości pyłów oraz teoretycznym analizowaniem i praktycznym zastosowaniem wyników badań.

Krzysztof Filipowski Urodzony w 1949r., absolwent Wydziału Elektrycznego Politechnik i War sz awsk iej, w latach 1972-88 pracował w rozruchu i eksploatacji Elektrowni Kozienice i Bełchatów, był m.in. zastępcą kierownika rozruchu El Bełchatów. Doświadczenie zawodowe rozszerzył łącznie pięcioma laty pracy przy rozruchu różnych elektrowni za granicą. Od 1988r. związany z Pentolem, od 1994r. Dyrektor Naczelny Pentol-Enviro Polska Sp. z o.o. Autor publikacji na temat optymalizacji spalania i kontroli emisji w prasie polskoi anglojęzycznej.

Andrzej Kowalczyk OZEN Plus Sp. z o.o. ur. 03.11.1962 r. w Elblągu, żonaty, syn. OZEN PLUS Sp. z o.o. w Wałczu Dyrektor ds. inwestycji od 2007 roku Prezes Zarządu. Zakres obowiązków: opracowanie przygotowanie założeń techniczno ekono-

e-w ydanie do pobrania na:

micznych i technologicznych dla nowego projektu inwestycyjnego, opracowanie zasad prowadzenie procesu realizacji inwestycji, opracowanie dokumentacji przetargowej na wybór generalnego wykonawcy inwestycji i przeprowadzenie postępowania przetargowego, czynne uczestnictwo w tworzeniu aplikacji do kredytu inwestycyjnego oraz aplikacji o dotację EU w ramach programu SPO WKP 2.2.1, opracowanie i wdrożenie systemu prowadzenia procesu inwestycyjnego, opracowanie i wdrożenie systemu zarządzania produkcją i monitoringu przejściu zakładu z inwestycji do eksploatacji, opracowanie zasad rekrutacji i programu szkolenia pracowników Spółki, wdrożenie systemu ISO w Spółce WYKSZTAŁCENIE: Politechnika Szczecińska, Wydział Mechaniczny mgr inż. transportu. KURSY I SZKOLENIA ZAWODOWE: • Master of Business Administration • Kurs dla kandydatów na członków Rad Nadzorczych Spółek Skarbu Państwa – egzamin państwowy

Mirosław Loch Microtech International S.A. Prelegent jest automatykiem z 25–letnim doświadczeniem w dziedzinie automatyzacji procesów przemysłow ych oraz dyrektorem technicznym w firmie integratorskiej Microtech International S.A. Absolwent Wydziału Elektroniki Politechniki Wrocławskiej w specjalności Automatyzacja procesów przemysłowych. Prezes Softechnik Sp. z o.o w latach 2001–2006 oraz Członek Zarządu Microtech International S.A. od roku 2006 (spółka notowana na NewConnect).

dr inż. Wojciech Mokrosz O d 1990 -1996 zatrudniony na stanowisku asystenta w Politechnice Śląskiej Instytut Inżynierii Chemicznej i Budowy Aparatury.

www.apbiznes.pl

Od 1996 roku zatrudniony na stanowisku adiunkta w Politechnice Śląskiej Katedra Aparatury Chemicznej i Procesowej. Jednocześnie w latach 1994-2002 w Zakładzie Instalacji Ochrony Środowiska RAFAKO S.A. kolejno na stanowiskach: starszego asystenta, projektanta, kierownika działu rozwoju i głównego projektanta. Od 2002 do chwili obecnej współpraca z RAFAKO S.A. w ramach umów cywilno-prawnych. Dodatkowo w latach 1991-2007 zatrudniony na stanowisku głównego inżyniera w Przedsiębiorstwie Modernizacji Technicznych „MULTICON” Sp. z o.o. Od lipca 2007 właściciel firmy MOKROSZ Sp. z o.o. Zakres działalności: (obszar zainteresowań badawczych): • Konstrukcja aparatury dla przemysłu chemicznego i przemysłów pokrewnych. • Obliczenia i projektowanie procesów i aparatów technologicznych w tym obliczenia programowane. • Badania z zakresu inżynierii chemicznej i procesowej dotyczące: wymiany masy, wymiany ciepła, jednoczesnej wymiany masy i ciepła, suszenia, separacji kropel, odpylania, sedymentacji, mieszania, ﬂuidyzacji i transportu pneumatycznego. • Technologie i zagadnienia dotyczące oczyszczania gazów odlotowych pochodzących ze spalania paliw energetycznych, spalarni odpadów innych procesów technologicznych odsiarczanie, odazotowanie, adsorpcja związków wielkocząsteczkowych (dioksyny furany). • Zagospodarowanie produktów: spalania odpadów komunalnych i przemysłowych, odsiarczania spalin innych odpadów przemysłowych. • Przemysłowe wdrażanie i homologacja nowych technologii oraz rozwiązań aparaturowych. • Modernizacja istniejących technologii lub poszczególnych aparatów. • Od początku swojej działalności zawodowej skupiam się na projektowaniu i wdrażaniu nowych technologii aparatów i urządzeń dla przemysłu chemicznego energetyki i przemysłów pokrewnych.

1/2011

PARTNERZY BRANŻOWI:

PARTNERZY:

PATRONAT MEDIALNY: energetyka i przemysł

ORGANIZATOR:

Agencja Promocji Biznesu apbiznes.pl

o? W HO I S w h Dobiesław Sobolski SAACKE Polska Sp. z o.o Urodzony w 1964. Absolwent [1989] Politechniki Wrocławskiej, Wydz. Mechaniczny. Od 1997 związany z firmą SAACKE, niemieckim producentem przemysłowych instalacji spalania wszelkiego rodzaju paliw gazowych, ciekłych i stałych. Od 1998 Dyrektor i Członek Zarządu SAACKE Polska Sp. z o.o. firmy córki SAACKE GmbH w związku z wykonywaną pracą osobiście zaangażowany w budowę lub modernizację wielu kotłowni bądź przemysłowych instalacji spalania.

prof. dr hab. inż. Andrzej Szlęk Studia wyższe ukończył na Wydziale Mechanicznym-Energetycznym Politechniki Śląskiej w 1990 roku. Uzyskał kolejno tytuł doktora (1994), doktora habilitowanego (2002) i profesora (2009). W swojej pracy zawodowej zajmuje się przede wszystkim procesami spalania i zgazowania, w tym szczególnie spalaniem biomasy, technologią spalania HTAC, zgazowaniem paliw kopalnych i biomasy w warstwie nieruchomej. W roku 2005 jego aktywność została uhonorowana srebrnym medalem imienia Georga Westinghousa przyznawanym przez ASME. Od 2007 roku pełni funkcję zastępcy dyrektora Instytutu Techniki Cieplnej Politechniki Śląskiej. Jest członkiem zarządu Polskiego Instytutu Spalania.

Rafał Szymanowicz Zakłady Pomiarowo– Badawcze Energetyki „ENERGOPOMIAR” Sp. z o.o. Zakład Techniki Cieplnej Absolwent Wydziału Inżynierii Środowiska i Energetyki Politechniki Śląskiej. Od 2000 roku pracuje w Zakładach Pomiarowo - Badawczych Energetyki „ENERGOPOMIAR” Sp. z o.o. w Gliwicach jako specjalista ds. OZE i badań kotłów. Realizuje prace pomiarowe i badania kotłów energetycznych w kraju i zagranicą. Doradza klientom sektora energetycznego przy uzyskaniu koncesji na produkcję energii z odnawialnych źródeł energii (biopaliwa stałe i ciekłe oraz biogaz). Opracowuje dokumentacje uwierzytelniające, opinie, procedury rozliczeniowe oraz koncepcje układów technologicznych i innych dokumentów dotyczących spalania

1/2011

paliw pochodzących z zasobów odnawialnych. Wykonywał prace m.in. dla Południowego Koncernu Energetycznego, PGE, Vattenfall Heat Poland, Elektrociepłowni Białystok, Dalkia Łódź, Dalkia Poznań ZEC, Zespołu Elektrowni PAK, Elektrowni Połaniec, Elektrociepłowni Będzin oraz szeregu elektrociepłowni przemysłowych. Autor wielu referatów i publikacji w prasie branżowej na temat problematyki spalania w kotłach energetycznych i produkcji energii z biomasy.

Dr inż. Ryszard Śnieżyk Urodził się w 1952 roku. Jest niezależnym ekspertem z zakresu energetyki, a zwłaszcza ciepłownictwa. Praca magisterska: Podstawy teoretyczne i oblicznie rur cieplnych (heat pipe) (1976 – Politechnika Wrocławska). Praca doktorska: „Symulacja numeryczna zjawisk hydraulicznych w sieciach cieplnych przy stopniowym automatyzowania węzłów cieplnych i w stanach awaryjnych” (1984 – Politechnika Warszawska). Pracownik naukowy Politechniki Wrocławskiej (1976-2007). Wykładał w Wyższej Szkole Inżynierskiej w Opolu, Akademii Roliniczo-Technicznej w Bydgoszczy. Ekspert w Fundacji Rozwoju Ciepłownictwa „UNIA CIEPŁOWNICTWA” w Warszawie (1992-1995). Konsultant naukowy w Towarzystwie Inwestycji Przemysłowych w Świętochłowicach (19981999). Pracował w Miejskim Przedsiębiorstwie Gospodarki Cieplnej we Wrocławiu (19821985), Instytucie Gospodarki Przestrzennej i Komunalnej Oddział w Krakowie (1992-1994). Współwłaściciel (18,5%) Krakowskiego Zakładu Termoenergetycznego S.A. Prowadzi działalność pod nazwą „Ryszard Śnieżyk” od 1993 r. Szczególnie w zakresie wykorzystania metody ESCO w ciepłownictwie. Jest autorem niemal 100 publikacji z zakresu energetyki, ciepłownictwa, kogeneracji, efektywności energetycznej i prawa energetycznego. Obecnie pracuje w Szkole Wyższej im. Bogdana Jańskiego w Warszawie (specjalność: Gospodarka odnawialnymi źródłami energii).

Tomasz Tłustochowicz CLIMBEX SA, ur. 7.01.1976, Żonaty, Wykształcenie: SGH w WARSZAWIE, Studia podyplomowe oparte na strukturach MBA Studia podyplomowe: Zarządzanie przedsiębiorstwem w ramach integracji z Unią Europejską, POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA w CZĘSTOCHOWIE – Informatyk. Instytucja UNIWERSYTET ŚLĄSKI w KATOWICACH – Informatyk

TECHNIKUM ELEKTRONICZNE w SOSNOWCU – Technik Elektronik Doświadczenie Zawodowe: • Login Sp. z o.o. w Katowicach • Kierownik Działu Serwisu • SYSTEM S.A. w Katowicach • Dyrektor Biura Technologii Plazmowej • Plasma SYSTEM S.A. • Wiceprezes Zarządu, Dyrektor ds Marketingu i Sprzedaży • CLIMBEX SA Dyrektor ds. Marketingu i Sprzedaży • Dyrektor ds. Marketingu i Sprzedaży. • ZAINTERESOWANIA: fotografia, jazda na rowerze, kuchnia śródziemnomorska i wschodnia

Dr hab. Inż. Andrzej Wolff Do roku 2009 samodzielny pracownik Instytutu Inżynierii Chemicznej Politechniki Krakowskiej. Praca doktorska na Politechnice Krakowskiej. Kolokwium habilitacyjne na Politechnice Warszawskiej. Stypendia w Niemczech (Humboldt), Kanadzie (Queens University), USA (Brown University). Od 1995 roku założyciel i udziałowiec Tessa Wolﬀ i Synowie sp.j. Od 2008 roku współzałożyciel i udziałowiec Atex Wolﬀ i Wspólnicy. Ojciec 2 synów i dziadek 3 wnuczek.

Andrzej Zuber PROEGZERGIA Sp. z o.o. Ur. 03 luty 1968, Racibórz, żonaty. Wykształcenie: Politechnika Śląska w Gliwicach, Wydział Mechaniczny - Energetyczny; praca dyplomowa: „Modernizacja instalacji do termicznej utylizacji odpadów”. Doświadczenie zawodowe: Aktualnie – PROEGZERGIA Sp. z o.o. – wiceprezes zarządu – wdrażanie technologii ultradźwiękowych w przemyśle, 1993 – 2009 Fabryka Kotłów RAFAKO S.A. w Raciborzu . Min.: Realizacja Projektu „Budowa w EC Kielce źródła energii elektrycznej pracującego w skojarzeniu z wykorzystaniem biomasy”. Zadanie polega na wybudowaniu bloku energetycznego o mocy elektrycznej brutto turbozespołu 10 MWe oraz dwóch kotłów OR-50 i OS-20. Zakresie moich obowiązków obejmuje nadzór nad budową dwóch kotłów produkujących parę. Kocioł OR-50 o wydajności 50 t/h opalany jest węglem kamiennym, a kocioł OS 20 o wydajności 20 t/h opalany jest zrębkami drewna. Zainteresowania: Technika, literatura, turystyka.

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

Nowoczesne Kotłownie. Inwestycje i Bezpieczeństwo Zapobieganie tworzenia się osadów na pęczkach konwekcyjnych kotłów

Generatory fal uderzeniowych PG 25/8 W czasie spalania paliw stałych w kotłach ciepłowniczych i energetycznych pojawiają się problemy z utrzymaniem w czystości konwekcyjnych powierzchni wymiany ciepła. W zależności od jakości paliwa oraz jego własności na szlakowanie kotły w większości przypadków wymagają częstego odstawienia i ręcznego ich czyszczenia.

W cukrowni Nordzucker Polska S.A. Oddział Opalenica, w październiku 2010r. została uruchomiona kolejna instalacja czyszczenia powierzchni konwekcyjnych kotła OR-32 oparta o generatory fal uderzeniowych. Czynnikiem roboczym, inicjującym falę uderzeniowa było sprężone powietrze z istniejącej zakładowej sieci. Czyszczeniu

podlegały wszystkie powierzchnie konwekcyjne kotła OR-32.

Ciepłownia z dwoma kotłami OR-32 W zakładowej kotłowni zainstalowane są dwa kotły rusztowe OR-32 opalane miałem węglowym o parametrach: • typ kotła OR-32

Fot. 1. Cukrownia Nordzucker Polska S.A. w Opalenicy

ee--ww yyddaanniiee ddoo ppoobbrr aanniiaa nnaa::

www.apbiznes.pl

• wydajność nominalna 32 Mg/h • ciśnienie obliczeniowe 4,0 MPa • temperatura pary przegrzanej 450OC • temperatura wody zasilającej 105OC • ciśnienie pary na wylocie 3,7 MPa • sprawność obliczeniowa 82%

mgr inż. Andrzej Zuber Wiceprezes Zarządu PR OE GZ ER GI A Sp. z o.o.

Kotły rusztowe OR-32 na obmurzu ciężkim w latach ubiegłych uległy modernizacji części ciśnieniowej polegającej na wymianie żeliwnego podgrzewacza wody na stalowy z rur gładkich oraz na zabudowie w komorze paleniskowej dodatkowego pęczka parownika. Zmodernizowane zostało również powietrze podmuchowe z rozdziałem na poszczególne strefy. Podstawowe napędy (napęd ruszt u, went ylatory powietrza podmuchowego, wentylator wyciągowy) zostały wyposażone w przetwornice obrotów (falowniki). W kotłach spalany jest miał węglowy o wartości opałowej w zakresie 23 000,00 ÷ 24 000,00 kJ/kg.

1/2011

Nowoczesne Kotłownie. Inwestycje i Bezpieczeństwo Modernizacja kotła OR-32 We w rześn iu 2010r. zost ała zabudowana na kotle OR-32 nr 1 instalacja czyszczenia powierzchni grzewczych (konwekcyjnych) oparta o generatory fal uderzeniowych PG-25/8, których czynnikiem roboczym jest sprężone powietrze. Dwa generatory zostały zabudowane w obrębie komory paleniskowej, które czyszczą dodatkowo zabudowany pęczek parow nika. Czter y generator y został y zabudowane do czyszc zen ia pęc zka przeg rzewac za pary. Pęczki podgrzewacza wody czyszczone są na dwóch poziomach czterema generatorami na każdym. Łącznie zostało na kotle OR-32 nr 1 zabudowane 14 szt. generatorów.

pracował ze stałą wydajnością zbliżoną do nominalnej. Dodatkowo do kotła OR-32 nr 2 w czasie kampanii były dawkowane środki chemiczne, które miały za zadanie eliminowanie tworzenia się osadów. Komora paleniskowa Stan komory paleniskowej kotłów OR-32 nr 1 i nr 2 pod względem zabrudzenia można zakwaliﬁkować jako bardzo dobry. Rury ekranowe na poszczególnych ścianach nie wykazały znacznego zabrudzenia osadami.

Fot. 3. Ekran boczny komory paleniskowej kotła OR-32 nr 1

parownika był pokryty osadem, któr y n ie powodował oporów przepływu spalin. Pomiędzy poszczególnymi rurami parownika nie zaobserwowano żadnych osadów powodujących ograniczenie w przepływie spalin. Sklepienie zapłonowe kotła OR-32 nr 1 Na wielu kotłach rusztowych obserwuje się szybkie zużycie sklepienia zapłonowego. Przyc z y ny z n i szc ze n ia sk lepie n ia zapłonowego mogą być różne. Częste odstawienia kotłów, wysoka kaloryczność paliwa, prowadzenie procesu spalania na ruszcie w obszarze pierwszej strefy mogą być przyczynami wymiany sklepienia już po dwóch miesiącach eksploatacji. Na zdjęciu piątym (Fot. 5) widoczne jest sklepienie zapłonowe kotła OR-32 nr 1 po kampanii cukrowniczej. Stan sklepienia zapłonowego jest dobry. Świadczy to dobrym rozkładzie powietrza podmuchowego pod rusztem. Nie zaobserwowano zjawiska uszkodzenia obmurza wynikającego ze zbyt wysokiej temperatury.

Fot. 4. Powierzchnia pęczka parownika w komorze paleniskowej kotła OR-32 nr 1 Fot. 2. Generatory PG-25/8 zabudowane na ścianie bocznej kotła OR-32 nr 1

Powierzchnie konwekcyjnych kotłów OR-32 Po zakończeniu kampanii cukrowniczej w styczniu 2011r. przeprowadzono przegląd powierzchni konwekc y jnyc h dwóc h kotłów OR-32 pod kątem ich czystości. Kotły przepracowały 1 890 h (79 dni) każdy. Kocioł OR-32 nr 1, na którym zabudowano system czyszczenia pracował w bardzo niestabilnych warunkach, z częstymi zmianami jego wydajności. Kocioł OR-32 nr 2

1/2011

Na zdjęciu trzecim i czwartym (Fot. 3 i 4) pokazano komorę paleniskową kotła OR-32 (ściana przednia, boczna prawa, ściana tylna oraz powierzchnia parownika). Na rurach ekranowych zaobserwowano cien ką warst wę osadów, które w łatwy sposób można było usunąć. W obrębie całej komory paleniskowej obmurze nie było pokryte osadem. Na zdjęciu trzecim (Fot. 3) widoczne są cegły szamotowe za rurami ekranowymi. Od strony komory paleniskowej (Fot. 4) pęczek

Fot. 5 Sklepienie zapłonowe kotła OR-32 nr 1.

Powierzchnie parownika w komorze paleniskowej kotła OR-32 (K1 i K2) W kotle K1 i K2 zabudowano dodatkową powierzchnię konwekcyjną parownika, umieszczoną w górnej części komory paleniskowej.

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

Przegrzewacz pary kotła OR-32 (K1 i K2)

Fot. 6. Powierzchnia pęczka parownika kotła K1

Jedną z najbardziej narażonych powierzchni wymiany ciepła w kotłach na zabrudzanie się są przegrzewacze pary. Wysokie temperatury spalin oraz pary przegrzanej powodują wysokie temperatury na ściankach rur i osadzanie się twardych, trudnych do usunięcia osadów.

Fot. 7. Powierzchnia pęczka parownika kotła K2 Na zdjęciu szóstym pokazano obszar działania generatora na powierzchni najbardziej narażonej na zabrudzenie. W wyniku bardzo wysokich temperatur spalin obszar ten jest bardzo trudny do czyszczenia. W czasie przeglądu kotła zaobserwowano mniejsze zabrudzenie powierzchni grzewczych w obrębie działania generatorów w stosunku do obszaru nieczyszczonego. Porównując stan powierzchni parownika kotła K1 i K2 można stwierdzić mniejsze zabrudzenie kotła K1 niż kotła K2, co świadczy o skuteczności działania generatorów. W kotle K2 wszystkie rury parownika były zabrudzone równomiernie na całej powierzchni, tworząc stożki o wysokości do 10 cm (Fot. 7). Częściowo pomiędzy poszczególnymi rurami zaobserwowano zjawisko łączenia się stożków, eliminujące w znaczny sposób wymianę ciepła. W obszarze działania fali uderzeniowej rury parownika były pokryte nieznacznym osadem, który nie powodował oporów przepływu spalin. Pęczek parownika w stu procentach był drożny.

e-w ydanie do pobrania na:

czyć działaniem generatorów, które powodowały nieznaczne drgania zawieszonych luźno wężownic i strącanie twardych osadów. Na zdjęciu dziewiątym również widać przerwy pomiędzy poszczególnymi rurami, co świadczy o możliwości dalszej pracy przegrzewacza bez jego czyszczenia.

Fot. 10. Przegrzewacz pary kotła K1 od strony podgrzewacza wody Fot. 8. Przegrzewacz pary kotła K1 od strony komory paleniskowej Na zdjęciu ósmym został przedstawiony przegrzewacz pary od strony komory paleniskowej. Twarde osady utworzyły się na pierwszych rurach przegrzewacza pary. Średnio ok. czterech rur przegrzewacza było zanieczyszczone osadami, które nie tworzyły mostków pomiędzy nimi. Dalsza powierzchnia przegrzewacza była czysta.

Fot. 9. Przegrzewacz pary kotła K1 od strony komory paleniskowej – widok dolnej części Zdjęcie dziewiąte pokazuje większą ilość rur przegrzewacza pary kotła K1, czyszczonego generatorami. W obrębie bezpośredniego działania generatorów powierzchnie były mniej zanieczyszczone. Dolna część całego przegrzewacza była czysta. Zjawisko to można tłuma-

www.apbiznes.pl

Od strony podgrzewacza wody rury przegrzewacza były zanieczyszczone osadami o grubości do 1 mm. W dziewięćdziesięciu procentach powierzchnia przegrzewacza była pokryta nieznacznymi osadami, które są typowe po przepracowaniu trzech miesięcy kotła. Porównując stan czystości pęczka przegrzewacza kotła K1 (Fot. 8, 9 i 10) z pęczkiem przegrzewacza kotła K2 (Fot. 11 i 12) można stwierdzić różnice w stopniu zabrudzenia się poszczególnych powierzchni. Przeg rzewacz kotła K2 w ykazywał większe zabrudzenie na całej jego wysokości i szerokości. W streﬁe środkowej przegrzewacz kotła K2 był zabrudzony osadami twardymi na długości ok. 8 rur.

Fot. 11. Przegrzewacz pary kotła K2 od strony komory paleniskowej – widok dolnej części

1/2011

Zdjęcie czternaste (Fot. 14) pokazuje zbliżenie rur podgrzewacza wody bez osadów sypkich oraz obszar r ur y po oderwaniu się milimetrowego osadu.

Fot. 12. Rury przegrzewacza pary kotła K2 od strony komory paleniskowej

Podgrzewacz wody kotła OR-32 (K1 i K2) Stan powierzchni grzewczych podg rzewac za wody kotła K1 można ocenić jako dobry. Na poszczególnych rurach nie zaobserwowano osadów sypkich, które mogą zmniejszać wymianę ciepła.

Fot. 15. Rury podgrzewacza wody kotła K2 – widok od góry

Fot. 16. Rury podgrzewacza wody kotła K2 – widok od dołu Fot. 13. Podgrzewacz wody kotła K1 Na zdjęciu trzynastym (Fot. 13) pokazano pęczek podgrzewacza wody kotła K1 bezpośrednio za przegrzewaczem. W tym obszarze rury były miejscami pokryte milimetrowym osadem, który miał tendencję do odrywania się. Pod wpływem fali uderzeniowej osady przylegające do poszczególnych rur ulegały kruszeniu, co korzystnie wpływało na wymianę ciepła. Pomiędzy poszczególnymi rurami, na całej głębokości pęczka nie zaobserwowano żadnych sypkich osadów.

Na zdjęciu piętnastym i szesnastym (Fot. 15 i 16) pokazano rury podgrzewacza wody kotła K2 z widocznymi osadami sypkimi. Dodatkowo na zdjęciu szesnastym zaobser wowa no t worzen ie sią mostków popiołowych między poszczególnymi rurami, ograniczającymi wymianę ciepła. Można stwierdzić, że stan zabrudzenia się podgrzewacza wody kotła K2 jest większy od kotła K1. Zjawisko to obserwuje się w całym obszarze podgrzewacza wody. Stan czystości powierzchni podgrzewacza wo dy m a z a s ad n ic z y w p ł y w na temperaturę spalin wylotowych z kotła i jego sprawność.

1/2011

powinien wyeliminować problem z abr ud z a n ia się p ow ierzc h n i grzewczych kotłów. Praca kotła K 2 była ba rd z o st abi l n a, b e z g wa ł tow nyc h z m i a n j ego para met rów. Śred n ia w ydajność kotła K1 w kampanii kształtowała się na poziomie 30 t/h. Pomimo tak niekorzyst nych warunków eksploatacyjnych, wymuszonych przez technologię powierzchnie grzewcze kotła K1 można zakwalifikować jako eksploatac y jnie czyste. W porównaniu do kotła K2 temperatura spalin kotła K1 była niższa o około 15 O C. Przegląd kotłów K1 i K2 dokonany w dniu 05.01.2011r. potwierdził skuteczność instalacji czyszczenia powierzchni grzewczych opartą o generatory fal uderzeniowych PG-25/8. Literatura 1. Zawierucha G., Zuber A.: „Czyszczenie pęczków konwekcyjnych kotłów – nowy system” Energetyka Cieplna i Zawodowa nr 4/2010. 2. Zuber A.: „ Usuwać skutki czy eliminować przyczyny” Energetyka Cieplna i Zawodowa nr 5/2010. 3. Zuber A.: „ Falą uderzeniową w osady” Energetyka Cieplna

Wnioski końcowe.

Fot.14. Rury podgrzewacza wody kotła K1.

instalacja czyszczenia pęczków konwekcyjnych oparta o generatory fal uderzeniowych PG-25/8. C z y n n i k ie m i n ic j ując y m fa lę uderzeniową było sprężone powietrze o ciśnieniu do 8 atm. Kocioł K1 pracował w bardzo trudnych wa r u n k ac h ek sploat ac y jnyc h. Pobór pary na technologię wymuszał stałe zmiany wydajności kotła K1. Do kotła K2 dozowany był NITROLEN, który teoretycznie

Kot ł y r u sz towe OR- 32 ( K1 i K2) przepracowały całą kampanię cukrowniczą 2010 (79 dni) bez odstawienia na jego czyszczenie. Na kotle K1 została zabudowana

i Zawodowa nr 7,8/2010. 4. Zuber A.: „U k łady g rzewc ze i chłodzące – dbaj o czystość” Energetyka Cieplna i Zawodowa nr 9/2010.

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

Nowoczesne Kotłownie. Inwestycje i Bezpieczeństwo Prezentacja partnera konferencji

Energia dla Rudy Zespół Ciepłowni Przemysłowych „Carbo-Energia” Sp. z o.o. to największe przedsiębiorstwo energetyczne w Rudzie Śląskiej zajmujące się produkcją ciepła i energii elektrycznej. Pokrywa 50% potrzeb odbiorców komunalnych i 100% potrzeb kopalń Kompanii Węglowej S.A. znajdujących się na terenie miasta. „Carbo-Energia” to prężne i dobrze zarządzane przedsiębiorstwo, które dostarcza na rynek produkty o odpowiedniej jakości i na korzystnych warunkach.

Spółka powstała w roku 1995, po przejęciu wszystkich ciepłowni restrukturyzowanych kopalń Rudzkiej Spółki Węglowej S.A. Carbo to węgiel, bo też z niego spółka wydobywa energię. W ciepłowniach tworzących spółkę – Bielszowice, Halemba, Wanda, Nowy Wirek i elektrociepłowni Mikołaj, efektywnie i ekologicznie wykorzystywany jest węgiel kamienny – najbardziej tu dostępne i tradycyjne paliwo. Rozpoczynając swoją działalność, spółka musiała podjąć trud sprostania intensywnie zmieniającym się wymaganiom rynku i ekologii. Wyeksploatowane urządzenia i tech nolo gie należało poddać gr untow nej moder nizac ji, aby sprostać wymaganiom stawianym przez odbiorców oraz dostosować się do obowiązujących europejskich norm ochrony środowiska. Przeprowad zono remont y urządzeń odpylających, w trzech kotłach zainstalowano palniki na gaz z odmetanowania kopalń, uporządkowano gospodarkę wodną i ściekową, wdrażane są układy monitoringu i automatyzacji procesu spalania. Wymieniono sieci

ee--ww yyddaanniiee ddoo ppoobbrr aanniiaa nnaa::

Brunon Ogórka „Ca rbo -En erg ia” sp. z o.o.

magistralne i dystrybucyjne wraz z kompaktowymi wymiennikami ciepła na dwóch osiedlach mieszkaniowych. We współpracy z kopalniami modernizowane są wewnętrzne sieci CO. Wymienione zostały dwa kotły (6 i 12 MWt), a dwie jednostki poddano gruntownej modernizacji (25 i 6 MWt). Wdrożony został układ monitoringu zakupu i zużycia energii elektrycznej. Zrealizowa ne działa n ia remontowe i inwestycje przyniosły efekt unowocześnienia majątku produkc y jnego. Firma n ie po nosi żad nyc h kar zw iąza nyc h z korz yst a n ia ze śro dow i sk a. Podjęte starania zaowocował y przyzna n iem „Carbo -Energ ii” Św iadec t wa Przedsiębior st wa Czystszej Produkcji. W swoich działaniach spółka kier uje się rzetelnym podejściem do klienta, a także przykładnie wy wiązuje się ze swoich zobowiązań wobec dostawców, Skarbu Pań stwa oraz władz lokalnych. Na sukces ﬁrmy składa się wiele czynników, w tym ten najważniejszy – ludzki. Dzięki stabilnej kadrze zarządzającej i załodze stworzony został wize-

www.apbiznes.pl

1/2011

my w yższ yc h ślą sk ic h uc z eln i. Dozór r uc hu ciepłow n i w coraz większej mierze oparty jest na młodych ludziach, którzy przy wsparciu spółki zdobyli wyższe wykształcenie. Firma wspomaga także potrzeby socjalno-bytowe pracowników oraz ich rodzin. W ubiegłym tj. 2010 roku „Carbo -Energia” obchodziła jubileusz 15 - l e c i a s wo j e j d z i a ł a l n o ś c i .

Wyróżnienie „Carbo - Energii” Laurem Umiejętności i Kompetencji 2010. Od lewej: Wiceprezes Zarządu Jerzy Warmuziński, Prezes Zarządu Antoni Pielok, Wiceprezes Zarządu Brunon Ogórka

Prog ra m obc hodów rozpoczął t ur n iej sportow y piłk i siatko wej. Następn ie odbył się konkurs plast yc zny pt. ,,Skąd się bierze ciepło w moim domu?”,

runek firmy rzetelnej i stabilnej, który zyskał uznanie w śląskich i ogólnopolskich kręgach biznesowych i gospodarczych. Zarząd Spółki tworzą: prezes Antoni Pielok oraz wiceprezesi Brunon Ogórka i Jerzy Warmuziński. Pracownicy spółki objęci są programem podnoszenia kwaliﬁ kacji i u z upe ł n ia n ia w yk ształcen i a. Więk sz o ść o s ób s p o śr ó d k ierow n ic t wa i ad m i n i st rac ji biura zarzą du posiada dy plo Fragment układu sterowania pracą kotła wyposażonego w palnik do spalania metanu

Nowoczesny kompaktowy wymiennik ciepła

1/2011

w którym udział wzięli uczniowie rudzkich szkół podstawowych i gimnazjal nych oraz ogłoszony wśród pracowników konkurs na hasło reklamowe spółki. Zwieńczeniem obchodów było spotkanie z jubilatami oraz uroczysta gala w Miejsk im Cent r um Kult ur y w Rudzie Śląskiej, na którą zaproszono przedstawicieli załogi, partnerów biznesowych, oraz władze samorządowe. Dla uczczenia przypadającego w 2010 roku jubi-

leuszu 100-lecia istnienia będącej w zasobach spółki Elektrociepłowni „Mikołaj”, w dniu 6 grudnia 2010 r. wraz innymi podmiotami działającymi na terenie Śląskiego Parku Przemysłowo-Technologicznego, zorganizowała konferenc ję pt. „100-lat Mikołaja jako kreatora Innowacyjności”. Gościem honorowym spotkania był potomek związanego z rudzką ziemią rodu Ballestremów – hrabia Nicolaus von Ballestrem. Firma bierze także aktywny udział w życiu społeczno-gospodarczy m Gór nego Śląska. Jest wie loletnim członkiem Izby Gospodarczej Ciepłownictwo Polskie, Śląsk iego Klubu Biznesu ora z Re gionalnej Izby Gospodarczej w Katowicach. Jest jednym z inicjatorów powstania i udziałowcem Śląskiego Parku Przemysłowo-Technologicznego Sp. z o.o., mającego za zadanie rewitalizację terenów poprzemysłowych Rudy Śląskiej i Świętochłowic. Aktywność w życiu Górnego Śląska jest zauważana i doceniana przez stowarzyszenia gospodarcze i biznesowe. W ciągu swojej 15-letniej działalności „Carbo-Energia” uhonorowana została takimi wyróżnieniami jak: „Orzeł Śląskiego Biznesu”, „Gazela Biznesu’’, „Przedsiębiorstwo Fair Play” za lata 2006, 2007, 2008, 2009, 2010 wraz ze Złotą Statuetką, a także przyznawanym przez Regionalną Izbę Gospodarczą w Katowicach „Złot ym Laurem Umiejęt ności i Kompetencji” w kategorii „Śląski Fair Play” za rok 2008 oraz w kategorii „Udana Restrukturyzacja” za rok 2010. Do przyznanego za 2009 rok certyfikatu „Solidna Firma” w lutym bieżącego roku ﬁrma dołączyła certyﬁkat „Solidna Firma” za rok 2010.

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

Nowoczesne Kotłownie. Inwestycje i Bezpieczeństwo Migracja zanieczyszczeń z biomasy w procesie spalania oraz ich wpływ na procesy korozyjne i eksploatacyjne kotłów W referacie przeanalizowano zjawisko migracji zanieczyszczeń z biomasy oraz ich wpływ na procesy korozyjne zachodzące w kotłach w wyniku spalania biomasy. Wskazano możliwości stosowania addytywów zmniejszających negatywny wpływ związków potasu, sodu i chloru na proces, tworzenia się spieków, aglomeratów w kotłach oraz ograniczających zjawisko korozji chlorowej. Dodatkowo wskazano możliwości zastosowania specjalnego addytywu na bazie kamienia wapiennego i glinokrzemianów z dodatkiem wapna palonego stanowiących produkt uboczny przetwarzania kamienia wapiennego.

Zainteresowanie energet yki biomasą stale wzrasta. Aktualnie prawie wszystkie rodzaje biomasy uważane są za paliwo. W porównaniu z paliwami konwencjonalnymi takimi jak węgiel i torf, biomasa generuje szereg trudności w procesie spalania. Charakteryzuje ją różna jakość w zależności od sezonu i regionu, wysoka wilgotność, bardziej skomplikowana logistyka dostaw, trudności związane z podawaniem paliwa. Powszechnymi technologiami przemysłowego przetwarzania (spalania) biomasy są: spalanie w kotłach rusztowych, spalanie w kotłach fluidalnym ze złożem stac jonar nym pęcherzykowym (BFB), ﬂuidalnych ze złożem cyrkulacyjnym (CFB), oraz współspalanie w kotłach na paliwa kopalne. W kotłach, przetwarzających biomasę często występują niekorzystne zjawiska: formowania się osadów, powstawania spieków na powierzchniach wymiany ciepła, tworzenie żużla, destabilizacja złoża oraz korozja przegrzewacza. Głównymi czynnikami powodującymi utrudnienia są zawartość części mineralnych w biomasie

e-w ydanie do pobrania na:

(skład popiołu) w szczególności zawartość siarki i chloru. Na podstawie zawartości części mineralnych (składu popioł u), biomasę podzielono na trzy grupy (kategorie) wg CEN/TS 14961 [1] wykazujące znaczne różnice w procesie jej spalania: biomasa z drewna (grupa I), biomasa z roślin (grupa II), biomasa z owoców (grupa III).

Wpływ składu popiołu na proces inkrustacji powierzchni wymiany ciepła i destabilizacji złoża w kotłach ﬂuidalnych Z punktu widzenia procesu spalania, stosowny jest inny podział biomasy: • biomasa zawierająca popiół bogaty w K i Ca, ubogi w Si (grupa I), • biomasa zawierająca popiół bogaty w Si, ubogi w Ca i K (grupa II), • biomasa zawierająca popiół bogaty w Ca, K i P (grupa III). Większość paliw drewnianych należy do grupy pierwszej. Łupiny ryżu, bagassa (wytłoki trzciny cukrowej) albo zbierana wiosną mozga trzcinowata są przykładami

www.apbiznes.pl

biomasy należącej do drugiej grupy. Nasiona słonecznika i makuch rzepakowy są paliwami należącymi do grupy trzeciej.

Wojciech Mokrosz

Biomasa zawierająca popiół o bogatej zawartości wapnia i potasu, ubogi w krzemionkę Biomasa z drewna posiada niską zawartość azotu 0,3÷0,7% (w stanie suchym), zawartość siarki kształtuje się na poziomie 0,03÷0,05% (w stanie suchym) a zawartość p op io ł u w z a k r e s ie 0,1÷ 6,0% (w stanie suchym), wartości te są porównywalne do wielu paliw kopalnych. Wilgotność tych paliw jest często wysoka, sięgająca do 50÷80%, zmniejszając tym samym ich wartość opałową paliwa. Popiół z biomasy z drewna jest zwykle bogaty w wapń i potas. Zawartość CaO w popiele z drewna i kor y zaw iera się w za k resie 30÷50%. Koncentracja K 2O wynosi do 15% w popiele, przy czym maksymalna wartość może być jeszcze wyższa. Podobnie MgO jest jednym z głównych składników zawierającym się w zakresie: 4÷10% w popiele. Zawartość sodu jest przeważnie niska, Na2O jest najczęściej poniżej 3%.

1/2011

MOKROSZ Sp. z o.o. Politechnika Śląska

Skład popiołu biomasy jest zależny od gatunku i części rośliny np.: pień, kora, gałęzie, wierzchołki i igły mają inny skład popiołu. Przyswajanie składników pokarmowych, jakość gleby, nawozy i warunki pogodowe posiadają także istotny wpływ na skład popiołu. Popiół ze spalania biomasy w stosunku do popiołu ze spalania paliw kopalnych jest bardzo drobny, stanowią go w większości cząsteczki o wielkości kilku µm. Zawarte w popiele związki wapnia i potasu łatwo osadzają się na powierzchniach wymiany ciepła, tworząc osady. Przykładowo na powierzchniach przegrzewaczy, tworzy się osad który w głównej mierze składa się z: CaO, CaSO 4

i K2SO4. Osad ten utwardza się pod wpływem temperatury powyżej 500°C zwiększając opory przenikania ciepła. W sekcji ekonomizera temperatura spalin jest zwykle niższa, poniżej 500oC i osady pozostają na ogół sypkie i łatwe do usunięcia przez zdmuchiwacze sadzy. Siarczan magnezowy (MgSO4) jest nietrwały w strefie spalania i nie bierze aktywnego udziału w tworzeniu się osadów. Zw i ą z k i c h lo r u z awa r t e w biomasie dodatkowo zwiększają zanieczyszczanie powierzch ni wymiany ciepła i znacznie zwiększają ryzyko wysokotemperaturowej korozji w przegrzewaczu. Zawartość chloru w pniach drzew jest niska, 0,01÷0,02% w suchym drzewie. W korze zawartość chloru jest trochę wyższa, 0,02÷0,03. W pozostałościach leśnych (gałęzie, wierzchołki drzew) i pędach z lasu odroślowego jak wierzba, zawartość chloru wynosi 0,02÷0,03% i jest na tym samym poziomie jak dla kory. Podczas spalania w złożu ﬂuidalnym potas i wapń zawarty

1/2011

w popiele z biomasy może reagować z dwutlenkiem krzemu (SiO2) ze złoża piaskowego już w temperaturze pracy kotła 700÷900oC z wytworzeniem warstwy krzemianów potasu i wapnia na cząstkach złoża. Z czasem warstwa ta staje się coraz grubsza a rozmiar cząstek wzrasta. Lepkość związana z obecnością na powierzchni warstwy krzemianów, powoduje iż cząsteczki złoża mogą podlegać aglomeracji tworząc jeszcze większe rozmiary cząstek. Podczas nieustalonej pracy kotła lub też przypadkowych skokach mocy (wysokie temperatury), całe złoże może ulegać spiekaniu. Aglomeracja złoża może być jednak kontrolowana przez utrzymywanie odpowiedniej zasadowości złoża, poprzez regularne wygarnianie popiołu i dostarczanie świeżego piasku do złoża. C hem ic z ne odd z ia ł y wa n ie pom ięd z y popio łem z pa l iwa a złożem piaskowym jest dosyć skomplikowane dlatego przeważnie użyteczne jest zminimalizowanie zawartości kwarcu w uzupełnianym piasku. Temperat ura topn ien ia dla popiołów w zależności od rodzaju paliwa drzewnego różni się w szerokim zakresie który koreluje ze zmianami w składzie popiołu. Ogólnie rzecz biorąc, im wyższa zasadowość i zawartość chloru w paliwie, tym niższa temperatura początkowa spiekania i deformacji. Popiół drzewny zaczyna formować aglomeraty oraz spieki w warunkach spalania pomiędzy 900÷1 000oC. Popioły z węgla i torfu w tych temperaturach nie stwarzają podobnyc h problemów, nawet jeśli temperatura topnienia jest na tym samym poziomie co biomasy. Węgiel lub torf jest obecnie często współspalany z biomasą w kotłach wielopaliwowych.

Popiół drzewny jest na ogół znacznie bardziej reaktywny niż popiół z paliw kopalnych. Niższa reaktywność popiołów z węgla i torfu wynika z ich składu morfologicznego, głównie zawartości kwarcu, i różnych minerałów na bazie krzemu, jak glinokrzemiany, krzemiany wapnia i metali alkalicznych oraz tlenki żelaza. W popiołach z paliw kopalnych wapń i metale alkaliczne występują w postaci niereaktywnych związków i są one dość obojętne na warunki spalania ﬂuidalnego.

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

Nowoczesne Kotłownie. Inwestycje i Bezpieczeństwo tworzenie się osadów i wzmożona korozja wysokotemperaturowa. Po dc z a s spa l a n i a biom a s y drzewnej ważne jest aby oprócz składu popiołu znać także jego reaktywność. Biomasa jest często współspalana z innymi paliwami. Ważne jest również by zrozumieć wzajemne oddziaływania popiołów i reakcje pomiędzy składnikami zawartymi w popiele i spalinach. Św i e ż a b i o m a s a d r z e w n a jest powszechnie współspalana w kotłach o tradycyjnej konstrukcji, tj. podobnej do kotłów przeznaczonych dla paliw kopalnych. Biomasa z popiołem bogatym w krzemionkę, ubogim w wapń i potas Paliwa z grupy 2 są bardzo zróż n icowa ne pod wzg lędem składu chemicznego i właściwości spalania. Większość paliw w tej grupie należy do roślin jednorocznych lub rolnych biopaliw (tzw. biomasa agro). Niektóre z nich, jak źdźbła zbóż mają również stosunkowo dużą zawartość potasu (K) i chloru (Cl). Łupiny ryżu i bagassa mają bardzo dużą zawartość SiO2 w popiele.

Spalanie biomasy z drewna jako paliwa jest trudniejsze w porównaniu z węglem i torfem, technologia spalania drewna jest obecnie powszechnie stosowana ze względu na ciągły rozwój nowych kotłów i materiałów oraz sprzyjające temu procesowi regulacje prawne. W przy padku gdy biomasa z drewna spalana jest w wysoko sprawnych kotłach w wysokiej temperaturze i przy wysokich parametrach pary, negatywne właściwości biomasy są łatwo zauważalne. Obserwowana są zarastanie kotła,

e-w ydanie do pobrania na:

Skład popiołu z biomasy jest silnie uzależniony od gatunku i części roślin. Dostępność składników odżywczych, jakość gleby, nawozy i warunki pogodowe mają znaczący wpł yw na zawartość potasu, sodu, chloru i fosforu w popiele z agro-biomasy. W słomie zawartość potasu, jak również zdolność do ługowania sodu (i potasu) koreluje z zawartością chloru i możliwością jego ługowania. Ta właściwość może być wykorzystana w celu zmniejszenia alkaliczności i zawartości chloru agro-biomasy podczas zbiorów i przechowywania. W deszczowe lata zawartość chloru

www.apbiznes.pl

w agro-biomasie np. słomie jest niższa niż w latach suchych ponieważ rozpuszczalne w wodzie chlorki są częściowo wymyte przez deszcz. Czas zbior u jest ważny dla roślin wielolet nich; np. zbiory suchej mozgi trzcinowatej wiosną w krajach północnych decydują o niskiej zawartości chloru i potasu w stosunku do zbiorów jesienią. Z punktu widzenia spalania, właściwości popiołu ulegają znacznej poprawie. Słoma zbóż ma około 5-10% popiołu. Głównym składnikiem popiołu jest SiO 2 jednakże jego zawartość jest silnie zmien na. Pozostałe składniki popiołu to: K2O 5÷30%, CaO 4÷14%. Sporadycznie, także zawartości Na2O i P2O5 są dość wysokie, odpowiednio do 8÷10%. Zawartość chloru w słomach jest wysoka w porównaniu do zawartości chloru w drewnie i wynosi do 2% (np. w suchej słomie z pszenicy). Zawartość chloru w łupinach ryżu jest relatywnie niska, często poniżej 0,1%, jednak w słomie ryżowej może już być wysoka nawet do 0,7%. Wyzwanie stanowią skłonności obniżania temperatury topnienia popiołu ze słomy zbóż. Temperatura spiekania mieści się w zakresie 700÷900oC, a temperatura mięknięcia popiołu wynosi poniżej 1 000oC. Pełne topnienie zachodzi często poniżej 1 200oC. Z doświadczenia, słoma znana jest jako reaktywne i trudne paliwo charakteryzujące się skłonnościami do za n ieczyszcza n ia pow ierzc h n i w y m ia ny c iep ła, wz możony m i wła śc iwośc iac h korozyjnymi oraz skłonnościami do tworzenia żużli. Spalanie słomy w dużych kotłach przemysłowych jest trudne, jednakże możliwe jeżeli słoma jest współspalana w małych udziałach z paliwami takimi jak węgiel.

1/2011

Nowoczesne Kotłownie. Inwestycje i Bezpieczeństwo Biomasa z popiołem bogatym w Ca, K i P Popiół z łodyg słonecznika lub makuchu rzepakowego z procesów produkcji olejów jadalnych i biopaliw jest przykładem trzeciego rodzaju popiołu z agro biomasy, zawierającego jako główne składniki K 2O 20÷30%, CaO 5÷15 i P2O5 15÷45% Dostępność składników odżywczych, jakość gleby i nawozów mają znaczący wpływ na zawartość potasu, sodu i fosforu również w popiele biomasy tej grupy. Także ta agro-biomasa zawiera chlor zwiększający ryzyko powstawania chlorowej korozji przegrzewaczy wywołanej wysoką temperaturą. Temperatura topnienia popiołu jest w takim samym zakresie jak słomy. Spiekanie może rozpocząć się w około 700 o C, a popiół jest całkowicie stopiony poniżej 1200oC. Pozostałości słonecznika jak i makucha rzepakowego są głównie stosowane jako pożywienie dla bydła i nie są w dużych ilościach wykorzystywane jako paliwo. Jednakże, jeżeli zwiększona zostanie produkcja biopaliw z tych roślin, wzrosnąć może także wykorzystanie pozostałości z ich produkcji. Według jak dotąd dość ograniczonych doświadczeń ze spalaniem tego rodzaju paliw, wynika iż powodują one duże osady [2], ale mogą być współspalane z węglem w umiarkowanych ilościach w zwykłych wysokosprawnych kotłach CFB [3].

Procesy korozyjnye w kotłach związane ze spalaniem biomasy Korozja siarczanowo-siarkowa Związki siarki zawarte w biomasie ulegają podczas spalania utlenieniu głównie do SO 2 , SO 3 występuje w spalinach tylko w niewielkim stężeniu (na poziomie do 10 ppm). Duże znaczenie dla

1/2011

korozji siarkowej ma obecność tlenu: w atmosferze redukcyjnej jej szybkość jest kilkukrotnie większa niż w atmosferze utleniającej. W przypadku spalania biomasy problem korozji siarkowej zwykle nie występuje. Korozja chlorkowa Chlor (Cl2) jest szczególnie korozyjny względem stali w wysokiej temperaturze. Powoduje tzw. aktywne utlenianie metalu niszczące ochronną warstwę tlenków. Źródłem chloru molekularnego (Cl2) przy powierzchni metalu może być obecny w spalinach chlorowodór (HCl) oraz występujące w osadach chlorki metali alkalicznych (K i Na). W obecności HCl w spalinach lub chlorków w osadach utlenianie żelaza i stali ulega silnemu przyspieszeniu za przyczyną mechanizmu aktywnego utleniania (w atmosferze utleniającej). Mechanizm aktywnego utleniania związany jest z występowaniem molekularnego chloru (Cl2), który może być wynikiem utleniania HCl (reakcja Deacona), 2HCl+0,5O2→Cl2+H2O W wysokiej temperaturze równowaga tej reakcji przesunięta jest na lewą stronę (dużo HCl i mało Cl2), ale

na skutek katalitycznego działania tlenków zawartych w osadzie (proces Weltona) równowaga przesuwa się ku stronie prawej. Źródłem Cl2 mogą być dodatkowo reakcje kondensujących na rurach chlorków K i Na z tlenkami żelaza w osadzie: 2(K, Na)Cl+Fe2O3+0,5O2→ (K, Na)2Fe2O4+Cl2 W obu reakcjach niezbędny jest tlen. Chlor dyfunduje przez osady do metalu i reaguje z nim wg reakcji: Fe+Cl2→FeCl2(s) Powstające na powierzchni metalu chlorki mają duże ciśnienie par w temperaturze 500°C, co powoduje,

że przechodzą do fazy gazowej oraz dyfundując przez ochronną warstwę magnetytu uszkadzają ją. Na drodze napotykają obszar bogaty w tlen, w którym chlorki są utleniane wg reakcji: 2FeCl2(g)+3/2O2→Fe2O3(s)+2Cl2 3FeCl2(g)+2O2→Fe3O4(s)+3Cl2 odtwarzając warstwę tlenku żelaza przy powierzchni rur, która jednak nie ma już właściwości ochronnych, z uwagi na jej porowatość. Uwolniony w tej reakcji cząsteczkowy chlor dyfunduje z powrotem przez warstwę tlenków do metalu. Korozja chlorkowa ulega intensyﬁkacji, gdy na powierzchni metalu znajdują się osady zawierające chlorki potasu i sodu, jest ona szczególnie intensywna jeżeli występują one w fazie ciekłej. Co prawda temperatura topnienia chlorków K i Na jest wysoka, ale ich eutektyki z chlorkami innych metali mają znacznie niższą temperaturę topnienia. W związku z czym w kotłach, w których spala się odpady zawierające chlor, alkalia i metale ciężkie, zagrożenie korozją występuje już w temperat urze 250°C. Trzeba jednak zaznaczyć, że chlorki K i Na intensyfikują korozję także, kiedy występują na powierzchni metalu w stanie stałym. Wpływ obecności siarki na obniżenie procesu korozji chlorkowej W obecności związków siarki, chlorki ulegają także konwersji do siarczanów (K 2SO 4 i Na 2SO 4) wg

reakcji: 2(K, Na)Cl+SO2+1/2O2→(K, N) 2SO4+Cl2 W temperaturze ok. 500°C siarczany są jeszcze stabilne, więc mniej korozyjne od chlorków, natomiast wyzwalany w reakcji jw. chlor Cl2 powstaje na powierzchni osadu i dyfunduje do spalin, a tylko niewielka jego część wnika do osadu [4]. Wymiana jonu chlorkowego

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

zachodzi o rząd szybciej z udziałem SO3, niż z udziałem SO2, dlatego kluczowa jest katalizowana przez żelazo reakcja utleniania SO2 do SO3. Reasumując ograniczające korozję chlorkową działanie siarki polega na zastąpieniu w osadach chlorków KCl i NaCl bardziej stabilnymi siarczanami. Przyjmuje się, że przy stosunku molowym S/Cl>2,2 korozja chlorowa przestaje być groźna [5], jednak nie we wszystkich układach spalania mechanizm ten się sprawdza [6].

Wpływ atmosfery na proces korozji chlorkowej Ost at n ie dośw iadc zen ia ze współspalaniem węgli z odpadami i biomasą pokazały jednak, że korozja chlorowa jest szczególnie groźna w warunkach redukujących, szcze-

gólnie jeżeli występują cyklicznie warunki utleniająco-redukcyjne. W warunkach utleniających chlor występuje w spalinach głównie w postaci chlorowodoru (HCl), którego bezpośrednie działanie korozyjne opisuje poniższa reakcja: Fe+2HCl→FeCl2(g)+H2 Bardziej agresywne jest działanie chloru molekularnego Cl 2 . W wa r u n k ac h r e du kc y j nyc h , chlorowodór rozkłada się, a uwolniony Cl2 atakuje metal zgodnie z

przedstawionym mechanizmem aktywnego utleniania. Zauważono, że intensywnej korozji chlorkowej towarzyszy CO. Reakcje sumaryczne rozkładu HCl z udziałem CO i ataku na warstwę ochronną tlenków można zapisać następująco: Fe2O3+2HCl+CO→FeO+FeCl2+ +H2O+CO2

Fe3O4+2HCl+CO→2FeO+FeCl2+ +H2O+CO2 Związki metali alkalicznych (K, Na) Stwarzającym zagrożenie korozyjne składnikiem biomasy jest potas i sód. Jeżeli w biomasie (trawa, słoma) jest także chlor, to uwalniany podczas spalania potas występuje w spalinach w postaci par chlorku. Kondensujący na rurach KCl stanowi groźny prekursor korozji chlorkowej. Materiały konstrukcyjne stosowane w kotłach opalanych biomasą Tempo korozji wysokotemperaturowej zasadniczo zależy od zastosowanego materiału konstrukcyjnego. Dodatki stopowe, jak: chrom, nikiel, glin i krzem poprawiają odporność na kororeklama

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

1/2011

Nowoczesne Kotłownie. Inwestycje i Bezpieczeństwo zję. Zwłaszcza chrom, ponieważ umożliwia wytworzenie warstwy ochronnej tlenku Cr2O3. Stosowane powszechnie niskostopowe stale ferrytyczne o niewielkiej zawartości chromu (Cr poniżej 2%) są mało odporne na korozję. Lepszą odporność mają wysokostopowe stale martenzytyczne (Cr> 9¸12%), a zwłaszcza stale austenityczne (Cr>15¸27%, Ni>25%) są one odporne na działanie korozji siarkowej i chlorowej. Dodatkowo odporność stali na działanie korozji wysokotemperaturowej można znacznie poprawić przez zastosowanie pokryć ochronnych, wykonanych przede wszystk im ze stopów c h romu i niklu.

Addytywy zmniejszające negatywe skutki spalania biomasy Kamień wapienny Podstawowym addytywem stosowanym w procesie spalania jest

kamień wapienny. Rolę kamienia wapiennego można podsumować następująco: W kotle następuje jego dekarbonizacja z wytworzeniem tlenku wapnia o odpowiednio rozwiniętej powierzchni właściwej. Tlenek wapnia reaguje z kwaśnymi produ kt a m i spa la n ia głów n ie z chlorowodorem oraz dwutlenkiem siarki. W reakcji ze związkami fosforu tlenek wapnia reaguje z wytworzeniem fosforanu wapn i a o w ys ok ie j t e mp e rat u r z e topnienia zamiast topliwego w niskich temperaturach fosforanu p o t a s u. Do d at kowo p ok r yc ie c z ą s t e k a k t y w nyc h k r z e m i a nów, zapobiega reakc ji pomięd z y fosfora nem pot a su (wap nia) a krzemionką pochodzącą z piasku fluidyzacyjnego, które w połączeniu ze sobą mogą tworzyć krzemian potasu (wapnia) o niskiej temperaturze topnienia, co jest szczególnie istotne dla warunków spalania w złożu ﬂuidalnym. Kamień wapienny jest addytywem powszechnie stosowanym w pr o c e sie spa l a n i a biom a s y a utrzymanie alkalicznego charakteru złoża jest nadrzędnym k r yter ium jego stosowa n ia. Stosowany jest w ilości zapewniającej redukcję całego strumienia chlorowodoru, który może migrować z biomasy do spalin, ewentualną redukcję dwutlenku siarki, wymianę jonów potasu i sodu w reakcji z fosforanami oraz zapewnić tzw pudrowanie lepkich części złoża wchodzących w reakcje z dwutlenkiem krzemu z wytworzeniem krzemianów. Siarczan amonu Uzupełniającym addytywem stosowanym w procesie spalania biomasy może być siarczan amonowy (NH4)2SO4

1/2011

W kotle następuje jego rozkład na gazowy amoniak i trójtlenek siarki i wodę. (NH4)2SO4(aq) → 2NH3(g) + + H2O(g) + SO3(g) Trójtlenek siarki reaguje z chlorkami do siarczanów z wydzieleniem chlorowodoru usuwanego później w wyniku rekcji z tlenkiem wapnia. 2KCl(g) + SO3(g) + H2O(g) → → K2SO4 + 2HCl Amoniak może reagować z tlenkami azotu (technologia SNCR) do azotu i wody. 4NH3(g) + 4NO(g) + O2(g) → → 4N2 + 6H2O Proces wymiany jonu chlorkowego na siarczanowy może również przebiegać wg reakcji: 2NaCl(g,c) + SO2(g) +1/2 O2(g) + + H2O(g) → Na2SO4(g,c) + 2HCl W fazie gazowej, Reakcje (2) i (4) przebiegają w szybszym tempie niż w fazie skondensowanej. Kaoliny Minerały na bazie glinokrzemianów stanowią grupę addytywów eliminujących pierwiastki alkaliczne potas i sód. Są one szczególnie wskazana w procesie spalania biomasy o dużej zawartości chloru i krzemionki. Mineralny kaolin jest jednym z najbardziej efektywnych spośród addytywów, ponieważ tworzy związki z alkaliami których temperatura topnienia wynosi około 1600oC i jest znacznie wyższa niż temperatury spalania w kotłach ﬂuidalnych. Reakcje w fazie gazowej z chlorkami metali alkalicznych MeCl przebiegają w następujący sposób: Al2Si2O5(OH)4 → Al2O3·2SiO2 Al2O3·2SiO2+2MeCl+H2O → →Me2OAl2O3·2SiO2+2HCl gdzie: Me to odpowiednio sód lub potas.

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

Addytyw stanowiący naturalną mieszaninę kamienia wapiennego i glin Addytyw ten składa się w około 70% z rozdrobnionego CaCO 3 - pozostała część to materiały ilaste oraz krzemowe, które mogły by zastąpić kaolin w przypadku biomas z tendencjami do tworzenia osadów. Aktualnie wilgotność tego materiału to średnio około 20%. Materiał ten należałoby zmieszać z wapnem palonym i zgranulować do odpowiedniej granulacji. Stosowny byłby zamiast kamien ia wapien nego speł niając jednocześnie funkcję kamienia i addytywu glinokrzemianowego. Inne addytywy Opisane wyżej addytywy nie wyczerpują długiej listy możliwych do zastosowania minerałów na bazie glinokrzemianów, związków siarki oraz amonu, które będą uczestniczyły w wymianie jonu chlorkowego związanego z metalami alkalicznymi sodem i potasem. Należy z całą mocą podkreślić że stosowanie addytywów i skuteczna wymiana jonu chlorkowego z wytworzeniem chlorowodoru może prowadzić do powstania dużej ilości chlorku wapniowego, który reagując z krzemionką do krzemianu wapnia o niskiej temperaturze topnienia może doprowadzić do destabilizacji złoża. Poniżej przedstawiono możliwy przebieg reakcji CaO(s)+2HCl(g)→CaCl2(s)+H2O(g) CaCl2(s) + SiO2(s) + H2O(g) → → CaSiO3(s) + 2HCl(g) CaCl2 +SiO2(s) + ½ O2(g) → → CaSiO3(s) + Cl2(g) Należy pamiętać, że stosowanie addytywów musi być połączone z racjonalnym doborem paliwa. Procesy usuwania związków chloru

e-w ydanie do pobrania na:

i krzemu powinny odbywać się przed podaniem paliwa do spalania.

Warto zapamiętać W opracowaniu przeanalizowano zjawiska migracji zanieczyszczeń z biomasy oraz ich wpływu na: procesy korozyjne zachodzące w kotłach w trakcie spalania biomasy o dużej zawartości chloru. Omówiono możliwości stosowania addytywów zmniejszających negatywny wpływ związków chloru na proces tworzenia się spieków, aglomeratów w kotłach oraz ograniczających zjawisko korozji chlorowej. Dodatkowo przeanalizowano możliwość spreparowania addytywu na bazie kamienia wapiennego i glinokrzemianów stanowiący t r ud ny do zagospoda rowa n ia produkt przetwarzania mączki kamienia wapiennego. Podczas spalania w złożu ﬂuidalnym potas i wapń zawarty w popiele z biomasy może reagować z kwarcem (SiO2) ze zło-

ża piaskowego w temperaturze 700÷900oC tworząc warstwę krzemianów odpowiednio potasowego i/lub wapniowego na cząstkach złoża. Z czasem warstwa ta staje się coraz grubsza a rozmiar cząstek wzrasta. Wzrastająca lepkość warst wy związana obecnością krzemianów powoduje iż cząsteczki złoża mogą podlegać aglomeracji tworząc jeszcze większe rozmiary cząstek. Podczas nieustalonej pracy kotła lub też okazjonalnych skokach mocy do wysokich temperatur, całe złoże może ulegać spiekaniu. Działania zmierzające do przeciwdziałania negatywnym skutkom spalania biomasy w kotłach powinny być rozpatrywane w zależności od rodzaju spalanej biomasy. W przypadku biomasy agro godnym uwagi jest zaproponowany addytyw na bazie odpadu z produkcji mączek

www.apbiznes.pl

lub inne addtywy (np. siarczan amonu, gliny kaolinowe itp.). Przeciwdziałanie omówionym w pracy niekorzystnym zjawiskom powin no obejmować działania związane z odpowiednim doborem spalanych gatunków biomasy oraz jej przygotowa n iem w sposób umożliwiający ograniczenie niekorzystnych składników popiołu do procesu spalania w kotle. Literatura

[1] CEN/TS 14961, Solid biofuels – Fuel specifications and classes. [2] Nevalainen H. et al; Deposits and emissions during the co-combustion of biodiesel residue with coal and biomass in a CFB pilot. Circulating Fluidized Bed Technology IX, May 13-16, 2008. Hamburg, Germany. Proceedings.p.863 – 868. [3] Derda, P. et al; Fate of alkali metals during cocombustion of biodiesel residues with coal in a semi-industrial CFB boiler. Circulating Fluidized Bed Technology IX, May 13-16, 2008. Hamburg, Germany. Proceedings. p 857–862. [4] Grabke H.J., Reese E., Spiegel M., The effect of chlorides, hydrogen chloride, and sulfur dioxide i n the oxidation of steels below deposits, Corrosion Science, Vol. 37, 1995. [5] Bryers R.W., Factors critically affecting fireside deposits in steam generators, Impact of Mineral Impurities in Solid Fuel Combustion (eds. R.P. Gupta, T.F. Wall, L. Baxter), Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York 1999. [6] Aho M., Ferrer E., Importance of coal ash composition in protecting the boiler against chlorine deposition during combustion of chlorine-rich biomass, Fuel Vol. 84, 2005.

1/2011

Nowoczesne Kotłownie. Inwestycje i Bezpieczeństwo

Warunki funkcjonowania kotłowni wykorzystującej biomasę w aspekcie optymalizacji produkcji energii z OZE Jedną z istotnych zmian mających wpływ na warunki produkcji energii ze źródeł odnawialnych po wejściu w życie nowego Rozporządzenia będzie wprowadzenie deﬁnicji biomasy leśnej. Ma ono na celu wyraźne wyznaczenie granicy przedmiotowego rodzaju biomasy, tak aby nie było problemu z jej określeniem (co w praktyce wielokrotnie miało miejsce). Inną istotną zmianą jest zwiększenie dostępności biomasy leśnej przeznaczonej do energetycznego wykorzystania.

Rafał Szymanowicz „ENERGOPOMIAR” Sp. z o.o. Zakład Techniki Cieplnej

Wprowadzono m.in. możliwość energetycznego wykorzystania biomasy w jednostkach wytwórczych, w których spalania jest biomasa wspólnie z innymi paliwami po roku 2014 - w świetle obowiązującego Rozporządzenia [1] jest to niemożliwe. Obowiązek spalania określonej ilości biomasy innej niż pochodzenia leśnego ma istotny wpływ na technologię procesu wytwarzania oraz rozliczania produkcji. W związku z powyższym produkcja energii odnawialnej z biomasy może być realizowana w kilku wariantach. Podstawowym sposobem produkcji energii odnawialnej jest prowadzen ie procesu w oparciu o wspólne spalanie biomasy z węglem. Przeprowadzone badania i pomiary wykazały, że w kotłach zaprojektowanych do spalania węgla można efektywnie spalać biomasę z węglem pod warunkiem zachowania odpowiedniego (niewielkiego) udziału biomasy. Jednak w celu rozpoczęcia produkcji energii odnawialnej w procesie wspólnego spalania węgla i biomasy niezbędne jest przystosowanie obiektu do

1/2011

prowadzenia rozliczeń zgodnie z zasadami ujętymi w polskim prawie. Zgodnie z projektem Rozporządzenia [2] do energii wytworzonej w odnawialnych źródłach energii zalicza się energię elektryczną lub ciepło obliczoną na podstawie iloczynu udziału zużytej energii chemicznej biomasy w stosunku do energii chemicznej wszystkich paliw i produkcji energii elektrycznej brutto, o ile udział wagowy biomasy leśnej w łącznej masie biomasy dostarczonej do procesu spalania wynosi nie więcej niż: 70% w 2011 r., 60% w 2012 r., 50% w 2013 r., 40%

w 2014 r., 30% w 2015 r. oraz 25% w latach 2016 – 2019. Biorąc pod uwagę wymagania polskiego prawa niezbędne jest dostosowanie układu paliwowego w taki sposób, aby możliwe było oddzielne wyznaczenie zużycia biomasy leśnej od pozostałej biomasy oraz węgla. W praktyce oznacza to konieczność zabudowy instalacji do podawania biomasy, wyposażonej w wagę lub dwie wagi podlegające prawnej kontroli metrologicznej oraz urządzania do poboru próbek.

Regulacje prawne

Produkcja energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych opiera się na regulacjach prawnych, w szczególności na Rozporządzeniu Ministra Gospodarki z dnia 14 sierpnia 2008 r. w sprawie szczegółowego zakresu obowiązków uzyskania i przedstawienia do umorzenia świadectw pochodzenia, uiszczenia opłaty zastępczej oraz zakupu energii elektrycznej i ciepła wytworzonych w odnawialnych źródłach energii oraz obowiązku potwierdzania danych dotyczących ilości energii elektrycznej wytworzonej w odnawialnym źródle energii z późniejszymi zmianami (Dz.U. Nr 156, poz. 969, 2008 r., Dz.U. Nr 34, poz. 182, 2010 r.) [1]. W 2011 r. zostanie wprowadzony nowy akt prawny, który zastąpi Rozporządzenie [1], a obecnie dostępny jest jego projekt [2].

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

Jednak najbardziej efektywnym sposobem produkcji energii ze źródeł odnawialnych w procesie wspólnego spalania węgla i biomasy jest podawanie jej bezpośrednio do komory paleniskowej. Takie rozwiązanie w przeciwieństwie do klasycznego współspalania ma zdecydowanie więcej zalet, do których zaliczyć można: bezpieczeństwo pracy instalacji, wysoki udział spalanej biomasy, wysoką sprawność i brak problemów eksploatacyjnych związanych z dozowaniem paliwa. Innym sposobem prowadzenia procesu produkcji rozliczeń jest produkcja energii w oparciu o układ hybrydowy, jednak w takim przypadku niezbędne jest posiadanie kotła spalającego wyłącznie

e-w ydanie do pobrania na:

biomasę lub przeprowadzenie prac, które wymagałyby gruntownej modernizacji kotła, np. konwersji na kocioł z stacjonarnym złożem ﬂuidalnym wraz z układem podawania paliwa co najmniej do jednego z kotłów. Pozostałe kotły produkowałyby energię w taki sam sposób jak dotychczas, w oparciu o

i ciśnienia wody zasilającej, pary za kotłem, wody do regulatora wtryskowego i ewentualnie odsolin. Pomiary powinny odbywać się oddzielnie dla kotła spalającego węgiel i kotła wykorzystującego biomasę. W obiektach wykorzystujących wyłącznie biomasę podobnie jak w układach hybrydowych w przypadku oddania kotła do użytku do 2015 r. udział biomasy innej niż

spalanie węgla jako paliwa podstawowego. W układach hybrydowych można spalać znacznie mniejsze ilości biomasy innej niż leśna w porównaniu do układów wykorzystujących technologię współspalania biomasy. Zgodnie z projektem Rozporządzenia [2] do energii wytworzonej w odnawialnych źródłach energii zalicza się energię elektryczną lub ciepło odpowiadające ilości energ i i w y t worzone j w kot le wykorzystującym biomasę, o ile udział wagowy biomasy leśnej w łącznej masie biomasy dostarczonej do procesu spalania wynosi nie więcej niż: 80% w latach 2011 – 2015, 70% - w 2016 i 2017 r., 60% w 2018 r.

leśna wymagany jest na poziomie co najmniej 20%; również w instalacjach o mocy elektrycznej niższej niż 20 MW można spalać dowolne rodzaje biomasy. Rozliczenie produkcji energii odnawialnej w takich układach odbywa się jedynie na podstaw ie pomiar u produkc ji energii elektrycznej brutto. Innym sposobem wytwarzania energii odnawialnej jest jej produkcja w procesie spalania mieszanego paliwa wtórnego zawierającego biomasę. Ten sposób w y maga zdecydowanie niższych nakładów inwestycyjnych od instalacji opisanych wcześniej. Mieszane paliwo wtórne zdefiniowane w Rozporządzeniach [1, 2] jest niczym innym jak mieszanką biomasy oraz innych paliw, jednak zgodnie z deﬁnicją musi być ono przygotowane poza jednostką wytwórczą zużywającą to paliwo. Niedopuszczalne jest przygotowywanie mieszaniny na terenie przedsiębiorstwa zużywającego to paliwo. Zgod n ie z obow iązując y m i przepisami dostawca musi dokonać pomiaru masy poszczególnych paliw wchodzących w skład mieszanego paliwa wtórnego oraz wyznaczyć ich wartość opałową na podstawie poboru próbek. Do wyznaczenia masy poszczególnych paliw powinny zostać użyte wagi, np. taśmociągowe lub samocho-

i 2019 r. Powyższe zapisy będą dotyczyć jedynie układów o mocy elektrycznej wyższej niż 20 MW. W pozostałych przypadkach można spalać dowolne rodzaje biomasy. Ponadto w przypadku oddania do użytku nowej jednostki przed rokiem 2015 r. wymagany udział biomasy innej niż leśna przyjmowany jest na poziomie z roku 2015 r., a więc 20%. Rozliczenie produkcji energii ze źródeł odnawialnych w takich układach odbywa się na podstawie wydajności cieplnej kotłów, która może zostać wyznaczona na podstawie normy [3], a więc w oparciu o pomiar strumienia, temperatury

www.apbiznes.pl

1/2011

Biorąc pod uwagę wymagania polskiego prawa niezbędne jest dostosowanie układu paliwowego w taki sposób, aby możliwe było oddzielne wyznaczenie zużycia biomasy leśnej od pozostałej biomasy oraz węgla. W praktyce oznacza to konieczność zabudowy instalacji do podawania biomasy, wyposażonej w wagę lub dwie wagi podlegające prawnej kontroli metrologicznej oraz urządzania do poboru próbek.

Warto zapamiętać dowe, spe ł n iające w y maga n ia przepisów o miarach, natomiast wartości opałowe powinny być określane w oparciu o akredytowane procedury badawcze. Ponadto zalecane jest załączanie do dostaw opracowanej przez Energopomiar „Karty paliwa”, zawierającej szczegółowe informacje o dostarczanym paliwie. Do obowiązku podmiotu wytwarzającego energię ze źródeł odnawialnych należy jedynie pomiar masy tego paliwa w zużyciu. Należy podkreślić, że układ wykorzystujący mieszane paliwo wtórne nadal jest układem w ykorzyst ując y m tec h nolog ię

Przystosowanie obiektu do produkcji energii odnawialnej zgodnie z obowiązującymi przepisami w układach ze wspólnym spalaniem biomasy z paliwami konwencjonalnymi, hybrydowych, jak i ze spalaniem biomasy jako paliwa podstawowego wymagają indywidualnego podejścia, wynikającego głównie ze specyﬁki technologicznej danego obiektu. Indywidualnego podejścia wymaga również opracowanie procedur bilansowania energii odnawialnej. Bywa, że w niektórych przypadkach jest to sprawa bardzo łatwa do realizacji, natomiast w innych zdecydowanie trudniejsza. W przypadku nowych instalacji niezbędne jest uwzględnienie w założeniach technologicznych wszystkich wymagań zawartych w obowiązujących przepisach prawnych - wówczas możliwe jest uzyskanie optymalnych warunków produkcji, co owocuje bezproblemowym uzyskaniem „zielonych certyﬁkatów”.

wsp ól nego spa l a n i a bioma s y z innymi paliwami. W związku z powyższym wymagane jest spalanie biomasy innej niż leśna w ok reślony m m i n i ma l ny m udziale opisanym przy okazji omawiania klasycznego współspalania. Wyprodukowana energia ze źródeł odnawialnych odpowiada iloczynowi udziału energii chemicznej biomasy w energii chemicznej wszystkich spalanych paliw i produkcji energii elektrycznej brutto. Z przeprowadzonej analizy potencjalnych dostawców wynika duże zainteresowanie dostawami mieszanego paliwa wtórnego. Większość dużych dostawców jest przygotowana do produkcji takiego paliwa i posiada urządzenia pomiarowe spełniające wymagania przepisów o miarach. Ponadto część dostawców paliw korzysta z usług akredytowanych jednostek badawczych w zakresie poboru i przygotowania próbek laboratoryjnych do badań właściwości chemicznych.

Literatura [1] Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 14 sierpnia 2008 r.

1/2011

w sprawie szczegółowego zakresu obowiązków uzyskania i przedstawienia do umorzenia świadectw pochodzenia, uiszczenia opłaty zastępczej oraz zakupu energii elektrycznej i ciepła wytworzonych w odnawialnych źródłach energii oraz obowiązku potwierdzania danych dotyczących ilości energii elektrycznej wytworzonej w odnawialnym źródle energii z późniejszymi zmianami (Dz.U. Nr 156, poz. 969, 2008 r., Dz.U. Nr 34, poz. 182, 2010 r.) [2] Projekt Rozporządzenia Ministra Gospodarki z dnia 19 lipca 2010 r. (wersja 1.4) w sprawie szczegółowego zakresu obowiązku uzyskania i przedstawienia do umorzenia świadectw pochodzenia, uiszczenia opłaty zastępczej, z a k upu e nerg i i elekt r yc z ne j i ciepła wytworzonych w odnaw ia l nyc h źródłac h energ i i oraz obowiązku potwierdzania danych dotyczących ilości energii elektrycznej wytworzonej w odnawialnym źródle energii. [3] Polska Norma: PN-EN 12952-15 „Kotły wodnorurowe i urządzenia pomocnicze. Część 15: badania odbiorcze”, październik 2006 [4] Sprawozdania z pomiarów wspólnego spalania węgla i biomasy – opracowania Zakładów Pomiarowo - Badawczych Energetyki „ENERGOPOMIAR” Sp. z o.o. [5] Dokumentacje Uwierzytelniające instalacji do produkcji energii ze źródeł odnawialnych – opracowania Zakładów Pomiarowo - Badawczych Energetyki „ENERGOPOMIAR” Sp. z o.o.

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

Nowoczesne Kotłownie. Inwestycje i Bezpieczeństwo

Zaawansowane technologie palników SAACKE w modernizacjach kotłów wodnorurkowych Redukcja zawartości NOx w przemysłowych instalacjach spalania za pomocą zaawansowanych technicznie rozwiązań jest jednym z priorytetów ﬁrmy SAACKE mającej swą siedzibę w Bremie (Niemcy). Firma jest znana jako producent szerokiego asortymentu palników – rozwiązań technicznych, które są tam opracowywane i realizowane dla zagwarantowania zgodności z prawnie obowiązującymi limitami emisji, przy jednoczesnej minimalizacji nakładów inwestycyjnych.

W 2010 r. przez około połowę krajów członkowskich Unii Europejskiej nie zostanie spełnione jedno lub więcej prawnych ograniczeń nałożonych przez dyrektywę w sprawie krajowych poziomów emisji. Według najnowszych danych zebranych przez Europejską Agencję Ochrony Środowiska (EEA), w 11 krajach spodziewane jest znaczne przekroczenie poziomów emisji – w niektórych limity NOx zostaną przekroczone o ponad 40%. (http://www.eea.europa.eu/high lights/europe-to-exceed-air-pol lutant) Biorąc to pod uwagę Europa zdecydowanie stawia na modernizację, szczególnie przemysłowych instalacji spalania, stosowanych do produkcji pary i/lub energii. W niniejszym referacie na praktycznym przykładzie modernizacji kotła wodnorurkowego o mocy 258 MW, eksploatowanego w Burgas (Bułgaria) przez Łukoil – jedną z największych rosyjskich ﬁrm paliwowych - omówiono innowacyjne sposoby redukcji NO x poprzez spalanie

e-w ydanie do pobrania na:

stopniowe. Modernizacja została przeprowadzona przez inżynierów SAACKE, specjalistycznej firmy zajmującej się technologią spalania wszelkiego rodzaju paliw. W referacie pokazano sposób, jak koncepcja SAACKE umożliwia zmniejszenie emisji NOx do poniżej

200 mg/m3 dla 3% O2 i minimalizację kosztów i czasu niezbędnego do modernizacji. Obecnie kocioł działa od około półtora roku i charakteryzuje się wysoką dyspozycyjnością oraz łatwością obsługi. W Burgas w Bułgarii Łukoil eksploatuje sześć kotłów o wydajności pary 320 t/h oraz dwa kotły o wydajności 160 t/h. Wytwarzana para służy do produkcji energii elektrycznej w turbinach, część jest wykorzystywana do procesów technologicznych w raﬁ nerii. Gaz rafineryjny tam produkowany, wraz z gazem ziemnym jest wykorzystywany do produkcji energii elektrycznej. Kotły pochodzą zasadniczo z lat 50-tych/60-tych i w większości wymagają modernizacji.

www.apbiznes.pl

Dr Norbert Schopf, Thomas Schmidt, Thomas Schröder, Matthias Mantyk SAACKE GmbH, Brema, Niemcy www.saacke.com Dobiesław Sobolski SAACKE Polska Sp. z o.o., ul. Wyścigowa 18/2 53-012 Wrocław tel. +48 71 368 18 65 fax +48 71 360 89 29 e-mail: biuro@saacke.pl

Zdj. 1. Jeden z dziesięciu palników zamurowanych w betonie kotła 8 przed modernizacją Pierwszym etapem była modernizacja instalacji kotła wodnorurkowego, który mógłby być dalej eksploatowany przez długi czas. W firmie SAACKE opracowano koncepcję remontu instalacji spalania, spalającej gaz ziemny i gaz raﬁneryjny.

1/2011

Nowoczesne Kotłownie. Inwestycje i Bezpieczeństwo wprowadzono następujące tryby pracy: • Zasadniczo wszystkie palniki na jednym poziomie pracują identycznie (ten sam tryb pracy). • Opalanie wszystkich palników na jednym poziomie (dotyczy poziomów 1a; 1b; 2) wyłącznie gazem ziemnym • Opalanie wszystkich palników na jednym poziomie (dotyczy poziomów 1a; 1b) wyłącznie gazem raﬁneryjnym [Legenda: przed modernizacją („prior retrofit”); praca niskoemisyjna („SAACKE retrofit LowNOx operation”)]

Rys. 1. Rozmieszczenie palników i stosunek powietrza do paliwa λ przed i po modernizacji

Wyzwania i zamierzenia W kotle Nr 8 było zainstalowanych dziesięć palników na jednym poziomie (poziom 1 a i 1b), w tzw. poziomym układzie przeciwsobnym (5 palników umieszczonych każdy naprzeciwko siebie). Uwzględniając taki układ palników, sama wymiana na odpowiednie palniki o niskiej emisyji NOx nie dałaby pożądanych rezultatów. Poziom emisji NOx przed modernizacją wynosił powyżej 350 mg/m 3 . W związku z tym, w celu zmniejszenia emisji, w Dziale Technologicznym podjęto decyzję o zastosowaniu spalania stopniowego, z wykorzystaniem sprawdzonych palników gazowych typu lancowego. W oparciu o przeprowadzoną symulację CFD a następnie analizę konstrukcji układu sterowania powietrzem i paliwem stwierdzono, że dwa istniejące wentylatory nie wymagają wymiany.

Koncepcja i prace projektowe Proces spalania został obecnie podzielony na trzy poziomy, po pięć palników, z których każdy ma moc 17 MW. Dwa poziomy (poziom

1/2011

1a i 1b) są umieszczone naprzeciwko siebie w dolnej części komory spalania. Na ścianie bocznej kotła zainstalowano pięć dodatkowych palników u góry na poziomie 2. Dzięki temu można było wykorzystać dziesięć istniejących otworów palnikowych, co znacznie obniżyło koszty przebudowy i czas przestoju. Spalanie stopniowe Palniki na dwóch dolnych poziomach 1a i 1b pracują w warunkach podstechiometrycznych, natomiast palniki na poziomie górnym 2 pracują w warunkach nadstechiometrycznych. Zasadniczo wszystkie palniki pracują mniej więcej z tą samą mocą spalania. Palniki na dolnym poziomie 1a i 1b są przeznaczone zarówno na gaz ziemny jak i gaz raﬁ neryjny, aż do maksymalnej mocy pojedynczego palnika wynoszącą 17 MW. Palniki na poziomie górnym 2 zaprojektowano tylko na gaz ziemny, przy mocy maksymalnej 17 MW. Przejście z opalania gazem ziemnym na gaz rafineryjny odbywa się wspólnie dla jednego poziomu palników. W systemie sterowania

Maksymalna dyspozycyjność Jeśl i c hodzi o rozr uc h pa lników, rozruch każdego z nich może odbywać się pojedynczo, jeden za drugim. Po uruchomieniu, gdy wszystkie palniki pracują na obciążeniu minimalnym, moc wszystkich palników jest ciągle zwiększana. W razie awarii jednego lub kilku palników w trakcie pracy, kocioł pracuje dalej na pozostałych palnikach. Po sprawdzeniu i ewentualnej naprawie palnika, może on być uruchomiony ponownie, gdy kocioł jest w ruchu. Dwa istniejące wentylatory są podłączone do dziesięciu palników na dolnym poziomie 1a i 1b, jak również do pięciu palników na poziomie górnym 2. W razie awarii wentylatora kocioł może dalej pracować ze zmniejszoną mocą. Właściciel instalacji zapewnił odpowiedni sprzęt pomiarowy do pomiarów ilości powietrza na każdym poziomie. Nastawy powietrza rdzeniowego są dokonywane dla każdego poziomu palników. Ogromne wymagania miejsca na kanały powietrzne, ze względu na wstępne podgrzanie powietrza zoptymalizowano dzięki zastosowaniu symulacji CFD a rozmieszczenie układu do pomiarów objętości powiet rza zostało opt y mal n ie zaprojektowane.

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

Przed modernizacją

Kocioł

Poziom 2 Poziom 1a Poziom 1b

Po modernizacji Praca normalna

Praca niskoemisyjna

Liczba palników

Moc spalania

[MW]

258

Nadmiar powietrza

1.1

Liczba palników

Moc spalania

[MW]

< 86

Nadmiar powietrza

1.1

> 1.2

Liczna palników

Moc spalania

[MW]

129

> 86

Nadmiar powietrza

1.1

< 1.0

Liczba palników

Moc spalania

[MW]

129

> 86

Nadmiar powietrza

1.1

< 1.0

Przed modernizacją Emisja NOx (dla 3% O2)

[mg/mN³]

Po modernizacji Praca normalna

Praca niskoemisyjna

< 300

< 200

> 350

Tab. 1. Instalacja spalania może pracować w dwóch trybach, co zapewnia maksymalną dyspozycyjność po modernizacji: w trybie niskoemisyjnym i w trybie normalnym (poziom bezpieczny) w przypadku, gdy jeden lub kilka palników ulegnie awarii lub musi być serwisowanych.

Wynik i podsumowanie Koncepcja i prace projektowe doprowadził y do opracowania kompaktowej, niskoobsługowej instalacji spalania o maksymalnej dyspozycyjności. W sposób optymalny zostały uwzględnione uwarunkowania lokalne, a wielkość emisji zmniejszono poniżej limitu NO x wynoszącego 200 mg/m3 dla 3% O2. Dzięki wybranym rozwiązaniom ﬁrma SAACKE zdołała zminimalizować koszty przebudowy kotła, ponieważ konieczne były jedynie drobne modyﬁkacje. Poza tym w ten sposób do minimum został zredukowany czas przestoju. Rys. 2. Kocioł wodnorurkowy i instalacja palnikowa 1. 2.

Komora spalania Poziom 2

e-w ydanie do pobrania na:

3. 4.

Poziom 1.a Poziom 1.b

www.apbiznes.pl

5. 6.

Kanały powietrza Podgrzewacz powietrza

Dzięki optymalizacji kanałów powietrznych wskutek zastosowania symulacji CFD i do pomiarów ilości powietrza, Łukoil mógł dalej wykorzyst ywać dwa ist niejące

1/2011

[6] Schopf, N., Lindner: Umweltfreundliche Feuerungssysteme und ihre wirtschaftliche Anwendung im Bereich der thermischen Prozesstechnik. Jahrestagung Südzucker Plattling, 1996. [7] Schopf, N., Sternberg: Thermische Nutzung hochst ickstoff halt iger Reststoﬀe in der betrieblichen Wärmenutzung. VDI-Tagung, 18. Deutsch-Niederländ. Flammentag, Delft, 1997. http://www.vdi.de/44417.0.html [8] Schopf, N., Lindner: Erfahrungen und Voraussetzungen bei der Verbrennung von Tierfett. VDI-Tagung in Weihenstephan, Ingolstadt, Dortmund, 2001. http://www.vdi.de/44417.0.html [9] Schopf, N.: Thermal Use of Low Caloriﬁc Gases in Chemical Industry. ACHEMA 2009, 29th International Exhibition Congress on Chemical Engineering, Environmental Protection and Biotechnology, 2009. http://www.achema.de/index.php?se lectedArea=1&selectedItem=7&spk z=D&navStatus=0 [10] Schopf, N.: Liquid Energy – Vinasse as a Fuel. ISSCT Co-Products Workshop, Coimbatore, India, 2009. http://issct.intnet.mu/past-workshops/ coprowrk09.html

Zdj. 2. Poziom 1b z pięcioma palnikami gazowymi typu lancowego

wentylatory i zaoszczędzić w ten sposób ok. 10% kosztów instalacji spalania. Profesjonalne zarządzanie projektem i szybka dostawa palników, systemu sterowania oraz wszystk ic h pod z e spo łów zap ew n i ła szybkie wdrożenie projektu aż do samego uruchomienia. Wszystkie dostawy został y zrealizowane przez SAACKE z jednego źródła – z zakładu w Bremie. Oczywiście najważniejsze było zadowolenie klienta: „Prag n iemy poi n for mować Państwa, że do dnia dzisiejszego nie mieliśmy żadnych awarii ani problemów z kotłem 8. Cieszymy się, że mamy instalację palnikową SAACKE.” Boyko Spasov; Dyrektor Techniczny, Dział Dostaw Ciepła, Raﬁneria Burgas, Lukoil

1/2011

Literatura: [1] Jeschar, R., Scholz, R., Klöppner, G., Schopf, N.: Schadstoﬀarme Verbrennungsführung bei unterschiedlichen Bren nstoffen am Beispiel ei nes Drallbrennkammersystems. Chem.-Ing.-Techn. 59, 1987, p. 602 – 603, MS 1616/87. [2] Scholz, R., Schopf, N.: Environmental Protective Combustion Process for Waste Fuels. In Collin, R., Leuckel, W., Reis, A., Ward, J. (eds.): Proceedings of the First European Conference on Industrial Furnaces and Boilers (INFUB), March 21-24. Lisbon, Portugal, 1988. [3] Schopf, N., Peters: Thermische Entsorgung schwer brennbarer Produktionsrückstände mit Drallbrenner NOx-Emission minimieren. Chemie-Technik, 1993. [4] Leisinger, Schopf, N.: Thermische Verfahren zur NOx-armen Verwertung von Produktionsabfällen. Abfallwirtschaftsjournal 7, Nr. 5, 1995. [5] Schopf, N., Sternberg: Low-NO x Combustion Technology for Heavy Oils and Nitrogenous Industrial TOTeM11 Agenda, 1995.

[11] Schopf, N.: Economical and Ecological Use of Alternative Fuels in Industrial Applications Conference of Boiler Technology, Racibórz (Poland), 2009. http://www.kotly.polsl.pl/index. php?option=com_content&view=art icle&id=111:konferencja-60-lecie-rafa ko&catid=52:konferencje&Itemid=95 [12] Schopf, N.: Thermal Utilisation of Vinasse as Alternative Fuel. ISSCT Congress Mexico, Veracruz (Mexico), 2010. http://issct.intnet.mu/# [13] Schopf, N.: Swirl Burner Systems for Alternative Fuels – Modiﬁcation with Staged Air Combustion for low-cost Reduction of NOx 11t h I n t e r n a t i o n a l C o n f e r e n c e on Boi ler Te c h nolog y 2010, Szczyrk (Poland), 2010 http://www.kotly.polsl.pl/index. php?option=com_content&view=cate gory&layout=blog&id=52&Itemid=95 [14] EEA European Environment Agency, 2010 http://www.eea.europa.eu/highlights/ europe-to-exceed-air-pollutant.

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

Nowoczesne Kotłownie. Inwestycje i Bezpieczeństwo

Parametry zapalności i wybuchowości pyłów uczestniczących w procesie współspalania w obiektach energetycznych Do wybuchu obłoku pyłu dochodzi tylko w przypadku gdy wystąpi jednocześnie mieszanina pyłu o odpowiedniej koncentracji z powietrzem (tlenem lub innym utleniaczem) i źródło zapłonu o energii zdolnej do zapalenia tej mieszaniny. Pyły węglowe, pyły biomas oraz mieszaniny pyłu węglowego z biomasą mogą utworzyć z powietrzem mieszaninę wybuchową, a większość występujących w przemyśle źródeł zapłonu zdolna jest do ich zapalenia.

dr Anna Fibich Główny Instytut Górnictwa, Kopalnia Doświadczalna „Barbara”

W Laboratorium Wybuchowości Pyłów Przemysłowych Kopalni Doświadczalnej „Barbara” GIG wyznacza się parametry wybuchowości i zapalności pyłów. Znajomość tych parametrów pozwala ocenić stopień zagrożenia związanego z wybuchem pyłów, zidentyﬁkować efektywne źródła zapłonu, a także określić możliwość zastosowania odpowiednich sposobów zapobiegania wybuchowi lub zaistnienia pożaru w pomieszczeniach i instalacjach, w których pyły te występu-

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

1/2011

Nowoczesne Kotłownie. Inwestycje i Bezpieczeństwo ją. Ostatecznie można sprecyzować wymagania dotyczące stosowanych urządzeń i systemów ochronnych.

Parametry wybuchowości i zapalności Dla oznaczenia podstawowych parametrów wybuchowości przeprowadza się standardowy test w komorze sferycznej 20 dm 3 produkcji Adolf Kühner AG. Badanie to jest powszechnie stosowanym w świecie sposobem oznaczania w ybuchowości mieszanin pył-powietrze. Polega ono na przeprowadzeniu serii prób zainicjowania wybuchu badanego pyłu. Ciśnienie wybuchu pm [ bar]: największy przyrost ciśnienia, jaki może powstać w zamkniętej przestrzeni podczas wybuchu pyłu o danej koncentracji. Szybkość narastania ciśnienia dp/dt [bar/s]: największa wartość przyrostu ciśnienia w jednostce czasu podczas wybuchu pyłu o danej koncentracji. Na podst aw ie pow yższ yc h parametrów sporządzane są charakterystyki wybuchowości. Przez charakterystykę wybuchowości pyłu rozumie się: • zależność przyrostu ciśnienia pm podczas wybuchu badanego pyłu w zamkniętej objętości od jego koncentracji, • zależność szybkości narastania ciśnienia dp/dt podczas wybuchu badanego pyłu w zamkniętej objętości od koncentracji pyłu. W wyniku wyznaczenia charakterystyki wybuchowości pyłu można oznaczyć dwa podstawowe parametry opisujące przebieg wybuchu pyłu, czyli maksymalne ciśnienie wybuchu pmax i maksymalną szybkość narastania ciśnienia (dp/dt)max.

1/2011

Maksymalne ciśnienie wybuchu pyłu pmax [bar] jest to maksymalne ciśnienie występujące w zamkniętym naczyniu podczas wybuchu at mosfer y w ybuc howej, oznaczone w określonych warunkach badania. Wartość maksymalnego

Kst,max. Wskaźnik ten stanowi podstawę międzynarodowej klasyfikacji pyłów pod względem wybuchowości. Przyjęto podział pyłów wybuchowych na następujące klasy, wedł ug wartości Kst,max:

Klasa zagrożenia

Kst,max, m×bar/s

St 1

< 200

St 2

200 - 300

St 3

> 300

ciśnienia wybuchu zależy od ciśnienia początkowego i temperatury początkowej. W standardowych procedurach pmax jest wyznaczane przy początkowym ciśnieniu normalnym i temperaturze około 20oC[1]. Maksymalna szybkość narastania ciśnienia wybuchu (dp/dt) max [bar/s] jest to maksymalna wartość przyrost u ciśnienia w jednostce czasu jaką otrzymano w trakcie wybuchów wszystkich at mosfer w ybuc how yc h w zakresie wybuchowości substancji palnej w zamkniętym naczyniu, w określonych war un kach badania [2]. Wartość maksymalnej szybkości narastania ciśnienia w ybuc hu z a leż y o d ob jętośc i V, w której wybuch się rozwija, zgodnie z tzw. „prawem objętościowym”:

Im wyższa jest klasa zagrożenia tym większe zagrożenie stwarzają mieszaniny pyłu z powietrzem. Pow yższe pa ra met r y sł użą do projektowania technik zabezpieczających instalacje, zbiorniki

ćdp ö 3 V = K st ,max ç ÷ č dt ř max Wa r tość (dp/dt)ma x za leż y zarówno od ciśnienia i temperatury początkowej jak i od energii źródła zapłonu oraz stopnia turbulencji obłoku pyłu. Sposób jej wyznaczania musi więc być ściśle znormalizowany. Wartość (dp/ dt)max wyznaczona w objętości 1 m 3, zgodnie z normą [2], nazywa się wskaźnikiem wybuchowości

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

i urządzenia przed skutkami wybuchu. Zaliczamy do nich: • stosowanie w procesie produkcyjnym urządzeń wytrzymujących ciśnienie powstałe podczas wybuchu, • instalowanie systemów izolujących miejsce wybuchu od reszty instalacji, • z d ław ie n ie w yb uc hu pr z y zastosowa n iu odpowiedn io dobranych środków gaśniczych, • instalowanie otworów dekompresyjnych niedopuszczających do powstania zbyt wysokiego ciśnienia oraz wyprowadzających wybuch w bezpiecznym kierunku,

Dolna granica w ybuchowości pyłu DGW [g/m 3] jest najmniejszym stężeniem pyłu w powietrzu, zapewniającym ciągłość spalania we wszystkich kier un kach od centralnie położonego źródła zapłonu. W badaniach prowadzonych w komorze 20 dm 3 odpowiada ona najwyższej koncentracji pyłu, przy której ciśnienie wybuchu jest niższe niż 0,5 bar w trzech kolejnych testach [3]. Minimalna temperatura zapłonu obłoku pyłu TCL [ºC] - odpowiada najniższej temperaturze gorących powierzchni, które w kontakcie z obłokiem pyłu powodują jego zapłon. Jako próg zagrożenia przyj-

muje się temperaturę stanowiącą 2/3 wartości temperatury zapłonu obłoku wyznaczonej dla danego pyłu [4]. Urządzenia, które mają kontakt z obłokiem pyłu występującym w ich wnętrzu lub na zewnątrz nie powinny osiągać podczas swojej normalnej pracy temperatur przekraczających wartość 2/3 oznaczonej wartości minimalnej temperatury zapłonu obłoku pyłu. Zdarza się, że w czasie wadliwego działania urządzenia może dojść do nagrzania się pionowych lub nachylonych pod kątem większym niż 60o do poziomu powierzchni do temperatury przekraczającej bezpieczną wartość

kiem pyłu Urządzenia, które mają kontakt z obło nątrz nie zew na lub trzu występującym w ich wnę j pracy alne norm jej swo powinny osiągać podczas 2 czonej ozna / tość war 3 cych temperatur przekraczają ku pyłu. obło onu zapł tury pera wartości minimalnej tem

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

1/2011

Nowoczesne Kotłownie. Inwestycje i Bezpieczeństwo

dla danej mieszaniny pyłowo – powietrznej. W takim przypadku może nastąpić zapłon i wybuch atmosfery wybuchowej lub zapalenie się cząsteczek pyłu mających kontakt z nagrzaną powierzchnią. Tlące się cząsteczki transportowane do dalszych części instalacji staną się efektywnym źródłem zapłonu dla występujących tam obłoków pyłu o stężeniu wybuchowym. Minimalna temperatura zapłonu warst w y pył u T5 m m [ºC] – najniższa temperatura gorącej powierzchni, w której dochodzi do zap łonu znajdującej się na tej powierzchni warstwy pyłu o

1/2011

określonej grubości. Norma [4] zaleca wykonanie oznaczeń dla warstwy pyłu o grubości 5 mm. Za maksymalną dopuszczalną temperaturę powierzchni, na której pył może t worz yć wa rst w y o grubości nie większej niż 5 mm uważa się temperat urę o 75 K niższą od temperatury zapłonu warstwy określonej dla tej grubości warstwy badanego pyłu. Jeżeli w rozpatrywanych warunkach przemysłowych należy spodziewać się występowania warstw pyłu osiadłego o innych (większych) grubościach, konieczne jest wykonanie dodatkowych oznaczeń lub obliczeń określonych w normie [5]

w celu oznaczenia maksymalnej dopuszczalnej temperatury powierzchni urządzeń znajdujących się w strefach emisji rozpatrywanych pyłów palnych. Parametr ten określa maksymalną temperaturę do jakiej mogą nagrzewać się obudowy urządzeń lub inne poziome powierzchnie znajdujące się wokół instalacji, na których będzie się osadzać pył. Przekroczenie tej temperatury może spowodować zapalenie osiadłych cząsteczek pyłu, a tym samym doprowadzić do pożaru lub gdy pojawi się obłok pyłu do wybuchu. Pył może się gromadzić również wewnątrz instalacji. Powstające

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

w wyniku kontaktu z gorącą powierzchnią ogniska żarzenia mogą być źródłem zapłonu obłoku pyłu obecnego w przestrzeni instalacji. Minimalna temperatura zapłonu warstwy pyłu oznaczona jest dla standardowej grubości 5mm. Zwiększenie grubości warstwy pyłu biomasy, pyłu węglowe i ich mieszanek do 10 mm powoduje, że maksy mal na dopuszczal na temperatura powierzchni obniża się o około 50 K. Skutecznymi sposobami zapobiegania powstawaniu żarzących się cząstek w pyle osiadłym jest dobór odpowiednich urządzeń, które podczas pracy nie nagrzewają się do temperatur przekraczających dopuszczalne temperatury dla pyłu i systematyczne usuwanie warstw gromadzącego się pyłu. Minimalna energia zapłonu obłoku pyłu MIE [mJ] – najmniejsza energia elektryczna nagromadzona w kondensatorze, która w trakcie jego rozładowania jest wystarczająca do spowodowania zapłonu najbardziej zapalnej mieszaniny określonego pyłu w określonych warunkach badania. Wartość minimalnej energii zapłonu obłoku pyłu decyduje między innymi o konieczności (lub braku konieczności) stosowania tzw. proﬁlaktyki ant ystat ycznej, ze względu na możliwość zapaleń od iskier elektryczności statycznej [6]. Skuteczność poszczególnych źródeł zapłonu zależy nie t ylko od ich energii, ale także od specyficznych cech rozpatrywanego źródła. Chcąc na podstawie wyników oznaczeń parametrów z apa l no ś c i, u z ysk iwa nyc h w standardowych testach, szacować zdolność różnych rodzajów źródeł zapłonu do zapalenia mieszaniny pyłowo-powietrznej, wprowadza

e-w ydanie do pobrania na:

się pojęcie ekwiwalentnej energii zapłonu [9]. Ekwiwalentna energia zapłonu (EIE) jest ilością energii, która wyzwolona w postaci iskry elektrycznej ma taką samą zdolność zapalenia mieszaniny jak rozpatrywane źródło zapłonu. Istnieje kilka rodzajów wyładowań elektrostatycznych, z których każde odznacza się odrębnym mechanizmem generowania i zdolnością do zapalenia mieszanin pył-powietrze. Temperatura samozapalenia nagromadzeń pyłu TSI [ºC] – jest parametrem, który zależy od wielkości nagromadzeń. Wraz ze wzrostem ilości pyłu (objętości zajmowanej przez pył) obniża się wartość TSI. Jednocześnie ze wzrostem objętości, wydłuża się czas, po którym samozapalenie następuje. Temperaturę samozapalenia nagromadzeń pyłu TSI oznacza się według procedury opisanej w normie europejskiej [7]. Oznaczenie skłonności nagromadzeń danego pyłu do samozapalenia pozwala oszacować zagrożenie wynikające z tego zjawiska, czyli określić warunki krytyczne takie jak objętość składowanego materiału, temperatura otoczenia, czas składowania. Temperatura samozapalenia nagromadzeń pyłu pomaga zdeﬁniować warunki bezpiecznego składowania dużych ilości badanego materiału i przez jak długi okres czasu. Graniczne stężenie tlenu obłoków pył u GST [%] to maksymal ne stężenie tlenu w mieszaninie pyłu palnego z powietrzem i gazem obojętnym, przy którym nie następuje wybuch tej mieszaniny. Gra n ic z ne stężen ie t le nu jest wielkością charakterystyczną dla danego pyłu i gazu inert nego. Parametr ten wyznacza się poprzez pomiar maksymalnego ciśnienia

www.apbiznes.pl

wybuchu i maksymalnej szybkości narastania ciśnienia wybuchu przy optymalnych koncentracjach pyłu [8]. Serie testów przeprowadza się obniżając stopniowo stężenie tlenu w urządzeniu pomiarowym. Zawartość tlenu jest obniżana przez dodanie odpowiedniej ilości gazu obojętnego. Na wartość granicznego stężenia tlenu w mieszaninie z pyłem wpł y wa zarów no rodzaj gazu obojętnego stosowanego podczas oznaczeń jak i temperatura, w której prowadzi się badania. W naszym laboratorium do oznaczania tego parametru jako gaz interny stosuje się azot.

Własności pyłów węgli kamiennych, biomas i mieszanin biomasy z węglem Od kilku lat w Laboratorium Wybuchowości Pyłów Przemysłowych w Kopalni Doświadczalnej „Barbara” GIG badamy parametry wybuchowości i zapalności różnych rodzajów biomas. Własności wybuchowe i zapalne pyłów węglowych oraz pyłów z biomas wykazują znaczne zróżnicowanie. Dla obu pyłów własności te zleżą od rodzaju i pochodzenia danego pyłu, od jego stopnia rozdrobnienia i zawartości wilgoci. W przypadku mieszanek węgla z biomasą dodatkowy wpływ na parametry wybuchowości i zapalności ma zawartość procentowa ilości węgla i biomasy w mieszance. Dla pokazania tych różnic w tabeli 2 przedstawiono zestawienie parametrów wybuchowości i zapalności dla badanych pyłów biomas, mieszanek węgla z biomasą o różnym składzie procentowym i pyłów węglowych. Należy tu wspomnieć, że przedstawione zakresy parametrów dla pyłów węglowych i pyłów

1/2011

Nowoczesne Kotłownie. Inwestycje i Bezpieczeństwo Parametr

Pyły biomasy

Mieszanki węgla z biomasą

Pyły węglowe

Maksymalne ciśnienie wybuchu pmax, bar

5,9 – 8,4

6,8 – 8,5

6,0 – 8,0

Wskaźnik wybuchowości Kst max, m×bar/s

9 – 161

41 – 146

28 - 135

50 - 200

40 - 200

Dolna granica wybuchowości DGW, g/m3

> 1500

Temperatura zapłonu obłoku pyłu Tcl, oC

380 - 630

421 - 740

420 - 750

Temperatura zapłonu warstwy pyłu T5 mm, oC

290 - 400

280 - 400

190 – 400

> 400

< 2,9

4,9 < MIE < 7400

20,7 < MIE < 7400

MIE > 7400

Minimalna energia zapłonu obłoku pyłu MIE, mJ biomas wynikają z dużo większej liczby pomiarów niż w przypadku mieszanek biomasy z węglem. Zbadano biomasy różnego rodzaju, między innymi pyły drzewne, pyły ze słomy, pyły ze słomy rzepakowej, pyły z łusek owsa, pyły z pestek wiśni, pyły z łusek słonecznika, pyły z otrębów zbożowych, pyły z wytłoków cukrowych, pyły z suszu owocowego, pyły z wytłoków oliwek, pyły z pestek palmy olejowej i wiele innych. Maksymalne ciśnienie wybuchu dla trzech rodzajów pyłów mieści się w dość szerokim zakresie od około 6,0 bar do ponad 8,0 bar. Wartość wskaźnika wybuchowości pokazuje, że pyły biomasy, mieszaniny biomas z węglem i pyły węglowe należą do klasy wybuchowości St1. Do tej klasy należy ponad 80% wszystkich zbadanych pyłów wybuchowych. Kopa l n ia Dośw iadc za l na „Barbara” wprowadziła dodatkową k lasyf i kac ję obe jmującą same tylko pyły węglowe. Klasyfikacja ta dzieli pył y węglowe n a t rz y g r upy: s łab o w ybuchowe z K st max ≤ 70 m-bar/s, średnio wybuchowe z K st max od 71 do 110 m-ba r/s ora z si l n ie wybuchowe z K st max > 110 m-bar/s. Należy podkreślić, że klasyﬁ kacja ta spełnia wyłącznie rolę poglądo-

40 – 1000

1/2011

wą. Porównując do tej klasyﬁ kacji pyły biomasy i mieszanki węgla z biomasą zauważamy, że są wśród nich pyły, które zaliczyć możemy do silnie wybuchowych. Temperat ur y zapłonu obło ku pyłu i temperatury zapłonu warst w y pył u dla wsz yst k ic h przedstawionych rodzajów pyłów m ieszc zą się w szerok ic h zakresach, a wartości graniczne temperatur są prawie takie same.

biomasa

65 < MIE < 7400 MIE > 7400

W celu sprawd zen ia w ja k ic h zakresach temperatur mieści się najwięcej pyłów biomas, pyłów m i e s z a n e k b io m a s z węg l e m i pyłów węglowych sporządzono diagramy. Wa r t o ś c i t e mp e r at u r y z a płonu obłoku pył u (Rys.1) dla 77% wszystkich przebadanych biomas znajdują się w zakresie od 400 o C do 500 o C, mieszanek pyłu węglowego z biomasą w tym

biomasa z węglem 40 % 7% 3%

77 %

13 %

53 %

węgiel o

wartość: 300 C < Tcl < 400 C wartość: 400oC < Tcl < 500oC o

wartość: 500 C < Tcl < 600 C

67 %

wartość: 600 C < Tcl < 700oC o

wartość: 700 C < Tcl < 800 C

25 %

Rys. 1. Minimalna temperatura zapłonu obłoku pyłu

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

2% 1%

Rys. 2. Minimalna temperatura zapłonu warstwy pyłu

biomasa

biomasa z węglem

27 %

54 % 6%

60 %

7% 46 % węgiel 40 %

MIE < 3 mJ 3 mJ < MIE < 10 mJ 10 mJ < MIE < 1J MIE > 1J

60 %

Rys. 3. Minimalna energia zapłonu obłoku pyłu

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

zakresie temperatur jest tylko 40%, a pyłów węglowych 3%. Wartości Tcl mieszanek pyłów węglowych z biomasą i pyłów węglowych mieszczą się w zakresie od 500oC do 600oC i w temperaturach wyższych. W przypadku temperatury zapłonu warstwy pyłów biomasy (Rys. 2.) w najniższym zakresie temperatur jest o 10% więcej pyłów biomasy niż pozostałych rodzajów pyłów. Większość biomas ma temperatury zapłonu obłoku pyłu i temperatury zapłonu warstwy pyłu w zakresie niskich wartości. Mniej w tych zakresach jest mieszanin biomas z węglem i pyłów węglowych. Minimalna energia zapłonu obłoku pyłu dla pyłów biomas ma znacznie niższe wartości niż pozostałe pyły. Dla 33% pyłów biomas MIE < 10 mJ. Obłoki tych pyłów mogą być zapalone przez słabe źródła zapłonu, na przykład przez wyładowania elektrostatyczne. Pyły mieszanin biomasy z węglem dzielą się prawie po połowie na pyły łatwo zapalne i na pyły trudno zapalne. Pył y węglowe w 60% posiadają energię powyżej 1J.

Własności pyłu węglowego, pyłu trzech różnych biomas i ich mieszanin z węglem Wy b uc howo ść i z apa l no ść m i e s z a n i ny pył u węg lowe go z biomasą można lepiej określić gdy znamy parametry wybuchowości i zapalności: • pyłu węglowego • pyłu biomasy • mieszaniny pyłu węglowego z biomasą o znanej procentowej zawartości np. biomasy W czasie badań nad w ybuchowością i zapalnością wielu rodzajów biomas pięciokrotnie mieliśmy możliwość przebadania

1/2011

Zawartość biomasy w pyle węglowym, %

Rys. 4. Zależność maksymalnego ciśnienia wybuchu od procentowej zawartości biomasy w pyle węglowym

160

Wskaźnik wybuchowości Kst, m bar /s

pyłu węglowego, pyłu biomasy i ich mieszanin o znanych zawartościach procentowych biomasy w pyle węglowym. W przypadku biomasy 1 i biomasy 2 badane były tylko dwa parametry maksymalne ciśnienie wybuchu (Rys. 4) i wskaźnik wybuchowości (Rys. 5), w pozostałych przypadkach przebadane był y również pozostałe parametry. Dla biomasy 5 nie oznaczono parametrów zapalności i wybuchowości pyłu samej biomasy. Uzyskane wyniki przedstawiono w postaci graﬁcznej. Dodanie do pyłu węglowego biomasy powoduje początkowo wzrost wartości maksymal nego ciśnienia wybuchu (Rys. 4.) i wskaźnika wybuchowości (Rys. 5.), a przy zwiększaniu procentowej zawartości biomasy stopniowe obniżanie ich wartości. Jedynie dla biomasy 1 i biomasy 4 przy dalszym zwiększaniu zawartości biomasy w mieszance następuje. wzrost wartości maksymalnego ciśnienia wybuchu. Nieregularne zmiany wartości obu parametrów dla mieszanki danego pyłu biomasy i pyłu węglowego wynikają z faktu, że podczas badań mogło dochodzić do rozwarstwienia jej składników. Jest to prawdopodobne z uwagi na inny kształt ziaren biomasy (włóknisty) i pyłu węglowego (kulisty). Dodatkowo różnice w wartościach obu para met rów mieszczą się w granicach błędu pomiarowego. Stąd wpływ procentowej zawartości biomasy w pyle węglowym na wartości maksymalnego ciśnienia wybuchu i wskaźnika wybuchowości nie jest ściśle określony. Należy więc spodziewać się, że maksymalne ciśnienie wybuchu i wskaźnik w ybuc howośc i dla m iesza nek mieści się pomiędzy wartościami pmax i Kst max dla pyłu węglowego i pyłu z biomasy. Z wykresów

Maksymalne ciśnienie wybuchu, bar

Nowoczesne Kotłownie. Inwestycje i Bezpieczeństwo

biomasa 1 biomasa 2 biomasa 3 biomasa 4 biomasa 5

140 120 100 80 60 40 20 0

100

120

Zawartość biomasy w pyle węglowym, %

Rys. 5. Zależność wskaźnika wybuchowości od procentowej zawartości biomasy w pyle węglowym

widać że wartości maksymalnego ciśnienia wybuchu i wskaźnika wybuchowości dla biomas mogą być większe, równe lub mniejsze od wartości parametrów dla węgli.

Im więcej biomasy w mieszance pyłu węglowego z biomasą, tym niższe są wartości temperatury zapalenia obłoku pyłu (Rys. 6.) i temperatury zapalenia warstwy

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

Wnioski wynikające z przebadanych pyłów • Maksymalne ciśnienie wybuchu i wskaźnik wybuchowości należy w yznaczać dla pył u węglowego i pyłu z biomasy, a w projektowaniu technik zabezpieczających instalacje, zbiorniki i urządzenia przed skutkami wy-

e-w ydanie do pobrania na:

800

Tempertuta zapłonu obłoku pyłu,

750

biomasa 3 biomasa 4 biomasa 5

700 650 600 550 500 450 400 0

100

120

Zawartość biomasy w pyle węglowym, % Rys. 6. Zależność temperatury zapłonu obłoku pyłu od procentowej zawartości biomasy w pyle węglowym

420

Tempertuta zapłonu warstwy pyłu, oC

pył u ( Rys.7 ). O ba pa ra me t r y wskazują przy jakiej temperaturze odpowiednio pionowych lub poziomych powierzchni urządzeń znajdujących się w instalacji lub w otoczeniu instalacji, może dojść do zapalenia pyłu mającego kontakt z tymi powierzchniami, a w następstwie doprowadzić do wybuchu lub pożaru. Dla 30% zawartości biomasy 4 w mieszance temperatura zapalenia obłoku pyłu obniża się o 300K w porównaniu temperaturą zapalenia obłoku pyłu dla czystego pyłu węglowego. Porównując temperaturę uzyskaną dla czystego węgla i mieszanki pyłu węglowego z 30% zawartością biomasy 3 zauważamy, że temperatura zapalenia warstwy pyłu obniża się o ponad 100K, a dla biomasy 5 o 50K. Dodanie pyłu biomasy do pyłu węglowego ma największy wpływ na minimalną energię zapłonu obłoku pyłu (Rys.8). Mieszanina pyłu węglowego z 15% zawartością pyłu biomasy 3 i pyłu biomasy 4 obniża wartości tego parametru do wartości bliskiej minimalnej energii zapłonu obłoku pyłu odpowiednio dla biomasy 3 i biomasy 4. W przypadku biomasy 5 nie wyznaczono minimalnej energii dla czystej biomasy, ale z przebiegu wykresu można oczekiwać podobnego zachowania ponieważ minimalna energia zapłonu dla 15% i 30% mieszaniny pyłu węglowego i biomasy 5 jest bardzo niska.

biomasa 3 biomasa 4 biomasa 5

400 380 360 340 320 300 280 0

100

120

Zawartość biomasy w pyle węglowym, %

Rys. 7. Zależność temperatury zapłonu warstwy pyłu od procentowej zawartości biomasy w pyle węglowym buchu uwzględniać parametry o wyższych wartościach. • Minimalna temperatura zapłonu obłoku pyłu i minimalna temperatura zapłonu warstwy

www.apbiznes.pl

pyłu maleją wraz ze wzrostem zawartości biomasy w pyle węglowym. • Minimalna energia zapłonu obłoku pyłu maleje wraz ze

1/2011

Nowoczesne Kotłownie. Inwestycje i Bezpieczeństwo łoków pyłów – Część 2: Oznaczanie maksymalnej szybkości narastania ciśnienia wybuchu (dp/dt)max obłoku pyłu

Minimalna energia zapłonu obłoku pyłu, mJ

8000

• PN-EN 14034-3:2008 Oznaczanie charakterystyk wybuchowości obłoków pyłów – Część 3: Oznaczanie dolnej granicy wybuchowości DGW obłoków pyłu

biomasa 3 biomasa 4 biomasa 5

6000

2000

• PN-EN 50281-2-1:2002 Urządzenia elektryczne do stosowania w obecności pyłów palnych. Część 2-1 Metody badania – Metody oznaczania minimalnej temperatury zapłonu

• PN-EN 61241-14:2005 Urządzenia elektryczne do stosowania w obecności pyłu palnego – Część 14: Dobór i instalacja

4000

100

120

Zawartość biomasy w pyle węglowym, %

Rys. 8. Zależność minimalnej energii zapłonu obłoku pyłu od procentowej zawartości biomasy w pyle węglowym wzrostem procentowej zawartości biomasy w pyle węglowym. Nawet mała domieszka biomasy powoduje spadek tego parametru do wartości niewiele większej od wartości minimalnej energii zapłonu jaką uzyskano dla pyłu biomasy.

Literatura • PN-EN 14034-1:2005 Oznaczanie charakterystyk wybuchowości obłoków pyłów – Część 1: Oznaczanie maksymalnego ciśnienia wybuchu pmax obłoku pyłu • PN-EN 14034-2:2008 Oznaczanie charakterystyk wybuchowości ob-

• PN-EN 13821:2003: Przestrzenie zagrożone wybuchem – Zapobieganie wybuchowi i ochrona przed wybuchem – Oznaczanie minimalnej energii zapłonu mieszanin pyłowo-powietrznych • PN-EN 15188:20 09 Oz n ac z e n ie skłonności nagromadzeń pyłu do samozapalenia • PN-EN 14034-4:2005: Oznaczanie charakterystyk wybuchowości obłoków pyłów – Część 4: Oznaczenie granicznego stężenia tlenu GST obłoków pyłu • Siwek, R.: Latest Development in Explosion Protection Technology, Proceedings of The Sixth International Colloquium on Dust Explosion, Northeastern University Press (1994)

Rozwiązania firmy Pentol-Enviro Polska na rzecz kontroli spalania i emisji oraz bezpieczeństwa układów nawęglania Pentol wspólnie z brytyjską firmą Codel International oferuje analizatory do kontroli procesów spalania i emisji zanieczyszczeń z kotłów, jak również kompletne systemy ciągłych pomiarów emisji. Charakterystyczną cechą wszystkich przyrządów jest zastosowanie metody optycznej „In situ”, dzięki czemu pomiary są wiarygodne i z punktu widzenia użytkownika praktycznie bezobsługowe. Analizatory gazowe mogą być instalowane również w strefie wysokiego zapylenia (przed elektrofiltrem) w strefie temperatur do 400°C (w specjalnym wykonaniu również wyższych). Oferta obejmuje: • Analizatory wielogazowe CO, NOx, SO2, CO2, H2O i innych gazów – Codel G-CEM4000 i G-CEM40; przyrząd składa się z głowicy z sondą zabudowaną w strumieniu spalin;

1/2011

• Pyłomierze optyczne Codel D-CEM2000/2100 – unikalne rozwiązanie z dwiema głowicami nadawczo-odbiorczymi; • Przepływomierze optyczne Codel V-CEM5000/5100 – dwie głowice mierzące naturalne promieniowanie podczerwone strugi spalin; • Systemy cyfrowej transmisji danych i oprogramowania do wizualizacji, diagnostyki oraz generacji raportów rozliczeniowych emisji. Oferujemy również analizatory CO do wczesnego wykrywania zagrożeń pożarowych w młynach węglowych. Monitorowanie poziomu CO jest szczególnie ważne w przypadku współspalania biomasy. Wskazania przyrządu mogą inicjować działania systemu zapobiegającego powstaniu pożaru lub eksplozji.

e-w ydanie do pobrania na:

www.apbiznes.pl

Technologie optymalizacji procesu spalania oraz emisji gazów cieplarnianych: • redukcja emisji NO x poniżej 200 mg/Nm3 metodą niekatalityczną pierwotną – dostosowywanie do wymogów nowej dyrektywy IED • redukcja emisji NO x poniżej 180 mg/Nm3 metodą niekatalityczną wtórną • przystosowanie kotłów energetycznych w celu współspalania dużej ilości biomasy (do 100% biomasy) • konwersja kotłów energetycznych w celu spalania 100% biomasy • redukcja związków Hg w spalinach • technologie uzdatniania wody kotłowej i chłodniczej

Nalco Mobotec Polska Sp. z o.o. Tychy 43-110, ul. Przemysłowa 55 tel. 32 326 27, fax 32 329 13 11 www.nalco.pl, www.nalcomobotec.com