EKOLOGIA :

KOTŁY WĘGLOWE - CHARAKTERYSTYKA ROZWIĄZANIA

1. Podstawowe parametry techniczne.

2. W rozwiązaniu wykorzystane są sprawdzone węzły konstrukcyjne zastosowane w następujących kotłach:

1. kocioł wodny fluidalny o mocy cieplnej 2,5 MW typ VAS-2,5 dla SEFAKO Sędziszów - rok budowy 1985.
2. kocioł parowy o mocy cieplnej 8,0 MW (12 t_pary/h) typ IFWP-12 dla fabryki opakowań w Linnich (Niemcy) - rok budowy 1992.
3. kocioł wodny o mocy cieplnej 12,0 MW typ WF-12 dla MPEC Morąg - rok budowy 1995.
4. kocioł wodny o mocy cieplnej 12,0 MW typ WF-12 dla PEC Gostynin - rok budowy 1996.
5. kocioł wodny o mocy cieplnej 10,0 MW typ WK-10 dla ICS Anlagentechnik GmbH Graz (Austria) - rok budowy 2002.
6. kocioł wodny WR-10/EM o mocy cieplnej w zakresie 8,0 do 10,0 MW przy zachowaniu optymalnych parametrów technicznych dla MPEC Bochnia - rok budowy 2002.

W kotłach, na ekrany membranowe, zastosowana jest rura kotłowa z materiału P235GH, a na płetwy kalibrowany płaskownik o grubości 5mm z materiału S235JR. Stosowane średnice rur i podziałki międzyrurowe:

1. rura Ø44,5x4,5 w podziałce 78mm - dla kotłów wodnych o mocach do 15,0 MW.
2. rura Ø57x5 w podziałce 91mm lub Ø60,3x5 w podziałce 94mm - dla kotłów wodnych o mocach powyżej 15,0 MW.
3. rura Ø60,3x5 w podziałce 89mm - dla kotłów parowych

Zalety tego rozwiązania są następujące:

- Zmniejszenie oporów przepływu po stronie wody,
- Optymalna sztywność ekranów kotła - sztywność zapewniają belki opasujące obliczone wg niemieckich prodedur branżowych (EVT, Babcock, Standardkessel),
- Zabudowa ekranem membranowym stropu nad II ciągiem (kocioł jest w pełni wykonany z ekranów szczelnych),
- Możliwość dokonania remontu pęczków konwekcyjnych II ciągu bez konieczności demontażu części rur ekranowych kotła czy wylotu spalin.

Rozwiązania dla elementów ceramicznych:
Sklepienie zapłonowe nadrusztowe wykonane jest jako wylewane z wysokiej jakości betonu niskocementowego typu Phlocast M28 HR (DSR). Sklepienie podzielone jest na odpowiednie pola zapewniające dylatacje temperaturowe. Sklepienie zamocowane jest do odpowiednio wyprofilowanego ekranu przedniego kotła za pomocą kotew ze stali żaroodpornej H25S20N2. Pozostałe strefy zabudowy przodu kotła są zaizolowane termicznie za pomocą mat z włókien ceramicznych oraz niskocementowego betonu typu Phlocast M23. Obmurze tylnej zabudowy kotła wykonane zostanie z mat z włókien ceramicznych, niskocementowego betonu typu Phlocast M23, prostek i kształtek perlitowych oraz andaluzytowych. Mocowanie wszystkich elementów ceramicznych wykonanae jest za pomocą kotew ze stali żaroodpornej H25S20N2 i H13JS.

3. Podgrzewacz wody (ekonomizer):
Zadaniem podgrzewacza wody jest rozszerzenie zakresu regulacyjności kotła i zapewnienie optymalnych parametrów technicznych kotła w szerokim zakresie. Podgrzewacz wody charakteryzuje się zmienną mocą cieplną w zależności od temperatury spalin wylotowych. Moc ekonomizera zmienia się w zakresie od 5,0 do 110% mocy nominalnej (maleje przy pracy kotła z obciążeniami częściowymi).

4. Sposób doprowadzenia powietrza do spalania:
Ruszt mechaniczny jest wyposażony w 5 do 7 stref powietrznych niezależnych i całkowicie szczelnych między sobą. Każda strefa ma odpowiednio skonstruowane wloty i wyposażona jest w klapę regulacyjną o charakterystyce zbliżonej do liniowej. Taka konstrukcja skrzyń powietrznych zapewnia równomierny rozpływ powietrza w strefach (na szerokości rusztu) a klapy regulacyjne umożliwiają regulacje ilościową (na długości rusztu). Do zmniejszenia emisji tlenku węgla i tlenków azotu stosoawane jest powietrze wtórne. Nie stosuje się recyrkulacji spalin ze względu na zbędne komplikowanie instalacji kotła, a przede wszystkim na nikłe korzyści z takiej instalacji na obiektach istniejących.

5. Sposób czyszczenia pęczków konwekcyjnych:
Czyszczenie pęczków konwekcyjnych możliwe jest dzięki zabudowaniu 4 włazów w II ciągu kotła. Należy jednak podkreślić, że pęczki zostały zaprojektowane w taki sposób (dobór kształtu kanału i odpowiednich prędkości spalin) aby nie było konieczności przeprowadzania gruntownego ich czyszczenia w czasie sezonu grzewczego. Z doświadczeń na innych kotłach wynika, że przyrost temperatury spalin wylotowych na skutek zabrudzenia pęczków o oferowanej konstrukcji nie przekracza 25 °C na sezon (przy stosowaniu właściwego węgla).

6. Układy automatycznej regulacji kotła:
AKPiA umożliwia realizację następujących układów regulacji i optymalizację pracy kotła:

1. Obwód regulacji wydajności kotła - sterujący (na podstawie pomiaru i wyliczenia aktualnej wydajności kotła) ilością paliwa wprowadzanego do kotła, poprzez zmiany prędkości rusztu, za pośrednictwem przetwornicy częstotliwości. Wysokość warstwy będzie sterowana ręcznie, z pomiarem wysokości. Parametrem wiodącym jest temperatura wody wylotowej z kotła.
2. Obwód regulacji podciśnienia w komorze spalania, sterujący (na podstawie pomiaru podciśnienia) wydajnością wentylatora wyciągowego, za pośrednictwem przetwornicy częstotliwości. Układ działa w oparciu o pomiar podciśnienia w komorze paleniskowej.
3. Obwód regulacji ilości powietrza podmuchowego, sterujący (na podstawie zadanej oraz mierzonej (rzeczywistej) wydajności kotła z korektą od zawartości tlenu w spalinach) wydajnością wentylatora podmuchowego, za pośrednictwem przetwornicy częstotliwości. Pomiar ciśnienia w strefach zrealizowany będzie za pomocą ciągomierza cieczowego (U-rurek).
4. Układ blokad i sygnalizacji pracy kotła zgodnie z Warunkami WUDT/UC/2003:2017 i PN-EN 12952.

7. Bilans mocy, sprawności oraz emisji (średnio) z 5 kotłów WR-5EM w ECO Kutno (2015 do 2017r.):

KOTŁY OPALANE BIOMASĄ - CHARAKTERYSTYKA ROZWIĄZANIA

Charakterystykę przedstawiono na przykładzie kotła parowego (para przegrzana)

I. OPIS OGÓLNY.
Podstawowym zadaniem kotła jest wytwarzanie pary przegrzanej do celów technologicznych (turbina parowa) i grzewczych (wymiennik ciepła para-woda). Cały kocioł składa się z dwóch zasadniczych części a mianowicie:
- paleniska wraz konstrukcją i obmurzem,
- części pod ciśnieniem wraz z konstrukcją i izolacją.
Prezentowany kocioł jest kotłem parowym pojemnościowym, który składa się z trzech podstawowych elementów:
1. Rurowego podgrzewacza wody,
2. Parownika w postaci walczaka płomieniówkowego,
3. Dwustopniowego przegrzewacza pary.
Opalany jest rozdrobnionymi odpadami drzewnymi. Kocioł ten wyposażony jest w palenisko dolne z rusztem schodkowym. Z uwagi na parametry pracy, części pod ciśnieniem kotła zostały wykonane z materiałów kotłowych. Armatura zabezpieczająca i wskazująca spełnia wymagania warunków WUDT/UC/2003:2017 i PN-EN 12952.

II. UKŁAD CYRKULACYJNY.
Woda zasilająca doprowadzana jest przez układ dwóch zaworów zaporowy i zwrotny i przepływa przez podgrzewacz wody. Z podgrzewacza kierowana jest do wewnątrz walczaka. Walczak stanowi parownik kotła. W walczaku zabudowane są wężownice schładzacza powierzchniowego pary. Wytworzona w walczaku para wodna nasycona kierowana jest do I stopnia przegrzewacza pary. Za pierwszym stopniem przegrzewu zabudowany jest trójdrogowy zawór regulacyjny. Zadaniem zaworu regulacyjnego jest rozdział pary pomiędzy II stopień przegrzewacza i schładzacz powierzchniowy w taki sposób, aby na wylocie z kotła temperatura pary była stała. Za drugiegim stopniem przegrzewacza para zbierana jest w kolektorze wylotowym. Na wylocie z kotła został zamontowany zawór zaporowy.

III. SYSTEM TRANSPORTU I DOZOWANIA PALIWA.
Kocioł przeznaczony jest do spalania odpadów drzewnych rozdrobnionych (pyły, trociny itp. o zawartości wilgoci do 40%. Paliwo magazynowane może być w silosie żelbetowym. Zamontowany w dolnym stropie silosa wygarniak wybiera paliwo i podaje do mechanicznego systemu transportu. Paliwo transportowane jest do zasobnika przykotłowego. Z tego zbiornika dozownik celkowy pobiera paliwo i podaje do ślimaka zasilającego ruszt kotła. ślimak zasilający posiada zabezpieczenie przeciwogniowe.

IV. SYSTEM PODAWANIA POWIETRZA I RECYRKULACJI SPALIN.
Palenisko kotła wykonane jest jako niezależny blok. Dla zapewnienia ekologicznego procesu spalania powietrze podmuchowe podzielone jest na:
Powietrze pierwotne,
Powietrze wtórne,
Powietrze trzecie.
Ponadto stosowany jest układ recyrkulacji spalin utrzymujący optymalną temperaturę spalin w komorze spalania. Stosuje się wielopunktowy dyszowy wdmuch recyrkulowanych spalin.

V. SYSTEM ODPROWADZANIA I ODPYLANIA SPALIN.
Spaliny z kota odprowadzane są kanałem blaszanym do instalacji odpylania, w której następuje usunięcie lotnego pyłu ze spalin. W kanale spalinowym została zamontowana sonda tlenowa umożliwiające prowadzenie właściwego procesu spalania na ruszcie. Spaliny z kotła zasysane są przez wentylator wyciągowy i tłoczone dalej do stalowego komina. Sterowanie wentylatora wyciągu umożliwia utrzymanie optymalnego podciśnienia spalin w kotle.

VI. SYSTEM ODPOPIELANIA KOTŁA.
Popiół ze spalonego paliwa zsuwa się po ruszcie schodkowym do leja zsypowego popiołu. U dołu leja zamontowana jest hydrauliczna zasuwa, która otwiera się cyklicznie i umożliwia wysyp popiołu do kontenera operacyjnego. Do tego kontenera doprowadzone są również za pomocą podajnika ślimakowego wytrącone w odpylaczu pyły lotne. Napełniony kontener operacyjny wyprowadzany jest spod kotła za pomocą przeciągarki łańcuchowej.

VII. SYSTEM CZYSZCZENIA PŁOMIENIÓWEK.
Kocioł wyposażony jest w instalację do czyszczenia wewnętrznej powierzchni płomieniówek podczas ruchu. Czyszczenie płomieniówek realizowane jest za pomocą systemu dysz zabudowanych w ścianie blaszanej komory nawrotnej spalin (pomiędzy II i III ciągiem kotła. Czyszczenie płomieniówek wykonywane jest za pomocą sprężonego powietrza podawanego impulsami.