ABC kotłów na biomasę. Herz

Administratorzy budynków z kotłami na biomasę lub osoby pełniące bezpośredni nadzór nad pracą tych urządzeń muszą liczyć się z koniecznością zapoznania się z pracą skomplikowanych urządzeń oraz pewnymi niedogodnościami związanymi z ich eksploatacją i zabudową.
W przypadku przewidywanej inwestycji na etapie projektu należy przewidzieć dużo miejsca na zabudowę samego kotła oraz magazynu paliwa. Wynika to ze stosunkowo skomplikowanej budowy kotła i jego peryferiów (fot. 1). Profesjonalne kotły na biomasę realizują skomplikowane procesy związane z procesem wytwarzania ciepła, a więc mają skomplikowaną konstrukcję, przez co są urządzeniami mało kompaktowymi (fot. 2). Warto zauważyć, iż w typowych kotłach na biomasę średniej i dużej mocy jest rozdzielona konstrukcyjnie komora spalania oraz wymiennik ciepła. Zazwyczaj są to dwa niezależne bloki, które są łączone na etapie zabudowy kotła. Taka konstrukcja odzwierciedla sposób pracy kotła oraz względy technologiczne związane z jego wytworzeniem, konserwacją, serwisowaniem i ewentualnymi naprawami. Nie bez znaczenia są także względy związane z transportem kotła do budynków przez standardowe drogi komunikacyjne i drzwi. Gdyby kocioł stanowił jeden blok, wówczas do jego wprowadzania do budynku należałoby przewidywać specjalne włazy lub otwory technologiczne.
Na ogólne wymiary pomieszczenia kotłowni ma wpływ także system doprowadzenia paliwa do kotła. Należy pamiętać, iż w przypadku peletu lub zrębki mamy do czynienia z paliwem stałym, które jest kłopotliwe w transporcie. Zasilanie kotłów paliwem odbywa się poprzez podajniki ślimakowe sztywne (lub elastyczne przy jednostkach do 50 kW). Taka forma podajnika narzuca pewne ograniczenia geometryczne związane z mechaniką transportu oraz zabiera powierzchnię. Transport paliwa z magazynu paliwa do kotła podajnikami ślimakowymi jednoznacznie determinuje aranżację kotłowni oraz mocno ogranicza swobodę w zakresie ustawiania kotła. Kolejnym istotnym względem wpływającym na ogólną powierzchnię związaną z zabudową kotłowni na biomasę jest zagadnienie magazynowania paliwa. W przypadku peletu i zrębki, gdy mamy do czynienia z prostym systemem zasilania paliwem składającym się z nagarniacza sprężynowego i podajnika ślimakowego ukośnego (fot. 3), efektywna kubatura magazynowania jest powyżej „ukośnej podłogi”. Przestrzeń ta jednak nie obejmuje całej kubatury do sufitu magazynu, ponieważ w praktyce, zarówno przy ręcznym, jak i tym bardziej automatycznym załadunku paliwa, nie ma możliwości wypełnienia jej w całości. W trakcie załadunku magazynu tworzy się w górnej jego części bryła na kształt stożka, który powstaje z usypującego się paliwa. Gdy poziom paliwa osiągnie sufit, bryła z usypanego paliwa przyjmuje postać stożka ściętego z wolnymi przestrzeniami między pobocznicą stożka a ścianami. Wynika to ze struktury paliwa i naturalnego kąta zsypu, który dla peletu wynosi ok. 40o. Ponadto przestrzeń poniżej „ukośnej podłogi” jest przestrzenią martwą z punktu widzenia magazynowania paliwa, analogicznie jak przestrzeń pomiędzy obrysem okręgu (zataczanego przez nagarniacz sprężynowy) i ścianami magazynu. Kolejnym ograniczeniem przy stosowaniu kotłów na biomasę jest zachowanie odpowiedniej relacji pomiędzy magazynem paliwa, pomieszczeniem kotła i ścianą zewnętrzną. Pomieszczenie kotła musi być w bezpośrednim sąsiedztwie magazynu paliwa ze względu na mechaniczne systemy doprowadzenia paliwa. Wskazane jest, aby magazyn paliwa znajdował się na tej samej wysokości lub jedną kondygnację powyżej pomieszczenia kotłowni. W szczególnych warunkach magazyn paliwa może się znajdować o jedną kondygnację poniżej pomieszczenia kotła, ale jest to okupione skomplikowanymi systemami doprowadzenia paliwa – drogimi inwestycyjnie i zajmującymi sporo przestrzeni. W przypadku transportu pneumatycznego peletu, przy jednostkach o małej mocy, możliwe jest niezbyt duże oddalenie kotła od magazynu paliwa, do kilkudziesięciu metrów w poziomie, i różnicy wysokości jednej kondygnacji. Magazyn paliwa musi posiadać jedną przegrodę zewnętrzną ze względu na konieczność jego załadunku. Zazwyczaj jest to ściana zewnętrzna w przypadku zabudowy na poziomie gruntu lub strop z otworem załadunkowym w przypadku magazynu zagłębionego w gruncie, analogicznie jak tzw. bunkier węglowy przy kotłowniach węglowych. Ściana zewnętrzna, w której znajduje się otwór zasypowy paliwa, musi posiadać duże wymiary dla dogodnego załadunku paliwa, szczególnie gdy paliwem będzie zrębka.
W przypadku peletu, gdy załadunek jest pneumatyczny, wymiary załadunkowe ograniczają się do dwóch króćców DN 100. Otwory załadunkowe dla kotłowni o średniej lub dużej mocy muszą być w takim miejscu, aby była możliwość dojazdu samochodu ciężarowego lub ciągnika z przyczepą. W przypadku załadunku pneumatycznego peletu musi być możliwość dojazdu samochodu ciężarowego, na którym zabudowana jest cysterna lub samochodu z cysterną na naczepie. Dla kotłowni na pelet z dostawą cysterną samochodową wielkość efektywna magazynowania powinna być co najmniej 30-50% większa niż pojemność największej cysterny dostawcy paliwa. Nadwyżka pojemności magazynu wynika z konieczności załadunku przed całkowitym opróżnieniem magazynu zimą, natomiast załadunek pełnej pojemności cysterny podyktowany jest minimalizacją kosztów transportu paliwa.
Przykładowo dla kotłowni o mocy 300 kW minimalna powierzchnia magazynu paliwa powinna wynosić ok. 30 m2 przy wysokości ok. 2,5 m. Pojemność brutto magazynu paliwa przy tych wymiarach wynosi 75 m3, pojemność efektywna to około 45 m3, co zapewnia dostawę paliwa cysterną o ładowności 24 tony. Przy tych założeniach, w okresie od grudnia do lutego, dla kotłowni zasilającej instalację c.o. budynku, o zapotrzebowaniu na ciepło na poziomie ok. 300 kW w trzeciej strefie klimatycznej, konieczny będzie załadunek magazynu paliwa średnio co miesiąc.
Grzegorz Ojczyk
Zobacz artykuł w wersji pdf pdf pdf

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij