Univerzální kotel na spalování (nejen) celých balíků slámy

Kotle na biomasu v rozmezí výkonu cca 100 - 1000 kW jsou nyní většinou vyráběny samostatně buď na spalování slámy, nebo dřevního odpadu.

Kotle pro spalování slámy, která je buď ve formě pelet, nebo slámy řezané (rozdružené) z balíků, případně dělených plástů v případě hranatých balíků. Výroba pelet ze slámy je ekonomicky náročná a pro tyto výkony nevýhodná. Poněkud výhodnější je spalování slámy řezané z celých balíků, totéž platí i pro dělení balíků na plásty a jejich spalování po dopravě do topeniště kotle, nejúspornější varianta je však spalování celých balíků slámy.

Kotle pro spalování dřevního odpadu jsou konstruovány buď pro spalování pelet (zde platí totéž co pro pelety ze slámy), nebo pro spalování dřevní štěpky, což je ekonomicky výhodnější.

Energetická situace v našem státě si ve výše uvedeném rozmezí výkonu vyžádá kotle univerzální, které by ekologicky spalovaly biomasu u slámy ve formě celých balíků a s minimální úpravou byly schopny spalovat i dřevný odpad, případně uhlí s nízkým obsahem síry.

Výrobce kotlů Step Trutnov a.s. zkonstruoval a vyrobil prototypový kotel, který splňuje výše uvedený požadavek a nyní jej provozuje pro svoji potřebu na vytápění výrobních prostor. Využívá zde unikátní konstrukci umožňující spalovat celé balíky bez nutnosti předchozího rozdružení i dělení. Spalování celého balíku slámy (potřebný el. příkon motorů k přiložení 6,2kW) bez rozdružení uspoří investiční i provozní náklady za provoz velký instalovaný elektrický příkon, odpadá cca 37 kW (rozdružovadlo, pneumatická doprava rozdružené slámy + šnekové dopravníky a rotační turniket). V porovnání s dělením odpadá vysoká investice do celého řezacího a podávacího zařízení, instalovaný el. příkon je podobný cca 7,5 kW.

Teplovodní kotle nové konstrukce ve výrobní řadě od 100 do 600 kW sestávají z předkomory, do které je umístěn celý balík slámy ve vertikální poloze, vlastní spalovací komory, dále spalinového kanálu se zaústěním do vertikálního žárotrubného výměníku. Obě komory jsou z větší části chlazeny vodou. Přesuvný rošt na dně obou komor posouvá slámu ze spodní části balíku a ta postupně dohořívá, popel na konci roštu je vynášen šnekovým dopravníkem ven. Provedení roštu umožňuje stejným způsobem spalovat i dřevní štěpku a kůru.

Spalovací komora je opatřena otvory pro přívody sekundárních vzduchů za účelem dokonalého spalování s nízkým obsahem CO.

Balíky slámy o rozměrech 80x120x220 cm jsou v horizontální poloze dopraveny řetězovým smýkadlem na sklopené vodou chlazené vrata předkomory. Vrata balík ustaví do vertikální polohy pomocí hydrauliky. Zavřením vrat se balík zasune do předkomory a zároveň se uzavře předkomora. Výkon je regulován počtem cyklů posunu specielního pístu, který oddělí část slámy z dolní části balíku a posune slámu dále na přesuvný pohyblivý rošt. Vzduch potřebný pro spalování je regulován otáčkami spalinového ventilátoru (změna podtlaku spalin v topeništi) a vzduchovým ventilátorem s přívodem vzduchu k tryskám umístěným na dvou místech spalovací komory.

Po signalizovaném dohoření balíku dojde automaticky k zasunutí dalšího balíku do předkomory, při požadavku nižšího výkonu dochází k časové prodlevě chodu specielního pístu, a tím i zasunutí dalšího balíku. Prototyp kotle o projektovaném výkonu byl analyzován a měřen ve společnosti Step Trutnov a.s. a prokázal přetížitelnost tepelného výkonu o cca 50 %. Nedostatky, které se objevily v průběhu tří měsíčního provozu, jsou průběžně řešeny. Jedná se o kolísání obsahu CO v oblasti minimálního výkonu (řešení se nachází v dodržení nízkých podtlaků spalin v topeništi) a plně neodzkoušené spalování dřevní štěpky a uhlí.

Průmyslová využitelnost spočívá ve spalování celých balíků slámy bez nutnosti jejich úpravy a bezporuchové spalování slámy obsahující kameny, hlínu atd. Dále lze 5 minimálními úpravami přejít na spalování dřevění štěpky a pelet, případně uhlí s nízkým obsahem síry. Zařízení není citlivé na kolísání vlhkosti balíků slámy, tak jak je tomu nyní u všech kotlů.

Uvedený typ kotle umožní provozovatelům plynových kotelen všech resortů dodávku tepla bez závislosti na plynu, náklady na výrobu tepla jsou podstatně nižší, přičemž technické řešení kotle umožňuje ekologické spalování i u jiných druhů biomasy jako je pazdeří, řepková sláma, rákosí, konopí atd.

Autoři článku: kolektiv autorů Step Trutnov a.s.

Tweet

Regulace teploty plynových motorů

Bioplynová stanice s kogeneračními jednotkami TEDOM

Olej pro plynové motory – klíčová volba pro kogenerační jednotky

Kam směřuje české odpadové hospodářství z pohledu prevence jejich vzniku?

Jak získat udržitelnou biomasu