Hradec Králové 2015 DNY TEPLÁRENSTVÍ A ENERGETIKY Centrální zásobování teplem a spalovny komunálních odpadů doc. Ing. Zdeněk Skála, CSc Ing. Jiří Moskalík, Ph.D.
Obsah Vznik a členění produkovaných odpadů Přístup k nakládání s odpadem (5 ti stupňová hierarchie) Začlenění spaloven komunálních odpadů do CZT SAKO Brno a.s. popis kotle Vliv nánosů na provoz zařízení Typy nánosů na různých teplosměnných plochách
Rozdělení odpadů Rozvoj lidské společnosti je spojen s produkcí rozmanitých druhů odpadu. Odpad lze rozdělovat podle řady kritérií (typ, forma svozu, toxicita..) Komunální odpad tvoří relativně malou část celkového mn. odpadu (3228232 t v roce 2013 ) ČSÚ ČSÚ Z hlediska energetického využívání je podstatný komunální odpad Dostatečná výhřevnost (cca 10 12 MJ/kg) Z velké části tvořen materiálem s tzv. krátkým uhlíkovým cyklem (OZE)
Nakládání s odpadem I při dodržení zásad pro minimalizaci množství produkovaného odpadu zůstane nějaký jinak nevyužitelný zbytek. Řízeným spálením za předepsaných podmínek lze dále minimalizovat jeho objem a produkované teplo využít. Plánovaný zákaz skládkování směsného komunálního odpadu od roku 2024. ČSÚ
Produkce odpadů v ČR a EU (ČSÚ)
Trend spalování odpadu ČR (MPO)
Začlenění spaloven do CZT Spalovny odpadů jsou primárně určeny k likvidaci (hygienizaci) odpadů, minimalizace množství Využití tepla uvolněného při spalování odpadů Záporné palivové náklady Zajištění stabilních dodávek tepla do soustavy CZT (zejména letní měsíce pokrytí velké části spotřeby)
V letních měsících dominantní zdroj tepla (základní výkon) Cena za likvidaci odpadu: 850 Kč/t Výrobní cena za teplo: cca 200 Kč/GJ Výroba el. energie v současnosti není výhodná (nízké výkupní ceny el. energie) SAKO Brno a.s. a CZT v Brně Rozložení dodávky do CZT v Brně (2013) (zdroj: Výroční zpráva SAKO Brno a.s. 2013) Systémové služby pro elektrizační soustavu jsou vzhledem k povaze provozu a zapojení zdroje do soustavy nedosažitelné
Výroba tepla a el. en. TERMIZO a.s. (Liberec) GJ V roce 2013 se ve společnosti TERMIZO a.s. spálilo 95 817 tun odpadů a do topného systému města bylo dodáno 642 TJ tepla, což je takřka jedna polovina celkové spotřeby tepla sítě centrálního zásobování teplem Ve FR 2013/2014 probíhala výroba tepla 8450 h z 8760 h Vysoce účinný kogenerační zdroj, pokrývající vlastní spotřebu V roce 2013 dodáno do veřejné sítě 12 GWh el. Energie MWh (Zdroj: Výroční zpráva 2013 2014 TERMIZO a.s.)
ZEVO Malešice (Praha) Za prvních 10 let svého provozu ZEVO zpracovalo 2 087 961 tun komunálního odpadu. Do sítě Pražské Teplárenské bylo za tuto dobu dodáno 11 970 652 GJ tepla. V roce 2013 bylo v závodě ZEVO termicky využito 304 165 tun odpadu, do sítě PRE distribuce, a.s. bylo dodáno 36,6 tisíc MWh elektřiny a do sítě Pražské teplárenské a.s. bylo dodáno přes 850 tis. GJ tepla. (zdroj: Výroční zpráva 2013/Pražské služby, a.s.)
Centrální zásobování teplem v ČR
Zdroj ERÚ Zdroje pro výrobu tepla (kraje ČR)
Popis kotle SAKO Brno a.s.
Regulace teploty spalin na výstupu Předehřev části napájecí vody ve spodním bubnu kotle spalovny Snížení korozivního působení spalin na teplosměnné plochy ekonomizéru (teplota spalin nesmí klesnout pod 190 C) Stabilizace provozních parametrů při dlouhodobém provozu Mírné snížení celkové účinnosti zařízení
Vliv nánosů na provoz zařízení 1. Omezení (zhoršení) možnosti předávání tepla pracovní látce 2. Zvýšení korozivního zatížení teplosměnných ploch 3. Ovlivňování průchodnosti spalinového kanálu (V extrémním případě může tvorba nánosů vést i k ucpání spalinových cest a odstavení zařízení)
Množství regulačního vstřiku Velikost vstřiku [t/hod] Volba vhodného porovnávacího intervalu Při zanesení kotle se hůře předává teplo, tzn. hůře se dosahuje požadovaných parametru páry (velikost vstřiku při zanesení je nižší)
Ukázka zanesení kotle Tvorba a aglomerace velkých nánosů. Ukázka zanesení na stěnách spalovací komory.
Ukázka zanesení kotle Vysoká míra zanesení výměníku může vést až k odstávce zařízení. (Konvektivní výparník vstup) Porovnání zanesení trubek výparníku před odstávkou a po odstávce. (říjen 2014)
Místa odběru vzorků
Hlavní typy nánosů Vstup do výparníku: velice tvrdý a houževnatý nános Spalovací komora: velice tvrdý, porézní a houževnatý nános Konvektivní část výparníku: sypký a drolící se nános
Teplotní stabilita nánosů Princip stanovení charakteristických teplot popelovin v pozorovací peci dle normy ČSN P CEN/TS 15370 1 Metodika měření stability nánosů převzata pouze částečně Materiál nánosu většinou slínováním prošel (charakteristické teploty nánosu pouze orientační) Dokreslení procesů při tvorbě nánosů