Zadavatel: Moravskoslezský energetický klastr, o.s Sídlo: Studentská 6202/17, 708 33 Ostrava Poruba IČ: 26580845, DIČ: CZ 26580845 Řešitel: PEEM, spol. s r.o. Sídlo: Čajkovského 35, 616 00 Brno IČ: 47903627 DIČ: CZ47903627 Výzkum a vývoj experimentálního zkušebního zařízení systém dopravy II. ETAPA: Zjištění aktuálního stavu, statické výpočty, první návrhy řešení, začátek tvorby 3D modelu stávajícího stavu Místo realizace výzkumného projektu: Dřevopar, s.r.o., Nová 482, 789 83 Loštice
1. Předmět řešení Předmětem výzkumu a vývoje je projekční návrh moderního a efektivního systému dopravy kontaminované biomasy a předupraveného směsného odpadu pro technologickou jednotku pro výrobu čisté energie. 1.1. Cíl projektu Hlavním cílem je rozšíření stávající technologie tak, aby bylo možné spalovat i kontaminovanou biomasu při současném významném snížení produkce škodlivin. Pro dosažení tohoto cíle dojde k úpravě dopravy kontaminované biomasy a předupraveného směsného odpadu pro jednotku pro výrobu čisté energie. 1.2. Plánované výstupy projektu 1) vývojová studie (vývojová zpráva) - celkem 1 s osnovou dle přílohy číslo 4 zadávací dokumentace. Zpráva bude popisovat celou realizaci projektu kolektivního výzkumu. Konkrétní požadavky k jednotlivým bodům budou konzultovány mezi zadavatelem a dodavatelem. Termín předložení vývojové studie do 30ti dnů po skončení realizace projektu kolektivního výzkumu. 2) předložení žádosti o užitný vzor - celkem 1 3) konstrukční návrh celkem 1 (dokumentace typové instalace systému dopravy paliva) 4) provozní manuál celkem 1 (technologický postup jak užívat zařízení)
2. Předmět řešení 2.1. Současný stav projektu Stávající palivové hospodářství se skládá z následujících hlavních částí: Hydraulická podlaha Nachází se celá ve venkovním zastřešeném prostoru a slouží jako provozní zásoba paliva. Palivo je na ni naváženo pomocí kolového nakladače otevřenou čelní stranou z vnitropodnikové zpevněné komunikace. Na protilehlé zadní straně navazuje na podlahu příčný palivový kanál. Boční stěny tvoří dřevěné příčky, z nichž jedna je současně stěnou budovy kotelny. Dno hydraulické podlahy tvoří betonová deska, na které jsou nainstalovány 3 totožné sekce podélných hydraulických hrabel doplněná o hrabla pevná ukotvená k betonové desce. Každou sekci tvoří svařovaný ocelový rám složený z bočních profilů, hrabel a středového táhla vedeného pevnými průvlaky ukotvenými k betonové podlaze. Hrabla jsou vyrobena z plechu a tvoří uzavřenou skříň klínového tvaru. Orientace a poloha hrabel v rámu je přesně definována. Středové táhlo je napojeno na pístnici hydraulického válce, které zajišťuje přímočarý vratný pohyb. Při vysouvání pístnice dochází k zajíždění sekce do provozní zásoby paliva (hrabla vnikají klínovou stranou do materiálu). Při zasouvání pístnice dochází k vyjíždění sekce z provozní zásoby paliva a rovnou stranou hrabel je palivo hrnuto směrem k příčnému palivovému kanálu. Palivo nacházející se na hraně kanálu do něj samovolně přepadává. Všechny namáhané funkční části hydraulické podlahy jsou vyrobeny z otěruvzdorného materiálu. Zdrojem energie pro pohyb pístnice hydraulických válců je hydraulický agregát společný pro potřeby příčného palivového kanálu. Obr.1 Hydraulická podlaha
Příčný palivový kanál Nachází se z větší části ve venkovním zastřešeném prostoru a svým výstupním koncem zasahuje do vnitřního prostoru budovy kotelny a slouží jako doprava a dávkování paliva do spalovací komory kotle. Na výstupní straně na něho navazuje stoupací kanál do kotle. Celý příčný kanál se nachází pod úrovní hydraulické podlahy. Příčný palivový kanál je tvořen ocelovým korytem pevně zabudovaným v betonových základech, jedním svařeným ocelovým pohyblivým rámem a pevnými hrably navařenými na dno koryta. Výstupní stranu koryta tvoří pevný střižný nůž a příruba pro napojení stoupacího kanálu. Pohyblivý rám tvoří uzavřená skříň hydraulického válce, nosné středové táhlo, hrabla a čelní beran se střižným nožem. Hrabla jsou vyrobena z plechu a tvoří uzavřenou skříň klínovitého tvaru a jsou pevně navařena na středové táhlo. Orientace a poloha hrabel na táhle je přesně definována. Středové táhlo je napojeno na pístnici hydraulického válce, které zajišťuje přímočarý vratný pohyb. Vedení pohyblivého rámu zajišťují pevné průvlaky navařené na dno koryta. Při vysouvání pístnice dochází k zajíždění rámu směrem do stoupacího kanálu a rovnou stranou hrabla dopravě paliva do spalovací komory kotle. Při zasouvání pístnice dochází k vyjíždění rámu směrem od stoupacího kanálu a zajíždění klínové části hrabla do paliva nahrnutého v korytě. Palivo na hraně hrabla přepadává. Střižné nože slouží k naformátování paliva do průřezu stoupacího kanálu. Počet cyklů pohyblivého rámu udává velikost dávky paliva. Všechny namáhané funkční části hydraulické podlahy jsou vyrobeny z otěruvzdorného materiálu. Zdrojem energie pro pohyb pístnice hydraulického válce je hydraulický agregát společný pro potřeby hydraulické podlahy. Obr.2 Příčný palivový kanál
Stoupací kanál Stoupací kanál propojuje výstupní přírubu příčného palivového kanálu a vstup do spalovací komory kotle. Slouží k vynesení paliva z úrovně příčného kanálu do úrovně roštu spalovací komory. Kanál je vyrobený v jednom kuse z ocelového plechu, je dvouplášťový s vodní náplní. Při provozu kotle slouží voda k předehřevu paliva. Při odstavování kotle dochází k vyhořívání paliva uvnitř stoupacího kanálu a voda slouží k chlazení stoupacího kanálu. Obr.3 Stoupací kanál
2.2. Technická koncepce návrhu na rozšíření technologie Pro potřeby spalování tříděného komunálního odpadu zůstane zachována hlavní koncepce stávajícího palivového hospodářství popsaného výše. Konstrukční úpravy se týkají jednotlivých hlavních částí palivového hospodářství. Zásadní úpravy je nutné provést zejména na příčném palivovém kanálu a stoupacím kanálu. Popis konstrukčních úprav stávajícího palivového hospodářství nutných pro spalování tříděného komunálního odpadu: - Úprava hydraulické podlahy úprava táhel, průvlaků, hran a zpevnění celé podlahy pro bezproblémovou dopravu kontaminované biomasy předupraveného směsného odpadu - Úprava příčného palivového kanálu nové konstrukční řešení pohyblivého rámu pro bezproblémovou dopravu kontaminované biomasy předupraveného směsného odpadu, výměna posuvných hrabel, zpevnění a úprava statických hrabel, výměna hydraulického válce a posilnění hydraulického agregátu - Stoupací kanál - Náhrada stávajícího stoupacího kanálu za zcela nový s nižším sklonem (úhlem stoupání) a větší světlou výškou pro dopravu paliva větších rozměrů než byl původní kanál projektován. (S instalací nového kanálu jsou spojené i úpravy vyzdívek spalovací komory kotle). 3. Průběh realizace II. etapy projektu V rámci druhé etapy výzkumného a vývojového projektu bylo provedeno řada následujících úkonů: - Statické výpočty (vypracoval Ing. Jiří Chalaba) - Začátek tvorby 3D modelu stávajícího stavu (vypracoval Ing. Tomáš Pařízek Ph.D., Ing. Jiří Šikula) - Konstrukční návrhy jednotlivých sekcí (vypracoval Ing. Tomáš Pařízek Ph.D., Ing. Jiří Šikula) - administrativní úkony a řízení projektu (vypracoval Ing. Marek Šarlej Ph.D., ) 3.1. Projektový tým Ing. Jiří Chalabala projektant, statik Ing. Jan Aulehla řízení projektu, administrativa
3.2. Externí partneři Pro řešení výzkumného a vývojového projektu byly zapojeni následující odborní pracovníci: Ing. Jiří Šikula technolog, projektant Ing. Tomáš Pařízek Ph.D. Konstruktér, projektant Ing. Marek Šarlej Ph.D. řízení projektu, administrativa 4. Kalkulace vynaložených nákladů V I. a II. etapě na projektu pracuje 5 výzkumných pracovníků, kteří odpracovali následovné člověkoměsíce (1 člověkoměsíc = 15 hodin): I. Etapa (leden 2014 až květen 2014): odpracovalo celkem 5 výzkumných pracovníků celkem 78,6 člověkoměsíců. II. Etapa (červen až červenec 2014): Ing. Jiří Chalabala projektant, statik odpracoval 177 hodin = 11,8 člověkoměsíců Ing. Jan Aulehla řízení projektu, administrativa odpracoval 76 hodin = 5,07 člověkoměsíců Ing. Jiří Šikula technolog, projektant odpracoval 189 hodin = 12,6 člověkoměsíců Ing. Tomáš Pařízek Ph.D. konstruktér, projektant odpracoval 194 hodin = 12,93 člověkoměsíců Ing. Marek Šarlej Ph.D. řízení projektu, administrativa odpracoval 83 hodin = 5,53 člověkoměsíců V druhé etapě opracovalo celkem 5 výzkumných pracovníků celkem 47,93 člověkoměsíců. Celkem na projektu bylo odpracováno 126,53 člověkoměsíců (z plánovaných 240 člověkoměsíců).