Matuszek_Rozwój konstrukcji urządzeń grzewczych małej mocy

DREWNO – POLSKIE OZE
08. 05. 2015, Kraków
Akademia Górniczo-Hutnicza
Rozwój konstrukcji urządzeń
grzewczych małej mocy zasilanych
biomasą drzewną
pod kątem ograniczenia
Niskiej Emisji,
spełnienia wymagań normy
PN-EN 303-5:2012
oraz kryteriów BAFA
dr inż. Katarzyna Matuszek
Plan prezentacji:
1.
2.
3.
4.
5.
Biomasa drzewna w ogrzewnictwie z punktu widzenia istniejących przepisów
Biomasa (drewno) w urządzeniach grzewczych = ekologia?
Co nowego w Europie – m.in. ISH Frankfurt
Kogeneracja w oparciu o kotły c.o. biomasowe małej mocy
Modernizacja ekologiczna pięknych, zabytkowych urządzeń grzewczych
...my przekraczamy standardy!
60 lat
Biomasa stała – paliwo dla sektora ogrzewnictwa
indywidualnego
W gospodarstwach domowych do celów grzewczych zużywa się rocznie od 102 do 117 tyś. TJ
energii w biomasie, co odpowiada od 6,7 do 7,8 mln. t biomasy o średniej wartości opałowej 15 MJ/kg.
W październiku 2014 roku znowelizowano Ustawę o systemie monitorowania i kontrolowania jakości paliw
(Dz.U. Nr 169, poz. 1200 z późn. zm.) uzupełniając ją o paliwa stałe, jednak zgodnie z jej zapisami biomasa
nie zalicza się do paliw stałych.
Za wyjątkiem peletów drzewnych, które sprzedawane są z dołączonymi świadectwami parametrów
fizykochemicznych wg. normy PN-EN ISO 17225 „Biopaliwa stałe. Specyfikacja paliw i klasy”,
pozostałej biomasie dla sektora „małej energetyki” nie stawia się żadnych wymogów.
Producenci urządzeń określaj pewne parametry fizykochemiczne paliw biomasowych, które dopuszczają do
spalania w swoich konstrukcjach. Brak ogólnych standardów powoduje, że ani producenci ani sprzedawcy
biopaliw nie wykonują żadnych badań. Przeciętny użytkownik kotła c.o., kominka, czy pieca w rzeczywistości
nie wie czy spełnia wymagania producenta tych urządzeń.
...my przekraczamy standardy!
60 lat
Kotły c.o. do mocy 500 kW zasilane biomasą stałą
Klasa 5 (najwyższa wg. PN-EN 303-5:2012)
„Kotły grzewcze - Część 5: Kotły grzewcze na paliwa stałe z ręcznym i automatycznym zasypem paliwa
o mocy nominalnej do 500 kW - Terminologia, wymagania, badania i oznakowanie”
Poziomy emisji:
CO ≤ 500 mg/m3n
OGC ≤ 20 mg/m3n
PYŁ ≤ 40 mg/m3n
Kryteria te spełniane są przez zaawansowane technologicznie kotły c.o. produkowane w Polsce, głównie zasilane
peletami drzewnymi
Ministerstwo Gospodarki i Transportu w Niemczech (Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle) podaje zaostrzone
kryteria emisyjne zgodne z BImSchV:
CO ≤ 200 mg/m3 - moc nominalna
CO ≤ 250 mg/m3 - moc minimalna
pył ≤ 20 mg/m3 - moc nominalna
Tworzy tzw. listę BAFA, gdzie zamieszcza urządzenia grzewcze spełniające w/w kryteria.
Na liście BAFA, na około 210 producentów, znajduje się 10 z Polski.
...my przekraczamy standardy!
60 lat
Biomasa (drewno) = rozwiązanie pro eko ?
Rodzaj kotła
Tradycyjny kocioł c.o. komorowy z ręcznym zasypem paliwa
Paliwo
węgiel sort. orzech
drewno kawałkowe
Rodzaj badania
Jedn.
wyniki
wyniki
moc
kW
21,3
17,4
CO (O2 ref 10%)
mg/m3n
5 340
11 740
SO2 (O2 ref 10%)
mg/m3n
505
0
NOx (O2 ref 10%)
mg/m3n
160
90
Pył
mg/m3n
285
235
mg/m3n
320
475
(O2 ref 10%)
Zan. org. (TOC) (O2 ref 10%)
...my przekraczamy standardy!
60 lat
Biomasa (drewno) = rozwiązanie pro eko ?
+
...my przekraczamy standardy!
60 lat
Biomasa (drewno) = rozwiązanie pro eko ?
TAK !!!
+
...my przekraczamy standardy!
60 lat
Optymalizacja sprawności
...my przekraczamy standardy!
60 lat
KOMFORT c.d.
...my przekraczamy standardy!
60 lat
Rozwój układów kogeneracyjnych w Europie
w oparciu o kotły c.o. (do 100 kW) zasilane biomasą stałą
...my przekraczamy standardy!
60 lat
Rozwój układów kogeneracyjnych w POLSCE
w oparciu o kotły c.o. (do 100 kW) zasilane biomasą stałą
~ 20 kWth
...my przekraczamy standardy!
~ 1,8 kWel
60 lat
Rozwój układów kogeneracyjnych w Europie
w oparciu o kotły c.o. (do 100 kW) zasilane biomasą stałą
...my przekraczamy standardy!
60 lat
Rozwój układów kogeneracyjnych w POLSCE
w oparciu o kotły c.o. (do 100 kW) zasilane biomasą stałą
Kocioł testowy z wymiennikiem ciepła: spaliny-olej termalny, przeznaczonego do zasilania układu ORC
...my przekraczamy standardy!
60 lat
Możliwości poprawy parametrów energetyczno-emisyjnych
„zabytkowych” urządzeń grzewczych
• Wykorzystanie istniejących, często pięknych, tworzących atmosferę
urządzeń grzewczych
• Racjonalna cena „modernizacji”
• Poprawa sprawności istniejących urządzeń
• Ograniczenie emisji zanieczyszczeń
• Ograniczenie spalania paliw kopalnych (zerowa emisja CO2)
• Zwiększenie komfortu użytkownika
...my przekraczamy standardy!
60 lat
Modernizacja pieców kaflowych
WYTWÓRNIA KOTŁÓW C.O. "TILGNER"
mgr inż. JERZY TILGNER, Pleszew
...my przekraczamy standardy!
60 lat
Modernizacja pieców kaflowych c.d.
25000
550
22500
500
20000
450
17500
400
15000
350
12500
300
10000
250
7500
200
5000
150
2500
100
0
50
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
czas, min
węgiel CO
pelety CO
węgiel temp spalin
...my przekraczamy standardy!
60 lat
pelety temp spalin
100
110
120
temperatura spalin, o C
CO, mg/m3 (w prz elicz eniu na 10% O 2 )
Przebieg testu energetyczno-emisyjnego (temp. spalin i CO) pieca kaflowego podczas spalania
węgla kamiennego i peletów drzewnych
Modernizacja pieców kaflowych c.d.
Wyniki testów energetyczno-emisyjnych pieca:
Oznaczenie
Jednostka
Spalanie węgla
Spalanie peletów
sprawność
%
64,4
70,3
Temp. spalin
oC
315,3
250,2
O2
%
14,61
14,98
(10%O2)
mg/m3n
1043,5
308,8
SO2 (10%O2)
mg/m3n
886,4
0
NOx
mg/m3n
326,7
357,2
mg/m3n
286
113
mg/m3n
128
88,1
mg/m3n
0,8
0,3
mg/m3n
21,5
19,3
CO
Pył
TOC
(10%O2)
(10%O2)
(10%O2)
16 WWA
(10%O2)
BaP
(10%O2)
...my przekraczamy standardy!
60 lat
Dziękuję za uwagę
...my przekraczamy standardy!
60 lat