Rury nowej generacji dla ciepłownictwa. VIII Konferencja Techniczna Warszawa 6 7 listopad 2013 r.

Transkrypt

1 Rury nowej generacji dla ciepłownictwa VIII Konferencja Techniczna Warszawa 6 7 listopad 2013 r.

2 AGENDA GRUPA KAPITAŁOWA RADPOL O GRUPIE KAPITAŁOWEJ RADPOL GŁÓWNE PRZEWAGI KONKURENCYJNE CIEPŁOWNICTWO ZADANIA I PROBLEMY RURGAZ DLA CIEPŁOWNICTWA ROZWIĄZANIA STOSOWANE OBECNIE PROBLEMY TECHNOLOGICZNE INNOWACYJNE ROZWIĄZANIE RURGAZ PODSUMOWANIE 2

3 O GRUPIE KAPITAŁOWEJ RADPOL Grupa Kapitałowa Radpol to jedyny na polskim rynku dostawca kompletnych systemów infrastrukturalnych do przesyłu energii, gazu, wody i ciepła. Grupę tworzy 5 nowoczesnych zakładów: Współpraca zakładów Radpol, Rurgaz oraz Finpol w tworzeniu oferty kompleksowych systemów do przesyłu ciepła Współpraca zakładów Elektroporcelana oraz Radpol w zakresie osprzętu dla energetyki zawodowej Słup SN z osprzętem Radpol Izolatory z Ciechowa elementem oferty kompletnych słupów SN 3

4 O Grupie Kapitałowej RADPOL RADPOL S.A. ul. Batorego 14 Człuchów Zakład ELEKTROPORCELANA ul. Średzka 10, Ciechów, Środa Śląska Warszawa Zakład RURGAZ Kolonia Prawiedniki 57 Lublin WIRBET SA ul. Chłapowskiego 51 Ostrów Wlkp. FINPOL ROHR Sp. z o.o. ul. Nocznickiego 33 WARSZAWA. 4 Strona

5 Historia firmy RADPOL S.A. Przedsiębiorstwo Doświadczalnego Przemysłu Kablowego i Sprzętu Elektrotechnicznego KABLOSPRZĘT 1970 Pierwszy akcelerator 1983 Wniesienie akcji firmy przez Skarb Państwa do programu NFI 1996 Inwestor strategiczny Tar Heel Capital od 2003 roku Debiut giełdowy RADPOL S.A. na GPW maj 2007 Rozszerzenie oferty o nowe produkty dzięki akwizycji Elektroporcelany i Enecco 2008 Uruchomienie drugiego akceleratora Radpol przejmuje 100% udziałów Rurgaz Sp. z o.o Radpol przejmuje 100% akcji WIRBET SA 2012 Radpol przejmuje 100% udziałów FINPOL ROHR Strona

6 GŁÓWNE PRZEWAGI KONKURENCYJNE GK RADPOL Unikalne aktywa Innowacyjne technologie Silne synergie między zakładami Radpol jako jedyna polska firma i jedna z niewielu w Europie wykorzystuje na skalę przemysłową dwa akceleratory elektronowe oraz ekstruder do wytłaczania pięciowarstwowych rur z polietylenu Sieciowanie radiacyjne wyrobów z polietylenu, pełne systemy antydyfuzyjne, rury wykorzystywane do bezwykopowej renowacji rurociągów Kompleksowa oferta dla energetyki zawodowej w oparciu o produkty Radpol i Wirbet Kompleksowa oferta dla ciepłownictwa współpraca Radpol, Rurgaz oraz Finpol 6

7 AGENDA GRUPA KAPITAŁOWA RADPOL O GRUPIE KAPITAŁOWEJ RADPOL GŁÓWNE PRZEWAGI KONKURENCYJNE CIEPŁOWNICTWO ZADANIA I PROBLEMY RURGAZ DLA CIEPŁOWNICTWA ROZWIĄZANIA STOSOWANE OBECNIE PROBLEMY TECHNOLOGICZNE INNOWACYJNE ROZWIĄZANIE RURGAZ PODSUMOWANIE 7

8 ZADANIA Promocja ciepła systemowego Podwyższenie sprawności wytwarzania i dystrybucji energii Zwiększenie stopnia wykorzystania energii pierwotnej w sektorze energetycznym i obniżenie energochłonności sektora publicznego Obniżenie emisji zanieczyszczeń do atmosfery 8

9 PROBLEMY - EMISJA ZANIECZYSZCZEŃ DO ATMOSFERY Wskaźnik emisji CO Polska Dania Niemcy Szwecja Źródło: District Heating and Cooling Country by country - Euroheat&Power

10 OBNIŻENIE EMISJI CO 2 Ograniczenie emisji w procesie produkcji ciepła, poprzez stosowanie paliw niskoemisyjnych Poprawa sprawności wytwarzania energii, a przede wszystkim rozwój skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej i ciepła Stosowanie energii odnawialnej energia słoneczna geotermalna, biomasa, biogaz Obniżenie strat na przesyle ciepła Obniżenie zużycia ciepła przez budynki 10

11 STRATY CIEPŁA Z danych URE ( potwierdzonych przez IGCP) wynika, że średnie straty ciepła na odcinku od źródła ciepła do odbiorcy wynoszą około 12% Składają się na to przede wszystkim straty przesyłania ciepła oraz straty wynikające ze sprawności transformacji ciepła w węzłach wymiennikowych Straty przesyłania ciepła są sumą strat przenikania ciepła przez izolację w rurociągach i strat w ubytkach wody sieciowej Obniżenie strat ciepła na przesyle to mniejsza produkcja ciepła w źródle, spalenie mniejszej ilości paliwa, mniejsza emisja ilości zanieczyszczeń (np. CO 2 ) do atmosfery 11

12 EFEKTYWNOŚĆ ENERGETYCZNA W PRZESYLE I DYSTRYBUCJI CIEPŁA Stałe i efektywne obniżanie strat w przesyle i dystrybucji ciepła jest jedną z podstawowych zasad wzrostu efektywności energetycznej, wynikających z Dyrektywy dla grupy przedsiębiorstw działających w dziedzinie przesyłu i dystrybucji ciepła. 12

13 PROBLEMY STARZENIE SIĘ SIECI CIEPŁOWNICZYCH 100% 4% Powyżej 40 lat 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 16% 24% 29% 27% Od 31 do 40 lat Od 21 do 30 lat Od 11 do 20 lat Do 10 lat Z danych opracowanych we wrześniu 2008 roku przez IGCP z próbki 25% przedsiębiorstw zrzeszonych w Izbie wynika, że ponad 40% sieci ciepłowniczych eksploatowanych było ponad 20 lat. Starzenie się sieci ciepłowniczych jest problemem ich eksploatatorów, jednak z drugiej strony stwarza perspektywę dla producentów rur preizolowanych. 13

14 PROBLEMY STARZENIE SIĘ IZOLACJI W czasie eksploatacji preizolowanego rurociągu ciepłowniczego następuje znaczące pogorszenie własności izolacyjnych pianki poliuretanowej. Zjawisko to spowodowane jest dyfuzją cząsteczek cyklopentanu i CO 2 stanowiącego gazowe wypełnienie komórek pianki poprzez zewnętrzny płaszcz osłonowy W miejsce gazów komórkowych, cyklopentanu i CO 2, do pianki PUR wnika z powietrza tlen i azot, które mają wyższą przewodność cieplną. W konsekwencji pogarsza się izolacyjność cieplna elementów preizolowanych, co w konsekwencji prowadzi do zwiększenia strat ciepła na przesyle Przenikanie tlenu przez rurę osłonową prowadzi do osłabienia struktury utleniającej się pianki poliuretanowej, przez co zmniejsza się jej przyczepność do rury wewnętrznej, a w konsekwencji pogorszeniu ulega mechaniczna integralność zespołu preizolowanego 14

15 PROBLEMY STARZENIE SIĘ IZOLACJI Okres eksploatacji rurociągów preizolowanych ocenia się na 30 i więcej lat, z tego względu zjawisko dyfuzji gazów i stopniowe pogarszanie się właściwości termoizolacyjnych mają istotne znaczenie z punktu widzenia kosztów eksploatacyjnych i emisji zanieczyszczeń do środowiska. Ireneusz Iwko: Zjawisko dyfuzji gazów w rurociągach preizolowanych w zależności od stosowanych środków pieniących i sposobu produkcji, INSTAL 2006 rok Ewa Kręcielewska: Współczynnik przewodzenia ciepła izolacji PUR eksploatowanych rurociągów preizolowanych, INSTAL 2011 rok 15

16 AGENDA GRUPA KAPITAŁOWA RADPOL O GRUPIE KAPITAŁOWEJ RADPOL GŁÓWNE PRZEWAGI KONKURENCYJNE CIEPŁOWNICTWO ZADANIA I PROBLEMY RURGAZ DLA CIEPŁOWNICTWA ROZWIĄZANIA STOSOWANE OBECNIE PROBLEMY TECHNOLOGICZNE INNOWACYJNE ROZWIĄZANIE RURGAZ PODSUMOWANIE 16

17 ROZWIĄZANIA STOSOWANE OBECNIE Dwuwarstwowe odprężone płaszcze osłonowe z barierą dyfuzyjną stosowane są przy unikalnej metodzie produkcji rur preizolowanych. Rury preizolowane CONTI produkowane są w zakresie średnic nominalnych DN (D o 75 mm 315 mm). Metoda CONTI polega na jednoczesnym natryskiwaniu pianki PUR na rurę stalową, nakładaniu folii barierowej tworzącej warstwę antydyfuzyjną i wytłaczaniu płaszcza osłonowego z polietylenu wysokiej gęstości (HDPE) w sposób ciągły. Przy tradycyjnej, powszechnej metodzie produkcji rur preizolowanych DN (D o 75 mm 1400 mm) osłonę izolacji stanowi rura polietylenowa bez bariery dyfuzyjnej. Niektórzy z producentów, jako barierę dyfuzyjną stosują folię tworzywową lub aluminiową pomiędzy izolacją i rurą osłonową, która wprawdzie chroni izolację przed dyfuzją gazów, ale jednocześnie w sposób istotny może pogorszyć jeden z najważniejszych parametrów wytrzymałościowych preizolowanego zespołu rurowego - wytrzymałość na ścinanie (zarówno w kierunku osiowym, jak i stycznym). 17

18 PROBLEMY TECHNOLOGICZNE Tworzywowe przewodowe rury z barierą dyfuzyjną produkowane są przez niewielu producentów na świecie. Służą one przede wszystkim do przesyłu gazu i wody o temperaturze do 110 C. Rury tego rodzaju produkowane są w niewielkim zakresie nominalnych średnic zewnętrznych D o = mm, ze względu na trudności związane z: łączeniem ze sobą tworzyw z grupy poliolefin (polietylen PE lub polipropylen PP) z tworzywami EVOH na etapie współwytłaczania, zagwarantowaniem ciągłości (równomiernego rozłożenia na obwodzie) bariery dyfuzyjnej, wyeliminowaniem zjawiska termicznej degradacji tworzywa w procesie produkcji, konieczności posiadania przez producenta specjalistycznych narzędzi, urządzeń i maszyn. 18

19 INNOWACYJNE ROZWIĄZANIE RURGAZ Firma RADPOL S.A. w Zakładzie RURGAZ wdrożyła nową technologię produkcji rur odprężonych tworzywowych pięciowarstwowych D o mm z barierą dyfuzyjną (RBA). Nowatorstwo technologii w bardzo dużym zakresie średnic zewnętrznych, tj. D o = mm produkcja rur pięciowarstwowych jedna z warstw to bariera dyfuzyjna likwidacja naprężeń obwodowych i wzdłużnych (odprężanie) Rury wykorzystywane jako przewodowe oraz jako osłonowe. 19

20 INNOWACYJNE ROZWIĄZANIE RURGAZ Właściwości warstwy barierowej Materiał Warunki testu Przenikanie gazu (GTR) (cm 3 *mm/m 2 *dzień * atm.) N 2 O 2 CO 2 EVOH 25 C, 0% RH 0, ,0054 0,016 HDPE 22 C

21 INNOWACYJNE ROZWIĄZANIE RURGAZ Właściwości odprężonej rury osłonowej Koronowany płaszcz odprężony: znacząco zredukowane naprężenia obwodowe i wzdłużne zredukowane skurcze wzdłużne i poprzeczne zmniejszenie do minimum ryzyka zrywania pianki z rury płaszczowej, co jest kluczowe dla jakości rury preizolowanej w trakcie eksploatacji znaczące obniżenie naprężeń rury płaszczowej, czyli ryzyka pęknięcia płaszcza w trakcie eksploatacji rury ciepłowniczej Badania zgodnie z EN ISO 2505 prowadzone w zakładowym laboratorium RURGAZ 21

22 INNOWACYJNE ROZWIĄZANIE RURGAZ W wyniku zastosowania warstwy barierowej z EVOH przenikanie gazu z pianki, jak i tlenu do izolacji zostaje obniżone do wartości śladowych, co oznacza utrzymanie właściwości termicznych pianki na niezmienionym poziomie przez pełen okres eksploatacji systemu. W związku z brakiem degradacji tlenowej poliuretanu, nie ulega też pogorszeniu mechaniczna integralność systemu. 22

23 INNOWACYJNE ROZWIĄZANIE RURGAZ 23

24 INNOWACYJNE ROZWIĄZANIE RURGAZ Założenia do obliczeń Do analizy przyjęto sieć osiedlową wyprowadzoną z magistrali 2xDn400/560 Punkty Średnica Długość ok. A-B 2xDn xDn xDn xDn xDn xDn xDn xDn xDn xDn bud 7 2xDn bud 8 2xDn bud 9 2xDn xDn xDn xDn xDn bud 14 2xDn bud 13 2xDn bud 11 2xDn bud 12 2xDn bud 10 2xDn bud 5 2xDn bud 6 2xDn xDn bud 4 2xDn xDn bud 3 2xDn bud 2 2xDn bud1 2xDn50 8

25 INNOWACYJNE ROZWIĄZANIE RURGAZ Założenia do obliczeń Przykład zastosowania wariantu rur preizolowanych z barierą dyfuzyjną i bez bariery dyfuzyjnej z czasem eksploatacji 10 lat oraz efektami możliwymi do uzyskania dzięki zastosowaniu bariery dyfuzyjnej. Zestawienie średnic i długości sieci cieplnej

26 INNOWACYJNE ROZWIĄZANIE RURGAZ Założenia do obliczeń Metodyka szacowania zmniejszenia strat ciepła (sieci)

27 INNOWACYJNE ROZWIĄZANIE RURGAZ Założenia do obliczeń Zmiana współczynnika przewodzenia ciepła λ50 [W/mK] wciągu 10 lat dla rur preizolowanych 0,036 0,035 0,034 0,033 0,032 współczynnik przewodzenia ciepła dla rury standard współczynnik przewodzenia ciepła dla rury z barierą antydyfuzyjną 0,0345 0,0347 0,0349 0,035 0,0341 0,0336 0,033 0,0325 0,031 0,0311 0,03 0,029 0,028 0,027 λ50 [W/mK] 0,028 0,028 0,028 0,028 0,028 0,028 0,028 0,028 0,028 0,

28 INNOWACYJNE ROZWIĄZANIE RURGAZ Wyniki Obliczeń straty ciepła w GJ/okres Porównanie ilości strat ciepła rur preizolowanych i sieci kanałowej w rozpatrywanym okresie czasu - 10 lat , , , rury standard rury z barierą antydyfuzyjną sieć w kanale

29 INNOWACYJNE ROZWIĄZANIE RURGAZ Wyniki Obliczeń , ,00 Porównanie kosztów strat ciepła i materiałów preizolowanych dla technologii standard i z barierą antydyfuzyjną , , , , , , , , ,00 0, różnica w koszcie materiałów preizolowanych wartość z różnicy strat ciepła pomiędzy rurą standard, a rurą z barierą

30 INNOWACYJNE ROZWIĄZANIE RURGAZ Korzyści Obniżenie strat ciepła poprzez zastosowanie bariery dyfuzyjnej w ciągu 10 lat eksploatacji pozwala na zmniejszenie strat ciepła w wysokości 3 694,5 GJ, co daje przy założonej cenie 1 GJ ciepła w wysokości 45 zł/gj kwotę ,50 zł. Zwrot z zainwestowanego kapitału związanego z zakupem rur z barierą jest rekompensowany już po 4 latach i 4 miesiącach zmniejszonymi stratami ciepła. Różnica ta ma duży wpływ na wysokość całkowitych strat ciepła, a co za tym idzie również koszty jakie przedsiębiorstwo musi ponieść na pokrycie: dodatkowych strat ciepła, dodatkowego paliwa jakie w źródle ciepła trzeba spalić na pokrycie tej różnicy, opłat jakie trzeba ponieść za zwiększoną emisję CO 2 wynikającą ze spalenia dodatkowego paliwa. 31

31 PODSUMOWANIE Innowacyjność Unikalna produkcja odprężonych tworzywowych pięciowarstwowych rur z barierą dyfuzyjną (o średnicy zewnętrznej do 1000 mm), spełniających funkcję rur przesyłowych i osłonowych Poszukiwanie obszarów, w których możliwe jest wdrażanie kolejnych zaawansowanych technologicznie rozwiązań 32

32 PODSUMOWANIE Stworzenie pełnego systemu, z zastosowaniem warstwy antydyfuzyjnej na całej długości rurociągu (również kolana, kształtki i złącza) Łączenie kompetencji z kilku obszarów połączenie rur RBA do budowy rurociągów preizolowanych i opatentowanych przez Radpol sieciowanych radiacyjnych muf termokurczliwych Mufa sieciowana radiacyjnie, wykonana z odprężonej rury HDPE z warstwą antydyfuzyjną po badaniu wg EN 489 w skrzyni z piaskiem 1000 cykli i po próbie szczelności 33

33 Dziękuję za uwagę Grupa Kapitałowa RADPOL ul. Batorego Człuchów tel