SPALANIE PALIW STAŁYCH W KOTŁACH C.O.

Transkrypt

1 SZKOLENIE KRAKÓW, 13 i 14 czerwca 2017 r. SPALANIE PALIW STAŁYCH W KOTŁACH C.O. Katarzyna Matuszek

2 Infrastruktura ZESPÓŁ LABORATORIÓW Zespół Laboratoriów IChPW od 1996 r. posiada Certyfikat Akredytacji Nr AB 081 potwierdzający spełnienie wymagań normy PN-EN ISO/IEC 17025:2005. LABORATORIUM PALIW I WĘGLI AKTYWNYCH 92 akredytowane metody badawcze LABORATORIUM GAZÓW PRZEMYSŁOWYCH I PRODUKTÓW WĘGLOPOCHODNYCH 32 akredytowane metody badawcze LABORATORIUM TECHNOLOGII SPALANIA I ENERGETYKI 12 akredytowanych metod badawczych LABORATORIUM TECHNOLOGII KOKSOWNICZYCH 12 akredytowanych metod badawczych Rocznie Zespół Laboratoriów wykonuje około różnych analiz badając około 3000 próbek.

3 Infrastruktura CENTRUM CZYSTYCH TECHNOLOGII WĘGLOWYCH Instalacja usuwania CO 2 metodą absorpcji aminowej Instalacja suszenia paliw stałych Instalacja spalania paliw w turbinie gazowej Instalacja zgazowania biomasy Wielofunkcyjne stanowisko brykietowania i granulowania Instalacja odgazowania paliw stałych w złożu stacjonarnym Instalacja spalania objętościowego paliw Instalacja badawcza urządzeń grzewczych małej mocy i paliw stałych Instalacja zgazowania i oksyspalania paliw stałych w ciśnieniowym reaktorze z cyrkulującym złożem fuidalnym Instalacja konwersji paliw w reaktorze z tlenkową pętlą chemiczną Instalacja zgazowania/pirolizy paliw stałych

4 Teoria procesu spalania czyli skąd bierze się problem paliwo + powietrze strefa wysokich temperatur czas spaliny spalanie przeciwprądowe spalanie współprądowe

5 powietrze powietrze Teoria procesu spalania czyli skąd bierze się problem Schemat procesu spalania paliwa złoże paliwa złoże paliwa spalanie przeciwprądowe spalanie współprądowe - niekontrolowane warunki spalania - DUŻA EMISJA - kontrolowane warunki spalania - MAŁA EMISJA

6 Praktyczna realizacja procesu spalania c.d. Błękitny węgiel Koks Węgiel kamienn y

7 Urządzenia ogrzewnictwa indywidualnego w Polsce (o mocy do 500 kw) 75% 20% 5% kocioł z automatycznym ciągłym podawaniem paliwa silnik sterowany elektronicznie kotły sterowane automatycznie (retortowe, kotły rusztowe i inne) kotły szybowe (rozpalane od góry) kotły komorowe z ręcznym zasypem paliwa kocioł z ręcznym okresowym podawaniem paliwa silnik bez elektroniki 7/27

8 Kotły c.o. dla mikro i małych ciepłowni w Polsce (o mocy od 500 kw do 1000 kw) Kotły c.o. do 500 kw - PN-EN 303-5:2012 ( ; CO, LZO, pył) - Dyrektywa Ekoprojekt ( ; CO, LZO, pył, NOx) Kotły c.o. od 500 do 1000 kw -??? Kotły od 1000 kw (> 1 MW) - Rozporządzenie Ministra Środowiska (SO 2, pył, NOx) - Dyrektywa MCP (SO 2, pył, NOx) 8/27

9 Urządzenia ogrzewnictwa indywidualnego w Polsce (o mocy do 500 kw) - Norma PN-EN 303-5:2012 Wytyczne techniczne i metodyka przeprowadzenia pomiarów kryteria sprawności i stężeń zanieczyszczeń w spalinach: CO, LZO, pył NIE DOTYCZY PIECÓW (urządzenia bez wymiennika ciepła) Dyrektywa Ecodesign kryteria sprawności kryteria stężeń zanieczyszczeń w spalinach: CO, LZO, pył, NOx

10 Urządzenia ogrzewnictwa indywidualnego w Polsce (o mocy do 500 kw) Dyrektywa Ecodesign DYREKTYWA PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO I RADY 2009/125/WE z dnia 21 października 2009 r. ustanawiająca ogólne zasady ustalania wymogów dotyczących ekoprojektu dla produktów związanych z energią Rozporządzenie wykonawcze: ROZPORZĄDZENIE KOMISJI (UE) 2015/1189 z dnia 28 kwietnia 2015 r. w sprawie wykonania dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/125/WE w odniesieniu do wymogów dla kotłów na paliwo stałe Od dnia 1 stycznia 2020 r. zgodnie z rozporządzeniem kotły na paliwo stałe muszą spełniać m.in. wymogi odnośnie sprawności i emisji zanieczyszczeń.

11 Porównanie kryteriów normy PN-EN 303-5:2012 i Dyrektywy Ecodesign Graniczne wartości emisji zanieczyszczeń wg PN-EN 303-5:2012 Sposób zasilania paliwem Ręczny Biogeniczne Automatyczny Rodzaj paliwa Kopalne Biogeniczne Kopalne Nominalna moc cieplna kw Klasa 3 Graniczne wartości emisji zanieczyszczeń ( mg/m 3 przy 10 % O 2 ) CO OGC (LZO) Pył Klasa 4 Klasa 5 Klasa 3 Klasa 4 Klasa 5 Klasa > > > > > > > > Klasa 4 Klasa Graniczne wartości emisji zanieczyszczeń wg Dyrektywy "Ecodesign" Sposób zasilania paliwem Ręczny Automatyczny Rodzaj paliwa Nominalna moc cieplna kw Graniczne wartości emisji zanieczyszczeń (emisja sezonowa) (mg/m 3 przy 10 % O 2 ) OGC CO Pył NO (LZO) x Biogeniczne Kopalne 350 Biogeniczne Kopalne 350 Emisja sezonowa E s (CO, OGC, pył, NO x ) E s,p - emisja przy obciążeniu częściowym E s,n - emisja przy obciążeniu nominalnym

12 Stężenia limitowanych zanieczyszczeń kotły c.o. peletowe CO, mg/m 3 n kw 20 kw 24 kw 35 kw OGC, mg/m 3 n kw 20 kw 24 kw 35 kw pył, mg/m 3 n kw 20 kw 24 kw 35 kw NOx, mg/m 3 n kw 20 kw 24 kw 35 kw

13 Stężenia limitowanych zanieczyszczeń kotły c.o. węglowe CO, mg/m 3 n kw 20 kw 24 kw 35 kw OGC, mg/m 3 n kw 20 kw 24 kw 35 kw pył, mg/m 3 n kw 20 kw 24 kw 35 kw NOx, mg/m 3 n kw 20 kw 24 kw 35 kw

14 Norma 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

15 SPALIN Y Laboratorium dostarczenie i instalacja kotła c.o. ODBIÓR CIEPŁA

16 Wymagania dotyczące odbioru ciepła

17 Wymagane pomiary

18 Pomiary Rysunek A.1 Schemat budowy urządzenia do pobierania próbek pyłu, PN-EN 303-5:2012

19 Pomiar stężenia pyłu metoda grawimetryczna Rysunek A.3 Propozycja wykonania obudowy filtra PN-EN303-5:2012 Rysunek A.2 Przykład budowy głowicy urządzenia filtrującego PN-EN 303-5:2012

20 Pomiar stężenia pyłu, sumy 16 WWA w tym B(a)P

21 Stężenie pyłu wyniki pomiaru

22 Sprawozdawczość - wymagania PN-EN 303-5: Raport i dokumentacja z badań Raport z badań powinien być sporządzony w oparciu o normę EN ISO/IEC Raport z badań powinien zawierać co najmniej następujące informacje: 1. nazwę i adres laboratorium wykonującego badania i miejsce wykonania pomiarów; 2. numer identyfikacyjny raportu z badań; 3. nazwę i adres zamawiającego badania; 4. metody badań; 5. opis badanego kotła grzewczego lub typoszeregu o następującej zawartości: 6. ogólny opis konstrukcji; 7. sposób zasilania paliwem; 8. sposób doprowadzania powietrza; 9. urządzenia zabezpieczające i ich opis (typ, certyfikaty, producent, nastawy, wielkość); 10. ważne zespoły (wentylator powietrza, urządzenie zapalające, zastosowany zasobnik ciepła. Itd.); 11. listę części, gdy ma to zastosowanie; 12. termin wykonywania badań; 13. wyniki badań - wartości średnie z każdego okresu badań a dla kotłów grzewczych zasilanych paliwem ręcznie - wartości średnie dla każdego cyklu spalania paliwa; 14. specyfikację metody pomiaru pyłu; 15. zdjęcie kotła. Raport z badań może być udostępniany tylko w całości.

23 Sprawozdawczość - wymagania URZĘDÓW Typ kotła

24 W sprawozdaniu

25 W sprawozdaniu c.d.

26 W sprawozdaniu c.d.

27 Tytuł Norma 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 KLASY III, IV, V

28 Urządzenia ogrzewnictwa indywidualnego w Polsce (o mocy do 500 kw) kocioł z automatycznym ciągłym podawaniem paliwa silnik sterowany elektronicznie

29 Rzeczywistość kotły retortowe

30 Rzeczywistość kotły podsuwowe

31 Rzeczywistość kotły peletowe +

32 Elektrofiltr 32/wstaw liczbę slajdów

33 Elektrofiltr - zastosowanie 33/wstaw liczbę slajdów

34 Optymalizacja sprawności

35 KOMFORT c.d.

36 Rozwój układów kogeneracyjnych w Europie w oparciu o kotły c.o. (do 100 kw) zasilane biomasą stałą

37 Rozwój układów kogeneracyjnych w POLSCE w oparciu o kotły c.o. (do 100 kw) zasilane biomasą stałą ~ 20 kw th ~ 1,8 kw el

38 Rozwój układów kogeneracyjnych w Europie w oparciu o kotły c.o. (do 100 kw) zasilane biomasą stałą

39 Rzeczywistość

40 Kotły zasypowe kocioł z ręcznym okresowym podawaniem paliwa silnik bez elektroniki

41 Kotły zasypowe ZMIANA SPOSOBU ZASIALANIA PALIWEM

42 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 CO 2 ) Zwiększenie komfortu użytkownika

43 WYTWÓRNIA KOTŁÓW C.O. "TILGNER" mgr inż. JERZY TILGNER, Pleszew Modernizacja pieców kaflowych

44 Kotły zasypowe PALIWO PRZYGOTOWANE TERMICZNIE PALIWA NISKOEMISJYJNE

45 Idea uszlachetniania paliwa węgiel Wytwarzanie paliwa energia użytkowa

46 Produkt programu GEKON Błękitny węgiel = Bluecoal węgiel kamienny Cechy paliwa bezdymnego: - Łatwy zapłon - Dobre, stabilne spalanie - Bezproblemowy odbiór popiołu - Niska emisja CENA!!! paliwo bezdymne Parametr Symb. Jedn. węgiel kamienny Błękitny węgiel analiza techniczna popiół A r % 5 15 <10% części lotne V daf % siarka całkowita S r t % 0,6 1,2 <0,4 wartość opałowa Q r i MJ/kg max. zawartość podziarna < 0,1mm - % 25 5 zapach - - bezwonne bezwonne

47 całkowite zan. organiczne, mg/m 3 n (ref. 10% O 2 ) pył, mg/m 3 n (ref. 10% O 2 ) Badania półtechniczne w IChPW Emisja zanieczyszczeń ze spalania węgla i paliwa bezdymnego w komorowym kotle c.o PYŁ węgiel kamienny paliwo bezdymne 8x TOC x węgiel kamienny paliwo bezdymne

48 Bluecoal zakres prac w ramach projektu GEKON BADANIA PÓŁTECHNICZNE W IChPW WSTĘPNY PROGRAM PILOTAŻOWY PROGRAM PILOTAŻOWY ~1 tona 12 ton 2000 ton

49 Pomiar emisji zanieczyszczeń gazowych i pyłu komin dach Element filtracyjny z układu pomiarowego stężenia pyłu w spalinach Pomiar stężenia zanieczyszczeń poddasze kocioł c.o. / piec ze spalania węgla kamiennego ze spalania Błękitnego węgla

50 Roszków gmina Krzyżanowice Spalanie tradycyjnych paliw stałych głównie flotokoncentratu Średnia krotność redukcji emitowanych zanieczyszczeń Spalanie Błękitnego węgla 80 uczestników programu pył TOC Σ16 WWA wg EPA B(a)P SO2 - redukcja 20 razy - redukcja 20 razy - redukcja 50 razy - redukcja 35 razy - redukcja 2 razy

51 Podsumowanie Roszków spalanie tradycyjnych paliw stałych Roszków spalanie Błękitnego węgla

52 Program pilotażowy 2015/16 Lokalizacje testy pilotażowe Lokalizacja Ilość paliwa, Mg Uczestnicy Ankiety (ilość) 2000 ton paliwa! Roszków Jedlina-Zdrój 600 Kraków JEDLINA-ZDRÓJ ROSZKÓW ZABRZE KRAKÓW Zabrze 500 Żywiec ŻYWIEC

53 Zabrze pomiary imisji

54 KOMINY PRAWO BUDOWLANE

55 KOMINY c.d.

56 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ INSTYTUT CHEMICZNEJ PRZERÓBKI WĘGLA ul. Zamkowa 1; Zabrze Telefon: Fax: /27 Internet: NIP: Regon: