www.miskantus.fora.pl

jaronwoj

Analiza koniecznego obszaru zasiewu roślinami energetycznymi umożliwiająca współspalania biomasy w ilości 20% w kotle WP-70

Przy założeniu dyspozycyjności kotła 0,3 (kocioł ciepłowniczy)
Założenia:

• proces współspalania prowadzony będzie na kotle WP-70,
• proces współspalania prowadzony będzie w stosunku 20%
biomasa, 80% pył węglowy,
• kocioł będzie pracował ze 100-procentową wydajnością
(zużycie paliwa 10 t/h),
• wartość opałowa węgla 22 MJ/kg.

Instalacja pierwotna
Strumień doprowadzonej energii w węglu:
Q=W o *m=22*10 000=220 [GJ/h]

W czasie współspalania (dla wierzby wiciowej) n

Strumień doprowadzonej energii w węglu:
Q =0,8*Q=176, GJ/h

Strumień doprowadzonej energii w biomasie:
Q =0,2*Q=44, GJ/h

Strumień masowy biomasy dodawanej do kotła:
M =Q 2 /W 44/16,5=2,6666, t/h

Ilość biomasy współspalanej w kotle w ciągu roku:
M=m z24*365*0,3=2,6666*24*365*0,7=7008, t/rok

Powierzchnia, na jakiej musi zostać zasiana określona roślina energetyczna:
P=M z/7008/15=467, ha

Powierzchnie zasiewu dla poszczególnych gatunków roślin energetycznych przy założeniu dyspozycyjności kotła 0,3

Analiza koniecznego obszaru zasiewu roślinami energetycznymi umożliwiająca współspalania biomasy w ilości 20% w kotle WP-70

Przy założeniu dyspozycyjności kotła 0,3 (kocioł ciepłowniczy)
Założenia:

• proces współspalania prowadzony będzie na kotle WP-70,
• proces współspalania prowadzony będzie w stosunku 20%
biomasa, 80% pył węglowy,
• kocioł będzie pracował ze 100-procentową wydajnością
(zużycie paliwa 10 t/h),
• wartość opałowa węgla 22 MJ/kg.

[
Powierzchnia, na jakiej musi zostać zasiana określona roślina energetyczna:
P=M z/7008/15=467, ha

Powierzchnie zasiewu dla poszczególnych gatunków roślin energetycznych przy założeniu dyspozycyjności kotła 0,3
--- nazwa - Wart.opał --Strumień-Il.Zbioru-- Il.rocz. biomasy--- Pow. areał
Miscanthus --19 Gj/T -- 2,3t/h ---25t/ha----------20280 t/rok-------810ha

Wierzba
wiciowa--- 16—17Gj/T -- 2,6t/h --15t/ha----------7008 t/rok --------467ha
--------------------------------------------------------------------------------

Przy założeniu dyspozycyjności kotła 1 pozostałe założenia pozostają niezmienione.

Oczywiście dane o wielkości możliwej do zebrania suchej masy z 1 ha są orientacyjne i zależą w głównej mierze od warunków glebowych. Wartość 15 t suchej masy z ha jest wartością średnią. Jak widać ilość terenu, jaki musiałby zostać przeznaczony pod zasiew do celów prowadzenia procesu współspalania w ilości energii wprowadzonej w paliwie wynoszącej 20% w 1 średniej wielkości kotle jest ogromny. Zebranie obecnie takiej ilości jednorodnej biomasy w Polsce np. Miscanthusa jest wręcz niemożliwe. Ten problem próbuje się obecnie rozwiązać poprzez podpisywanie umów z rolnikami na dostawy uprawianych przez nich roślin energetycznych. I tutaj jednak pojawia się dodatkowy problem, a mianowicie w Polsce wielkość gospodarstw rolnych jest mała, co bezpośrednio wiąże się ze
wzrostem kosztów uprawy oraz odległością, z jakiej byłyby przywożone zbiory. Wymienione dwa czynniki powodują wysokie ceny za tonę biomasy. Na zakończenie tego wątku należy stwierdzić, że plantacje roślin energetycznych podobnie jak i wytwarzanie energii z biomasy na dużą skalę dopiero w Polsce raczkują.

Podsumowując, wypełnienie 7,5% całkowitej ilości wytwarzanej energii z OŹE będzie możliwe jedynie wtedy, gdy energię tę zaczną wytwarzać kotły energetyczne. Jednak nie będzie to możliwe przy wykorzystaniu niejednorodnej biomasy pochodzącej z obszaru o średnicy 30, a nawet 50 km, przede wszystkim ze względu na brak tak dużej ilości biomasy oraz ze względu na dużą niejednorodność pozyskiwanej w ten sposób biomasy.
Tak więc wykorzystanie biomasy w kotłach pyłowych będzie uzależnione w przyszłości od tego czy w kraju powstaną duże plantacje roślin energetycznych, które w sposób profesjonalny zajmą się uprawą, a może nawet i przetwarzaniem biomasy do postaci nadającej się do bezpośredniego spalania, zapewniając w ten sposób paliwo o stałych parametrach, na co szczególnie wrażliwe są kotły pyłowe. Tylko w takim przypadku energia z biomasy będzie tania i możliwa do pozyskania z dużych jednostek energetycznych. W chwili obecnej, niestety, takich plantacji nie ma, a spalana biomasa pochodzi z różnych źródeł, co powoduje duże problemy z eksploatacją kotła. To, co się mówi obecnie w wielu artykułach i książkach o ilościach marnującej się biomasy na polach i lasach jest niewątpliwie prawdą, ale biomasa ta nadaje się jedynie do spalania w bardzo małych lokalnych jednostkach. Jest to wynikiem tego, że owa marnująca się biomasa zalega na obszarze całej Polski, ale w niedużych ilościach, a trzeba pamiętać.

Podstawa prawna
Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 30 lipca 2001 r. w sprawie wprowadzenia do powietrza substancji zanieczyszczających z procesów technologicznych i operacji technicznych (Dz. U. 2001.87.957 z dnia 24 sierpnia 2001 r.)
— paliwowych poprzez utrzymanie współczynnika nadmiaru powietrza w strefie wirowej w granicach od =0,6 do 0,7 i wydłużeniu czasu przebywania cząstki paliwa w tej strefie,
— termicznych poprzez obniżenie temperatury w komorze spalania, wzrost sprawności brutto kotła od 1,5 do 4,0% dzięki:
— obniżeniu straty wylotowej poprzez ograniczenie temperatury wylotowej spalin (obniżenie temperatury w komorze paleniskowej),
— obniżeniu współczynnika nadmiaru powietrza, poprawę parametrów eksploatacyjnych kotła, takich jak:
— eliminacja szlakowania kotła — obniżona temperatura w komorze paleniskowej i części konwekcyjnej kotła,
— możliwość rozszerzenia zakresu obciążeń kotła (obniżenie min. technicznego kotła o ok. 15%, podwyższenie max. technicznego kotła o ok. 10%,
— poprawa warunków pracy elektrofiltru na skutek obniżenia temperatury spalin i ilości spalin,
— stabilna praca kotła przy minimalnych obciążeniach, wydłużony okres eksploatacji kotła z uwagi na mniejsze obciążenia cieplne ekranów kotła; zmniejszenie tych obciążeń jest wynikiem:
— wydłużenia strefy spalania,
— wprowadzenia wirowego ruchu wyrównującego rozkład temperatur w całej komorze spalania, możliwość stosowania węgla gorszych gatunków;
możliwość zastosowania technologii „wiru niskotemperaturowego” bez konieczności stosowania skomplikowanych układów regulacji;
u
technologia jest prosta w obsłudze i nie wymaga specjalistycznych szkoleń personelu obsługującego kocioł; niski koszt modernizacji i szybki zwrot poniesionych nakładów na modernizację (przeciętnie od 2,5 do 3 lat),

dzięki:
— możliwości pozostawienia istniejących urządzeń młynowo-paleniskowych i wentylatorów,
— niewielkim zmianom w konstrukcji dolnej części paleniska, palników i niektórych elementów urządzeń pomocniczych,
— braku skomplikowanych układów automatycznej regulacji, które często prowadzą do obniżenia sprawności kotła,
— mniejszemu zużyciu węgla na skutek podwyższenia sprawności kotła,

— zmniejszeniu awaryjności części ciśnieniowej kotła,
— obniżeniu kosztów związanych z opłatami

Zródlo

[link widoczny dla zalogowanych]