Kotły węglowe nowej generacji – co warto o nich wiedzieć

...dobry węgiel w Stokerze.

Najtańszym tradycyjnym paliwem do wytwarzania ciepła w naszym kraju nadal jest węgiel. Same tylko ciepłownie spoza energetyki zawodowej w zależności od sezonu spalają rocznie od 16,5 do 18,5 mln t węgla.

W gospodarstwach indywidualnych zużywane jest w tym czasie ok. 6,6 mln t czarnego paliwa. Znaczną część rynku stanowią jednak wysłużone tradycyjne kotły, które przyczyniają się do wzrostu zanieczyszczenia środowiska. Spalanie węgla w starych, często niesprawnych i wyeksploatowanych instalacjach przy niewłaściwie dobranych systemach kominowych powoduje, że paliwo nie jest wykorzystywane w sposób efektywny. Wzrastają koszty eksploatacji, a przy zastosowaniu węgli złej jakości nasilają się czynniki powodujące wzrost emisji szkodliwych substancji. W efekcie kalkulacje uzyskania taniego ciepła nie zawsze okazują się korzystne.

W wyniku niewłaściwego spalania powstaje sporo popiołu, a do atmosfery trafiają znaczne ilości CO, SO2, NOx oraz pyłów. Zarówno pod względem ekonomicznym, jak i ekologicznym znacznie lepiej wygląda sytuacja w przypadku kotłów węglowych nowej generacji, opartych na tzw. czystej technologii spalania. Wśród nich do najbardziej nowoczesnych i najwydajniejszych należą obecnie kotły retortowe typu Stoker z dolnym doprowadzeniem węgla do paleniska.

Od kilku lat można je już zakupić od krajowych producentów, którzy oferują w sprzedaży jednostki o mocach do 1,5 MW. Polskie konstrukcje mają opinię nawet bardziej wydajnych od importowanych. Koszt zakupu kotła retortowego to średnio kwota rzędu od 165 do 240 zł netto za 1 kW mocy. Cena zależy od wytwórcy i mocy urządzenia. Im większa moc kotła tym kwota za jednostkę mocy jest niższa. Zapotrzebowanie gospodarstwa domowego wynosi 15-25 kW, w zależności powierzchni i termoizolacji ścian budynku. Wydatki poniesione na wymianę kotła i adaptację kotłowni rekompensuje późniejsza tania eksploatacja. Warto dodać, że koszt produkcji ciepła w kotłach niskoemisyjnych z zastosowaniem wysokogatunkowego paliwa jest do 40 proc. niższy od ogrzewania za pomocą tradycyjnych kotłów węglowych. Cena uzyskania 1GJ energii w kotłach retortowych przy stosowaniu paliwa ekoret i uwzględnieniu transportu według obecnych stawek wynosi od 10,5 zł na terenie Śląska do ok. 13 zł na północy Polski. Dla porównania, za 1GJ w gazowej taryfie W-3 musimy zapłacić aż 30 zł.

Zautomatyzowane dozowanie

Praca kotła retortowego sterowana jest układem mikroprocesorowym, co pozwala utrzymać zadaną temperaturę w ogrzewanych pomieszczeniach z uwzględnieniem możliwości jej zmiany w ciągu doby. Układ może być sprzężony z czujnikami temperatury zainstalowanymi wewnątrz i zewnątrz budynku. Dostępne na rynku kotły typu Stoker wymagają podłączenia do zasilania elektrycznego 220 V, które jest niezbędne nie tylko do pracy elektroniki, ale też do napędu podajnika paliwa i dmuchawy. W przypadku zaniku napięcia kocioł utrzymuje żar zapewniający ciepło przez kilka godzin. Istotną korzyścią wpływającą na komfort obsługi urządzeń retortowych jest zautomatyzowane dostarczanie paliwa do paleniska. Uzupełnianie zasobnika węglem w małych kotłach odbywa się raz na 3-6 dni, natomiast w przypadku dużych układów istnieje możliwość wybudowania specjalnych zbiorników, gdzie paliwo wsypywane jest raz lub kilka razy w sezonie. Węgiel dozowany jest do paleniska za pomocą podajnika ślimakowego, gdzie następnie jest spalany pod nadmuchem powietrza. Palenisko oczyszcza się samoczynnie i spala dokładnie taką porcję paliwa, jaka jest potrzebna do uzyskania żądanej temperatury zaprogramowanej przez użytkownika. Wytworzona ilość popiołu w urządzeniu jest niewielka co jest spowodowane efektywnym spalaniem oraz tym że kotły retortowe przystosowane są do pracy tylko z odpowiednio przygotowanymi wysokogatunkowymi rodzajami węgla. Użycie paliwa złej jakości może spowodować zapchanie podajnika ślimakowego lub powstanie zbyt dużej zgorzeliny w palenisku, co grozi uszkodzeniem kotła. W wielu urządzeniach producenci dopuszczają spalanie biomasy, ale tylko w formie odpowiednio przygotowanych peletów. Mimo tych ograniczeń rynek produkcyjny kotłów retortowych w Polsce rośnie bardzo dynamicznie. Widać to na przykładzie największego obecnie krajowego wytwórcy Stokerów z Lublińca, który w 1997 r. wykonał 22 kotły o łącznej mocy 725 kW. W roku bieżącym produkcja tego zakładu przekroczyła 1850 urządzeń o sumarycznej mocy 59200 kW.

Istotny wpływ na tę dynamikę wzrostu ma opłacalność ekonomiczna dla użytkowników, ale też coraz lepsza ogólnopolska sieć dystrybucji „ekskluzywnego” węgla. Zapotrzebowanie dla obecnie pracujących w kraju Stokerów szacuje się na ok. 150 tys. t paliwa rocznie. Znaczny udział w sprzedaży wysokowydajnych mieszanek węglowych dla zastosowań w kotłach retortowych posiada Katowicki Holding Węglowy, który od kilku lat rozprowadza w całym kraju odpowiednio konfekcjonowane paliwo o handlowej nazwie ekoret, stanowiące mieszankę wysokogatunkowych węgli z kopalń węgla kamiennego Mysłowice, Kazimierz Juliusz i Murcki. Na podstawie przeprowadzonych badań w Instytucie Chemicznej Przeróbki Węgla w Zabrzu stwierdzono, że przy zastosowaniu ekoretu sprawność kotłów retortowych sięga nawet ponad 90 proc. W odpowiedzi na zapotrzebowanie zagranicznych odbiorców Katowicki Holding Węglowy opracował również nowe paliwo o nazwie bioekoret, będące mieszanką wysokogatunkowych węgli z biomasą.

Wsparcie pożyczkodawców

Polski w połowie lat 90. w ramach projektu PHARE. Początkowo urządzenia te pochodziły wyłącznie z importu. Dzisiaj mamy już ponad 40 producentów oferujących jednostki retortowe wraz ze stosownym atestem energetycznym i znakiem bezpieczeństwa ekologicznego. Największym zainteresowaniem nowoczesne kotły cieszą się w rejonach Górnego Śląska, co w znacznej mierze jest efektem planowej promocji tych urządzeń przez Katowicki Holding Węglowy - właściciela zakładów energetyki cieplnej Katowicki Węgiel. Akcja informacyjna na temat korzyści płynących ze stosowania nowoczesnych technologii jest skierowana przede wszystkim do gmin i biur architektonicznych.

Duży wkład wnosi też Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej wspierający efektywne sposoby energetycznego spalania węgla poprzez udzielanie niskoprocentowych pożyczek i dotacji dla gmin wdrażających systemy grzewcze m.in. oparte na kotłach retortowych. Stosowne kredyty udziela również Bank Ochrony Środowiska. Kotły retortowe coraz częściej znajdują zastosowanie w układach centralnego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej dla drobnego przemysłu, szkół, szpitali oraz różnych budynków użyteczności publicznej. Pierwszą gminą, w której zrealizowano na dużą skalę przedsięwzięcie wdrożenia kotłów wyposażonych w palenisko typu Stoker, są Tychy, gdzie dzięki zewnętrznemu wsparciu ze strony Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej oraz środków pomocowych ze Szwajcarii zainstalowano ok. 1200 jednostek retortowych o mocach 25 kW. Podobnymi akcjami zainteresowane są inne samorządy lokalne, m.in. z Mikołowa, Gliwic i Raciborza.