DOC

OLEJE OPA_OWE CI__KIE

By Mildred Davis,2014-07-14 14:36
7 views 0
OLEJE OPA_OWE CI__KIEkie,owe,opa

MAZUT DO OGRZEWANIA UPRAW POD OSŁONAMI

    OLEJE OPAŁOWE CIĘŻKIE

    Oleje opałowe są pozostałością po destylacji ropy naftowej lub mieszaniną pozostałości ropy z frakcjami olejowymi. Polska Norma PN-C-96024 : 2001 określa trzy rodzaje olejów opałowych

    ciężkich oznaczonych C- 1, C-2, C-3. Wszystkie oleje mają podobne wartości opałowe, różnią się przede wszystkim lepkością , temperaturą płynięcia i zapłonu .

    W praktyce kotłowej olej opałowy ciężki C-3 , zwany potocznie odpadowym, określa się nazwą paliwo mazutowe lub po prostu mazut.

     Mazut jest mieszaniną wielu złożonych związków węglowodorowych. Ich pełna analiza chemiczna jest dosyć skomplikowana, w związku z czym jego własności paliwowe charakteryzuje się za pomocą wielkości makroskopowych. Każda z wymienionych w normie właściwości wpływa na technologię przygotowania mazutu oraz doboru sposobu jego spalania.

    1. Gęstość w 15 oC , max. [ kg/m3 ] .

    Określona jest w przedziale 950 do 970 dla olejów C-1 i C-2 , dla C-3 nie jest normalizowany . Gęstość maleje ze wzrostem temperatury , przy podgrzaniu mazutu o 50 oC należy przewidzieć

    zwiększenie jego objętości o ok. 5% .

    2. Wartość opałowa , min. [ MJ/kg] .

    Najistotniejsza właściwość , określająca ilość wytworzonej energii cieplnej ze spalenia

    1 kg oleju opałowego ( 40 MJ ok. 11 kWh , 43 MJ ok. 12 kWh ) .

     3. Temperatura zapłonu , min. 62 oC

    Właściwość określająca zdolność do tworzenia gazów palnych . W praktyce minimalna temperatura

    zapłonu mazutu nie jest niższa niż 100 oC . Wysoka temperatura zapłonu jest korzystna w zakresie

    magazynowania mazutu , gdyż nie stwarza zagrożenia pożarowego (poza III klasą niebezpieczeństwa

    pożarowego ) umożliwia również stosowanie otwartych zbiorników nie podlegających Dozorowi Technicznemu . Jednakże im wyższa temperatura zapłonu , tym większa musi być dostarczona energia cieplna do zapłonu . Powyżej 200 oC tradycyjne zapalarki iskrowe bywają zawodne , należy

    stosować specjalne palniki zapalające .

    4. Lepkość kinematyczna [ mm2/s ]

    Lepkość zależy od temperatury oleju opałowego i dla C-1 , C-2 określana jest w temperaturze 50 oC ,

    natomiast dla C-3 w temperaturze 100 oC :

    C-1 max. 90 mm2/s - 50oC ; C-2 max. 180 mm2/s - 50oC ; C-3 max. 55 mm2/s - 100oC

    W technice spalania lepkość określa się w stopniach Englera [ oE ] w temperaturze 50 oC : C-1 max. 12 oE ; C-2 max. 25 oE ; C-3 max. 100 oE

    Lepkość ma istotne znaczenie do określenia wymaganej temperatury oleju na dyszy palnika

    w celu uzyskania odpowiednio rozpylonej mieszanki palnej .

    5. Temperatura płynięcia , max. [ oC]

    Właściwość określająca temperaturę w której olej zmienia się w postać stałą .

    C-1 10 oC ; C-2 25 oC ; C-3 40 oC

    Zakrzepnięcie oleju w zbiorniku i instalacjach jest sytuacją katastrofalną , dlatego należy

    stosować zasadę ,, podgrzewać gorące ,, . Szczególnie mazut musi być podgrzewany w sposób

    ciągły w zbiornikach i instalacjach przesyłowych . Im wyższa temperatura płynięcia , tym większe

    nakłady na urządzenia podgrzewające i większe koszty eksploatacyjne .

    6. Zawartość siarki % [ m/m ] .

    Określony jest max. masowy udział siarki w oleju :

    C-1 - 1,0 % ; C-2 - 2,0 % ; C-3 - 3,0 %

    Zawarta w oleju siarka w całości jest emitowana w spalinach . Im więcej siarki , tym wyższa temperatura kondensacji spalin . Ze względu na zagrożenie korozją siarkawą , temperatura spalin

    ze spalania mazutu o zawartość siarki 3% nie powinna być niższa niż 140 oC .

     1

    7. Zawartość zanieczyszczeń , max. 0,5 % [ m/m ]

    Określona jest masowa max. zawartość niepalnych elementów stałych w oleju . Zanieczyszczenia

    powodują zatykanie dysz palników , zalegając w kotle obniżają jego sprawność , emitowane z dymem zanieczyszczają otoczenie .

    8. Zawartość wody , max. 1,0 % [ V/V ]

    Określona jest objętościowa max. zawartość wody w oleju - do 5% nie powoduje negatywnych

    zjawisk przy spalaniu .

    9. Pozostałość po spopieleniu , max. % [ m/m ]

    Określona jest masowa max. zawartość popiołu w spalinach :

    C-1 0,10 % ; C-2 0,15 % ; C-3 0,20 % Powstające przy spalaniu lotne pyły powodują zanieczyszczenia w otoczeniu komina . W przypadku nieprawidłowo wyregulowanego palnika i powstawaniu sadzy , popiół łączy się z nią tworząc kleistą substancję przylegającą do płomieniówek kotła , co powoduje gorszą wymianę ciepła i w konsekwencji obniżenie sprawności kotła .

     10 . Odczyn wyciągu wodnego - obojętny .

     Nie ma znaczenia w procesach spalania .

     11. Zawartość wanadu , max. [ mg/kg ]

    Określono max. dla C-1 do 100 , C-2 i C-3 do 150 . Związki chemiczne wanadu w wysokich temperaturach mają wpływ na obniżenie trwałości elementów ceramicznych kotła .

Dostawy oleju opałowego ciężkiego

Olej opałowy produkowany jest przez wszystkie polskie rafinerie, lecz w każdej z nich cechuje się

    innymi właściwościami określanymi wg. norm zakładowych i oznaczane własną symboliką . Przedstawione poniżej zestawienie przyporządkowuje oleje opałowe do określonego w PN gatunku , również określony został najistotniejszy parametr dla użytkownika :

    w zależności od rodzaju palnika , wymaganą temperaturę oleju w dyszy palnika :

    DOSTAWCA Oznaczenie Gatunek Lepkość Lepkość Zawartość Temp. oleju na dyszy oC

     dostawcy wg. PN [mm2/s] 50oC oE siarki [%] C O P 1. Raf. Gdańsk RG C-3 100oC 55 100 do 3 155 115 105 2. Raf. Glimar C C-3 80oC 122 100 do 1 155 115 105

     L C-1 80oC 25 10 do 1 100 70 65 3. Raf. Jedlicze C-3 C-3 100oC 50 90 do 0,5 145 105 110

     przemysłowy ----- 100oC 147 250 do 1 190 145 130 4.Raf. Czechowice 1P C-1 50oC 90 10 do 3 100 70 65

     3RC C-3 80oC 122 100 do 1 155 115 105 5. Raf. Jasło C-3 C-3 80oC 36 20 do 1 115 90 85 6. Raf. Płock C-3 C-3 100oC 30 40 do 1 135 100 90 7. WARTER WAR-2 C-1 70oC - 7 2,2 do 0,5 55 35 30

     WAR-3 C-3 80oC 120 10 do 0,5 155 115 105 8. Grupa . 1P C-1 50oC 20 2,9 do 0,6 65 40 35

     Kapitałowa 2P C-1 50oC 50 6,8 do 0,6 95 60 55

     SIWIK L C-1 80oC 11 3,5 do 0,6 80 50 45

     INTERTRTRADE C-3 C-3 100oC 50 90 do 1 145 115 105 C - palnik z dyszą ciśnieniową O – palnik z dyszą obrotową P – palnik z dyszą pneumatycz

     2

Ceny olejów opałowych ( aktualizowane co ok. 2 tygodnie ) uzależnione są od ceny ropy naftowej na

    rynkach światowych , kursu walut oraz w przypadku oleju opałowego C3 również od pory roku .

    Z doświadczeń ostatnich lat wynika , że olej opałowy C3 ( mazut )jest relatywnie najtańszy w

    miesiącach zimowych . Zimą rafinerie zaprzestają wytwarzania surowców do produkcji asfaltów i powstaje konieczność zagospodarowania większej ilość produktów odpadowych ropy naftowej . Produkty bazowe do wytwarzania mazutu są takie same jak do wytwarzania surowców do produkcji

    asfaltów.

    Żadna z rafinerii nie prowadzi sprzedaży dla indywidualnych, drobnych odbiorców. Olej opałowy 3. ciężki dostarczany jest wyłącznie przez koncesjonowane firmy autocysternami o pojemnościach 25mW celu odbioru i magazynowania mazutu należy posiadać odpowiednio podgrzewany i zaizolowany 3zbiornik o minimalnej pojemności 35 m oraz specjalną pompę rozładowczą (minimalnie 30 t/h).

    Autocysterny nie są wyposażone w pompy rozładowcze! Mazut dostarczany jest w temperaturze

    60–90?C i trzeba go podgrzewać w sposób ciągły, aby nie dopuścić do zakrzepnięcia.

Spalanie mazutu

    Skuteczność spalania mazutu uzależniona jest od stopnia lepkości i sposobu rozpylenia. Najistotniejsza jest wielkość rozpylonych kropel im są mniejsze, tym łatwiej je spalić. Płomień

    spalanego mazutu charakteryzuje się odmiennymi parametrami niż płomień ze spalania oleju lekkiego czy gazu. Temperatura płomienia mazutu jest niższa w pierwszej fazie spalania (900–1100?C) a

    wyższa w końcowej (1100–1400?C). Spalanie mazutu połączone jest z tworzeniem się koksowej pozostałości, której dopalanie przebiega znacznie wolniej niż spalanie par mazutu. Ilość i wielkość koksowych pozostałości (cząstki o kulistym kształcie), które określają również długość gorącej strefy dopalenia (długość paleniska) zależą od wielkości kropel spalanego mazutu. Rozpylenie mazutu do

    kropel poniżej 25 µm i spalanie w palenisku o odpowiednich wymiarach umożliwia całkowite

    dopalenie bez emisji cząstek koksowych. Dysze rozpylające (rozpylacze) można podzielić na trzy zasadnicze typy:

     dysze strumieniowe (ciśnieniowe) C — rozpylanie ciśnieniowe, wymagana lepkość na dyszy do

     1,5?E (minimalna temperatura mazutu 150?C), ciśnienie 20–30 bar, wielkość kropel około 100 µm;

     dysze rotacyjne (obrotowe) O rozpylanie napędem mechanicznym, wymagana lepkość na dyszy

     do 3,5?E (minimalna temperatura mazutu 110?C), ciśnienie 3–10 bar, wielkość kropel 30–50 µm;

     dysze pneumatyczne P rozpylanie sprężonym powietrzem lub parą wodną, wymagana lepkość

     na dyszy do 5,0?E (minimalna temperatura mazutu 100?C), ciśnienie 1,5–3,0 bar, wielkość kropel

     2030 µm.

     Obecnie powszechnie stosowane są palniki z własnym wentylatorem powietrza do spalania, tzw. monoblokowe. Stosowane są również palniki z odrębnym wentylatorem , które umożliwiają

    tworzenie zestawów z wymiennikiem spaliny/powietrze , tzw. ekonomizery , dzięki czemu zmniejszone zostają straty energii cieplnej zawartej w spalinach.

     W zależności od sposobu rozpylania mazutu można wyodrębnić zasadnicze rodzaje

    stosowanych palników kotłowych:

    Palniki z dyszami ciśnieniowymi jednodyszowe, wielodyszowe i z dyszą upustową. Ze względu na konieczność utrzymywania stabilnej i wysokiej temperatury mazutu oraz dużą wrażliwość na zanieczyszczenia (zatykanie dyszy), nie powinny być stosowane do spalania mazutu. Jednocześnie duże krople nie mają możliwości całkowitego dopalenia w powszechnie stosowanych zbyt małych 3paleniskach (obciążenia cieplne około 1,0 MW/m), czego wynikiem jest duża ilość pyłów

    koksowych i w efekcie niska sprawność spalania. Doskonale sprawdzają się natomiast w spalaniu olejów lekkich i ciężkich C-1

    Palniki z dyszą obrotową skutecznie spalają mazut, umożliwiają jego dobre rozpylanie nawet w przypadku dużych zanieczyszczeń. Istotną zaletą jest możliwość rozpylania mazutu przy niskim

     3

ciśnieniu, bez udziału dodatkowej energii zewnętrznej, wadą — złożona konstrukcja zawierająca:

    element wirujący, napęd z przekładnią oraz łożyskowanie z układem smarowania.

    Palniki z dyszą pneumatyczną przeznaczone do spalania bardzo lepkich paliw, w tym mazutu o dowolnej lepkości i dużych zanieczyszczeniach. Do rozpylenia wykorzystuje się energię kinetyczną gazu (powietrza lub pary wodnej). Użycie do tego celu sprężonego powietrza wywołuje dodatkowo wstępne reakcje utleniania (istotne przy mazucie o wysokiej temperaturze zapłonu), natomiast pary

    wodnej zmniejszenie lepkości mazutu wskutek jego podgrzania. Uzyskiwane małe krople mają możliwość całkowitego dopalenia, a w efekcie spalanie z niskimi stratami paleniskowymi, bez emisji pyłów z pozostałościami koksowymi. Jednocześnie stosunkowo niska temperatura rozpylania mazutu (100?C) umożliwia spalanie z dużo mniejszym ryzykiem awaryjności niż w innych typach palników.

    Wadą jest konieczność posiadania źródła sprężonego gazu (sprężarka) o dużej niezawodności.

    Konstrukcje powyżej wymienionych palników jednodyszowych z ciągłą zmianą mocy (modulowane), niezależnie od rodzaju paliwa, oparte są na podstawowej zasadzie: jeden napęd elektryczny przepustnicy powietrza lub paliwa i regulowane sprzęgło mechaniczne między przepustnicami. Ustawienie prawidłowego spalania w całym zakresie zmian mocy palnika dokonuje się przez regulacje wzajemnego położenia przepustnic. System sprzęgła mechanicznego, oprócz konieczności

    pracochłonnego procesu regulacji przy każdej zmianie parametrów paliwa, ma niestety szereg innych wad. Najpoważniejsza z nich to powstające luzy w sprzęgle powodujące inne położenie przepustnic przy otwieraniu i przy ich zamykaniu. Efektem jest spalanie z niewłaściwą proporcją paliwo : powietrze i w przypadku nadmiaru powietrza straty ciepła na jego podgrzewanie, a niedomiaru —

    straty niezupełnego spalania (emisja CO, sadzy).

    W najnowszych konstrukcjach palników opartych na technice cyfrowej (sprzęgła elektroniczne)

    całkowicie wyeliminowano wady występujące w modelach ze sprzęgłami mechanicznymi. Przepustnice paliwa i powietrza posiadają własne napędy. Odpowiednio oprogramowany sterownik mikroprocesorowy według właściwych dla danego paliwa parametrów ustawia przepustnice w całym

    zakresie zmian mocy palnika zgodnie z wybraną charakterystyką. W przypadku zmiany parametrów paliwa (inna lepkość lub wartość opałowa) można zdalnie ustawić charakterystykę pracy napędów lub korzystać z funkcji automatycznej optymalizacji parametrów spalania, co wymaga jednak

    zastosowania sondy tlenowej (lambda). Sterownik posiada również możliwość regulowania poprzez falownik pracy silnika wentylatora palnika, umożliwiając dokładne dopasowanie ciśnienia powietrza

    do warunków spalania (opory w kotle). Zastosowanie palnika z pełnym wyposażeniem umożliwia

    uzyskanie spalania bez strat w całym zakresie zmian mocy palnika oraz jednocześnie uniezależnienie się od serwisu przy zmianach parametrów paliwa.

    Istotnym jest, że cena tego typu palników nie powinna znacznie różnić się od dotychczas stosowanych ( palniki firmy WAGNER UNIGAS , wzrost ceny max 10% )

     Transport mazutu do palników wymaga w zależności od rodzaju palników odpowiedniego jego oczyszczenia, podgrzania i odgazowania. Zbyt duża lepkość i zanieczyszczenia mazutu mogą powodować uszkodzenia olejowej pompy cyrkulacyjnej (opory na ssaniu, kawitacja), dlatego temperatura mazutu w zbiornikach i przewodach cyrkulacyjnych nie może być niższa od 60?C (optymalna 90?C). Palniki kotłowe z reguły posiadają własne podgrzewacze elektryczne, które umożliwiają otrzymanie wymaganej temperatury mazutu , jednakże koszty podgrzewania energią elektryczną są bardzo wysokie i obniżają ekonomię stosowania mazutu. Można orientacyjnie przyjąć, że do podgrzania 100 kg/h mazutu o 10?C zużywa się 2–3 kWh energii cieplnej. W przypadku palnika

    z dyszą ciśnieniową , jeżeli dostarczymy mazut o temperaturze 60?C musimy go podgrzać o 90?C , w wyniku czego zużyjemy około 20 kWh. Przyjmując , że koszt 100 kg mazutu będzie wynosił około

    60 zł , koszt energii elektrycznej do jego podgrzania wyniesie około 15 zł.

     Udział kosztów energii elektrycznej na podgrzewanie mazutu przekroczy 25% kosztu paliwa . Przy takiej technologii koszty na wytworzenie energii cieplnej z mazutu będą porównywalne do kosztów wytwarzania energii cieplnej z droższego oleju C-1 . Jednym z rozwiązań jest podgrzewanie mazutu

    gorącą wodą z kotła opalanego tym samym paliwem, co umożliwia obniżenie kosztów podgrzewania

    do około 1% kosztu mazutu. Wymaga to jednak stosowania kotłów wysokotemperaturowych (150?C) w przypadku palników z dyszami ciśnieniowymi .

     4

Kotły grzewcze

    Spalanie mazutu wymaga odpowiednio dużych przestrzeni paleniska i powierzchni wymiany ciepła.

    Konstrukcja kotłów musi umożliwiać dostęp do wszystkich elementów mających kontakt z dymem w celu okresowego czyszczenia.

     Badania prowadzone przez różne ośrodki naukowe wykazały, że najkorzystniejsze spalanie 3. Rozwiązanie to jednak nie mazutu umożliwiają paleniska o obciążeniu cieplnym około 0,2 MW/m

    jest stosowane w praktyce, gdyż koszt wytworzenia kotłów o takich wymiarach

    (np. 1 MW średnica 1 m, długość 6 m ; 5 MW — średnica 1,5 m, długość 10 m) byłby co najmniej 3trzykrotnie większy od typowego kotła o obciążeniu 1 MW/m.

    Najlepsze zatem do spalania mazutu, ze względu na koszty wytworzenia i uzyskane efekty 3energetyczne są kotły o obciążeniu cieplnym paleniska 0,5–0,6 MW/m, z płomieniówkami o 2powierzchniach wymiany ciepła minimalnie 35 kW/m, średnicach nie mniejszych niż 50 mm, bez

    oporowych elementów tzw. zawirowywaczy, które powodują osadzanie się pyłów (konieczność częstego czyszczenia płomieniówek).

     Najważniejszym parametrem określającym walory techniczne kotła jest temperatura spalin na jego wylocie , która ze względu na ryzyko kondensacji spalin w kotle nie może być niższa od 130oC oraz nie powinna przekraczać :

    - dla kotłów wodnych o temperaturze wody - temperatura spalin

     do 100oC - 180oC ( średnia sprawności kotła około 94 %)

     do 130oC - 200oC ( średnia sprawność kotła około 93 %)

     do 150oC - 220oC ( średnia sprawność kotła około 92 %)

    - dla kotłów parowych o ciśnieniu pary - temperatura spalin

     do 1 bara - 200oC ( średnia sprawność kotła około 92 % )

     do 5 bar - 230oC ( średnia sprawność kotła około 91 % )

     do 10 bar - 245oC ( średnia sprawność kotła około 90 % )

     do 20 bar - 255oC ( średnia sprawność kotła około 89% )

    Warto pamiętać, że każdy 1% sprawności więcej w kotle o mocy 1 MW to zaoszczędzona 1 zł na godzinę. Należy dbać o czystość płomieniówek kotła, wzrost temperatury spalin o 10?C jest sygnałem o konieczności ich czyszczenia. Zanieczyszczenia płomieniówek wynikają głównie ze zmiany

    warunków spalania, najczęściej jest to spowodowane różnymi parametrami mazutu lub zbyt niską temperaturą mazutu na dyszy palnika .

     Najkorzystniejsze w zakresie niskich kosztów eksploatacyjnych są kotły wytwarzające wodę ogrzewczą o temperaturze powyżej 120oC . Woda ogrzewcza z tych kotłów umożliwia poprzez

    wymienniki woda/mazut uzyskać wymaganą do rozpylania temperaturę mazutu bez udziału

    energii elektrycznej .

    W przypadku kotłów o temperaturze wody ogrzewczej do 100oC koniecznym jest do

    podgrzewania mazutu dodatkowych podgrzewaczy elektrycznych lub specjalnych zbiorników mazutu podgrzewanych olejem lekkim lub gazem .

    Ważnym parametrem kotła jest jego pojemność wodna , najkorzystniej gdy jest porównywalna

    z pojemnością wodną instalacji ogrzewczej , wtedy nie jest koniecznym stosowanie

    kosztownych zestawów mieszających , tzw. sprzęgieł hydraulicznych z zaworami mieszającymi .

    Sterowanie pracą kotła , ze względu na podgrzewanie mazutu , powinno zapewnić stałą i

    max wysoką temperaturę wody ogrzewczej . Podgrzewanie mazutu wodą ogrzewczą o zmiennej

    temperaturze powoduje konieczność jej stabilizacji podgrzewaczami elektrycznymi , tym samym

    zwiększeniu ulegają koszty eksploatacyjne .

    Kotły parowe poprzez wymienniki para/mazut umożliwiają uzyskanie odpowiedniej temperatury

    mazutu do rozpylania . Szczególnie korzystne są kotły o ciśnieniu pary powyżej 8 bar , w

    przypadku palników pneumatycznych , parę o takich parametrach można zastosować do

    rozpylania mazutu ( zamiast sprężonego powietrza ) .

    System technologiczny podgrzewania i rozpylania mazutu parą wytwarzaną w kotle parowym

    o ciśnieniu pary powyżej 8 bar opalanym mazutem , pozwala na uzyskanie energii cieplnej o najniższych możliwych kosztach ( przy cenie mazutu do 600 zł/T , poniżej 13 zł/GJ ) ,

    koszt podgrzewania mazutu nie przekracza 0,5 % kosztów paliwa .

     5

Wymagania eksploatacyjne kotłowni

    Ze względu na techniczne wymagania cyrkulacyjnych pomp mazutowych (opory na ssaniu) mazut w zbiornikach magazynowych musi być utrzymywany w temperaturze nie mniejszej niż 60?C. Przed pompą powinien znajdować się system filtracji umożliwiający oczyszczenie mazutu z cząstek stałych o wielkościach powyżej 0,1 mm. Zasilanie mazutem palników powinno odbywać się w sposób ciągły, również przy wyłączonym palniku, w systemie pierścieniowym. Instalacje mazutowe muszą być podgrzewane, o odpowiedniej średnicy, zaopatrzone w izolację termiczną. System zasilania palników powinien gwarantować stałą temperaturę i stałe ciśnienie mazutu przed palnikiem. Podgrzewanie mazutu wodą kotłową powoduje konieczność utrzymywania maksymalnie wysokiej temperatury w kotle. Sterowanie temperatury w obiekcie przy takim rozwiązaniu nie może być dokonywane poprzez zmianę mocy cieplnej kotła. Obniżanie temperatury wody w kotle oznacza większe koszty podgrzewania mazutu energią elektryczną. Innym sposobem uzyskania odpowiednio wysokiej

    temperatury mazutu (do 120?C) przy poniesieniu najniższych możliwych kosztów jest zastosowanie w technologii podgrzewania mazutu specjalnych zbiorników z wbudowaną komorą grzewczą opalaną olejem lekkim . Koszt takiego ogrzewania nie przekracza 2% kosztów spalanego mazutu. Technologia

     temperatura mazutu uniezależniona jest od temperatury wody kotłowej. ta ma dodatkową zaletę —

    Kocioł można wówczas włączyć w system sterowania ogrzewania obiektem (obniżanie temperatury wody w kotle lub jego wyłączanie), co ma istotne znaczenie przy ograniczonym ogrzewaniu oraz przy dużych odległościach przesyłu wody ogrzewczej i związanymi z tym stratami ciepła lub koniecznymi dużymi nakładami na izolację termiczną.

     Kocioł z palnikiem na mazut powinien mieć własną automatykę umożliwiającą w sposób płynny (modulowany) zmianę mocy cieplnej palnika w celu uzyskania stałej temperatury wody ogrzewczej lub stałego ciśnienia pary , niezależnie od zewnętrznego odbioru ciepła , przy jego minimalnych wyłączeniach . Brak zapłonu mazutu, jego zgaśnięcie, niedopuszczalne obniżenie temperatury wody w kotle lub ciśnienia pary , przekroczenie dopuszczalnych parametrów kotła ,

    obniżenie poziomu wody w kotle , powinny być natychmiast sygnalizowane celem podjęcia interwencji serwisowej. Zakrzepnięcie mazutu w instalacji lub w zbiorniku wymaga wielogodzinnych zabiegów, co w wielu przypadkach zimą jest sytuacją katastrofalną. Bezwzględny reżim w zakresie stałej, możliwie jak najwyższej temperatury mazutu w zbiornikach i instalacji, ciągła jego cyrkulacja

    w instalacji ze stałym ciśnieniem, comiesięczny przegląd palników w 99% gwarantują bezawaryjną pracę kotłów na mazut. Ze względów bezpieczeństwa kotłownia na mazut powinna zawierać dwa

    kotły z dwupaliwowym systemem zasilania i spalania. Paliwem rezerwowym powinien być olej lekki

    lub

    gaz , spalanie których nie wymaga skomplikowanych zabiegów technologicznych. W przypadku stosowania oleju lekkiego system zasilania musi być całkowicie oddzielny od mazutu oleju

    lekkiego nie wolno podgrzewać – grozi wybuchem!

     Mazut jest paliwem tak samo łatwym w użytkowaniu jak gaz czy olej lekki. Chociaż koniecznym jest poniesienie znacznie większych nakładów inwestycyjnych na budowę kotłowni mazutowej niż kotłownię na olej lekki lub gaz, szybko się one zwracają . Zwrot nakładów

    inwestycyjnych w wyniku co najmniej o połowę mniejszych kosztów eksploatacyjnych , w zależności od mocy grzewczej kotłowni , wynosi od jednego do trzech lat .

     6

    UWARUNKOWANIA EKOLOGICZNE I EKONOMICZNE STOSOWANIA KOTŁOWNI NA PALIWA CIĘŻKIE .

Podjęcie decyzji o zastosowaniu mazutu lub innych paliw ciężkich do wytwarzania energii cieplnej

    wymaga uwzględnienia , obok analizy ekonomicznej , również wymagań ekologicznych w zakresie emisji zanieczyszczeń do powietrza .

    EKOLOGIA

    Wymagania ekologiczne wykluczają możliwość stosowania najtańszych zasiarczonych mazutów (dla

    kotłowni powyżej 10 MW) lub przy jego stosowaniu ( do 10 MW ) zwiększają koszty wytwarzania energii cieplnej . Aktualne wymagania dotyczące spalania paliw w tym i mazutu zawarte są w przepisach : 1.Ustawa z 27.04.2001 r. ( Dz. U. Nr 62 z 20.06.2001 r. )

     Prawo Ochrony Środowiska.

     Art.220.2 ustawy zwalnia się z obowiązku uzyskania pozwolenia na wprowadzanie gazów i

     pyłów do powietrza z kotłowni opalanej paliwami płynnymi o łącznej nominalnej mocy

     do 10 MW ( węgiel kamienny do 5 MW ) .

     UWAGA : w ustawie z dn. 03.10.2003 o zmianie ustawy Prawo Ochrony Środowiska

     ( Dz. U. 03.190.1865 z 07.11.2003 ) wprowadzona została zmiana Art.220.2 .

     Obecnie Minister Środowiska w drodze rozporządzenia określi jakie kotłownie

     nie będą wymagały uzyskania pozwolenia na wprowadzanie gazów i pyłów do

     powietrza . Od chwili wydania rozporządzenia , w przypadkach zmian

     warunków eksploatacji kotłowni , użytkownik musi się dostosować w okresie

     sześciu miesięcy . Wg uzyskanych informacji w najbliższych latach

     Ministerstwo Środowiska nie przewiduje zasadniczych zmian powodujących

     ograniczenia stosowania olejów ciężkich .

     Art.284 ustawy wymaga ustalenia we własnym zakresie wysokości należnych opłat za

     wprowadzanie gazów i pyłów do powietrza .

     UWAGA : zapis ustawy zwalnia z opłat , przy eksploatacji kotłowni w zakresie nie

     wymagającym pozwolenia na wprowadzanie gazów i pyłów do powietrza ,

     osoby fizyczne nie będące przedsiębiorcami .

     2. Rozporządzenie Ministra Środowiska z 04.09.2003 r.(Dz. U. 03.163.1584 z 18.09.2003 r.)

     w sprawie standardów emisyjnych z instalacji .

     Rozporządzenie określa graniczne wartości wprowadzania gazów i pyłów do powietrza

     po spełnieniu których uzyskane zostanie pozwolenie na emisję dwutlenku siarki SO2 ,

     tlenków azotu w przeliczeniu na dwutlenek azotu NO2 , pyłu , dla kotłowni o łącznej

     mocy powyżej 1 MW.

     Określone w załączniku nr 3 rozporządzenia wartości emisji w mg/m3 nie pozwalają

     na spalanie w nowych kotłowniach powyżej 1 MW :

     - paliw płynnych o zawartości siarki powyżej 0,5% ,

     - węgla kamiennego o zawartości siarki powyżej 0,8% z minimalną skutecznością

     95% odpylania spalin .

     3. Rozporządzenie Rady Ministrów Ministrów 18.03.2003 r.( Dz.U. 03.55.477 z 31.03.2003)

     w sprawie opłat za korzystanie ze środowiska .

     Obwieszczenie Ministra Środowiska z 15.10.2003 r. w sprawie wysokości stawek opłat

     za korzystanie ze środowiska na 2004 rok .

     W załączniku nr 2 w tabeli A określone zostały stawki za emisję zanieczyszczeń :

     - dwutlenek siarki 0,41 zł/kg

     - pyły 0,27 zł/kg

     - dwutlenek węgla 0,22 zł/Mg

     - dwutlenek azotu 0,41 zł/kg

     - tlenek węgla 0,11 zł/kg

     W tabeli C , niezależnie od rzeczywistej emisji zanieczyszczeń , określono jednostkowe

     stawki opłat dla kotłów o łącznej mocy znamionowej do 0,5 MW .

     7

     4. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z 17.12.2002 r. ( Dz. U. Nr 229 , poz. 1918 )

     w sprawie szczegółowych wymagań jakościowych dla niektórych paliw ciekłych .

     Określona została graniczna zawartość siarki w olejach opałowych dla producentów

     paliw , która nie może być większa niż :

     - 3% do dnia 31.12.2006 r.

     - 1% od dnia 01.01.2007 r. Przeprowadzone w ostatnich latach zmiany w przepisach dotyczących emisji zanieczyszczeń do powietrza przy wytwarzaniu energii cieplnej ze spalania paliw uwzględniają wymagania dyrektyw Unii Europejskiej .

    Podejmując decyzję o budowie kotłowni na określone paliwo należy uwzględnić aktualny stan prawny w tym zakresie , przewidywane jego zmiany , związany z tym wzrost cen uszlachetnianych paliw oraz dodatkowe koszty opłat środowiskowych .

    Można przyjąć , że :

    1. Kotłownie do 0,5 MW można budować bez ograniczeń na dowolne paliwa , należy

     uwzględnić dodatkowe koszty opłat środowiskowych :

     - węgiel kamienny ruszt stały 22,67 zł/Mg , ruszt mechaniczny 20,24 zł/Mg

     - olej opałowy do 0,5% 6,91 zł/Mg , do 1% 8,49 zł/Mg , do 1,5% 13,45 zł/Mg 2. Kotłownie do 5 MW na węgiel kamienny i do 10 MW na oleje opałowe można budować

     bez ograniczeń , nie wymagają pozwolenia na emisję zanieczyszczeń , jednocześnie :

     - osoby fizyczne nie dokonują żadnych opłat za emisję zanieczyszczeń do powietrza ,

     - przedsiębiorcy muszą dokonywać opłaty środowiskowe wynikające z rodzaju paliwa

     i stawek opłat za korzystanie ze środowiska uwzględniając roczny wzrost opłat o ok. 3% . 3. Budowa kotłowni powyżej 5 MW na węgiel kamienny i 10 MW na oleje opałowe

     wymaga uzyskania pozwolenia na wprowadzanie gazów i pyłów do powietrza oraz

     dokonywania opłat za korzystanie ze środowiska . Zabronione jest spalanie węgla

     kamiennego o zawartości siarki powyżej 0,8% bez instalacji odpylania spalin i spalanie

     paliw płynnych o zawartości siarki powyżej 0,5%.

    Należy przewidywać , że w najbliższych latach wymagane będzie uzyskanie pozwolenia na

    wprowadzanie gazów i pyłów do powietrza dla kotłowni powyżej 1 MW , niezależnie od stosowanego paliwa oraz drastycznie zostaną zwiększone jednostkowe opłaty za emisyjność z kotłowni do 1 MW opalanych węglem kamiennym.

    Wydaje się , że wysokie nakłady inwestycyjne na budowę kotłowni opalanej węglem kamiennym z

    systemem skutecznego odpylania spalin i wysokimi kosztami obsługi

    urządzeń kotłowni oraz o ok. 25% wyższą ceną węgla o zawartości siarki poniżej 0,8% , zdecydowanie ograniczą stosowanie kotłowni węglowych o mocy powyżej 1 MW.

Ekonomia

    W 2003 roku koszty wytwarzania energii ze spalania mazutu ( płocki ) i miału węglowego ( bez uwzględnienia opłat środowiskowych i kosztów obsługi ) były porównywalne i wynosiły ok. 50 zł za MWh , przy średnich cenach netto paliw z transportem : - miał węglowy ok. 21 MJ/kg 200 zł za 1 Mg ,

    - mazut płocki ok. 42 MJ/kg 600 zł za 1 Mg .

    W przypadku kotłowni które nie wymagają pozwolenia na emisyjność , spalając najtańsze paliwa , miał węglowy 1,5% siarki lub olej ciężki C3 ( mazut ) 2,0% siarki , koszty opłat środowiskowych przy wytworzeniu 1 MWh będą wynosiły dla przedsiębiorców : - miał węglowy SO2 ok. 7 kg (x 0,41 zł) - ok. 3,0 zł

     pył ok. 5 kg ( x 0,27 zł ) - ok. 2,0 zł

     pozostałe ( CO,CO2,NO2) - ok. 0,5 zł

    razem koszty opłat środowiskowych będą stanowiły ok. 10% kosztów wytworzenia energii cieplnej ,

    - mazut SO2 ok. 4 kg (x 0,41) - ok. 2,0 zł

     pozostałe - ok. 0,5 zl razem koszty opłat środowiskowych będą stanowiły ok. 4% kosztów wytworzenia energii cieplnej .

     8

Spalanie mazutu oprócz niższych kosztów opłat środowiskowych w mniejszym stopniu

    powoduje zanieczyszczenie środowiska.

    Uwzględniając przyszłe wymagania ekologiczne ( pozwolenie ) , koszty opłat

    środowiskowych oraz koszty eksploatacyjne , minimalny koszt wytworzenia energii cieplnej 60 zł za 1 MWh w nowych kotłowniach powyżej 1 MW można osiągnąć przy cenach paliw

    netto z kosztami dostawy do kotłowni :

    - gaz ziemny GZ50 0,65 zł za 1 m3

    - olej lekki 0,80 zł za 1 kg

    - mazut 0,5% siarki 0,65 zł za 1 kg

    - olej WAR2 0,80 zł za 1 kg

    - miał węglowy 0,8% siarki 0,20 zł za 1 kg

    Rzeczywiste ceny paliw z transportem w styczniu 2004 roku wynosiły

    - gaz ziemny 0,85 zł za 1 m3

    - olej lekki 1,30 zł za 1 l

    - mazut 1,5% siarki ( płocki) 0,68 zł za 1 kg

    - mazut 0,5% siarki 0,78 zł za 1 kg

    - olej WAR2 0,5% siarki 0,80 zł za 1 kg

    - miał węglowy 1,2% siarki 0,21 zł za 1 kg

    - miał węglowy 0,8% siarki 0,26 zł za 1 kg

     Z zestawienia cen wynika , że najkorzystniejszym paliwem w kotłowniach 1 MW do

    10 MW jest mazut płocki oraz w przypadkach kotłowni wymagających pozwolenie na wprowadzanie gazów i pyłów do powietrza olej WAR2 .

    Istotnym przy podejmowaniu decyzji o wyborze paliwa , jest wysokość niezbędnych do poniesienia nakładów inwestycyjnych na budowę źródła energii cieplnej .

    Należy również uwzględnić dobór technik spalania mazutu , które w przypadku palników

    ciśnieniowych wymagają podgrzania mazutu do temperatury rozpylania ok. 130oC , tym samym dostarczenia odpowiedniej ilości energii elektrycznej , której koszt może mieć istotne

    znaczenie w kosztach wytwarzania energii cieplnej ( nawet do 50 % ) .

    Stosując najnowsze techniki spalania z wykorzystaniem palników pneumatycznych oraz urządzenia umożliwiające podgrzewanie mazutu bez udziału energii elektrycznej , jednostkowy udział kosztów energii elektrycznej w koszcie wytwarzania energii cieplnej jest podobny jak dla oleju lekkiego . Dodatkową korzyścią zastosowania kotłów opalanych mazutem lub olejem WAR2 jest ich bardzo duża pojemność wodna ( kilkakrotnie większa niż w kotłach na olej lekki czy gaz ) .

    W przypadkach ogrzewania obiektów z dużą ilością wody grzewczej w instalacjach ( szczególnie szklarnie ) , porównywalna ilość wody grzewczej w kotle umożliwia znaczne obniżenie nakładów inwestycyjnych na pozostałe urządzenia kotłowni

    ( sprzęgła hydrauliczne , akumulatory ciepła , rozdzielacze , zasuwy , i.t.p. ) .

    Orientacyjne nakłady inwestycyjne na budowę źródła ciepła na paliwa płynne z najnowszą techniką spalania palnikami pneumatycznymi , urządzeniami do podgrzewania mazutu bez udziału energii elektrycznej , transmisją stanów pracy kotłowni SMS w systemie GSM , z kominem oraz magazynem paliwa 40 Mg , wynoszą ( ceny netto w zł ) :

    MOC KOTŁOWNI MAZUT OLEJ WAR2 OLEJ LEKKI

     [MW]

     1,5 220.000,- 160.000,- 95.000,-

     3,0 340.000,- 210.000,- 140.000,-

     5,0 400.000,- 250.000,- 190.000,-

     8,0 490.000,- 370.000,- 260.000,-

     10,0 560.000,- 460.000,- 310.000,-

    Prowadzone od kilku lat analizy ekonomiczne u użytkowników w których pracują zainstalowane przez firmę Z.T.G. WAGNER kotłownie mazutowe do ogrzewania upraw pod osłonami

    (z palnikami ciśnieniowymi PN ponad 30 kotłowni o łącznej mocy prawie 110 MW i

     palnikami pneumatycznymi PBY ponad 20 kotłowni o łącznej mocy prawie 90 MW )

    oraz u użytkowników kotłów miałowych w tym sektorze , pozwalają na przedstawienie

     9

podstawowych wskaźników :

    A. szklarnie bez kurtyn izolacyjnych

    B. szklarnie z pojedynczymi kurtynami izolacyjnymi

    C. szklarnie z podwójnymi kurtynami izolacyjnymi

     MAZUT MIAŁ WĘGLOWY

     Rodzaj szklarni A B C A B C

    Wymagana moc do zainstalowania kW/m2 0,35 0,30 0,25 0,60 0,50 0,40

    Średnie roczne zużycie paliwa kg/m2 30,0 25,0 20,0 100,0 80,0 65,0

    Uwzględniając bardzo niski wskaźnik wykorzystania zainstalowanej mocy cieplnej (ok. 10%)

    co jest specyfiką w ogrodnictwie szklarniowym , zwrot różnicy ceny kotłowni na olej lekki a kotłownią na mazut nastąpi :

    - dla mocy cieplnej 1,5 MW 4.300 m2 szklarni po 1,5 roku

    - dla mocy cieplnej 10,0 MW 28.500 m2 szklarni po 0,5 roku .

    Biorąc pod uwagę porównywalne koszty wytwarzania energii cieplnej ze spalania mazutu

    i miału węglowego , w przypadku posiadania technicznego wyposażenia kotłowni mazutowej umożliwiającego spalanie dowolnych paliw płynnych w tym biopaliw , odpadowych tłuszczów zwierzęcych oraz możliwość eksploatowania kotłowni

    mazutowej niezależnie od zmian w przepisach , wniosek wydaje się być oczywisty –

    najmniejsze ryzyko inwestycyjne występuje przy podjęciu decyzji budowy kotłowni na mazut.

    Jedyną niedogodnością przy stosowaniu mazutu jest konieczność jego ciągłego podgrzewania

    również przy okresowym wyłączeniu kotłowni z eksploatacji .

    Niedogodność ta nie występuje przy stosowaniu oleju WAR2 , którego temperatura krzepnięcia jest powyżej -10oC . Olej WAR2 ma szereg innych zalet , spełnia wymagania

    ekologiczne norm unijnych w zakresie zawartości siarki ( poniżej 0,5% , średnio 0,3% ).

    W przypadku spalania oleju WAR2 palnikami pneumatycznymi wystarczy go podgrzać

    do temperatury ok. 30oC , temperatura oleju na dyszy nie wymaga dokładnej stabilizacji .

    Cena netto oleju WAR2 z dostawą do kotłowni ( 800 zł za 1 Mg ) wykazuje dużą stabilność ,

    niezależnie od światowej ceny ropy naftowej i kursu USD , co umożliwia przewidywać koszty wytworzenia energii cieplnej . W przypadku mazutu , cena zmienia się co dwa tygodnie .

    Zwrot różnicy ceny kotłowni na olej lekki a kotłownią na olej WAR2 w ogrodnictwie

    szklarniowym nastąpi :

    - dla mocy cieplnej 1,5 MW po 1,5 roku ,

    - dla mocy cieplnej 10,0MW po 0,5 roku .

    Zwrot różnicy ceny następuje w podobnym okresie czasu dla oleju ciężkiego i dla WAR2 .

    Ważnym przy podjęciu decyzji o budowie kotłowni na olej WAR2 jest fakt , że niezależnie od mocy cieplnej kotłowni ( rozbudowa powyżej 10 MW ) i ewentualnych zmianach w przepisach w zakresie emisyjności do powietrza , użytkownik nie powinien mieć trudności z uzyskaniem pozwolenia na jego spalanie .

    Należy brać pod uwagę , że kotłownie mazutowe mogą również spalać olej WAR2 ,

    natomiast kotłownie na olej WAR2 mogą spalać mazut dopiero po zainstalowaniu odpowiednich urządzeń do jego podgrzewania i zabezpieczeń przed jego zakrzepnięciem.

Akcyza

    Komisja Europejska 27 października 2003 r. w dyrektywie 2003/96/WE ustaliła dla członków UE minimalne stawki podatku akcyzowego na produkty energetyczne. Komisja zgodziła się jednak na

    okresy przejściowe dla krajów przystępujących do UE.

    W Polsce minimalne stawki podatku akcyzowego będą wynosiły dla: ? gazu ziemnego — zerowa

    stawka do 1 stycznia 2013 r., przy spełnieniu warunku, że jego udział w krajowym wytwarzaniu energii nie przekroczy 25% (obecnie około 12%), po tym okresie — 0,15 euro za 1 GJ dla

    przedsiębiorstw i 0,3 euro za 1 GJ dla pozostałych użytkowników; ? lekkiego oleju opałowego — 21

    euro za 1000 l od 1 stycznia 2008 r.; ? ciężkiego oleju opałowego — 13 euro za tonę od 1 maja 2004 r.

    i 15 euro za tonę od 1 stycznia 2008 r.; ? węgla kamiennego — 0,075 euro za 1 GJ dla

     10

Report this document

For any questions or suggestions please email
cust-service@docsford.com