Pellet Barlinek - efektywny, ekologiczny pellet drzewny
Kotłownia na biomasę cz.4 – AUTOMAT NA PELLET

Kotłownia na biomasę cz.4
– AUTOMAT NA PELLET

Obserwowany obecnie stały wzrost cen tradycyjnych nośników energii w postaci gazu ziemnego, gazu płynnego (LPG), olej u napędowego, węgla kamiennego, energii elektrycznej zmusza do poszukiwania tańszych paliw. Jednym z nich jest pellet.

Ważnym aspektem przy poszukiwaniu nowych paliw na cele grzewcze jest także ich dostępność, pewność dostaw, stabilna i przewidywalna cena. Nie bez znaczenia jest również aspekt związany z ochroną środowiska. Paliwo powinno być ekologiczne, czyli nie może wprowadzać zanieczyszczeń do środowiska naturalnego oraz powinno być odnawialne. Wszystkie te kryteria spełnia pe let drzewny. Jego cena od kilku lat jest stabilna, jej wahania mają charakter sezonowy. Pellet tanieje w okresie wiosny oraz lata, drożeje jesienią i zimą. W przypadku podpisania umowy długoterminowej z dostawcą paliwa, jego cena w ciągu roku może być niezmienna, z jednoczesną gwarancją pewności dostaw. W cenę dostawy paliwa może być także wliczony transport.

Pellet jest paliwem ekologicznym, ponieważ produktami jego spalania są naturalne substancje występujące w przyrodzie w postaci pary wodnej (H2O) oraz dwutlenku węgla (CO2). Pellet wytwarzany jest z drewna, przez co jest paliwem odtwarzalnym, co korzystnie wpływa na pewność jego dostaw. Spalanie pelletu nie powoduje zachwiania bilansu CO2 w powietrzu, ponieważ wcześniej CO2 z powietrza zostało pobrane do wzrostu drewna w procesie fotosyntezy 6CO2+6H2O>C6Hl2O6 + 6O2. W wyniku spalania uzyskuje się także niewielką ilość popiołu, który stanowi doskonały nawóz dla rolnictwa lub ogrodnictwa.

Pellet jest paliwem stałym, przez co jego spalanie niesie ze sobą pewną specyfikę w zakresie urządzeń do spalania, systemów doprowadzenia paliwa, magazynowania paliwa oraz instalacji grzewczej.

 

Urządzenia do spalania

Do spalania pelletu wykorzystuje się specjalistyczne kotły stałopal ne. Obecnie na rynku można wyróżnić dwie kategorie urządzeń do spalania biomasy, proste i zaawansowane technologicznie. Pierwsza grupa to kotły z ręcznym rozpalaniem, bez zaawansowanej automatyki, wymagające nadzoru i prostych czynnościach obsługowych, takich jak uzupełnienie paliwa w zbiorniku przy kotle oraz czyszczenie elementów wewnętrznych kotła. Drugą grupę stanowią urządzenia nowoczesne, zaawansowane technologicznie z bogatą automatyką, nie wymagające bieżących czynności obsługowych, które charakteryzują się wysoką sprawnością energetyczną i wysokimi walorami użytkowymi.

Nowoczesne kotły do spalania pelletu działają w sposób automatyczny i jedynymi czynnościami obsługowymi są: opróżnianie zbiornika z popiołu, napełnienie magazynu paliwa oraz sezonowy serwis systemu, analogiczny jak przy kotłach na gaz lub olej opałowy. Pełna automatyzacja obejmuje wszystkie procesy związane ze:

  • spalaniem,

  • optymalizacją spalania,

  • sterowaniem systemem grzewczym w obiekcie,

  • dostawą paliwa,

  • bieżącymi czynnościami obsługowymi,

  • diagnostyką pracy,

  • detekcją błędów

  • sygnalizacją awarii.

 

Automatyzacja i optymalizacja

Automatyzacja spalania polega na tym, iż użytkownik naciska na przycisk włącz, pozostała część dzieje się automatycznie. Rozpoczęcie pracy zaczyna się od procedur diagnostycznych i przygotowawczych, polegających na sprawdzeniu poprawności wszystkich połączeń elektrycznych automatyki, czyszczeniu komory spalania i wymiennika ciepła, przewietrzeniu komory spalania. Później następuje przygotowanie właściwej pracy, obejmujące doprowadzenie powietrza i paliwa do komory spalania, włączenie zapalarki, rozpalanie, kontrolę płomienia i szybki start. Gdy kocioł osiągnie minimalne parametry pracy, następuje regulacja jego parametrów, w zależności od potrzeb. W trakcie pracy automatycznie realizowane jest czyszczenie kotła. W momencie, gdy brak jest zapotrzebowania na ciepło w instalacji centralnego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej, kocioł rozpoczyna procedurę wyłączania i przejścia w stan czuwania.

Procedura wyłączania polega na odcięciu dostawy paliwa oraz wypalaniu zawartości komory spalania. Optymalizacja procesu spalania związana jest z dopasowaniem się parametrów pracy kotła do jakości dostarczanego paliwa. Dostarczane paliwo w zakresie jakości powinno być zgodne z normami przedmiotowymi dotyczącymi pelletu. Niestety, w Europie występuje kilka norm ujmujących wymagania w zakresie pelletu, a co gorsza, są znaczne różnice w zakresie wymagań. Dodatkowo należy uwzględnić zmieniające się parametry paliwa w czasie, za sprawą absorpcji wilgoci z powietrza podczas magazynowania u użytkownika. Aby kocioł mógł pracować poprawnie z wysoką sprawnością, nie powodując zanieczyszczenia środowiska, parametry spalania muszą być kontrolowane, z uwzględnieniem jakości spalanego paliwa. Dlatego kotły zaawansowane technologicznie wyposażone są w sondę lambda, która umożliwia optymalizację procesu spalania.

 

Sterowania systemami

Każdy dobry kocioł na pellet oprócz automatyzacji procesu spalania steruje systemami grzewczymi w obiekcie. Najczęściej jest to sterowanie obiegami grzewczymi centralnego ogrzewania, obiegiem instalacji przygotowania ciepłej wody użytkowej, temperaturą buforu ciepła oraz pracą dodatkowego (asekuracyjnego) źródła ciepła, jeśli takie występuje. W obiegach grzewczych sterowaniu podlega temperatura zasilania, w zależności od temperatury zewnętrznej lub/i temperatury zmierzonej w ogrzewanej strefie oraz czasu pracy poszczególnych obiegów grzewczych. Inna krzywa pogodowa będzie dla obiegu grzejnikowego, inna dla obiegu ogrzewania podłogowego, a inna dla nagrzewnicy powietrza. Analogicznie będzie się miała sprawa czasów pracy i osłabień różnych obiegów grzewczych. Sterowanie w zakresie instalacji przygotowania ciepłej wody użytkowej obejmuje: regulację temperatury ciepłej wody użytkowej przygotowanej w systemie zasobnikowym (lub dynamicznie), okresy dostępności, regulację pracy instalacji solarnej.

Automatyzacja doprowadzenia paliwa dotyczy systemu sterowania doprowadzeniem paliwa, w zależności od przyjętego wariantu zasilania. Może to być sterowanie pracą elastycznego podajnika ślimakowego, podajnika pneumatycznego w układzie z sondą ssącą lub podajnikiem mechanicznym, sterowanie podawaniem paliwa z zasobnika zintegrowanego z kotłem. Wszystkie te procesy muszą obejmować zagadnienia bezpieczeństwa użytkowania.

W ramach automatyki kotła muszą być uwzględnione wszystkie czynności pomocnicze, diagnostyka, detekcja błędów oraz sygnalizacja awarii. Czynności pomocnicze to czyszczenie komory spalania i wymiennika ciepła. Diagnostyka to ocena parametrów pracy. Każde przekroczenie parametrów granicznych lub awaria są sygnalizowane na panelu sterującym. Wystąpienie awarii uruchamia włączenie sygnalizacji i wyłączenie kotła.

Grzegorz Ojczyk