Розповідаємо про технології, які допомагають зробити біопаливні котельні більш ефективними, а саме використання скидного тепла після енергетичних установок.
У звичайних котлах велика кількість енергії втрачається, потрапляючи в навколишнє середовище через тепло, що викидається разом із димовими газами. Зазвичай температура димових газів після котлів тримається на рівні 140-220 С, що призводить до втрати 8-15% енергії палива. В результаті горіння палива утворюються продукти згорання, що містять водяні пари. Додавши утилізатор димових газів до звичайного котла, можна рекуперувати значну частину явної і прихованої теплової енергії і значно підвищити термічний ККД установки.
Зазвичай, використання конденсаційних утилізаторів (економайзерів) на газових котлах дозволяє додатково отримати до 12% теплової енергії, а на біопаливних котлах — до 35%, в залежності від вологості біопалива і температури води, що використовується для охолодження.
Котельня на біопаливі в м. Suwałki (Польща) почала працювати в грудні 2020 року. До цього в якості палива використовувалося вугілля. Введення в експлуатацію установки для спалювання біомаси дозволить отримати близько 20% відновлюваної енергії в річному виробництві тепла.
Було встановлено два біопаливні котли (2х12,5 МВт) для підігріву води загальною потужністю 25 МВт та конденсаційний економайзер димових газів потужністю 5,0 МВт. На території котельні облаштовано паливний склад деревної тріски об’ємом 4 тис м3, що забезпечує запас палива на 4 доби.
Технологічним партнером і постачальником обладнання виступила компанія Axis Tech, що виготовила передтопок потужністю 15 МВт з похило-перештовхувальною решіткою для спалювання деревної тріски, а також систему паливоподачі і золовидалення, впровадила систему газочистки і системи автоматизації керуванням котельні. Топка дозволяє спалювати деревну тріску з вологістю 30-60% і має діапазон регулювання 30-100%. Зазвичай температура димових газів на виході з топки не перевищує 1000 С, а викиди СО<200 мг/Нм3.
Водогрійний блок виконано у вигляді вертикального димогарного теплообмінника потужністю 12,5 МВт виробництва Danstoker, що забезпечує утилізацію топкових газів і підігрів води з тиском 10 бар і температурою до 120 С.
Система газоочистки від твердих часток передбачена двостадійною – мультициклони та електростатичний фільтр, що забезпечують концентрацію твердих часток в димових газах не вище 20 мг/нм3.
З метою підвищення ефективності використання енергії палива, проєктом було передбачено встановлення додаткового конденсаційного водяного утилізатора (економайзера) вертикального типу. Теплова потужність додаткової утилізації теплової енергії становить 4-6 МВт і залежить від температури зворотної води теплової мережі, що використовується для глибокого охолодження. Це дозволяє додатково отримати 20% теплової енергії і знизити споживання палива. Температура димових газів за утилізатором може знижуватися до 46 °C, а тому для відведення димових газів використовується стальна нержавіюча утеплена димова труба висотою 40 м.
У 2023 році компанія досягнула 40% виробництва теплової енергії з відновлювальних джерел, що наближує її до ефективної системи теплопостачання. Компанія не планує зупинятися на досягнутому і в найближчій перспективі планує розпочати реалізацію проєкту когенерації на біомасі.
В Україні досвід використання конденсаційних економайзерів на біомасових котлах є досить незначним. Перший конденсаційний економайзер потужністю 1 МВт було встановлено на біопаливній котельні аеропорту «Бориспіль» в 2016 році, що дозволило підвищити ефективність використання палива на 15-20%. Схожий проєкт встановлення конденсаційного економайзера за біопаливним котлом потужністю 4 МВт було реалізовано на базі опалювальної котельні в м. Івано-Франківськ.
Корисне використання скидного тепла після енергетичних установок дозволяє підвищити економічну ефективність роботи теплогенерувальних установок, зменшити витрату палива та емісії забруднювальних речовин в атмосферу. Для установок, що працюють на біомасі, системи глибокої утилізації димових газів можуть використовуватися зокрема як газоочисне обладнання для зниження викидів твердих часток в атмосферу.