Branża produkująca energię przechodzi w kierunku wykorzystywania paliw pochodzących z biomasy i odpadów w coraz większym stopniu.

Siłą napędową tego procesu jest dążenie do osiągnięcia celów w zakresie zrównoważonego rozwoju. Ponieważ biopaliwa spalają się szybciej i czystiej niż paliwa kopalne, uwalniają mniej i wolniej gazów cieplarnianych. Po drugie, wykorzystanie biopaliw pozwoli gospodarce czerpać korzyści z nich. Używanie odpadów jako paliwa w elektrowniach polega na ponownym wykorzystaniu odpadów, które w przeciwnym razie trafiałyby do składowisk odpadów. Obaj rodzaje paliw rosną i stają się coraz bardziej powszechni.

Jednak menedżerowie ds. eksploatacji i utrzymania elektrowni będą mieli wiele wyzwań związanych z usługami i wydajnością operacyjną w przypadku wykorzystywania biomasy i odpadów w porównaniu z paliwami kopalnymi.

Używanie biomasy i odpadów jako paliwa w kotłach energetycznych stwarza również nowe wyzwania związane z zanieczyszczeniem, ponieważ jest to paliwo bardziej złożone w spalaniu. Wyzwania są jednak różne.

Wyzwania związane z piecami energetycznymi na paliwo opałowe

Spalanie, np. odpadów, jest trudne częściowo z powodu składników chemicznych paliwa, ale także ze względu na jego zmienność. Te właściwości mogą prowadzić do silnego zanieczyszczenia, tworząc czasami osady/żwir w regionie o wysokiej temperaturze, które staje się niemożliwe do usunięcia przez spalinowanie sadzą, jeśli nie odbywa się ono wystarczająco często. Popiół jest również agresywny, zawierając duże ilości np. chlorów, cynku i potasu, co powoduje tworzenie się żrącego popiołu. 

To często prowadzi do problemu z zatykaniem, które należy rozwiązać, tj. podczas sezonu eksploatacyjnego ekonomizer blokuje się ze względu na spalinowanie sadzy, co zmusza do zamknięcia maszyny w celu ręcznego czyszczenia poza cyklem pracy. Takie zatrzymania związane są z dużymi kosztami utraconej produkcji/ utraconego paliwa spalonego (spaliny to przychód), a także kosztami czyszczenia.

Inną konsekwencją jest potrzeba optymalizacji kotła, np. poprzez zmniejszenie zużycia pary w pompach cząstek stałych lub utrzymywanie czystszych wymienników ciepła, co zwiększa przepływ ciepła i wydajność kotła. 

Oba te przykłady zwiększają zrównoważony charakter działania zakładu, ponieważ wytwarzana jest więcej energii na daną ilość paliwa. W ostatnich latach obserwujemy coraz większe zainteresowanie redukcją emisji, co wiąże się z tym również większym nakładem pracy.

Problemy z kotłami parowymi wykorzystującymi drewno z wyburzeń i odpady drzewne

Znana jest zasada, że spalanie drewna z budowy i odpadów drzewnych przynosi znaczące korzyści ekonomiczne w postaci obniżenia kosztów paliwa, podczas gdy takie spalanie zwiększa ryzyko uszkodzenia kotła i obniża dostępność energii. 

Wiele z problemów występujących przy rozpoczęciu stosowania rozbiórki oraz właściwości popiołu powodują, że odpadli drewno stanowi paliwo. Zyskasz zwiększenie objętości popiołu. Rozbiórka i odpadli drewno wytwarzają 2-5 razy więcej popiołu niż drewno wiórowe. 

Prowadzi to również do silniejszego zanieczyszczenia. Drewno wyburzeniowe i odpady drzewne spala się łatwiej i może tworzyć osady/żwir, których nie da się usunąć za pomocą spalinowania. Żwir jest bardziej agresywny. Prowadzi to do zwiększenia ilości chlorydów, cynku i potasu, co powoduje tworzenie żwiru korozyjnego.

Zmiany właściwości popiołu wpływają zarówno na koszty operacyjne, jak i koszty konserwacji. 

Niektóre powszechne problemy związane z zanieczyszczeniem powierzchni grzewczych kotłów przez osad z demontażu i odpadów drzewnych to:

• Zmieściły się strefy temperatury gazów spalinowych, co może skutkować wysokotemperaturową korozją wymienników ciepła niskiej stopu.
• Potrzeba wyłączeń czyszczenia w sezonie grzewczym w celu mechanicznego usuwania spiekanej/stalowej popiołu
• Zmniejszona wydajność kotła ze względu na słaby przepływ ciepła
• Korozja w niskich temperaturach w kondensatorach i grzejnikach powietrza spowodowana agresywnym popiołem i zmienionymi temperaturami kondensacji

Czego można zrobić, aby zminimalizować te wyzwania?

Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o tym, jak to zrobić, pobierz naszą biała księga.