5.3.3 Індивідуальні котли

5.3.3 Індивідуальні котли

Індивідуальний котел може бути потрібним, коли діючий опалювальний котел зносився, або коли в школі передбачається капітальний ремонт, і це є хорошою можливістю для прийняття рішення про перехід на використання біомаси. Іншим варіантом переходу на біомасу може бути будівництво нової школи. В кожному з цих випадків розрахункова вартість використання системи на біомасі зменшується, так як традиційний котел стане непотрібним. В тому випадку, коли існуючий вугільний опалювальний котел все ще знаходиться в доброму стані, існує можливість замінити вугілля дерев'яними пелетами повністю, або використовувати суміш цих двох видів палива.

Можливі різні підходи, і можливе використання різних видів палива, отриманого з біомаси:

Відходи лісозаготівлі різного розміру, від великих гілок до коренів і дрібних фрагментів, так як це робиться в домашніх пічках.

Інші рослинні відходи-стебла винограду, горіхова шкаралупа, відходи цукрової тростини, солома.
Дерев'яні фрагменти з відходів деревообробки, кора, або спеціально вирощена поросль. Інші рослини для опалення, такі як мескансус (висока, подібна на бамбук нев'януча трава, яка походить з Південної Африки і Азії). Брикети
Пелети з відходів деревини або соломи.
Паливо, отримане з органічної фракції сміття.
Відходи харчових продуктів
Біодизель або рапсова олія.
Газ, отриманий при переробці сміття.

Питома вага кг/ мЗ Вміст води % Вміст золи % МВтг/т
Брикети 550 - 650 10 0.4-0.6 4.8
Пелети 600 - 700 9 0.4-0.8 4.9
Дерев'яні тріски 250 - 300 50 0.1-3.0 2.3 (?3.5)
Відходи лісозаготівлі 400-500 (м'які) 670 - 800 (тверді) 15 0.7-0.9 3.5
Комиш 70-250 13-15 1.5-16 4.2-4.5
Солома 160 15 7-10 4
Олії для опалення 830 - 0 9.90

Відходи лісозаготівлі можуть бути використані при наявності персоналу для завантаження палива. Добрим прикладом такої системи є котел, який використовується у Вищій технічній школі в Бєлаві, Польща (справа). Ця школа є навчальним центром з екологічних енергетичних технологій. Головний котел розміщено в підвалі будинку, а в'язки від¬ходів лісозаготівлі складаються в розміщеному поряд складі. Заванта¬ження котла паливом проводиться досить рідко.

Однак більшість шкіл хочуть концентруватись на своїй навчальній діяльності, і тому вибирають автоматичне обладнання, яке найлегше використовувати при використанні нафтопродуктів і газу. Таке облад¬нання також дешевше експлуатувати. Але інші види біопалива теж можуть запропонувати ви¬сокий ступінь автоматизації. Дерев'яні тріски і пелети можуть зберігатись в бункері і їх можна подавати в котел автоматично. Паливо в цьому випадку подається з регульованою швидкістю, залежно від потреби в теплі. Досягається також висока ефективність і повне згоряння палива. Кількість золи, що утворюється, є невеликою.

Переробка вугільного котла на використання дерев'яних пелетів в графстві Дурхам, Британія.
Дурхам є графством, економіка якого побудована на вугіллі, і є місцем народження промисло¬вої революції (Він є місцезнаходженням перших в світі Стефенсонівської і Дарлінгтонської колій). Однак, майже всі шахти зараз вже закриті, і вугілля, яке використовується для опа¬лення шкіл графства, імпортується з Чілі. Адміністрація графства вирішила, що настав час запровадження в школах більш екологічних опалювальних систем. Однак більшість вугільних котлів мають вік 10-15 років і знаходяться в доброму стані. Тому адміністрація перевела такі котли з вугілля на продукти деревини. Однак, у зв'язку з обмеженнями на капіталовкладення, потрібна була дуже дешева переробка. Вартість була більш важлива, ніж максимальна ефек¬тивність (бо кошти з доходів в Британії отримати легше).

Початкова спроба була проведена в двох школах, школі Трійці і загальній школі в Феррісайді. Високоякісні дерев'яні тріски і блоки 20мм дерев'яних пелет, які випробовувалися, під час роботи блокували шнек, що подавався пристосувати механізм подачі палива було нелегко. Був зроблений висновок про доцільність використання 8мм пелет, отриманих з відходів фабрики деревостружкових плит, розміщено' на віддалі 5-8 км від школи, так як вони добре показали себе в системах котла. Ці пелети виго¬товляють з відходів деревини при виробництві упакування і дерев'яних піддонів, які звозять не місцеве сміттєсховище. На підприємстві, яке належить місцевій владі, ці відходи обробляють для використання в деревостружкових плитах, а ті, які для цього непридатні, перетворюються на 10000 тон пелет в рік. Відходи, які нічого не були варті, виявились придатними для вироб-ництва біопалива.

Подібна конверсія котлів вимагає ряду змін:
• Налагодження подачі повітря, особливо в зону вторинного допалювання.
• Налагодження подачі палива, для запобігання загоранню палива до поступлення в пі1 і регулювання швидкості його подачі.
• Переробка складування палива для забезпечення ефективної, безперервної подачі.

Вибір придатної машини для доставки палива і процесу вивантаження в накопичуваль ний бункер.
Два котли в Ферріхіллі були перетворені в запасні газові котли на випадок дуже холодної погоди, а третій котел на дерев'яному паливі був залишений як головний котел. Цей перероблений вугільний котел тепер використовує 8мм дерев'яні пелети з ефективністю спалювання (69-88%) характеристик по викидах в атмосферу таких самих, як і у сучасних передових розробок котлів на дерев'яному паливі, при цьому при малих коштах інвестиції. Розмір інвестицій для переробки типового шкільного котла коштує близько 7500 євро. Котли втрачають потужність на 40% порівняно з попередньою роботою на вугіллі, тому що деревина має меншу теплотворну здатність - але це не є проблемою, тому що котли майже завжди мають завищену потужність. Хоч експлуатаційні кошти будуть на 3% вищі, ніж при використанні вугілля, буде економія коштів утримання, видалення і складування золи, значне зменшення викидів CO2 не тільки при спалюванні, але і при транспортуванні палива до котла.

Графство прийняло політику заміни всіх котлів на вугіллі і нафтопродуктах на котли на відходах деревини і на газі для зменшення викидів в атмосферу. В листопаді 2003 року графство замінило нафтовий котел в своїй показовій екологічній школі Кассоп Праймері на 250 кВт австрійський котел фірми Kob. Він може використовувати як пелети, так і дерев'яні тріски і він профінансований грошима з Британського податку на відходи.

Середня школа площею 27000м2 в Монсенті, Ландес, Франція, розміщена вдуже лісистій частині Франції, де домінують соснові ліси. Школа опалюється індивідуальною опалювальною системою на біомасі, встановленою в 1987 році. В якості палива використовується тирса і соснові голки з вологістю45%. Паливо транспортується з великого (100м3) складського приміщення з допомогою стрічкового транспортера і для вантаження в котел використовується шнек Архімеда. Котел потужністю 1,4МВт має ефективність від 70 до 80%, залежно від потужності навантаження. При роботі установка потребує порівняно мало уваги - тільки одну годину в день на видалення пилюки і три години в день для видалення золи. Установка була отримана як грант місцевої влади і Французької Агенції з Енергетики і Навколишнього Середовища. Установка оплатилася протягом 6 років.

Подібний контейнеризований 150кВт котел і бункер використали в Шенстонській школі в Стаффордширі для про¬ведення негайної кон¬версії. Котел продукує воду з температурою 120°С і середнім тиском для опалення шкільно¬го спального корпусу і шкільних житлових будинків (зліва), Пізніше, більш постійний котел і складське обладнання було розміщено в головному будинку і колишньому вугільному складі.

Ноттінгеншір встановив домовленість з компанією ESCO для сприяння конверсії шкільних котлів на біомасу у відповідності з проектом Wood Heat (Обігрів Деревиною). Вони вже зменшили викиди CO2 на 25% за період між 1998 і 2003 роками. Тепер вони бажають далі покращити ситуацію. Не для прибутку, компанія ReNU була запрошена для робіт з переведення опалення будинків на використання біомаси. Дві школи розпочали цей проект. В першій компанія поставила в контейнері 150кВт котел на біомасі. В цій школі вугільний котел безповоротно вийшов з ладу і новий котел використовувався для опалення школи протягом одного року, поки будувалась нова школа. В другій школі два зношених котли на нафтопродуктах були замінені на два 400кВт котли, які встановили під час шкільних канікул. Після цього компанія шукає можливість переводу існуючих вугільних котлів на пелети, користуючись досвідом Дурхема (див. вище).

Північно-Західна Словаччина Регіональна програма з біомаси в школах.

В Північно-Західній Словаччині група муніципалітетів і місцевих бізнесів заснувала асоціацію Біомаса, з метою сприяння впровадження біомаси в місцевому регіоні. Пілотні бойлери на біомасі з ефективністю 85-90% були встановлені в школах в Клокочі (725кВт) і Лукі (130кВт) в 2000 році. Вони фінансувались Датською Агенцією захисту навколишнього середовища. Фонди потім також були отримані від Організації Глобальної Екології (GEF) і з інших джерел. Озброєна такою підтримкою асоціація провела аудит використання енергії в регіоні. Асоціація знайшла можливість організувати власне виробництво пелет в Кисукі Лєсковіц в 2003 році (зверху), яке продукує 12000 тон пелетів в рік. В рамках цього проекту реконструйовано 44 котли, в основному в школах регіону. В 2003 році в Любочній був переведений на біомасу опалювальний котел потужністю 2,5 МВт, для забезпечення попиту на вже існуючий ринок пелет. В 2004 році котли на біомасі були встановлені в школах в Дубоделі, Зарєці, Злєсові, а останні котли будуть переведені на біомасу в 2005 році.

В Португалії опалювальний сезон короткий, але там є багато відходів сільського господарства, придатних для використання в якості палива. Початкова школа в Родондо використовує гілки від підрізки місцевих виноградників в котлі центрального опалення. Котел потужністю 150кВт виробляє тепло, яке накопичується в буферному резервуарі об'ємом 5м3. Вода незалежно циркулює в кожній з трьох груп будинків враховуючи їх потреби. Двадцять початкових шкіл в Алкацер до Сал використовують щороку 200 тон соснових шишок, побічного продукту місцевого виробництва соснового насіння. Вони є паливом для індивідуальних котлів, сконструйованих спеціально для такого палива. Кожний обігріває окрему класну кімнату і автоматично подає паливо з бункера, розрахованого на 10-15 годин роботи. Котли використовуються для заміни електричного опалення і їх встановлення було поєднане з вдосконаленою теплоізоляцією даху, дверей і вікон.

В Уоблі, Хефордшир, Великобританія є новоспроектований і дуже енергетично ефективний шкільний будинок, який використовує систему опалення на біомасі. Опалювальний котел потужністю 350Квт, який використовує дерев'яні тріски, збудований в 1998 році, опалює як цю школу (максимальне теплове навантаження складає 115кВт), так і сусідню середню школу. Потужності котла цілком вистачає. Але під час дуже холодної погоди взимку підключається 620кВт опалювальний котел, що працює на нафтопродуктах, який належить середній школі. Цей котел також служить резервом на випадок виходу з ладу меншого і ефективнішого котла.Деревина постачається через місцевий кооператив, розташований в містечку Леомінстер, на віддалі 8 км. Проект отримав фінансування в розмірі 120000 євро від Енергетичного Фонду Євросоюзу і додаткове фінансування від Британського Департаменту Праці і Промисловості. Постачання дерев'яних трісок в якості палива дозволило створити одне додаткове робоче місце.

В містечку Сант Маргаретен, в Австрії, місцева рада збудувала нову школу, розраховану на опалення природним газом. Три місцевих фермери в кооперації з виробником котлів на біомасі змогли переконати місцеву раду змінити вибір на користь використання біомаси, яку фермери тепер постачали. Не дивлячись на необхідність деяких конструктивних змін, які включали пониження рівня підлоги в котельній кімнаті на 1м, система мала великий успіх. Використовуються два котли, котел потужністю 100кВт і котел потужністю 40кВт, якого вистачає для отримання гарячої води і потреб опалення в нехолодні періоди року.

У Німеччині, у культурному центрі містечка Готзіс в долині Рейну пройшов капітальний ремонт у 2001 році. У ньому був встановлений 150кВт котел, що працює на пелетах, який замінив газову систему опалення. В котельній кімнаті був встановлений 15 тонний бункер для палива. Система потребує дуже мало робочої сили для обслуговування. Щоб зменшити проблеми із накопиченням золи, встановлена автоматична пневматична очищувальна система. Котел на біомасі розрахований на забезпечення базового навантаження на систему опалення, але 125кВт газовий котел залишився на місці, щоб забезпечувати пікові навантаження і для роботи в умовах низького навантаження восени і весною, коли ціни на природний газ мінімальні.

Шкільний центр на ЛебенерШтрассе в Штутгарті використовує відходи деревини, які отримує служба догляду за міськими парками і садами. Місто продукує 20000м3 таких відходів за рік, і вартість вивозу яких коштує 40000 євро/рік. Був встановлений 600кВт котел на дерев'яних відходах, який автоматично завантажується з підземного бункера ємністю 160м3. Котел працює в межах 30% і 100% навантаження. Використовується 17м3 проміжна накопичувальна система, яка наповнюється під час низьких навантажень. Газовий котел використовується під час низьких навантажень влітку і під час пікових навантажень взимку. Опалювальна система коштувала 600000 євро і була профінансована за рахунок внутрішнього контракту з часом повернення коштів 10 років.

Школа Коспенпаа, в Ямсанкоскі, в Фінляндії, була збудована в 1954 році і спочатку опалювалась двома котлами з литого чугуну, які працювали на відходах лісозаготівлі. Один з котлів у 1967 році був переведений на використання мазуту. В 2002 році місцева компанія ESCO була вибрана для переведення котла назад на біопаливо. Один котел був замінений новим 200кВт котлом на біопаливі.

За межами будинку був збудований новий бункер об'ємом 25м3 (цього вистачає на два тижні опалення). Було також встановлено гвинтовий конвеєр подачі палива. Загальний кошт модернізації, включаючи бункер, переробку котельної кімнати склав 44500 євро. З цих коштів 28200 євро внесла фірма ESCO, які по контракту повинні бути повернуті протягом 10 років.