Biopaliwa także w kotłach?

Paliwa płynne i gazowe można spalać w różnorodny sposób. Najnowocześniejszym osiągnięciem w tej dziedzinie są palniki nadmuchowe z ceramiczną głowicą porowatą. Doświadczenia w tej technologii prowadzą wiodące placówki naukowe i ośrodki badawczo-rozwojowe. W ramach europejskiego programu „BIOFLAM” firma Hoval przeprowadziła zaawansowane eksperymenty zastosowania tych palników do kotłów kondensacyjnych na paliwo płynne.

Europa stawia na biopaliwa Rozwój technologii spalania różnorodnych paliw polega na coraz bardziej wszechstronnej i precyzyjnej kontroli tego procesu, niemal całkowitym braku emisji szkodliwych produktów spalania oraz bardzo szerokiej, bezstopniowej regulacji (modulacji) mocy nowoczesnej wytwornicy ciepła. Jeżeli szczegółowo przeanalizować kolejne etapy postępu technicznego w tym zakresie to palniki z ceramiczną głowicą porowatą można określić mianem urządzeń „szóstej generacji”. Podstawową zaletą tych palników jest możliwość dobrego spalania paliw o zróżnicowanych właściwościach, a takie charakterystyki będą mieć biopaliwa, które (wspólnie z biomasą) do 2010 roku powinny zaspokajać 12% zapotrzebowania energetycznego Europy.
Fot. 1 Prototypowy kocioł BU2 projektu Bioflam zaprezentowany na tegorocznych targach ISH 2005
Pierwsze próby w ogrzewnictwie z mieszankami oleju z biopaliwem Temat biododatków do paliw płynnych dla motoryzacji jest dość dobrze znany w naszym kraju, ale jak to zagadnienie wygląda z punktu widzenia szeroko pojętego ogrzewnictwa? Najbardziej efektywnym i ekologicznym urządzeniem grzewczym w niedalekiej przyszłości może być kondensacyjny kocioł olejowy spalający olej pochodzenia roślinnego. Próby całkowitego zastąpienia produktów ropopochodnych paliwami roślinnymi napotykają na wiele problemów technicznych. Z tego względu najpierw zdecydowano się zastosować mieszanki tradycyjnego oleju opałowego z biopaliwem dodawanym w ilości ok. 20%. Szerokie wprowadzenie tego typu mieszanki pozwoliłoby w znacznym stopniu zrealizować europejski cel stopniowego wprowadzania paliw pochodzenia roślinnego w ramach powszechnego ogrzewania domów, które stanowi ok. 40% zapotrzebowania ciepła na naszym kontynencie. Kotły olejowe są w wielu krajach zachodnioeuropejskich najpopularniejszym sposobem ogrzewania domostw więc klientów przyzwyczajonych do tego typu urządzeń najłatwiej będzie przekonać do kolejnej, stosunkowo prostej modernizacji nie wymagającej konieczności przyswojenia i zrozumienia jakiejkolwiek nowej technologii. Austria - testy kotłów z palnikami z porowatą głowicą ceramiczną Firma Hoval zastosowała palnik z głowicą porowatą do kotłów kondensacyjnych MultiJet sprawdzonych już od wielu lat w warunkach praktycznej eksploatacji. Eksperymentalne kotły oznaczono BU2 (fot. 1) i po wstępnych próbach laboratoryjnych skierowano do praktycznego użytkowania w domach pod kontrolą producenta. Testy eksploatacyjne trwają w prywatnych domach w Austrii (Vorarlberg oraz Wiedeń). Już teraz można stwierdzić, że cel przewidziany programem badań został osiągnięty - uzyskano cenny materiał techniczny pozwalający w niedalekiej przyszłości zbudować kotły zgodne z oczekiwaniami rynku i nowymi, przygotowywanymi dyrektywami europejskimi. Eksperymentalne kotły na biopaliwa - dane techniczne Korzystając z mieszanki biopaliwowej, kotły pracują z bezstopniową modulacją mocy w zakresie 2-28 kW. Tak szeroki zakres modulacji (1:10) wymaga dodatkowych elementów stabilizujących pracę kotła, szczególnie w skrajnie niskim przedziale mocy. Sprawdzono różnorodne materiały konstrukcyjne decydujące o długowiecznym, bezproblemowym użytkowaniu urządzeń nowej generacji. W stosunku do najlepszych dotychczasowych osiągnięć - emisja tlenków azotu (NOx) jest niższa o połowę, emisja tlenku węgla (CO) - niższa o 20%, ogólna emisja dwutlenku węgla (CO2) - niższa o ok. 10% (głównie dzięki efektowi kondensacji). Jednakże w przypadku dwutlenku węgla przyjmuje się, iż w razie zastosowania 100% biopaliwa emisja tego gazu cieplarnianego będzie określana jako „zerowa”, ponieważ pozostanie on w naturalnym obiegu roślinnej regeneracji gazów na naszej planecie. Również dzięki kondensacji i skutecznej neutralizacji chemicznej kondensatu uzyskuje się praktyczną eliminację różnorodnych, niekorzystnych szczątkowych emisji charakterystycznych dla paliw pochodzenia roślinnego. Jak działa nowy palnik porowaty? Na schemacie (rys. 1) palnik znajduje się w górnej części i kieruje strumień paliwa i powietrza (obydwa czynniki pod ciśnieniem) na dół do specjalnej komory wstępnej. Tutaj rozpylone i zmieszane z powietrzem paliwo całkowicie „bezkropelkowo” odparowuje dzięki odpowiedniej temperaturze ( 65. Pe = (SL· dm· Cp· ρf) / λf
gdzie: SL - laminarna prędkość rozprzestrzeniania się płomienia [m/s] dm - średnica porów (ekwiwalentna) [m] Cp - pojemność cieplna właściwa mieszanki gazów [J/kg K] ρf - gęstość mieszanki gazów [kg/m³] λf - przewodność cieplna mieszanki gazów [W/m K]


Fot. 3 Niektóre materiały ceramiczne stosowane jako porowate głowice palników; z lewej"> Polski Instalator - Numer Specjalny 7-8/05