Blokové kotelny eliminují problémy vytápěcích soustav a snižují provozní náklady
Partneři sekce:
Výhody blokové kotelny se využily i u rekonstrukce a modernizace tepelného hospodaření ve slovenském městě Modra, které mělo technologické zařízení výrobních a distribučních zařízení ještě ze 70. a 80. let minulého století.
Vytápěcí soustavy bývají složeny z různých materiálů, z kovů s různými vlastnostmi a z předešlého provozu jsou už i v různých fázích koroze či zaneseny vodním kamenem a korozními produkty. Nedá se zaručit dostatečná plynotěsnost soustavy a stav rozvodů ve stěnách objektů je často velkou neznámou.
Aplikace v rozsáhlých vytápěcích soustavách přinášejí problémy s dodržením požadované kvality oběhové vody a technologické disciplíny při údržbě vytápěcí soustavy. Proplachování a výměna vody v soustavě při instalaci nových zdrojů tepla je se zvětšujícím se objemem soustavy problém, který znamená provozní prostoje i náklady často s neuspokojivým výsledkem.
Blokové kotelny
Jedním z vhodných a technicky čistých řešení, která uvedené negativní vlivy potlačují, je bloková kotelna s tlakovým oddělením zdroje tepla a vytápěcí soustavy. Na straně zdrojů tepla obíhá velmi malé množství vody, která má konkrétní a snadno udržitelné složení. Oddělením kotlového okruhu se zabezpečí maximální možná ochrana kotlů.
• Je zajištěna plynotěsnost primárního rozvodu a dá se udržet mnohem snáze než u objemné soustavy.
• Úprava vody pro malý objem kotlového okruhu a deskového výměníku tepla vyžaduje minimální náklady a je provozně nenáročná.
• Teplota desek výměníku tepla nepřesahuje 90 °C, výměník se minimálně zanáší na sekundární straně nečistotami z vytápěcí soustavy, přičemž sekundární strana deskového výměníku tepla se může kdykoliv vyčistit recirkulací chemicky, aniž se musí vypustit oběhová voda či odstavit vytápěcí soustava.
• Nedochází k chemické reakci s materiálem kotlů ve vodním roztoku oběhové vody.
• Ve vytápěcí soustavě se mohou používat jakékoliv inhibitory koroze a chemické přísady bez rizika poškození materiálu teplovýměnných ploch kotlů při vysokých teplotách.
Blokové kotelny jsou kompletní technologická zařízení na výrobu tepla, zkompletované v blocích vhodné i do mobilních kontejnerů. Tyto moderní technologické zdroje tepla jsou plnoautomatické s integrovaným spalovacím hořákem, řízené na bázi procesorových sesíťovaných jednotek, s člověkem komunikují prostřednictvím internetu. Použitím obdobně vybavených ostatních technologických členů (čerpadla, servoventily…) je možné celý technologický proces řídit a dozorovat na dálku prostřednictvím internetu z kteréhokoliv místa na Zemi. Pro nutnou místní kontrolu postačuje obsluha s minimálním zaškolením.
Modernizace tepelného hospodářství v Modře
Využít toto řešení kotelny se rozhodlo i město Modra. V průběhu roku 2016 společnost TEPLO MODRA, s. r. o., (jehož stoprocentním vlastníkem je město Modra) investovala v souladu se strategickým plánem společnosti do systémových oprav a modernizací zařízení a kotelen. V průběhu roku 2016 začala s přestavbou výměníkové stanice II. na samostatnou kotelnu, neboť historické zapojení VS II na zdroj tepla, kotelnu Majolika II, bylo dlouhodobě neudržitelné, poruchové a nevyhovující. Přestavba stanice na kotelnu měla přinést úsporu v nákladech na výrobu tepla a umožnit městským základním školám regulovat topení a snížit náklady na vytápění. V měsících listopad a prosinec začali s pracemi na výměně kotlové jednotky v kotelně Majolika II. Tyto práce předcházely výměně kotle, který nahradil původní kotlovou jednotku po téměř třiceti letech.
|
Co přesvědčilo investora? |
Realizace
V rámci rekonstrukce byl ve výměníkové stanici II osazen tepelný zdroj 2x WOLF MGK-2-630 KW a v případě Majoliky II – tepelný zdroj WOLF MGK-2-1000 kW.
Kotelnu jako celek (tj. blokovou kotelnu) dodávala firma BYTAS, s. r. o., z Trenčína. Dané řešení je koncipováno na bázi kotlových jednotek WOLF MGK-2 v zapojení s rozebíratelným deskovým výměníkem pro tlakově nezávislé oddělení kotlového okruhu od sekundárního okruhu spotřebitelské sítě.
Technický popis řešení
Řešení bylo navrženo jako samostatný tlakově oddělený okruh zdroje tepla. Kotlový okruh je vybaven v pojistném úseku pojistným ventilem, odvzdušňovací armaturou a hrdly k připojení snímačů tlaku – vše je sdruženo v pojistné skupině.
V potrubí zpátečky je nainstalováno kotlové čerpadlo s řízením otáček podle výkonu kotle, nebo na konstantní teplotní spád. V pojistném úseku kotle je dále vypouštěcí armatura a připojení na ochrannou expanzní nádobu kotle. Kotel je vybaven uzavíracími armaturami a v případě více kotlů v kaskádě připojených na společný oddělovací výměník i zpětnou klapkou ve výstupu každého kotle. Potrubní rozvod je přes uzavírací armatury připojen na primární stranu deskového výměníku tepla. Potrubí jsou v přívodu i zpátečce vybavena přímými teploměry. Průtok na sekundární straně oddělovacího výměníku tepla zabezpečují oběhová čerpadla vytápěcí soustavy.
Kotle jsou řízeny kaskádovým modulem Wolf KM‐2. Při použití kompletního systému WOLF WRS-2 je pod kontrolou celá soustava a výkon kaskády je regulován podle požadavků soustavy.
Je-li vyžadováno řízení nadřazeným systémem, potom je rozhraním mezi kotli a nadřazeným systémem modul KM-2, který přijímá napěťový signál 0 (2) ‒ 10 V z nadřazené regulace. Na základě tohoto signálu reguluje potřebný výkon nebo teplotu kotlů v kaskádě. Modul KM‐2 řídí kotle v kaskádě na základě servisního nastavení parametrů.
Samostatným zařízením je demineralizační úpravna vody pro primární okruh. Kapacita úpravny je dána objemem ionexové náplně potřebné na první naplnění primárního okruhu a úpravu minimálně jednoho objemu náplně vody. Používá se jednoduchý demineralizační filtr s armaturami, pohotovostním měřidlem vodivosti a vodoměrem.
Okruh odevzdávání tepla
Výměníky tepla na oddělení kotlového okruhu jsou navrženy tak, aby sekundární strana měla co nejnižší odpor a minimálně ovlivňovala čerpací práci čerpadel vytápěcích okruhů.
Dalším důležitým parametrem je rozdíl teplot mezi primární a sekundární stranou výměníku, který by neměl převyšovat 3 – 5 K. Sekundární strana výměníku tepla se připojuje přes výstup vytápěcí vody na rozdělovač a přes vstup vratné vody na sběrač, aby se umožnilo cirkulační čištění výměníku bez odstavení vytápěcí soustavy.
Vytápěcí soustava využívá stávající expanzní systém a musí být vybavena pojistným zařízením.
Uvedení do provozu a optimalizace
Pro dosažení optimálního provozu se musí provést základní nastavení kotle (kotlů), hlavně hraniční teploty a výkony a hranice výkonu čerpadla a nastavení modulu KM-2. Primární průtok se reguluje podle výkonu kotle na konstantní teplotní spád, případně lineárně s výkonem kotle. Režim sekundární strany výměníku tepla stanovují čerpadla vytápěcích okruhů. Pokud se nepoužijí regulovaná čerpadla, je nutné hydraulicky vyvážit systém a zabezpečit potřebný průtok sekundární strany.
Sledování provozu
K zabezpečení optimalizačních procesů a sledování provozu je určen modul ISM7, který přímo komunikuje s regulačním systémem WOLF WRS-2 až po hladinu parametrů kotlů a regulátorů. Modul se používá na dálkové sledování a pro okamžitou optimalizaci provozu. Pro připojení postačuje jen aktivní router v místě instalace, možné je i připojení na router kabelem nebo prostřednictvím WiFi. Jednou ze silných zbraní modulu ISM7 je generování průběhů vybraných veličin v čase a tvorba grafů.
Od partnerů ASB
Výhody blokové kotelny s kotli WOLF MGK-2 a s tlakovým oddělením pro provozovatele a investora
• Stejná účinnost kotlů během celé doby jejich životnosti.
• Delší životnost kotlů s malým objemem primární oběhové vody, u níž se sledují dovolené parametry, a zvýšení provozní spolehlivosti.
• Snížení variabilních provozních nákladů (nižší náklady na údržbu vody v soustavě, nižší náklady snížením spotřeby elektrické energie, nižší náklady díky udržení stálé účinnosti, nižší náklady díky účinné regulaci).
• Dokonalá plynotěsnost primárního rozvodu. Tlakovým oddělením kotlového okruhu se dá mnohem snáze udržet plynotěsnost než u objemné soustavy.
• Minimální náklady a náročnost úpravy vody (malý objem kotlového okruhu a deskového výměníku tepla).
• Minimální zanášení výměníku tepla na sekundární straně nečistotami z vytápěcí soustavy (teplota desek oddělovacího výměníku nepřesahuje 90 °C).
• Sekundární strana deskového výměníku tepla se dá kdykoliv chemicky vyčistit recirkulací, přičemž se nemusí vypustit oběhová voda či odstavit vytápěcí soustava.
• Žádné chemické reakce s materiálem kotlů ve vodním roztoku oběhové vody.
• Ve vytápěcí soustavě se mohou používat jakékoliv inhibitory koroze a chemické přísady bez poškození materiálu kotlů při vysokých teplotách na teplovýměnných plochách.
• Zvýšení účinnosti systému osazením oběhového čerpadla řízeného kotlem podle množství vyrobeného tepla.
Zdroj: Wolf Česká republika, s. r. o.,
BYTAS, s. r. o., Trenčín, TEPLO MODRA, s. r. o.
