asb-portal.cz - Odborný portál pro profesionály v oblasti stavebnictví
Partneři kategorie

Blokové kotelny eliminují problémy vytápěcích soustav a snižují provozní náklady

02.08.2017

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.

Řešení je koncipováno na bázi kotlových jednotek WOLF MGK-2 v zapojení s modifikovatelným deskovým výměníkem na tlakově nezávislé oddělení kotlového okruhu od sekundárního okruhu spotrebitelské sítě.

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.

Nový zdroj tepla v kotelně Majolika II

Co přesvědčilo investora?
Mgr. Jakub Liška, jednatel TEPLO MODRA, s. r. o.
Instalací moderních kondenzačních kotlů jsme ušetřili instalační plochu, řešení s odděleným výměníkem nám umožní lépe optimalizovat provoz, sníží se nám provozní variabilní náklady, zabezpečí se vyrovnaná účinnost kotle. Dálkový dohled snižuje požadavky na obsluhu kotelny.
Očekáváme značnou finanční úsporu. Vzhledem k tomu, že rekonstrukce probíhaly před koncem roku 2016, budeme mít prvotní částečné relevantní údaje po ukončení vytápěcí sezony. Ušetřené finanční prostředky bychom chtěli v budoucnosti investovat do rekonstrukce rozvodů tepla, kde nyní dochází k největším únikům, a poskytnout tak obyvatelům Modry efektivní vytápění.

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.

Přípravné práce na výměnu zdroje tepla v kotelně Majolika II

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.

Pohled na kaskádu 2 kotlů MGK-2 630 v blokové kotelně

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.

Rekonstrukční práce na výměníkové stanici II – Sídliště Leopoldov, pohled z exteriéru

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.

Rekonstrukční práce na výměníkové stanici II – Sídliště Leopoldov

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.

Komentáře

Prepíšte text z obrázku do poľa. Ak nedokážete text rozoznať, kliknite na obrázok.

Další z Jaga Media