ORC technologie v Trhových Svinech

Článek je reakcí na skutečnosti a údaje uvedené ve článku ORC technologie v realizaci (II) - Trhové Sviny, srovnání

areál teplárny Trhové Sviny

Ač se jednalo o druhé slavnostní spuštění jednotky ORC v naší republice, jedná se ve skutečnosti o první dokončenou a předanou stavbu v naší republice. Zatímco v Trhových Svinech je již provedeno předání do trvalého užívání investorovi a je vydáno na tuto stavbu kolaudační rozhodnutí (rozhodnutí nabylo právní moci dne 29. 8. 2005), stavba v Třebíči běží ve zkušebním provozu. Tento krok si investor stavby, město Trhové Sviny a generální dodavatel firma Schiestl, mohli dovolit díky ověřené a odzkoušené technologii, instalované právě v Trhových Svinech nebo například v rakouském Lienz. Na instalaci v Třebíči je použita technologie od jiného výrobce.

Teplárna v Trhových Svinech slouží pro zásobování města topnou vodou především pro vytápění a přípravu TUV. Její roční výroba tepelné energie je 45 tis. GJ. Před instalací termoolejového kotle a jednotky ORC byl v teplárně instalován jeden kotel na biomasu o výkonu 2,5 MW a tři kotle na zemní plyn o výkonu 3 x 3 MW. Hlavním zdrojem tepla byl kotel na biomasu. V zimním období byl ke kotli na biomasu zapínán jeden kotel na zemní plyn. Další dva kotle na zemní plyn byly zálohové. Jeden ze zálohových kotlů byl spínán v případě vysokých mrazů na několik hodin denně.

Pro úplný přechod teplárny na spalování biomasy jako hlavního zdroje tepla, bylo rozhodnuto o instalaci jednotky ORC a termoolejového kotle, spalujícího biomasu. Zvolena byla osvědčená technologie, se kterou má již provozovatel zkušenosti, a to kotel od rakouské firmy Kohlbach. Na základě doporučení a referencí byla ke kotli zvolena ORC jednotka od italské firmy Turboden. Spojení těchto dvou firem se už ověřilo a osvědčilo v desítkách instalací po celé Evropě. Zástupcem obou těchto firem pro českou republiku je firma Schiestl.

Přechod teplárny na biomasu byl způsoben vysokou cenou zemního plynu. V současném stavu zdražování zemního plynu by byla neudržitelná nízká cena tepelné energie odběratelům, občanům města Trhové Sviny. Dalším hlediskem je hledisko ekologického přínosu. Pro instalaci nové technologie a její dokonalé fungování bylo třeba změnit systém zapojení v celé teplárně. Nový systém zapojení klade důraz na úspory tepelné energie a elektrické energie.

strojovna teplárny před rekonstrukcí

strojovna teplárny po rekonstrukci

Vlastní systém teplárny je rozdělen do několika nezávislých okruhů. Hlavním okruhem je topná voda. Okruh teplovodů je od ostatních okruhů zdrojů oddělen. Pro oběh teplovodů jsou instalována čerpadla s elektronickou regulací otáček. Dochází tak k optimalizaci průtoku. Jednotlivé okruhy zdrojů obsahují vlastní čerpadla pro oběh topné vody. Hlavním zdrojem ohřevu topné vody je jednotka ORC. Po ohřátí topné vody jednotkou ORC je, v případě potřeby, topná voda v teplovodech dohřívána buď výměníkem přímého ohřevu termoolej - voda nebo kotlem na biomasu nebo jedním z plynových kotlů. Výstupní teplota topné vody do teplovodů je řízena automaticky podle venkovní teploty.

modul chlazení

termoolejový výměník a ekonomizér

Druhým, nejdůležitějším okruhem v teplárně se s instalací jednotky ORC stal okruh termoolejový. Jedná se o uzavřený okruh, používaný především k zásobování jednotky ORC tepelnou energií. Je zde instalována i možnost paralelního provozu jednotky ORC a výměníku přímého ohřevu termoolej - voda.

Dalším z okruhů je okruh dochlazování teploty topné vody glykolovým okruhem. Jedná se o okruh, zajišťující požadovanou teplotu topné vody pro chlazení jednotky ORC. Optimální teplota topné vody je 60 °C. Při vyšších teplotách jednotka ORC ztrácí svůj garantovaný výkon, případně je úplně odstavena z provozu. Hlídání teploty topné vody je tedy nutnou podmínkou bezproblémového a bezobslužného provozu jednotky ORC. Tam, kde provozovatel soustavy není schopen garantovat vychlazení topné vody u odběratelů tepla, je třeba instalovat před vstupem topné vody do jednotky ORC tento chladící okruh. Jedná se především o starší teplovodní soustavy. Tyto soustavy byly a jsou provozovány v jiném režimu a vychlazení topné vody v předávacích stanicích zatím u nich nebylo požadováno. Tímto řešením se maximalizuje provozní využití ORC jednotky.

Dalšími okruhy kotelny jsou rozvod tlakového vzduchu, expanzní a pojistný systém, havarijní okruh chlazení termooleje, kouřovody a vnitřní silikonový okruh jednotky ORC.

Pro informaci o vstupech a výstupech z teplárny v Trhových Svinech a porovnání s jinými aplikacemi uvádíme znovu srovnávací tabulku, která byla součástí předchozího článku. Hodnoty v této tabulce jsou upřesněny na skutečné nebo předpokládané hodnoty.

expanzní systém po rekonstrukci

expanzní systém před rekonstrukcí

V tabulce jsou také upraveny vypočtené hodnoty pro účinnosti zařízení v Lienz. Je použit stejný způsob výpočtu účinností, který je aplikován na Trhové Sviny. Jedině takto je možno tyto hodnoty srovnávat. Vypočtené účinnosti vycházejí z výkonů, které jsou do tabulky dosazeny. Hodnota účinností ORC jednotky vychází vždy z tepelného příkonu jednotky ORC a z elektrického nebo tepelného výkonu. Kdybychom vycházeli z hodnot z tabulky Ing. Kunce, výpočtem bychom zjistili, že elektrická účinnost ORC jednotky ve Třebíči je 15, 2 % a tepelná pak dosahuje 81,5%. Dle parametrů od generálního dodavatele technologie, která je totožná s technologií v Lienz vypadají parametry následovně.

Tabulka porovnání technických parametrů jednotlivých realizací

*    u teplárny Lienz a Trhové Sviny se jedná o teplo vyrobené z obou kotlů na biomasu
**   obtížně porovnatelné, obsahují různé technologické části a stavební objekty
*** jedná se o celkový instalovaný tepelný výkon všech spalovacích zařízení

Na závěr bychom všechny, kteří mají zájem, rádi do Trhových Svinů znovu pozvali. Na místě je možno si na vlastní oči ověřit, jak tato instalace a systém ORC funguje v praxi.