Palivo

Ve veké části parních kotlových zařízení jsou používána následující paliva:

• zemní plyn
• topný olej

Paliva jsou k dispozici téměř všude a z důvodu rozsáhlé regulace normami mají vysokou kvalitu.

Pro výrobu páry však mohou být použita ještě další paliva:

• těžký topný olej nebo lehký topný olej
• ostatní topné plyny (např. vodík, kapalný plyn LNG)
• biogenní paliva (např. chudé plyny, kalové plyny a bioplyny)
• znečištěné vedlejší produkty z chemického průmyslu (např. styren, toluen)
• vedlejší produkty z jiných průmyslů (např. živočišný tuk, rybí olej)

Volba paliva se nejprve řídí jeho disponibilitou v plánovaném místě instalace. Olej je dopravován cisternovými nákladními vozy, zatímco pro plyn musí být k dispozici plynová předávací stanice z plynovodní sítě.

Při vysokých požadavcích na jistotu dodávek mohou být na jednom kotli použita i dvě paliva. Většinou se tak používají plyn jako hlavní palivo a topný olej jako alternativní palivo.

Jako další důležité kritérium pro volbu paliva musí být posouzena ekonomičnost. Zde je třeba dbát při porovnání nákladů na přesnou srovnatelnost. U plynu jako paliva může být srovnávací cena převzata přímo z vyúčtování plynu nebo být poptána u distributora plynu. Ceny dodávek topných olejů se zveřejňují na internetu.

Kritéria pro volbu paliva mezi topným olejem a zemním plynem - více informací

Kromě palivových nákladů musí být posuzovány vedlejší náklady na provoz, údržba a revize kotlových zařízení a eventuálně náklady na prostor vedlejší budovy.

V celkovém hodnocení z hlediska nákladů zpravidla o něco příznivěji vycházejí plynové kotle, pročež v posledním desetiletí i hodně stávajících zařízení bylo předěláno z oleje na plyn nebo na duální hořáky.

Vedle nákladů musí být zohledněny také vlivy na životní prostředí při spalování použitého paliva. Zde hrají především velkou roli povolené emise v příslušném místě instalace zařízení. Palivo zemní plyn má přitom nižší emise škodlivin, co se týká emisí CO₂, NO_x- a SO₂.

Topný olej

Při používání minerálních olejů jako paliva musí být zejména při jeho dodávkách, skladování a distribuci dodržovány různé dodatečné požadavky vyplývající z ustanovení ochrany vod a požární ochrany.

Důležité požadavky na spalovací zařízení jsou obsaženy ve specifických relevantních vyhláškách dané země. Požadavky na skladování topných olejů a přepravu topných olejů jsou obsaženy ve vyhlášce o zařízeních k nakládání s látkami ohrožujícími vody a o odborných provozovatelích (VAwS).

Topný olej EL

Druh topného oleje EL, extra lehký (kapalný), je všude spolehlivě k dispozici a je většinou dodáván cisternovými nákladními vozy.

Topný olej EL je v Německu nabízen v následujících druzích:

• topný olej EL Standard
• topný olej EL s nízkým obsahem síry
• topný olej EL Bio

Nejčastěji používaným druhem topného oleje je topný olej EL s nízkým obsahem síry s maximálním podílem síry 50 mg/kg. Z důvodu nižšího zdanění dosáhl v mezičase podílu na trhu téměř 100 %. Je pro kondenzační tepelnou techniku také nejlépe vhodný, neboť vykazuje ještě menší tendence ke znečišťování než topný olej EL.

Kondenzační ekonomizér - více informací

Topný olej EL Bio je topný olej s nízkým obsahem síry, do kterého je přímícháváno až 5, 10 nebo 15 % kapalných paliv z obnovitelných zdrojů. To je v současné době zpravidla bionafta.

Minimální požadavky a kontroly týkající se topného oleje EL jsou stanoveny v DIN 51603-1.

Podíl topného oleje s nízkým obsahem síry na celkové spotřebě v Německu (IWO – Institut pro teplo a olejovou techniku)

Topný olej T

Druh topného oleje T, těžký, se u parních kotlů používá téměř výhradně ve velkých průmyslových zařízeních. Vzniká při rafinaci ropy ve spodní části destilačních kolon, kde se stahují složky ropy s vysokým bodem varu. Obsahuje převážně velké, relativně těžké, molekuly jako delší řetězce alkanů (parafinických uhlovodíků) a alkenů (olefinických uhlovodíků), cykloalkany a různé aromatické uhlovodíky. K tomu přistupují různé sloučeniny dusíku a síry.

Těžký topný olej je vysoce viskózní a musí být při přepravě potrubími zahřátý přes 60 °C. Rozprašovací teplota nezbytná pro hoření se pohybuje dokonce mezi 100 ... 160 °C. Přitom jsou požadavky na viskozitu rozprašování u hořáků s tlakovým rozprašovačem zřetelně vyšší než u hořáků s rotačními rozprašovači, pročež musí být topný olej předehříván na vyšší teploty.

Těžký topný olej obsahuje až 3,5 hmotn.-% síry, má sklony k silnějším usazeninám ve spalinových cestách a spaliny by neměly být zchlazovány pod teplotu rosného bodu spalin cca 120 ... 150 °C.

Kromě toho jsou mimo jiné nezbytná zvláštní opatření k dodržování emisí spalin (např. vhánění močoviny).

Mnoho nevýhod topného oleje EL oproti zemnímu plynu není zpravidla možno vykompenzovat jeho nižší cenou.

Zemní plyn

Když je v plánovaném místě instalace kotle k dispozici zásobování zemním plynem, doporučuje se často právě použití zemního plynu. Díky připojení na distribuční síť není třeba vytváření žádných zásob paliva a na liberalizovaném trhu s plynem je bez problému možná změna dodavatele. Potřeba místa pro předávací plynové stanice je v porovnání s nádrží na skladování oleje včetně vedlejších zařízení zřetelně nižší. Navíc se zemní plyn z veřejné distribuční sítě neomezeně hodí k nasazení kondenzační techniky.

Kondenzační ekonomizér - více informací

Pro plyn jako palivo mluví také to, že regulační rozsah je při provozu s částečným výkonem zřetelně větší než u oleje. Zatímco olejové hořáky dosáhnou většinou pouze rozsah částečného výkonu 1:5, moderní plynové hořáky mohou pokrýt dvojnásobný rozsah částečného výkonu, tedy regulační rozsah až 1:10.

Kritéria pro volbu paliva mezi topným olejem a zemním plynem

V následující tabulce jsou shrnuty nejůležitější faktory, které mají vliv na volbu paliva:

 

Cenový vývoj energetických médií pro průmysl (Německo)

Upozornění (Spolkový statistický úřad):

• Plyn, elektrický proud: údaje pro průmysl, ceny včetně spotřebních daní, bez DPH
• Topný olej: údaje pro velkoobchod, ceny včetně spotřební daně z minerálních olejů a příplatku za skladování ropy (EBV), bez daně z přidané hodnoty
• Přepočet cen u topného oleje EL s hustotou 0,84 kg/l a kalorickou hodnotou 11,89 kWh/kg
• Přepočet cen u topného oleje T 11 kWh/kg

Další paliva

Pokud mají být vedle zemního plynu nebo topného oleje nasazena další paliva, je třeba tomu věnovat zvláštní pozornost.

Mohou být nasazena tato další paliva:

• Ostatní topné plyny (např. vodík, tekutý plyn LNG)
• Biogenní paliva (např. chudé plyny, bionafta, rostlinné poleje, kalové plyny a bioplyny)
• Znečištěné vedlejší produkty z chemického průmyslu (např. styren, toluen)
• Vedlejší produkty z jiných průmyslů (např. živočišné tuky, rybí olej)

Vlastnosti paliva přitom musí být zohledněny zejména při dimenzování hořáků, vedlejších agregátů, kotle a vhodných opatření ke zpětnému získávání tepla.

Zvlášť musí být v této souvislosti posouzeny následující vlastnosti:

• paliva s vysokým obsahem síry (např. bioplyn)
• paliva s obsahem chloru (např. vedlejší produkty z chemického průmyslu)
• paliva, která způsobují silné usazeniny na teplosměnných plochách (např. takzvané re-rafináty)
• paliva s obzvláště vysokou kalorickou hodnotou a tím i vysokými tepelnými zátěžemi plamence (např. vodík)