Stanovení výkonu kotle

Jako výsledek hodnocení spotřeby jsou definovány následující údaje:

• maximální parní výkon
• minimální parní výkon
• zdokumentování bezpečnostních rezerv
• koncepce pro budoucí provozní změny potřeby parního výkonu
• možnost časového průběhu parního výkonu

S těmito daty může proběhnout stanovení jednotlivých výkonů kotlů.

Jednokotlová zařízení

Při volbě velikosti výkonu kotle by se mělo dbát na to, aby se pozdější provoz kotlového zařízení pohyboval převážně v rozsahu mezi 40 ... 90 % výkonu parního kotle, neboť účinnost je zde pak obzvláště vysoká.

Se stanovením minimálního a maximálního parního výkonu je také jasně stanoven nezbytný regulační rozsah zařízení.

Nasazení jednokotlového zařízení se nabízí tehdy, když se regulační rozsah v normálním provozu v týdnu pohybuje mezi následujícími hodnotami:

• Jednoplamencový kotel: 1 až 0,125 (regulační rozsah 1:8)
• Dvouplamencový kotel: 1 až 0,061 (regulační rozsah 1:16)

K dispozici jsou následující velikosti výkonu:

• Jednoplamencový kotel: 175 ... 28 000 kg/h
• Dvouplamencový kotel: 18 000 ... 55 000 kg/h

Vícekotlová zařízení

Vícekotlové zařízení může být smysluplné z několika důvodů. Různé důvody pro rozdělení jmenovitého parního výkonu jsou popsány dále. Není zde však možné uvést rozsáhlé posouzení zahrnující úplně všechna hlediska, neboť pro rozdělení může existovat veliké množství různých variací. Rozhodnutí pro jednokotlové zařízení nebo rozdělení na více kotlů je vždy jednotlivé rozhodnutí vztahující se ke konkrétnímu projektu, které by mělo být učiněno provozovatelem a projektantem za podpory výrobce zařízení a výrobce kotle.

Jistota dodávek a redundance

Rozdělení výkonu kotle na více výrobních jednotek je třeba tehdy, když musí být jistota dodávek zaručena i při výpadku jedné kotlové jednotky. To znamená tak, jak je tomu například v nemocnicích nebo ve farmaceutickém průmyslu.

Zde musí být díky rezervní jednotce k dispozici minimální výkon k zachování provozu.

Často je výpadek zdroje páry v potravinářských podnicích, jako například v mlékárnách, cukrovarech nebo některých průmyslových podnicích, jako například v papírenském a tiskařském průmyslu, ekonomicky neúnosný. Provoz s částečným výkonem a regulační poměr parních zařízení.

Provoz s částečným výkonem a regulační poměr parních zařízení

Důvody pro rozdělení celkového výkonu na více jednotek jsou:

• odstupňování mezi nejmenším a největším tepelným spotřebičem
• cyklicky kolísající potřeba páry, např. mezi dnem a nocí
• rozdílná potřeba páry v pracovních dnech a o víkendech

Nejnižší potřeba páry je často pod nejmenším výkonem jednotlivé kotlové jednotky, takže je smysluplné rozdělení výkonu přizpůsobené malému výkonu. Zabrání se tak ztrátovému provozu s častým vypínáním/ zapínáním hořáků, které zatěžuje životní prostředí a také se předchází předčasnému opotřebení zařízení.

U velkých zařízení určuje hranici výkonu zdrojů tepla počet jednotek. Optimální je rozdělení celkového výkonu do jednotek stejného výkonu. Dostatečnými důvody pro to jsou menší množství náhradních dílů a jejich zaměnitelnost. Pouze v případě, že u takového rozdělení se nedosáhne ekonomického provozu v oblasti nejmenších požadovaných výkonů, doporučuje se nasazení kotle s menším výkonem.

Odborná zpráva: Zbytečné náklady na válcové parní kotle

Doba najíždění ze studeného stavu/ udržování v teplém stavu

Rychlá disponibilita maximálního parního výkonu je kromě jiného také pádným důvodem pro vícekotlová zařízení. Zatímco studený kotel potřebuje zhruba hodinu času do plné provozní připravenosti při plném výkonu, může kotel, který je v pohotovosti v teplém stavu, být v provozu během pouhých 5 minut. Efektivnější a šetrnější než udržování v teplém stavu přes spalovací zařízení je přitom udržování v teplém stavu přes párou vyhřívaného topného hada.

Udržování v teplém stavu - více informací

Optimalizované provozní náklady

Otázka, kolik kotlů a s jakým výkonem má být do zařízení jedné kotelny instalováno, musí být prověřena při zohlednění nejnižších možných provozních nákladů. Obzvláště při cyklicky kolísající potřebě páry, např. týdenní výkon versus víkendový výkon, nebo při topném výkonu kolísajícím v závislosti na ročním období, je smysluplné nezvolit výkon jednotlivých kotlových jednotek hned příliš vysoký.

Nasazení kaskádového řízení

Rozdělením kotlů na kotel pro základní výkon a kotel pro špičkový výkon a nasazením moderního kaskádového řízení mohou být zátěže pro kotel a provozní náklady optimalizovány.

Řídicí systém kotelny SCO - více informací

Prostorové podmínky – požadavky na instalaci

Většina kotlových zařízení je zřizována ve vlastní kotelně nebo alespoň ve vlastní části budovy, neboť z důvodu potenciálu nebezpečí při provozu kotlového zařízení musí být dodrženy zvláštní podmínky pro instalaci a provoz.

V Německu smí být parní kotle při zohlednění zvláštní bezpečnostní výbavy umístěny pod a nad pracovními prostory, obytnými prostory a sociálními prostory, v nich a vedle nich pouze, když splňují následující požadavky:

Parní kotel se zjednodušenými podmínkami instalace

Podmínky instalace mohou být dodrženy u některých zařízení na základě rozdělení potřebného celkového parního výkonu na více malých kotlů, které odpovídají výše uvedeným podmínkám. Tyto často zjednodušené instalace využívají nemocnice, malé prádelny nebo výrobny potravin, když není k dispozici oddělená kotelna a kotle mohou být nainstalovány například ve sklepě.

Smysluplné rozdělení výkonu kotle

V následující tabulce jsou jako příklad uvedeny některé požadavky na jistotu provozu při výpadku a na potřebný regulační rozsah, jakož i smysluplné rozdělení výkonu kotle na více kotlů tak, aby byly splněny požadavky:

Rozdělení výkonu kotle ke splnění uvedených požadavků v příkladu

Jsou možné i další kombinace rozdělení výkonu kotlového zařízení na více kotlů. Při rozhodnutí pro rozdělení parního výkonu by měly být zohledněny investiční a provozní náklady a náklady na údržbu.

Při rozdělení celkového výkonu na více kotlů je nezbytné použití kaskádového řízení. To přebírá logiku spínání/ odpínání parních kotlů a jejich udržování v teplém stavu.

Řídicí systém kotelny SCO - více informací