Odpad - dnes surovina PODTITULEK: Vlastní zdroje paliva Papírenská výroba je energeticky velmi náročná. Při zpracování dřeva jako základní suroviny vzniká množství odpadu, která je možné používat jako sekundární palivo. V papírně ve Štětí instalovali zařízení, které umožňuje dřívější odpad...
Odpad - dnes surovina
PODTITULEK: Vlastní zdroje paliva
Papírenská výroba je energeticky velmi náročná. Při zpracování dřeva jako základní suroviny vzniká množství odpadu, která je možné používat jako sekundární palivo. V papírně ve Štětí instalovali zařízení, které umožňuje dřívější odpad zhodnotit.
Nákladem 900 tisíc Kč byla provedena rekonstrukce kotle původně vyhrazeného hnědému uhlí, který je dnes schopen spalovat biopalivo.
Investice
Přestože spalování biopaliva není v ČR, na rozdíl od některých jiných zemí, stimulováno zvláštním zákonem, minulý švédský vlastník společnosti odsouhlasil v roce 1997 investiční záměr na přestavbu granulačního kotle. Cílem bylo snížit tuhé emise, SO2, NOx a CO a zužitkovat vedlejší produkty ve formě kůry po odkornění dřevní suroviny, pilin i polen, ale také z primárních a biologických kalů ze starého tříděného papíru, tradiční papírenské suroviny.
Již na dřevoskladě se dřevní hmota pro výrobu buničiny musí zbavit kůry. Ta se dříve z areálu výrobního závodu vyvážela jako nepohodlný odpad. Používala se v zahradnictví a v zemědělství vůbec, kde zpomalovala zaplevelení půdy a po rozkladu působila jako organické hnojivo. Takový postup býval spojen s vícenáklady na skladování, dopravu i na rozprostření na záhony a podobně. Ve Štětí vyšli z prosté teze, že optimální je, když se odpady likvidují rovnou tam, kde vznikají.
Diverzifikace zdrojů
Energetické hospodářství v SEPAP, dnes součásti společnosti Frantschach Pulp Paper a. s., mělo do konce roku 1998 k dispozici jeden kotel regenerační, jeden mazutový a tři uhelné kotle s celkovým instalovaným výkonem 745 tun/hod. páry. Vzhledem k novým emisním limitům od 1. 1. 1999 byly dva kotle definitivně odstaveny z provozu a u granulačního uhelného kotle K11 bylo rozhodnuto o rekonstrukci. Aplikovalo se cirkulačně fluidní řešení s dvěma horkými cyklony s možností kombinovaného spalování hnědého uhlí a zmiňovaných biopaliv.
Zimní provoz závodu je zajišťován všemi třemi uvedenými kotli, jarní provoz (zhruba od března) kryjí kotle RK9 a K11. Pára s tlakem 4 MPa z kotle RK9 je zpracovávána na výrobu elektřiny na dvou turbinách s výkony po 9 MW.
Závod při plném provozu technologie dosahuje ve špičkách až 85 MW spotřeby elektrické energie. Spotřeba páry v letním provozu činí až 360 t/hod. V zimním období dosahuje špičkově výroba páry až 470 t/hod.
Celkově spotřebuje závod na výrobu papírenských produktů a celulózy zhruba 8500 TJ tepla a 640 tisíc MWh elektrické energie. Ze spotřeby elektřiny je asi 40 % odebíráno z vnějších zdrojů a podstatná část je vyráběná na vlastních pěti turbinách s celkovým instalovaným výkonem 94 MW.
Pro výrobu tepla a elektřiny v kogeneračním provozu je po rekonstrukci kotle K11 a odstavení dvou menších uhelných kotlů zapotřebí 200 tisíc tun hnědého uhlí a 225 tisíc tun biopaliva. Tento poměr se bude výhledově měnit s novými možnostmi zpracování biopaliva z vlastního dřevoskladu, i s případným spalováním dalšího biopaliva ze zdrojů vnějších.
Strategický krok
K rozhodnutí o přestavbě kotle K11 s parametry 220 t/hod. páry, 9,3 MPa, 535 0C, se dospělo v červenci 1997. Podle požadavku vlastníka byly do kontraktu včleněny jako garantované hodnoty emisí pro SO2 400 mg/m3 a pro NOx 350 mg/m3.
Zásah do kotle K11 znamenal přestavbu na kotel s fluidní technologií. Státní instituce však tento fakt neuznaly a proto se na kotel vztahují emisní limity jako pro nový kotel na úrovni: SO2 500 mg/m3, tuhé emise 50 mg/ m3. Přísnějším hlediskům odpovídá i parametr pro oxidy dusíku.
Vítězem výběrového řízení na dodavatele se stala finská firma Foster Wheeler. Vzhledem k tomu, že nebylo mnoho zkušeností s podobnými rekonstrukcemi, proběhly i konzultace s původním výrobcem kotle PBS Brno (nyní Alstom). Ten posoudil navržený postup jako proveditelný.
Projektové práce uspíšilo nejmodernější pořizování podkladů pro 3D dokumentaci na místě. Bylo tak možné v projektu zachytit skutečný stav zařízení a jeho rozmístění v prostoru, operativně variovat uvažovaná řešení. Po demontáži následovala rekonstrukce a v polovině října 1998 byl již kotel uveden do zkušebního provozu. Výkonové parametry zůstaly zachovány.
Provoz kotle byl od najetí zkoušen na průběžně kombinované spalování biopaliva s hnědým uhlí většinou v poměru 30:70. Při chodu pouze na biopaliva kotel dosahuje výkonu 130 t/hod při podpůrném použití mazutových hořáků.
Tento způsob provozu samozřejmě ovlivňuje i vlhkost spalovaných biopaliv, které obsahují 50 až 70 % vody. Přece jen nižší výhřevnost biopaliv provozovatel vyvažuje od února užíváním kvalitnějšího uhlí.
Do spalovací komory se v množství asi 4 t/hod přidává také vápenec ze Štramberka. Pracovníci Sepap to vnímají zatím slabší místo uplatňované technologie a provozu kotle, neboť dávkování vápence není ještě plně stabilizované a hodnoty SO2 kolísají.
I zde však průměrnou hodnotou zůstávají v podlimitní emisní úrovni. Snahou dodavatele rekonstrukce i provozovatele je přizpůsobit dávkování vápence tak, aby rozkmit hodnot u oxidu siřičitého byl v rozmezí 450 až 480 mg/m3.
Překvapení
S využíváním všech paliv včetně druhotných vždy souvisí také popelové hospodářství. Je řešeno finskou firmou Pneuplan, která navrhla pneumatickou dopravu popele a popílku do sil o objemech 800 m3. Mimo závod jsou popeloviny po zvlhčení odváženy nákladními auty a ukládány do šachet MUS Most.
Produkce ložového popele a popílku je v poměru 50:50. Chod kotle včetně příslušenství je řízen pomocí systému od finské firmy Valmet. I dispečerské zařízení slouží přesně.
Když při odstávce v dubnu 1999 posuzoval po půlročním provozu opotřebení kotle K11 tým specialistů z Technické univerzity Ostrava, shledal energetický agregát ve vynikajícím stavu. Při revizi však překvapilo asi 250 kg kusového železa nahromaděného ve fluidním loži.
Materiál pocházel zřejmě ze starších zpásob biopaliv, skladovaných dříve na různých plochách závodu. Po úpravě výšky magnetů je kovový materiál zachycován účinněji a množství železa v loži se snížilo.
Všeobecně lze však konstatovat, že přestavba kotle K11 na cirkulačně fluidní spalování prospěla především ekologickým parametrům výroby, ale zefektivňuje i energetické hospodářství. Řešení posílilo uzavřený cyklus, když omezilo výstupy nežádoucích produktů.
Dosah počinu ze Štětí je však ještě širší. Byl vytvořen základ pro další projekty na zpracování biopaliva ve vysokotlakých kogeneračních kotlích.
Ladislav Jenčík
