Racjonalna eksploatacja szkolnej kotłowni na słomę

Słoma jako paliwo energetyczne w masowej skali wykorzystywana jest w niektórych krajach europejskich, głównie w Danii i Austrii. Początkowo stosowano prymitywne systemy spalania, charakteryzujące się niskimi parametrami procesu spalania, niskimi sprawnościami cieplnymi, ale sukcesywnie były one doskonalone, konstruowano różne typy kotłów i obecnie wyróżnia się 3 podstawowe technologie spalania słomy:

– cykliczne spalanie całych balotów słomy — kotły wsadowe
– spalanie słomy rozdrobnionej – kotły o ruchu ciągłym
– tzw. cygarowa technologia spalania słomy — kotły o ruchu ciągłym.

W przypadku szkolnej kotłowni zastosowano cykliczne całych balotów słomy w kotle wsadowym EKOPAL RM 01.

Szkolna kotłownia na słomę przy Zespole Szkół w Siedlinie powstała w 2005 roku. Po wybudowaniu nowoczesnej hali sportowej okazało się, że istniejąca dotychczas kotłownia zasilana olejem opałowym nie posiada wystarczającej mocy grzewczej niezbędnej do ogrzania nowego obiektu. Konieczne było wybudowanie nowej kotłowni, zapewniającej energię cieplną zarówno dla hali sportowej, jak i istniejących wcześniej budynków szkoły. Wobec rosnących cen oleju opałowego władze gminne (organ prowadzący szkołę) podjęły decyzje o budowie nowej kotłowni z zastosowanie pieca na słomę. Wybudowano nowy budynek na kocioł typu EKOPAL RM 01 i zaplecze do składowania słomy w balotach (maksymalnie można składować 120 szt. balotów o średnicy 170cm). Zastosowany piec ma moc 300 KW i jest przystosowany do spalania balotów okrągłych o średnicy 125-170cm. Wilgotność spalanej słomy nie powinna przekraczać 20%.

Kocioł wyposażony jest w wentylator wysokoprężny z przepustnicą regulowaną automatycznie oraz w mikroprocesorowy układ sterowniczy, który prowadzi proces spalania słomy według zadanych parametrów. Kocioł pracuje cyklicznie. Po zamknięciu drzwi kotła zapala się słomę poprzez specjalny otwór z boku kotła i włącza się sterowanie, które uruchamia wentylator. Z wentylatora, poprzez dysze wdmuchiwane jest powietrze, którego ilość jest regulowana przymykaniem lub otwieraniem przepustnicy (automatycznie) według ustawionej temperatury spalin wychodzących do komina. Wdmuchiwane przez dysze powietrze dzieli się samoczynnie w kotle na dwie strugi. Jedna struga przechodzi do komory spalania słomy i uczestniczy w procesie powstawania gazu, a druga przedostaje się do komory spalania gazu i tam służy do przereagowywania tlenku węgla (CO) na dwutlenek węgla (CO2). Jest to tzw. „system przeciwprądowego spalania”, który zapewnia prawidłowy proces zgazowywania słomy i spalania uzyskiwanego gazu, a w konsekwencji niską zawartość tlenku węgla (CO) w spalinach. Wdmuchiwane powietrze do komory spalania częściowo przeciwdziała także wydostawaniu się pyłów, a tym samym zmniejsza ich zawartość w spalinach.

Słomę zalicza się do biomasy, która jak cała roślinność występująca na ziemi, asymiluje dwutlenek węgla z powietrza w procesach fotosyntezy w czasie swojej wegetacji. Podczas późniejszego spalania biomasy dwutlenek węgla oddawany jest z powrotem do atmosfery, a więc końcowy bilans jest zerowy. Słoma jest kupowana bezpośrednio od rolników i przez nich dostarczana. Kocioł obsługuje dwóch palaczy, którzy wykorzystują do załadunku balotów wózek akumulatorowego, co ułatwia obsługę kotła. Kotłownia ogrzewa łączną powierzchnię szkoły 3580 m2 Zastosowana moc pieca w zupełności pokrywa zapotrzebowanie szkoły i hali sportowej na energię cieplną niezbędną do ogrzania budynków oraz podgrzania wody do celów socjalnych. Dzięki zastosowaniu pieca na biomasę znacząco zmniejszyły się koszty ogrzewania. Średnie zużycie słomy w sezonie grzewczym wynosi średnio 1000szt. (około 135 ton) balotów o średnicy 170cm. Dobowe zapotrzebowanie to Kocioł EKOPAL RM 01 2-3 szt. przy temperaturze powietrza od 0 do 10°C i 4-6szt. przy temperaturze 0-20°C. W obecnym sezonie grzewczym cena 1 sztuki wynosi 28 zł. Koszt zakupu słomy w sezonie grzewczym 2007/2008 (od października do maja) wyniósł 22 542 zł. Po doliczeniu zarobków pracowników obsługi i kosztów konserwacji kotła, całkowity koszt ogrzewania wyniósł 45 368 zł. Przy ciągle rosnących kosztach oleju opałowego daje to około 45% oszczędności. Dla przykładu w sezonie grzewczym 2004/2005, gdy był wykorzystywany olej opałowy, koszt ogrzania budynku szkoły bez hali sportowej, wyniósł 29 362zł.

Należy stwierdzić, że zastosowanie kotłowni na słomę jest uzasadnione z ekonomicznego punktu widzenia. Znacznie obniżyły się koszty ogrzewania budynków, co powoduje duże oszczędności przy stale rosnących kosztach utrzymania szkoły. Duże znaczenie dla eksploatacji kotła ma jego bezawaryjność, co jest możliwe dzięki zastosowaniu prostych rozwiązań technicznych. Ułatwia to obsługę i racjonalną eksploatację kotła. Zastosowanie pieca na słomę znacznie obniżyło emisję dwutlenku węgla do atmosfery, co jest zjawiskiem pozytywnym dla ochrony środowiska naturalnego.

Do niewielu minusów można zaliczyć konieczność budowy odpowiedniego zbiornika na wodę ogrzewaną przez kocioł i magazynu do składowania zapasów balotów. Konieczne jest stosowanie słomy o wilgotności nie przekraczającej 20%, dlatego też nie można jej przetrzymywać na wolnej przestrzeni bez odpowiedniego zabezpieczenia. Powyższe argumenty przemawiają za coraz powszechniejszym zastosowaniem kotłowni na słomę. Kryterium preferowania biomasy jako źródła energii odnawialnej jest również brak emisji CO2 i zasadnicze obniżenie emisji SO2, co wpływa na ochronę środowiska naturalnego.

Ponadto rozwój sektora energetyki cieplnej opartej o słomę stwarza bardzo korzystne warunki i możliwości dla ludności wiejskiej: daje nowe miejsca pracy, zarówno w organizacji zbioru i dostaw słomy i obsłudze szkolnej kotłowni na słomę. Zaoszczędzone pieniądze pozostają dla potrzeb szkoły.

Opracował: Dariusz Urbański
Dyrektor Zespołu Szkół w Siedlinie, Gmina Płońsk