Blackout

Wystarczy jedno spojrzenie do wnętrza komory paleniskowej pracującego kotła biomasowego, aby przekonać się jak dużym problemem byłby nagły zanik zasilania. Ilość płonącego paliwa drzewnego  zgromadzonego w palenisku kotła przekłada się bezpośrednio na ilość energii cieplnej zgromadzonej w komorze paleniskowej. Podczas normalnej pracy kotła, energia ta jest zużywana na podgrzew czynnika grzewczego powracającego z sieci, a temperatury w wymienniku ciepła i w komorze paleniskowej  pozostają na bezpiecznym poziomie. Zanik zasilania w energię elektryczną powoduje zatrzymanie odbioru ciepła z komory paleniskowej (zatrzymanie pompy kotłowej i pomp sieciowych) przez co następuje nagły wzrost temperatury w palenisku. W sytuacji braku odbioru ciepła z paleniska, zaczyna wzrastać temperatura w wymienniku ciepła. Prowadzi to do szybkiego wzrostu temperatury wody w wymienniku do wartości powyżej 100 stopni Celsiusza. Po przekroczeniu temperatury parowania, w zależności od rodzaju systemu, może dojść do odparowania czynnika grzewczego. Ponadto, wzrastająca temperatura w kotle prowadzi do powstawania naprężeń w konstrukcji wymiennika, które wiodą do nieodwracalnych zmian w konstrukcji, w ekstremalnej sytuacji doprowadzając do zniszczenia kotła.

Zabezpieczenia

Współczesne kotły biomasowe wyposażane są w szereg zabezpieczeń pozwalających na automatyczne zabezpieczenie kotła przed skutkami zaniku zasilania.  Bardzo popularnym rozwiązaniem jest stosowanie chłodnicy awaryjnej wymiennika ciepła. Chłodnica awaryjna jest wymiennikiem ciepła zainstalowanym we wnętrzu kotła. Czynnikiem chłodniczym jest woda sieciowa. W przypadku przekroczenia ustalonej temperatury granicznej, zawór termostatyczny otwiera się i woda sieciowa – przepływając przez chłodnicę awaryjną – schładza wymiennik do bezpiecznych wartości temperatury. Układ ten działa bez udziału energii elektrycznej. Tego typu rozwiązania znajdują zastosowanie w kotłach o temperaturze pracy do 100 stopni Celsiusza.  Jednak w przypadku kotłowni parowych lub wysokoparametrowych tego typu rozwiązanie nie znajdzie zastosowania i należy rozważyć zapewnienie zasilania awaryjnego.

Zasilanie awaryjne kotłowni biomasowej

Zapewnienie zasilania awaryjnego kotłowni biomasowej jest optymalnym rozwiązaniem podnoszącym bezpieczeństwo instalacji w sytuacji zaniku zasilania. Najlepszym rozwiązaniem jest zapewnienie zasilania dwustronnego kotłowni, wyposażonego w szybko działający układ załączania zasilania awaryjnego. Tego typu rozwiązanie nie jest jednak zawsze możliwe. Alternatywnym rozwiązaniem jest stosowanie agregatu prądotwórczego. Jednakże, ze względu na czas potrzebny na uruchomienie agregatu (minimum 20 sekund), konieczne jest zastosowanie układu UPS podtrzymującego pracę układu sterowania, gdyż nawet 20 sekundowa przerwa w zasilaniu spowoduje wyłączenie automatyki sterującej pracą kotła. Na etapie projektowania instalacji elektrycznej i automatyki kotłowni, należy rozważać scenariusz pracy kotłowni z wykorzystaniem zasilania awaryjnego. Taką pracę kotłowni ułatwia odpowiedni podział odbiorników, wytypowanie odbiorników kluczowych dla bezpieczeństwa systemu oraz wybór sposobu zasilania awaryjnego tych odbiorników. Zazwyczaj, odbiorniki energii elektrycznej w kotłowni, dzielone są w następujący sposób:

• Układ automatyki kotła (zasilany awaryjnie z UPS)
• Układ podawania paliwa
• Wentylator wyciągowy spalin (zasilany z awaryjnego źródła zasilania)

Pamiętaj o spalinach!

Zanik zasilania w energię elektryczną ma także wpływ na odbiór spalin powstających w wyniku spalania paliwa zgromadzonego na ruszcie.  Pomimo braku podawania powietrza pierwotnego spalania (nie działają wentylatory podmuchu) proces spalania jest kontynuowany i w jego wyniku powstają spaliny. Zasadą obowiązującą w tym przypadku jest zapewnienie ujścia spalin przez komin poprzez automatyczne otwarcie przepustnic powietrza pierwotnego i zamknięcie przepustnic powietrza wtórnego. Rozgrzany komin zapewni wytworzenie naturalnego ciągu w kanale spalinowym i odprowadzenie spalin z instalacji. Ważne jednak jest to, aby w przypadku zaniku zasilania kanał spalinowy był otwarty dla powstających w palenisku spalin.

Projektowanie zasilania kotłowni biomasowej warto wykonać poprawnie. Schmid służy wiedzą i doświadczeniem zdobytym w ciągu kilku dekad działalności. Chętnie wesprzemy projektantów opracowujących projekty elektryczne kotłowni oraz doradzimy w zakresie bezpieczeństwa instalacji systemów biomasowych w sytuacji zaniku zasilania. Zapraszamy do kontaktu.