Charakterystyka techniczno–energetyczna źródeł ciepła.
Źródła systemowe Elektrociepłownia Kielce.
Największym źródłem ciepła zasilającym miejski system ciepłowniczy jest Elektrociepłownia Kielce w której zainstalowany jest jeden kocioł wodny WP-140, opalany miałem węglowym i siedem kotłów wodnych, rusztowych WR-25.
Kocioł WP-140 uruchomiony został w 1992r. Jest kotłem pyłowym, z wymuszonym obiegiem wody, przeznaczonym do celów grzewczych w układzie szczytowym.
Podstawowe dane techniczne kotła i urządzeń pomocniczych:
• Typ kotła WP-140
• Producent „RAFAKO” Racibórz
• Rok produkcji 1990
• Zakres mocy użytecznej 84 – 140 MWt
• Sprawność gwarantowana 85,5%
• Przepływ wody 2650 t/h
• Ilość spalin na wylocie z kotła 244.000 Nm3/h
Kocioł współpracuje z elektrofiltrem o sprawności eksploatacyjnej ponad 99,5%. Stan techniczny kotła jest bardzo dobry.
Siedem kotłów WR-25 produkcji „SEFAKO” Sędziszów zbudowanych zostało w latach 1975 – 76 (4 kotły), w 1979 (2 kotły) oraz jeden w 1984r.
Moc sześciu kotłów wynosi po 29 MWt, a moc kotła Nr 4, po przeprowadzonej modernizacji, wzrosła do 32 MWt.
Spaliny z kotłów WR-25 odpylane są w urządzeniach cyklonowych. Sprawność rzeczywista multicuklonów zainstalowanych przy kotłach Nr 1, Nr 3, Nr 6 i Nr 7 wynosi ponad 90%, a sprawność baterii cyklonów współpracujących z pozostałymi kotłami osiąga 85%.
Łączna moc zainstalowana w EC Kielce wynosi 346 MWt, a faktyczne obciążenie 224,4 MWt.
Roczne zużycie węgla wynosi 129.217 Mg.
Elektrociepłownia posiada własne składowisko odpadów paleniskowych, na które hydraulicznie transportowany jest popiół i żużel z kotła WP-140. Z kotłów WR-25 popiół i żużel przenoszony jest taśmociągami na składowisko i odbierany przez odbiorców do wykorzystania w budownictwie i drogownictwie.
Kotłownie rejonowe.
System ciepłowniczy miasta wspomagany jest przez cztery grzewcze kotłownie rejonowe wykorzystywane do zasilania osiedlowych sieci ciepłowniczych.
- 147 -
Charakterystykę techniczno – energetyczną tych źródeł ciepła przedstawiono w Tabeli 9.
Tabela 9 Kotłownie rejonowe – podstawowe dane techniczno-eksploatacyjne.
Kotłownia lokalizacja / Ilość i rodzaj kotłów Zainstalowana moc [MW]
Użytkownik
„Wojska Polskiego”
ul. Hauke-Bosaka 2a
5 x WR-5 29,83 MPEC
„Żniwna” ul. Żniwna 4 x WLM-5 2 x WR-5
34,89 KSM
„Szczecińska” osiedle Zagórska
4 x WLM-5 23,26 KSM
„Zapomniana” osiedle
Chęcińska 8 x WCO 8,84 MPEC
Zamieszczone w tabeli 9 kotłownie rejonowe są kotłowniami wolnostojącymi, opalanymi miałem węglowym.
Kotłownia „Wojska Polskiego” o mocy zainstalowanej 29,83 MWt i sprawności 76%
obciążona jest faktycznie mocą 29,1 MWt. Roczne zużycie węgla w kotłowni wynosi 16.500 Mg. Spaliny z kotłów WR-5 odpylane są w baterii cyklonów o sprawności rzeczywistej 88%.
Zaopatruje w ciepło 73 obiekty o łącznej kubaturze 916 tyś.m3. Stan techniczny kotłowni określa się jako dobry.
Kotłownia „Zapomniana” o mocy zainstalowanej 8,84 MWt i sprawności 75% jest obciążona w 100%. Roczne zużycie węgla w tej kotłowni wynosi 4.875 Mg. Spaliny odpylane są w cyklonach o sprawności rzeczywistej 78%.
Zaopatruje w ciepło 35 obiektów o łącznej kubaturze 373.000 m3. Planuje się likwidację tej kotłowni w niedalekiej przeszłości.
W/w kotłownie są obiektami należącymi do miejskiego systemu ciepłowniczego, eksploatowanego przez Miejskie Przedsiębiorstwo Energetyki Cieplnej w Kielcach.
Kotłownia „Żniwna” (właściciel Kielecka Spółdzielnia Mieszkaniowa), o mocy zainstalowanej 34,89 MWt i sprawności 80%, obciążona jest mocą równą mocy zainstalowanej. Roczne zużycie węgla wynosi 18.643 Mg. Odpylanie spalin za pomocą cyklonów o sprawności 83%. Żużel i pyły wykorzystywane są do celów gospodarczych.
Zaopatruje w ciepło 108 obiektów o łącznej kubaturze 1.444.597 m3.
Stan techniczny kotłowni jest dobry. Lokalizacja kotłowni i jej charakterystyka techniczno-technologiczna umożliwia włączenie tego obiektu do miejskiego systemu ciepłowniczego.
Kotłownia „Szczecińska” eksploatowana przez Kielecką Spółdzielnię Mieszkaniową, o mocy zainstalowanej 23,26 MWt i sprawności 80% obciążona jest mocą 23,2 MWt. Roczne zużycie węgla w kotłowni wynosi 13.848 Mg. Spaliny odpylane są przy pomocy cyklonów o sprawności 83%. Żużel i pyły wykorzystywane do celów gospodarczych.
Kotłownia zaopatruje w ciepło 63 budynki o łącznej kubaturze 910.040 m3. Na temat stanu technicznego kotłowni brak danych.
Kotłownie lokalne.
Miejskie Przedsiębiorstwo Energetyki Cieplnej jest właścicielem 33 małych kotłowni lokalnych o zainstalowanej mocy poniżej 3 MWt. Ich łączna moc wynosi 19,39 MWt, a obciążenie 14,03 MWt.
Zamontowane są w nich kotły typ EcaIV i KZ-5 o sprawności około 65%, opalane węglem lub koksem. Kotłownie te nie posiadają zamontowanych urządzeń do odpylania spalin.
Są one źródłami ciepła do celów grzewczych dla wielorodzinnej zabudowy mieszkaniowej oraz obiektów użyteczności publicznej i handlowo-usługowych na terenie centrum miasta i jej obrzeżu.
- 148 -
Z kotłowni tych zaopatrywane są w ciepło 93 obiekty o łącznej kubaturze 684 tyś.m3. Stan techniczny tych źródeł ciepła jest dobry.
Poza 33 kotłowniami lokalnymi eksploatowanymi przez MPEC, na terenie miasta funkcjonują 44 małe kotłownie lokalne dostarczające ciepło do celów grzewczych i technologicznych zakładów produkcyjnych, obiektów usługowych, handlowych, administracyjnych, służby zdrowia, wojskowych i kilku pojedynczych wielorodzinnych budynków mieszkalnych.
W kotłowniach tych zamontowane są kotły różnych typów, z przewagą jednostek opalanych węglem i koksem. Ich sprawność wynosi od 60% przy kotłach opalanych węglem, do 93% dla kotłów opalanych olejem opałowym. Łączna moc zainstalowana w tych kotłowniach wynosi 101,4 MWt, a obciążenie całkowite 67,7 MWt.
Tylko nieliczne z tych kotłowni, na ogół wyposażone w większe jednostki kotłowe, posiadają urządzenia odpylające spaliny.
Zaopatrują one w ciepło grzewcze i technologiczne około 250 obiektów o łącznej kubaturze ok.
1.600 tyś.m3.
Stan techniczny tych kotłowni jest bardzo zróżnicowany, od bardzo dobrego w obiektach ostatnio modernizowanych, do zaledwie dostatecznego.
Kotłownie przemysłowe.
Większe zakłady przemysłowe oraz Świętokrzyskie Centrum Onkologii przy ul. Artwińskiego swoje potrzeby w zakresie zaopatrzenia w ciepło do celów grzewczych i technologicznych pokrywają z własnych kotłowni.
Stan techniczny tych kotłowni określany jest jako dostateczny, dobry i ponad dobry. Wszędzie zainstalowane są cyklonowe odpylacze spalin o sprawności eksploatacyjnej ponad 75%. W kotłowni „Polmo” SHL, dla 3 kotłów WLM-5 zainstalowano wysokosprawną instalację odsiarczania spalin, a w kotłowni Dawid & Smith Packaging S.A. planuje się wykonanie nowych instalacji odsiarczania i odpylania spalin.
Charakterystykę techniczno – energetyczną tych obiektów przedstawiono w tabeli 10.
Tabele 10 Charakterystyka techniczno – energetyczna kotłowni przemysłowych
Użytkownik, lokalizacja
- 149 -
Kotłownia Chemarbel ogrzewa również osiedle zakładowe „Chemaru” przy ulicach Glinianej i Traugutta oraz hotel pracowniczy przy ul. Strycharskiej.
Magistralna sieć ciepłownicza.
Magistrala „Wschodnia”.
Magistrala wyprowadzona z EC Kielce w kierunku wschodnim, do ul. Żniwnej. Trasa magistrali poprowadzona została wzdłuż ulic: Łódzkiej, Jesionowej, Świętokrzyskiej i Konopnickiej.
Na odcinku od EC do ul. Olszewskiego wykonana została jako napowietrzna, a na pozostałym odcinku jako sieć kanałowa w obudowie żelbetowej. Od EC do ul. Warszawskiej tj. na długości 2.740 m posiada średnicę 2 x Ø600 mm, a od ul. Warszawskiej do ul. Żniwnej – odcinek długości 1.880 m posiada przekrój 2 x Ø300 mm.
Całkowita długość magistrali „Wschodniej” wynosi 4.620 m.
Nominalna przepustowość magistrali, na odcinku od EC do ul. Warszawskiej wynosi 210 MWt, a maksymalna 230 MWt.
Wielkość i strukturę obciążeń magistrali przedstawiono w Tabeli 11.
Tabela 11. Magistrala „Wschód” – obciążenia wg stanu na dzień 31.03.1997r.
L.p.
- 150 -
Magistrala ciepłownicza „Północna”, wyprowadzona z pompowni sieciowej c.o. istniejącej przy ul.
Warszawskiej, obok osiedla Bocianek, zaopatruje w ciepło do celów grzewczych i ciepłą wodę użytkową osiedla mieszkaniowe: Słoneczne Wzgórze, Uroczysko I, Uroczysko II, Na Stoku i Świętokrzyskie w części północnej. Poprowadzona została wzdłuż ul. Warszawskiej, po wschodniej stronie jezdni, i wzdłuż ul. Sikorskiego. Na całej długości wykonana została jako sieć kanałowa w prefabrykowanej obudowie żelbetowej.
Magistrala ciepłownicza „Północna” wykonana jest z rur o przekrojach: 2 x Ø600 mm - 1.050 m, 2 x Ø500 mm - 610 m i 2 x Ø300 mm - 1.070 m
Całkowita długość magistrali wynosi 2.730 m.
Wielkość i strukturę obciążeń magistrali przedstawiono w Tabeli 12.
Tabela 12. Magistrala „Północ” – obciążenia na dzień 31.03.1997 r.
L.p.
Magistrala ciepłownicza „Zachodnia”, wyprowadzona z EC Kielce w kierunku zachodnim, przesyła ciepło dla celów grzewczych i ciepłej wody użytkowej do terenów przemysłowo-składowych Niewachlowa, osiedli mieszkaniowych w zachodniej części miasta, osiedli Czarnów, Jagiellońska i Podkarczówka, zespołu obiektów służby zdrowia przy ul. Jagiellońskiej oraz obiektów użyteczności publicznej, usługowych i mieszkaniowych na terenie Centrum miasta, w rejonie ulic Czarnowskiej, Piotrkowskiej i Sienkiewicza. Zbudowana jest jako sieć napowietrzna, kanałowa i bezkanałowa (z rur preizolowanych) o przekrojach:
• 2 x Ø400mm + 1 x Ø700mm – odcinek na estakadzie od EC do ul. Batalionów Chłopskich,
• 2 x Ø700mm – odcinek na estakadzie od ul. Batalionów Chłopskich do stacji zasuw sekcyjnych Nr 1 obok wyrobiska Ślichowice,
• 2 x Ø700mm – sieć kanałowa od stacji zasuw sekcyjnych Nr 1 do stacji zasuw sekcyjnych Nr 2,
• 2 x Ø600mm - sieć kanałowa od SZS Nr 2, wzdłuż ul. Szajnowicza, do komory na wysokości osiedla Ślichowice II,
• 2 x Ø600mm - sieć kanałowa od SZS Nr 2, wzdłuż ul. Grunwaldzkiej, do komory K-10 na wysokości osiedla Pod Dalnią,
• 2 x Ø600mm - sieć bezkanałowa z rur preizolowanych od komory
K-10, wzdłuż ul. Grunwaldzkiej, do komory K-06 u zbiegu ulic Grunwaldzkiej i Jagiellońskiej.
- 151 -
Nominalna przepustowość magistrali wynosi 185 MW, a maksymalna - 210 MW.
Wielkość i strukturę obciążeń magistrali ciepłowniczej „Zachodniej” przedstawiono w Tabeli 13.
Tabela 13. Magistrala „Zachodnia” - obciążenia na dzień 31.03.1997 r.
L.p. Nazwa obszaru Moc
szczytowa MW
Moc na c.o.
MW
Moc na c.w.u.
MW
1. Dz. Niewachlów 9,02 8,24 0,78
2. Os. Pod Dalnią 5,35 3,73 1,62
3. Os. Ślichowice I 13,53 8,76 4,77
4. Os. Ślichowice II 4,24 3,44 0,80
5. Zespół obiektów służby zdrowia
w rejonie ul. Jagiellońskiej 13,14 10,06 3,08
6. Os. Jagiellońska 17,55 17,55 0
7. Os. Podkarczówka, MZK i „Wodociągi” 20,57 20,57 0
8. Os. Czarnów b.d. b.d. b.d.
Magistrale wyprowadzone z kotłowni rejonowych.
Ciepło z kotłowni rejonowych wyprowadzone jest lokalnymi sieciami magistralnymi, doprowadzonymi do węzłów ciepłowniczych.
Z kotłowni „Wojska Polskiego” wyprowadzone są dwa magistralne rurociągi ciepłownicze:
• magistrala napowietrzno – kanałowa poprowadzona wzdłuż ul. Wrzosowej do osiedla Barwinek z obciążeniem szczytowym 22,29 MW, w tym moc na c.o. – 16,02 MW i moc na c.w.u. – 6,27 MW
• magistrala napowietrzno – kanałowa poprowadzona wzdłuż ul. Hauke-Bosaka do przedsiębiorstwa „Prema” z obciążeniem szczytowym 6,58 MW, w tym moc na c.o.
6,37 MW i moc na c.w.u. 0,27 MW.
Z kotłowni „Żniwna” wyprowadzona jest magistrala ciepłownicza w kierunku południowym, do osiedli Kieleckiej Spółdzielni Mieszkaniowej w rejonie ul. Sandomierskiej i ul. Zagórskiej, z odgałęzieniem do osiedla „Stara Zagórska” i gmachu Kieleckiego Centrum Kultury. Jest to sieć kanałowa. Jej trasa poprowadzona została wzdłuż ulic: Żniwnej, Domaszowskiej, Leszczyńskiej i Śląskiej, a odgałęzienie do KCK – wzdłuż Leszczyńskiej, Romualda, Źródłowej i Astronautów.
Obciążenie szczytowe magistrali wynosi 34 MW.
Z kotłowni „Szczecińska” ciepło wyprowadzone jest dwoma rurociągami c.o., w kanałach z obudową żelbetową, do osiedli KSM Zagórska Południe i Zagórska Północ, w rejon ul.
Szczecińskiej. Trasy tych rurociągów poprowadzone są przez tereny zabudowy osiedlowej.
Obciążenie szczytowe tych rurociągów wynosi 23,2 MW.
Z kotłowni „Zapomniana”, dostarczającej ciepło do osiedla RSM „Armatury” – Chęcińska, ciepło wyprowadzone jest kanałową siecią ciepłowniczą, poprowadzoną przez tereny zabudowy osiedlowej, w kierunku ul. Krakowskiej.
Obciążenie szczytowe sieci wynosi 8,8 MW.
Ocena stanu technicznego sieci ciepłowniczych.
Długość okresu eksploatacji sieci ciepłowniczych, obok rodzaju użytej izolacji termicznej, ma zasadnicze znaczenie na ich stopień niezawodności.
Przeprowadzone badania niezawodnościowe wykazały, że okres bezawaryjnej eksploatacji rurociągów wykonanych w izolacji tradycyjnej wynosi 23 – 28 lat. Na tej podstawie należy przyjąć, że wymiany wymagały będą wszystkie rurociągi ciepłownicze, których wiek przekroczył 30 lat.
Długość takich rurociągów na terenie Kielc wynosi ponad 39 km.
- 152 -
Długość sieci ciepłowniczych wg struktury wieku i rodzaju zastosowanej izolacji, eksploatowanych w miejskim systemie ciepłowniczym przedstawiono w Tabeli 14.
Tabela 14. Długość sieci ciepłowniczych wg okresu eksploatacji i rodzaju izolacji.
L.p. Lata budowy
Okres eksploatacji -powyżej lat
Izolacja tradycyjna m
Rury
preizolowane
m Razem
m
1. do 1969 30 39.026 39.026
2. 1970 – 1974 25 58.336 58.336
3. 1975 – 1979 20 71.876 71.876
4. 1980 – 1984 15 11.608 11.608
5. 1985 – 1989 10 24.792 24.792
6. 1990 – 1994 5 3.938 2.490 6.428
7. 1995 – 1997 do 5 216 9.018 9.234
Innym ważnym problemem występującym w eksploatacji miejskiego systemu ciepłowniczego jest jego układ przestrzenny, który na poziomie sieci magistralnych jest promieniowy.
Układ taki uniemożliwia drugostronne dostarczenie ciepła do odbiorców, w przypadku awarii rurociągu magistralnego.
Każdy współczesny system energetyczny, a szczególnie ciepłowniczy, powinien być wyposażony w system pomiarowo-monitorowy. Tego typu systemy są już szeroko stosowane na świecie oraz w kraju. Jego zastosowanie pozwala na uzyskanie oszczędności ciepła poprzez dokładne i szybkie dopasowanie mocy źródeł do zapotrzebowania odbiorców oraz na zwiększenie parametrów niezawodnościowych systemu, poprzez skrócenie czasu trwania awarii, głównie za sprawą dokładnego i wczesnego lokalizowania miejsca awarii sieci.
Z tych względów miejski system ciepłowniczy powinien być wyposażony w system monitorowo -pomiarowy.
Jednostki zarządzające systemami ciepłowniczymi.
Zarządzaniem największym źródłem ciepła w mieście – Elektrociepłownią Kielce oraz dystrybucją ciepła w niej wytwarzanym zajmuje się „Elektrociepłownia – Kielce” Sp. z o.o. w Kielcach ul.
Hubalczyków 30, która jest wydzielonym podmiotem gospodarczym ze 100% udziałem ZEORK – S.A.
Miejskim systemem ciepłowniczym zasilanym z Elektrociepłowni Kielce oraz z kotłowni rejonowych „Wojska Polskiego” i „Zapomniana” zarządza Miejskie Przedsiębiorstwo Energetyki Cieplnej Sp. z o.o. w Kielcach ul. Mielczarskiego 139/143, będące spółką komunalną.
Kotłowniami rejonowymi „Żniwna” i „Szczecińska” oraz systemami ciepłowniczymi zasilanymi z tych źródeł ciepła zarządza Kielecka Spółdzielnia Mieszkaniowa w Kielcach ul. Kujawska 26.
- 153 -