Firma Oilon zorganizowała wewnętrzne dochodzenie w sprawie zrównoważonego rozwoju palników firmy. Podstawowym punktem wyjścia była taksonomia UE, która określa wymagania dotyczące inwestycji wspierających zrównoważony rozwój. Wyniki były imponujące: aż 92 procent produktów palnikowych firmy spełniało te kryteria.
Jednym z głównych celów Oilon jest bycie wiodącym producentem technologii czystego spalania. Firma przeznacza ponad 6 procent swoich obrotów na rozwój produktów. W ostatnich latach Oilon zainwestował znaczne środki w technologię pomp ciepła. Jednak produkty czystego spalania nadal odgrywają kluczową rolę w działalności firmy Oilon.
W przyszłości znaczna część spalania zostanie zastąpiona technologią opartą na energii elektrycznej, taką jak pompy ciepła i kotły elektryczne. Jest to szczególnie prawdziwe w zastosowaniach niskotemperaturowych”, powiedział dyrektor ds. technologii Grupy Oilon, Joonas Kattelus Wciąż istnieje wiele zastosowań, w których spalanie jest niezbędne. Na przykład w statkach i samolotach paliwa są doskonałym sposobem na magazynowanie energii. Mogą być również wykorzystywane do równoważenia podaży i popytu na ogrzewanie. W takich zastosowaniach zastępowanie paliw wyłącznie bateriami nie ma sensu. Odpowiednio, zastosowania procesowe i przemysłowe będą nadal wymagać wysokich temperatur wyjściowych zapewnianych przez technologię spalania daleko w przyszłości.
Paliwo jest największym czynnikiem
Z reguły gazowe paliwa kopalne generują niższe emisje niż ciekłe paliwa kopalne. Podczas spalania oleje opałowe uwalniają nie tylko CO2, ale także dwutlenek siarki, tlenki azotu i różne cząstki stałe, takie jak sadza. W porównaniu do ropy naftowej, gaz ziemny spala się niezwykle czysto. Ma zerową emisję dwutlenku siarki i sadzy.
Według Kattelusa, większość portfolio firmy została uznana za zrównoważoną. Obejmowało to wszystkie produkty, które spalają zrównoważone paliwa, tradycyjne i emisji NOx palniki na gaz ziemny, a także palniki rozruchowe i pomocnicze dostarczane do spalarni odpadów i zakładów wykorzystujących biopaliwa.
„Podział ten opierał się na założeniu, że jeśli zastąpimy spalanie węgla gazem ziemnym, na przykład w Chinach, osiągniemy ogromną jednorazową redukcję emisji NOx, cząstek stałych i CO.” Kattelus szacuje, że spalanie węgla generuje około dwa razy więcej CO2 niż spalanie gazu ziemnego.
Jak każde paliwo kopalne, spalanie gazu ziemnego powoduje emisję CO2, co zwiększa i intensyfikuje efekt cieplarniany. Według Kattelusa, Oilon zdołał zredukować pozostałe emisje do tak niskiego poziomu, że samo spalanie jest niezwykle czyste.
Wojna Rosji przeciwko Ukrainie dramatycznie zmieniła globalny krajobraz energetyczny. Zmiana ta przemawia za wycofaniem gazu ziemnego jako źródła energii. Pomysł ten jest dodatkowo wspierany przez fakt, że paliwa odnawialne mają zazwyczaj mniejszą emisję CO2 niż paliwa kopalne.
„Obecnie rządy na całym świecie są szczególnie zainteresowane wodorem. Wodór może być produkowany w procesie elektrolizy z wykorzystaniem zrównoważonej energii elektrycznej, takiej jak energia wiatrowa. W tym zastosowaniu służy jako forma magazynowania energii”, powiedział Kattelus.
Z punktu widzenia spalania, wodór jest czysty, ponieważ jego produktem spalania jest woda. Wodór spala się jednak bardzo intensywnie i gorącym płomieniem. Im gorętszy płomień, tym więcej szkodliwych tlenków azotu lub związków NOx powstaje. W palnikach Oilon ACE emisja NOx jest zminimalizowana dzięki stopniowaniu powietrza do spalania i paliwa, co skutkuje szerokim, chłodnym płomieniem. Dodatkowo, gazy spalinowe generowane podczas spalania są kierowane z powrotem do płomienia wewnątrz kotła, co dodatkowo chłodzi płomień.
Wodór nie jest niezawodnym rozwiązaniem. Obecna infrastruktura nie nadaje się do przechowywania i transportu wodoru bez szeroko zakrojonych modernizacji, a wodór wymaga dodatkowej uwagi w zakresie bezpieczeństwa. Jedną z alternatyw dla czystego wodoru jest syntetyczny metan wytwarzany z wodoru. Metan ma prawie dokładnie takie same właściwości jak gaz ziemny, co pozwala na jego bezpośrednie wykorzystanie w obecnych systemach. Wodór może być również wykorzystywany do produkcji amoniaku, który jest całkowicie wolny od emisji CO2. Amoniak nie jest pozbawiony problemów: jest toksyczny i ma wysoką emisję NOx
„Operatorzy na Dalekim Wschodzie wydają się być szczególnie zainteresowani amoniakiem. W Japonii i Korei Południowej ludzie badają nowe rozwiązania”, powiedział Kattelus. W dużych elektrowniach węglowych amoniak jest postrzegany jako paliwo przyszłości, a wielu producentów kotłów już zapytało, czy ich kotły mogą zostać przekształcone w amoniakalne.
Przyjęcie paliw odnawialnych wymaga inwestycji. Według Tapio Murtonena, dyrektora biznesowego Oilon, jeśli chcesz użyć innego paliwa w palniku przemysłowym Oilon, zazwyczaj wymagany jest nowy palnik. W przypadku palników procesowych i elektrowni wymagana jest mniej rozległa modernizacja.
„W typowym projekcie modernizacji instalujemy niezbędne lance paliwowe i zespoły zaworów oraz dokonujemy pewnych regulacji automatyki”, opisuje Murtonen.
Osiągnięcie gospodarki o obiegu zamkniętym i ochrona środowiska
W operacjach przemysłowych duża część pary bocznej nadal trafia do odpadów. Kiedyś powszechne było pozbywanie się trudnych paliw procesowych poprzez spalanie w pochodni. Nie zawsze tak jest, ponieważ zainteresowanie paliwami alternatywnymi i wykorzystaniem energii odpadowej wzrosło ze względu na coraz bardziej rygorystyczne normy emisji i rosnące ceny energii.
„Początkowo gazy były uwalniane do atmosfery, a następnie wynaleziono spalanie w pochodni”. Energia była tracona na wietrze, ale poziom emisji spadał. W nowoczesnych rozwiązaniach gazy są spalane w kotle, co pozwala firmom odzyskać energię zawartą w gazie”, powiedział Murtonen.
Im więcej strumieni bocznych przemysłu przetwórczego zostanie wykorzystanych, tym bardziej zwiększy się zakres dostępnych paliw. Już dziś Oilon dostarcza palniki dla różnych wymagających paliw, takich jak gaz wielkopiecowy i gaz koksowniczy generowany podczas produkcji stali. Ponadto, firma ma wieloletnie doświadczenie w rafineriach ropy naftowej i gazach procesowych.
„Paliwa wytwarzane jako produkt uboczny nie zawsze są jednorodne, a ciśnienie wlotowe może się zmieniać. Musimy zaprojektować sprzęt tak, aby wahania były pod kontrolą. Wymaga to różnych czujników, regulatorów i specjalnych rozwiązań automatyzacyjnych”, powiedziała Kattelus.
Według Kattelusa, oleje pirolityczne zaczęły ostatnio wzbudzać ponowne zainteresowanie. Po początku XXI wieku zostały one odrzucone jako zbyt trudne do wykorzystania jako paliwo. Będąc kwaśnymi, oleje pirolityczne powodowały korozję komponentów, a ich właściwości mogły nagle się zmienić, zatykając przewody paliwowe. Istnieją pewne przesłanki, że najnowsze oleje pirolityczne mają lepsze właściwości. Wartość PH jest nadal niska, co oznacza, że komponenty muszą być wykonane ze stali kwasoodpornej.
Palniki olejowe są również stosowane w kotłach fluidalnych jako palniki rozruchowe i podtrzymujące. Kotły te są wykorzystywane do spalania biopaliw oraz do produkcji energii z odpadów komunalnych pozostałych po recyklingu i ponownym wykorzystaniu.
„Kotły fluidalne, które są najczęściej używane do spalania zrębków drzewnych i podobnych biopaliw, zostały uznane za zrównoważone. Kocioł jest najpierw podgrzewany do 850°C za pomocą palników rozruchowych i podtrzymujących, po czym biomasa lub odpady komunalne są wprowadzane do kotła”, powiedział Murtonen.
W przypadku wielu rodzajów odpadów niebezpiecznych spalanie jest jedyną rozsądną opcją utylizacji. W zakładach gospodarki odpadami niebezpiecznymi gazy i ciecze są spalane za pomocą specjalnych palników. Część odpadów jest podawana przez palniki do kotła, gdzie jest bezpiecznie spalana. W ten sposób można zapobiec szkodliwemu wpływowi niebezpiecznych odpadów na atmosferę, drogi wodne i teren.
Ostatnie osiem procent – problem czy szansa?
Oilon niezmiennie produkuje palniki, które nie spełniają kryteriów zrównoważonego rozwoju. Ostatnie 8 procent portfolio składa się z palników na olej ciężki i lekki, które są wykorzystywane głównie w przemyśle morskim.
„Palniki wykorzystujące wyłącznie olej jako paliwo stanowią stosunkowo niewielką część. W przeważającej części są to palniki na gaz i gaz/lekki olej opałowy”, powiedział Murtonen. W dłuższej perspektywie Murtonen uważa, że udział palników olejowych jeszcze bardziej spadnie, ponieważ przepisy morskie stają się z roku na rok coraz bardziej rygorystyczne. Omawiając przyszłe paliwa w przemyśle morskim, trzech kandydatów wybija się ponad innych: amoniak, syntetyczny metan i syntetyczny metanol.
„Przemysł morski poszukuje nowych rozwiązań. Realizujemy również kilka projektów związanych z metanolem. Rozpoczęliśmy dyskusje z towarzystwami klasyfikacyjnymi, badając, jakiego rodzaju sprzęt i systemy bezpieczeństwa będą wymagane. Dodatkowo, rozpoczęliśmy inicjatywy rozwojowe z niektórymi z naszych klientów”, powiedział Murtonen.
„Metanol jest opcją, która wydaje się często pojawiać”, potwierdza Kattelus. „Jest to dobre paliwo odnawialne: paliwo płynne, które nie musi być pod ciśnieniem, co upraszcza logistykę”. Pod wieloma względami metanol jest podobny do lekkiego oleju opałowego, co oznacza, że nasza obecna technologia może być stosowana przy stosunkowo niewielkich modyfikacjach.
Metanol jest produktem ubocznym przemysłu leśnego i produktem ubocznym produkcji biodiesla. Może być produkowany z biomasy, wodoru i źródeł kopalnych. Niezależnie od źródła, metanol ma znacznie niższe emisje niż tradycyjne paliwa kopalne.
W zastosowaniach lądowych biodiesle okazały się doskonałą alternatywą dla tradycyjnych olejów opałowych. Według Kattelus, właściwości fińskiego biodiesla Neste My są tak zbliżone do tradycyjnego oleju opałowego, że można go stosować z obecną technologią, a jednocześnie zmniejszyć poziomy emisji w zakładzie. W palnikach Oilon zazwyczaj wystarczy wymienić detektor płomienia, aby cały zakres palników był kompatybilny z biodieslem.
Najlepsze palniki na świecie są tworzone z myślą o rzeczywistych warunkach
Oilon wykorzystuje obliczeniową dynamikę płynów (modelowanie CFD) jako część procesu rozwoju produktu. Eksperci firmy tworzą cyfrowe prototypy i symulują działanie palnika przed zbudowaniem fizycznego prototypu.
Coraz bardziej rygorystyczne pułapy emisji wymagają niezwykle starannej inżynierii i szeroko zakrojonych testów. Dzięki modelowaniu CFD, Oilon może symulować dziesiątki, a nawet setki różnych geometrii palników przed stworzeniem pierwszego prototypu.
Antti Hämäläinen pracuje jako programista produktu w firmie Oilon. Jednym z jego głównych zadań jest testowanie palników Oilon ACE.
„Dokonujemy niezliczonych zmian w prototypie. Nieczęsto zdarza się, że palnik jest całkowicie gotowy po CFD”, powiedział Hämäläinen. „Kiedy testujemy nasze produkty, celem jest uzyskanie warunków jak najbardziej zbliżonych do tych panujących w zakładzie klienta”. „Mamy wiele różnych kotłów i zawsze wybieramy ten, który jest najbardziej zbliżony do kotła klienta”.
Twórcy produktu rysują przewody paliwowe do palnika i budują wymaganą automatykę. Temperatura powietrza, wilgotność i ciśnienie mają wpływ na proces spalania. Istnieje wiele innych czynników, z których niektóre mogą być niemożliwe do uwzględnienia. To sprawia, że informacje zwrotne z terenu są na wagę złota.
„Sytuacja u klienta może się szybko zmienić”, powiedział Hämäläinen. „Tutaj w Oilon możemy zrobić prawie wszystko, ale pracownicy w terenie nie mają zestawu narzędzi, który pozwoliłby im na majstrowanie przy najdrobniejszych szczegółach. Dlatego testujemy różne ustawienia w kilku piecach, upewniając się, że produkt jest gotowy. Celem jest to, aby można było po prostu przykręcić urządzenie do kotła i nacisnąć start. Jeśli wystąpią problemy, odtworzymy warunki tak dokładnie, jak to możliwe w laboratorium i rozwiążemy problem poprzez testy”.
Miejsca instalacji i potrzeby klientów znacznie się różnią, a na przestrzeni dziesięcioleci zdarzały się pewne niespodzianki. Inżynier mechanik Jarmo Haverinen wspomina o problemach spowodowanych nietypowymi rozwiązaniami transportowymi. W jednym przypadku palniki zostały przymocowane do kotłów już w fabryce klienta. Kombinacje palników i kotłów zostały przewiezione na miejsce instalacji ciężarówką, a niektóre palniki uległy uszkodzeniu podczas transportu. Gdy problem został zidentyfikowany, klientowi można było doradzić, jak podeprzeć palniki, unikając uszkodzenia kołnierzy palnika.
Problemy z zapłonem to kolejny temat, na temat którego Oilon zbiera dane z terenu. Doświadczenia praktyczne pokazały, że staranne testowanie jest niezbędne. Kiedy zakończyła się produkcja pewnego transformatora zapłonowego, firma musiała jak najszybciej znaleźć zamiennik. W siedzibie klienta okazało się, że nowy komponent miał niższy prąd zapłonu, co powodowało problemy z długimi kablami zapłonowymi. Problem został naprawiony, a firma Oilon dostała cenna lekcję.
„Przeprowadzamy tak wiele testów w laboratorium, że maszyna jest w pełni sprawna i gotowa do użycia. Wykonujemy testy na testach i uruchamiamy maszynę we wszystkich możliwych kombinacjach. Produkt końcowy wygląda zupełnie inaczej niż na początku. Na tym właśnie polega rozwój produktu”, podsumowuje Hämäläinen.
Znormalizowane produkty zapewniają dostępność
Murtonen zgadza się, że kluczowe jest upewnienie się, że produkty są gotowe do użycia. Chociaż wydajność i poziomy emisji są priorytetem, niezawodność jest tym, co służy jako podstawa.
„Palniki muszą być niezawodne, co oznacza, że muszą być solidne i gotowe do użycia przez cały czas. Jednym słowem, palniki muszą mieć doskonałą dostępność”, powiedział Murtonen. Kolejnym istotnym czynnikiem jest zakres wydajności palnika. Na przykład kotły parowe wymagają szerokiego współczynnika obniżenia obrotów.
Miejsca instalacji i zastosowania są bardzo zróżnicowane. Palniki stosowane w środowisku morskim i wykorzystujące paliwa korozyjne muszą być odporne na korozję. Na szczęście klienci mogą przewidzieć swoje przyszłe potrzeby – co jest ważne, powiedział Murtonen, ponieważ palnik będzie służył klientowi przez około 25 lat.
Spadek dostępności gazu ziemnego w Europie wygenerował silny popyt na palniki dwupaliwowe i inne alternatywne rozwiązania palników. Coraz częściej klienci wybierają produkt o minimalnej emisji, a olej nie jest już postrzegany jako zrównoważone rozwiązanie.
„To, co odróżnia nas od konkurencji, to fakt, że osiągamy najniższy poziom emisji na świecie przy dobrej wydajności i niskim poziomie tlenu resztkowego”, powiedział Murtonen.
Na przykład palniki Ultra Low NOx oparte na technologii wstępnego mieszania mogą osiągać poziomy emisji niższe niż 2,5 ppm (5 mg/Nm3). Nawet przy ich najwyższej wydajności, palniki są łatwe w utrzymaniu i instalacji. Większość technologii jest taka sama jak w tradycyjnych palnikach.
Dostosowanie technologii czystego spalania do zmiennych warunków wymaga zrównoważenia niezliczonych czynników. Ponieważ jednak produkty są znormalizowane, planowanie systemu zajmuje niewiele czasu, a stabilna wydajność jest gwarantowana. Według Murtonena, klient po prostu wskazuje wymagania dotyczące emisji, a odpowiedni palnik jest wybierany na podstawie tych informacji. Jeśli klient potrzebuje na przykład palnika Ultra Low NOx, nie będzie to wymagało żadnych dodatkowych prac.
„Elektrownie mogą wymagać rozwiązań z wieloma palnikami. W tych projektach musimy rozważyć rozmieszczenie palników, co oznacza, w jaki sposób palniki powinny być umieszczone na ścianach kotła, aby uzyskać optymalną wydajność emisji”, opisuje Murtonen. „Zespół ekspertów Oilon zajmie się tym i znajdzie rozwiązanie, wybierając palniki i niezbędną automatykę. Po zakończeniu tego procesu dostawa przebiega jak zwykle”.
Wybór produktów firmy Oilon promuje gospodarkę o obiegu zamkniętym. Palniki firmy mogą być wykorzystywane do produkcji czystej energii i wykorzystywania strumieni bocznych. Z kolei przemysłowe pompy ciepła Oilon pozwalają operatorom na bardziej efektywne wykorzystanie wytwarzanego ciepła i wykorzystanie energii, która w przeciwnym razie zostałaby odparowana do atmosfery.
W przyszłości będzie wykorzystywanych więcej źródeł opartych na energii elektrycznej, zmniejszając udział technologii spalania. Jednocześnie, w świetle coraz bardziej rygorystycznych norm emisji i poszerzającej się gamy dostępnych czystych paliw, będzie istniało zapotrzebowanie na coraz bardziej wszechstronne rozwiązania w zakresie spalania. Zrównoważone rozwiązania palnikowe i systemy oparte na energii odnawialnej wzajemnie się uzupełniają i wspierają.
Dowiedz się więcej o palnikach Oilon tutaj Palniki – Oilon
Skontaktuj się z nami Kontakt – Oilon