Optimální vlastnosti vody v síti dálkového vytápění díky nejmodernější vakuové technologii

Kvalita vody v okruzích sítě dálkového vytápění je rozhodujícím faktorem životnosti síťových potrubí. Aby se zabránilo korozi černých ocelových trubek, jako médium přenášející teplo je třeba používat demineralizovanou vodu nebo permeát. Po konzultaci s Busch Vacuum Solutions našla společnost Elektrizitätswerke Mittelbaden AG & Co. KG dokonalé řešení pro odstraňování kyslíku a oxidu uhličitého z vodního okruhu pomocí nejmodernější vakuové technologie. K odsolování vody se nadále používá závod na reverzní osmózu. Díky nově vyvinutému odplyňovacímu systému našli extrémně účinnou a bezpečnou technologii, která výrazně prodlouží životnost černých ocelových trubek v síti.

O Elektrizitätswerke Mittelbaden

Elektrotechnická společnost Elektrizitätswerke Mittelbaden AG & Co. KG se čtyřmi pobočkami v Lahru, Offenburgu, Hausachu a Kehlu dodává energii téměř 300.000 obyvatelům. V závodě v Offenburgu jsou v současnosti provozovány také sítě dálkového vytápění, které zajišťují vytápění 900 domácností. Voda přiváděná do sítě dálkového vytápění funguje jako teplonosné médium, které se ohřívá na 80 °C pomocí odpadního tepla z kogenerační jednotky. Systém dálkového vytápění se v současnosti dále rozšiřuje. V roce 2021 začne fungovat třetí síť, a čtvrtá síť je nyní ve fázi plánování.

Použití vakuové technologie v dálkovém vytápění

Obě stávající sítě dálkového vytápění jsou dohromady téměř pět kilometrů dlouhé a skládají se z tepelně izolovaných černých ocelových trubek. Aby byla zajištěna co nejdelší životnost tohoto potrubí, první krok zahrnuje snížení hodnoty pH vody ve změkčovači vody na hodnotu 0. Elektrická vodivost vody se následně sníží na optimální hodnotu 8 až 9 mikrosiemens na kubický centimetr (μs/cm³) v závodě na reverzní osmózu. V minulosti byly zplodiny, které se skládaly hlavně z kyslíku a malého množství oxidu uhličitého, odsávány vždy pomocí odplyňovacího systému. Tyto jednotky byly vybaveny kapalinokružnými vývěvami. Pro Tobiase Friedemanna, technologického experta společnosti, nebyl tento typ dodávky vakua uspokojivým řešením. Vývěvy vyžadovaly jako provozní kapalinu vodu. Náklady na požadovanou čerstvou vodu se počítají ročně až do 3.000 eur. Od té doby, co dodavatel odplyňovacích systémů přestal nabízet služby, začal Tobias Friedemann zkoumat možnosti na trhu. Použití chemikálií na úpravu vody v elektrárně v Offenburgu nebylo z ekologických důvodů legitimní alternativou. Používání chemických látek je navíc složité, protože dávkování a složení chemických látek může způsobovat nežádoucí reakce, které mohou negativně ovlivnit kvalitu vody.

Výhody tepelného odplyňovacího systému společnosti Busch

Po rozsáhlém výzkumu Tobias Friedemann konečně objevil Busch Vacuum Solutions. Procesní inženýři ve společnosti Busch vyvinuli zcela nový tepelný odplyňovací systém, jehož srdcem je nejnovější generace zubových vývěvMINK s ovládáním frekvence.

Během 24hodinového provozu je z okruhu nepřetržitě přiváděno 1.000 litrů vody za hodinu do odplyňovacího systému. Voda je rozstřikována do vakuové nádoby. Stříkání vody a balicích prvků do nádrže vytváří největší možnou povrchovou plochu pro vodu, aby mohly být zplodiny účinně odsávány vývěvou. Takto odplyněná voda se může pomocí řídicího systému vrátit zpět do okruhu buď přímo, nebo pomocí zásobní nádrže. Jednou z výzev pro procesní inženýry bylo stísněné místo v místnosti přímo vedle kogenerační jednotky. Řešením je kompaktní odplyňovací systém na rámu (obr. 1), který obsahuje všechny komponenty, včetně řídicího systému. Připojení k přívodu tepla bylo realizováno takovým způsobem, aby odplyňovací systém střídavě zpracovával vodu z obou sítí dálkového vytápění v provozu.

Odplyňovací systém od společnosti Busch byl spuštěn na začátku roku 2020 a od té doby odplyňuje vodu nepřetržitě pro dvě sítě dálkového vytápění s celkovou délkou 1,8 a 2,8 kilometru a celkovým objemem vody 300 krychlových metrů. Pro Tobiase Friedemanna jsou výhody nového odplyňovacího systému zřejmé. Použití zubových vývěv MINK znamená, že již nepotřebuje čerstvou vodu jako provozní kapalinu. Tím šetří náklady na instalaci přívodu a odvodu a především náklady na vodu. Zubové vývěvy MINK pracují na kompletně suchém principu. To znamená, že ke stlačování nebo extrakci par nevyžadují vodu ani žádnou jinou provozní kapalinu. Navíc spolehlivě vytvářejí požadovanou hladinu vakua v odplyňovací nádobě. To je nezávislé na množství vody nebo její teplotě. Pohon s proměnlivou rychlostí umožňuje vývěvě přesně se přizpůsobit stavu vody a přesně poskytovat požadovanou hladinu vakuadle potřeby. Naproti tomu kapalinokružné vývěvy nemohou být tak přesně řízeny a jejich výkon při tvorbě vakua závisí na teplotě vody. Téměř bezúdržbová zubová vývěva MINK nahrazuje dvě z dříve používaných kapalinokružných vývěv. Kromě pohonu s proměnnou rychlostí je to také spojeno s uspokojivým snížením nákladů na energii – což je výhoda i pro elektrárnu. Nový odplyňovací systém je monitorován jednotkou Modbus RTU. Tímto způsobem jej lze ovládat a řídit externě. Cirkulace vody, teplota vody a vodivost vody jsou nepřetržitě monitorovány. Pokud se jeden ze tří parametrů liší od cílové hodnoty, lze okamžitě přijmout příslušná nápravná opatření.

Tobias Friedemann si uvědomil, že toto je nejslibnější řešení pro budoucnost odplyňování vody v sítích dálkového vytápění. Již nainstaloval druhý odplyňovací systém od společnosti Busch pro novou síť dálkového vytápění, která má začít s provozem příští rok. Budoucí sítě budou také vybaveny odplyňovacími systémy od společnosti Busch Vacuum Solutions.