Συγκριτική μελέτη εγκατάστασης ατμολέβητα 12t/h, 16 bar, σε χαρτοβιομηχανία με καύσιμο pellet ή μαζούτ

Abstract

Στην παρούσα Πτυχιακή Εργασία πραγματοποιείται μια συγκριτική μελέτη εγκατάστασης ατμολέβητα παραγωγής κορεσμένου ατμού με ρυθμό 12 t/h, σε πίεση 16 bar. Ο συγκεκριμένος ατμολέβητας που μελετάται θα λειτουργεί σε χαρτοβιομηχανία και το καύσιμό του θα είναι είτε pellet είτε πετρέλαιο μαζούτ. Τα τελευταία χρόνια γίνεται μια προσπάθεια περιορισμού της χρήσης συμβατικών καυσίμων, η οποία έχει βλαβερές συνέπειες για το περιβάλλον και το ενδιαφέρον στρέφεται προς τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Έτσι, πολλές βιομηχανίες αντικαθιστούν τους λέβητες πετρελαίου με λέβητες καύσης βιομάζας. Η εργασία αποτελείται από έξι κεφάλαια, τα οποία παρουσιάζονται αναλυτικά στη συνέχεια. Εισαγωγικά, παρουσιάζονται τα βασικά μέρη και ο τρόπος λειτουργίας ενός ατμολέβητα. Δίνονται επίσης τα γενικά χαρακτηριστικά των λεβήτων και δίνεται ιδιαίτερη έμφαση στα προτερήματα ενός καλού λέβητα. Επίσης περιγράφονται τα τυπικά χαρακτηριστικά μεγέθη των λεβήτων και ο επιπλέον εξοπλισμός που είναι απαραίτητος για τη λειτουργία τους. Στο Πρώτο Κεφάλαιο δίνεται μια αναλυτική περιγραφή του ατμολέβητα ο οποίος λειτουργεί με καύσιμη ύλη το πετρέλαιο μαζούτ. Πιο συγκεκριμένα, περιγράφονται οι ατμολέβητες που διαθέτουν φλογοσωλήνα και αεριαυλούς. Στη συνέχεια, γίνεται μια ανάλυση της εγκατάστασης στην οποία γίνεται η καύση του πετρελαίου μαζούτ και τονίζονται τα πλεονεκτήματα όπως και τα μειονεκτήματα ενός τέτοιου λέβητα. Ασφαλώς, δίνονται και περισσότερες πληροφορίες που αφορούν το πετρέλαιο μαζούτ. Στο Δεύτερο Κεφάλαιο περιγράφεται ο τρόπος λειτουργίας ενός ατμολέβητα με καύσιμο pellet και η εγκατάσταση στην οποία γίνεται η καύση της βιομάζας. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των λεβήτων που χρησιμοποιούν στερεά καύσιμα. Σημαντικό μέρος της συγκεκριμένης εργασίας αποτελεί η βιομάζα οπότε γίνεται μια εκτενής μελέτη στα βασικά χαρακτηριστικά της, όπως είναι η περιεκτικότητά της σε υγρασία/τέφρα και η θερμογόνος δύναμή της, και δίνονται τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της. Στη συνέχεια αναφέρονται οι διάφορες κατηγορίες της βιομάζας, οι ιδιότητες των καυσίμων βιομάζας και ειδικότερα του pellet. Στο Τρίτο Κεφάλαιο ακολουθεί μια τεχνική περιγραφή του συστήματος παραγωγής κορεσμένου ατμού με χρήση πετρελαίου μαζούτ. Στο Τέταρτο Κεφάλαιο γίνεται αντίστοιχη τεχνική περιγραφή για λέβητες βιομάζας. Περιγράφονται και στις δύο περιπτώσεις τα επιμέρους τμήματα από τα οποία αποτελείται ο εκάστοτε λέβητας. Στο Πέμπτο Κεφάλαιο πραγματοποιούνται οι απαραίτητοι υπολογισμοί που αφορούν τον λέβητα βιομάζας ο οποίος κρίθηκε καταλληλότερος για χρήση σε χαρτοβιομηχανία. Τέλος, στο Έκτο Κεφάλαιο παρουσιάζεται η τεχνικοοικονομική μελέτη που αφορά την αντικατάσταση ενός ατμολέβητα μαζούτ από έναν ατμολέβητα βιομάζας. Συμπερασματικά, προκύπτει ότι ο λέβητας βιομάζας υπερτερεί του λέβητα μαζούτ καθώς η βιομάζα με την καύση της ανακυκλώνει το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) που υπάρχει ήδη στην ατμόσφαιρα και δεν εκπέμπει επιπλέον CO2, όπως συμβαίνει κατά την καύση των ορυκτών καυσίμων. Το διοξείδιο του άνθρακα είναι ένας ρυπαντής που ευθύνεται πρωτίστως για το φαινόμενο του θερμοκηπίου. Άλλα πλεονεκτήματα της βιομάζας αποτελούν το γεγονός πως είναι ανανεώσιμη πηγή ενέργειας και το μειωμένο της κόστος συγκριτικά με τα συμβατικά καύσιμα.