A távfűtésről és a kapcsolt energiatermelésről I.
2001/5. lapszám | Szontág László | 6477 |
Figylem! Ez a cikk 24 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Rovatunk Parlamentről szóló cikkében már beszéltünk az épület távfűtéséről, mint Európa elsők között létesített távfűtési rendszeréről. Ez adta az ötletet arra, hogy – egy szakértő kolléga segítségével – kicsit részletesebben is ismertessük a távfűtés mai helyzetét, fejlesztési irányelveit. Az áttekintésben Sigmond György úr, a Budapesti Távfűtőművek főmunkatársa volt segítségünkre, akivel Budapesten, a XI. kerületi Kalotaszegi úton lévő irodában találkoztunk, mely a távfűtőművek központi telephelye is egyben.
Bevezetésként vegyük sorra a távfűtés főbb elemeit. A legelső a fűtőmű maga, ahol nagyteljesítményű kazánok segítségével előállítják a hőenergiát, melynek hordozója általában forró (100 °C feletti!) víz. Ezt csak túlnyomás tartásával tudjuk létrehozni, így 100 °C felett a víz folyadék fázisában marad, és nem gőzölög el. A távfűtőművek Budapesten 130/70 °C, Dt=60 °C hőfoklépcsőjű fűtővízzel dolgozik a távfűtőművek. A fűtőművekben gázenergiát használnak, ezt égetik el a kazánokban, de az ország egyéb területein találkozhatunk szilárd tüzelésű fűtőművekkel, erőművekkel is.
A forró vizet távvezetékeken keresztül juttatják el a fogyasztókhoz. A vezetékek anyaga régen fekete acélcső volt, melyet utólag szigeteltek. Mostanra a távfűtőművek teljes egészében áttért az előre szigetelt távvezetékek használatára: ezeket általában földbe fektetik. Budapesten ISOPLUS gyártmányú, poliuretán habbal szigetelt, és kemény, külső műanyag héjjal ellátott vezetéket használnak. A fogyasztókhoz szállított hőenergiát a lakóépületekben található hőközpontok fogadják. Ezt hőcserélő segítségével átalakítják, a forró vízből fűtési meleg vizet állítanak elő, és a fogyasztói oldalon időjárásfüggően szabályozzák azt. A 130/70 °C-os primer vízből a felhasználók számára 90/70 °C-os secunder vizet készítenek. A távfűtési hálózatban a vizet keringtető szivattyúk segítségével áramoltatják. Itt kell szót ejtenünk a manapság használt mennyiségi szabályzásról. A korszerű, nagyteljesítményű keringtető szivattyúk fordulatszám-szabályzásával lehetővé vált az ilyen jellegű vezérlés bevezetése is. Így ha a hőmérséklet nem túlságosan alacsony télen, kevesebb fűtővizet (primer víz) kell keringtetni a hálózatban: ezt a szivattyúk fordulatszámának csökkentésével érik el. Így a szivattyúzási költséget tudjuk mérsékelni.
Fontosságát tekintve igen jelentős eleme a rendszernek a nyomástartás, hiszen a 130 °C-os víz felforrna, ha a túlnyomás megszűnne. A nyomástartás különböző módozatait később fogjuk tárgyalni.
– Kérem, beszéljen a távfűtés budapesti és országos kialakulásáról!
– A távfűtést a lakótelepek építésével egy időben, 1957-58-ban kezdték kialakítani Magyarországon. A 15 éves lakásépítési program keretében indították el a hálózat kiépítését. Az első távfűtési energiát szolgáltató erőmű a kelenföldi fűtőmű volt. Mostanra a budapesti lakások kb. 30%-ában van távfűtés: ez kb. 240 000 lakást jelent. Ez országos szinten kb. 600 000 otthont ölel fel. Vidéken Pécsett, Kazincbarcikán, Inotán, Ajkán stb. terjedt el jelentős mértékben a távfűtés. Ezeket főleg szénre épített erőművekből látják el. Budapesten fokozatosan áttértek a szilárd tüzelésről a gázenergián alapuló hőellátásra. Ma Budapesten négy nagy, egy közepes és egy kisebb fűtőművel rendelkezik a távfűtőművek.
– Beszéljen Budapest távfűtőműveiről!
– Ahogy említettem, négy nagy fűtőművünk van. Ezek sorrendben az észak-budai terület fűtőművei, melyek között szerepel a Kunigunda utcai 176 MWatt-os és az óbudai, Zápor utcai 236 MWatt-os erőmű. Ezek össze vannak kötve egymással azért, hogy mindkettő kiszolgálhassa a másik fogyasztóit. Nyáron az óbudai fűtőmű kazánjai leállnak, és a Kunigunda utcai szolgáltatja a melegvíz-ellátást mindkét fűtőműnél. A Kunigunda utcai fűtőmű olajtüzeléssel is üzemeltethető. Erre azért van szükség, hogy téli csúcs esetén az olajtüzeléssel hidaljuk át a hiányzó, és takarékosság szempontjából le nem kötött maximális gázkontingenst. Az újpalotai 100 MWatt-os és a Füredi úti 120 MWatt-os fűtőműveink tartoznak még a nagyok közé. Ezek is gázenergiát használnak fel.
Közepes fűtőmű a rákoskeresztúri 40 MWatt-os erőmű, melynek kazánjai csúcsberendezésként működnek. Itt valójában hőelosztás folyik, mert a hőenergia 60-65%-át vásároljuk az Egyesült Vegyiművektől. A fűtőmű kazánjait csak a fűtési csúcsok ellátásakor használjuk. Kis fűtőműnek minősül a XXII. kerületi Rózsakertben működő erőmű, 10 MWatt-os teljesítménnyel. Itt tervezzük az első kapcsolt energiatermeléses berendezés létrehozását. Ha szóba került a kapcsolt energiatermelés, beszélnünk kell arról, hogy mit jelent ez. Amikor villamosenergia-előállítás kapcsán a hulladékhőt távfűtésre használjuk, akkor kapcsolt energiatermelésről beszélünk. Ez egy igen jó hatásfokú energiatermelés, a későbbiekben még bővebben beszélek róla.
– Ismertesse a távfűtési rendszerek szabályzását, alapvető jellemzőit!
– Rendszereink szabályzását alapvetően a szivattyúk fordulatszámának vezérlésével oldjuk meg. Ezzel az áramoltatott mennyiséget szabályozzuk, így tudjuk csökkenteni vagy növelni a kívánt szállítandó hőmennyiséget.
Természetesen az előremenő víz hőmérsékletének csökkentésével-növelésével is tudjuk változtatni a szállított energia mennyiségét. A két szabályzás együttes alkalmazásával érhetjük el a legjobb, fogyasztáshoz igazodó hőszolgáltatást. Régen a szivattyúk fojtásával tudták csak irányítani a térfogatáramot, de ez nem volt kielégítő, takarékos és jó műszaki megoldás. A mennyiségi szabályzásra a frekvenciaváltós motorok elterjedésével nyílt lehetőség, fordulatszám változtatással. A szivattyúkat a visszatérő ágba építik abból a célból, hogy ne legyenek olyan nagy hőterhelésnek kitéve, hiszen az előremenő víz hőmérséklete 130 °C. A tömegáram változtatásával történő szabályzás energiatakarékos, ezzel csökkenteni tudjuk a felesleges szivattyúzási munkát, nem keringtetünk felesleges vízmennyiséget a hálózatban. Előnye még az is, hogy a fogyasztói hálózat előtt az előremenő és a visszatérő vezeték közötti átkötésen 130 °C-os előremenő víz nem kerül a visszatérő ágba, hiszen szabályzott mennyiségéből adódóan mindig a megfelelő tömegáram áll rendelkezésre a hőközpontnál. A megkerülő ágon nem kell visszaáramoltatni a felesleges előremenő 130 °C-os vizet.
A hőközpontok a távhőellátás fogyasztói oldalán lévő fogadóállomás szerepét töltik be. A fogyasztói oldalon időjárásfüggő szabályzással állítják elő a külső hőmérséklettől függő előremenő fűtési vizet. Az elszámolás számlázásának 2003. június 24-től mérés útján kell történnie. Ezt rendelet írja elő. Jelen pillanatban sajnos a legtöbb helyen átalánydíjas elszámolással fizetik a távhőellátást, fűtött légköbméter alapján. Egy fűtési szezonban október 15-től április 15-ig 100 000 Ft/átlaglakással számolunk. Az átlaglakás egy 53 négyzetméteres, 2,65 méter belmagassággal rendelkező lakóingatlan. A hőfelhasználás 40-50 Gigajoule évente, az energia ára 2000 Ft/Gigajoule, ebből számítható ki az éves hőellátási költség egy átlaglakásra vetítve. A nyomástartás is igen fontos feltétel a távfűtésnél, hiszen 100 °C feletti vízzel dolgozunk. Ha megindulna a kigőzölgés, akkor komoly problémák keletkeznének a hálózatban és a fűtőművekben is.
Háromféle nyomástartást különböztetünk meg: alsó-, felső- és „MŰ” pontos nyomástartást. A kazánokból a kimenő-előremenő vezetékekben tartott nyomás a felsőpontos, a visszatérő vezetékekben tartott az alsópontos. A „MŰ” pontos nyomástartásnak a hőközpontokban a fogyasztóknál történő nyomástartást hívjuk. Az ellennyomást gőzpárnával tágulási tartályon keresztül vagy szivattyús módszerrel is a kívánt értéken tarthatjuk. A nyomástartásnál figyelembe kell venni a keringető szivattyúk emelőmagasságából adódó nyomáskülönbségeket is. A lényeges az, hogy a rendszerben sehol, változó üzemi körülmények között sem alakulhat ki olyan állapot, hogy a forró víz gőzzé váljon. Gondolok itt arra, ha a keringtető szivattyúk megállnak, vagy áramkimaradás lép fel.
– Milyen kapcsolatban vannak a FŐTÁV fűtőműveivel a budapesti erőművek?
– A Távfűtőművek összesen 17 millió Gigajoule hőenergiát forgalmaz évente. A vállalat az energia 68%-át vásárolja a BUDAPESTI ERŐMŰ VÁLLALAT-tól, így szinte elosztó szerepe van a távhőellátásban.
A budapesti erőművek villamosenergiát termelnek, ez a fő feladatuk. A FŐTÁV hőenergiát vásárol tőlük, és azt olyan fűtőműveikből osztja el, ahol már nincs vagy csak kis mértékben van hőtermelés. Ilyen fűtőműveik a pesterzsébeti, melybe a csepeli erőműből szállítják a hőenergiát, a ferencvárosi és józsefvárosi fűtőmű, ezek a kelenföldi erőműtől kapják a forró vizet, valamint a Kacsoh Pongrácz úti fűtőmű, mely az újpesti erőműtől vásárol forró vizet. Érdekesség, hogy a ferencvárosi és józsefvárosi elosztó fűtőműből nem csak lakótelepeket szolgálunk ki, hanem például innen látjuk el a budai vár távfűtésbe kapcsolt épületeit, valamint a Bartók Béla úton lévő jó néhány fogyasztónkat. Kb. 360 MWatt energiát szolgáltatunk így. A kőbánya-kispesti erőmű már korszerűtlennek mondható: a távlati tervek szerint itt akarnak építeni egy kombinált ciklusú energiatermelő blokkot.
Ismét eljutottunk a kapcsolt energiatermelés kérdéséhez. Ma Magyarországon kétféle módon állítanak elő villamosenergiát és hőenergiát kapcsolt módon. Az egyik a kombinált ciklusú erőmű, a másik a gázmotoros erőmű. A kombi ciklusú erőműben gázturbina van, melynek 500 °C-os füstgázát hőhasznosító kazánban tüzelőanyag hozzáadásával égetik el. Az így keletkezett hőből gőzt és forró vizet termelnek. A gőzzel gőzturbinát hajtanak. A gáz és a gőzturbina termeli az elektromos áramot. A forró vízzel mint hulladék hővel távfűtést szolgálhatunk ki. A gőzturbinából távozó gőz további hőhasznosításra, például a gőz hőcserélőn történő átalakítása után forró vizes távfűtésre is alkalmas. Ha a technológiában nem élnek ezzel a lehetőséggel, akkor a gőzturbina „fáradt” gőzét kondenzálják hűtőtornyokkal, vagy hőcserélőkön keresztül hűtik például a Duna vizével.
A másik kapcsolt energiatermelési lehetőség a gázmotor. Ez egy Otto-motorhoz hasonlít (az autókban is hasonló van), de ettől eltérően földgázzal üzemel. Nagy előnye, hogy modul blokként kínálják a gyártók. Komplett egységként szerelőkereten található a motor, a villamosáramot előállító generátor és a hőhasznosító hőcserélő. Igen egyszerű a telepítése és a szerelése, ezért világszerte és Magyarországon is terjedőben van.
Következő lapszámunkban folyatatjuk a beszélgetést Sigmond György úrral a kombi ciklusú erőművek és gázmotorok részletesebb ismertetésével, a kapcsolt energiatermelés gazdaságosságának áttekintésével.
