Instalace technologie pro využití zbytkového tepla spalin byla v Plzeňské teplárenské, a.s. závod Teplárna zvažována již delší dobu. Zejména díky stále se zvyšujícím nákladům na paliva a optimalizace provozu horkovodní sítě, vedly k realizaci této investice podložené studií proveditelnosti a výpočtem ekonomické výhodnosti.
V současné době, je vzhledem ke stále se zvyšujícím vstupním nákladům kladen důraz na zvyšování účinnosti energetických zdrojů. Jednou ze zásadních možností je snižování teploty odchozích spalin (komínové ztráty) a to nejen optimalizací provozu kotlů, ale i odebráním zbytkového tepla spalin před vstupem do komína. Této variantě napomáhá obecný odklon od fosilních paliv a přechod na spalovaní biopaliv, tzn. paliv bez obsahu síry. Absencí sloučenin síry ve spalinách se snižuje reálně možná teplota spalin vypouštěných do komína a zároveň klesá korozní zatížení zařízení pro vyvedení odpadního tepla, to zvyšuje návrhový tepelný výkon zařízení, zároveň snižuje investiční náklady a zvyšuje návratnost investice.
Na základě technické studie a ekonomické rozvahy bylo rozhodnuto o realizaci investice s tím, že nejvhodnějším řešením pro podmínky Plzeňské teplárenské, a.s. závod Teplárna bude trubkový výměník (ekonomizér) pracující na výstupu v dostatečném odstupu od rosného bodu tzn. mimo režim kondenzace, to umožnuje využití stávajícího železobetonového komína bez zásadních stavebních úprav a zjednodušuje uvažovanou technologii, zejména pak není nutné čištění kondenzátu. Teplota spalin bude snížena u obou kotlů z cca 150 °C na 80 °C. Pracovním (ohřívaným) médiem je přímo oběhová topná voda horkovodního systému Plzeňské teplárenské.
Technologie je situována do prostoru za kotel K6 a železobetonový komín. Zde jsou na konstrukci umístěny výměníky od obou kotlů K6 a K7, projektovány jako vícesvazkové. Spaliny jsou vedeny vně přímých hladkých teplosměnných trubek a použitý materiál je nerez 1.4404. Výměníky se skládají z několika identických bloků, blok výměníku je oddělitelný od ostatních tlakových částí a koncipovaný jako vyměnitelný díl. Na straně spalin jsou výměníky zapojeny do trasy spalinovodů K6 a K7 v přímém směru. Pro možnost odstavení a revize za provozu kotle, jsou před a za výměníky instalovány elektricky ovládané spalinové klapky s dvojitou těsností, každý výměník je bypassován paralelní spalinovou trasou. Vychlazené spaliny jsou vedeny společným potrubím do železobetonového komína. Na horkovodní systém je technologie připojena potrubím DN150, pro regulaci teploty spaliny a regulaci výkonu jsou do horkovodního systému zařazena 2 zvyšovací čerpadla s režimem 100% záskoku. Základní regulovanou veličinou této technologie je výstupní teplota spalin za výměníkem, ta je vždy udržována na teplotě 80 °C, tak aby nedocházelo ke kondenzaci spalin ve výměníku a ve výstupních spalinovodech.
Přehled základních parametrů:
Výměník od kotle K6:
Teplota studené vratné topné vody.......65,0 °C
Teplota ohřáté vratné topné vody.......105,0 °C
Provozní (návrhový)průtok spalin (vlhké).......240 000 Nm3/h
Provozní teplota spalin před výměníkem.......150 °C
Provozní teplota spalin za výměníkem - regulovaná.......80 °C
Garantovaný výkon výměníku.......6550 kW
Výměník od kotle K7:
Teplota studené vratné topné vody.......65,0 °C
Teplota ohřáté vratné topné vody.......108,4 °C
Provozní (návrhový) průtok spalin (vlhké).......90 000 Nm3/h
Provozní teplota spalin před výměníkem.......150 °C
Provozní teplota spalin za výměníkem - regulovaná.......80 °C
Garantovaný výkon výměníku.......2 465 kW
V rámci Plzeňské teplárenské, a.s. není tato technologie prvním zařízením na využití odpadního tepla spalin, obdobné bylo zprovozněno na podzim 2024 v závodě ZEVO Plzeň. Navrženo bylo v obdobném duchu, jedná se o trubkový více blokový výměník pracující mimo oblast kondenzace spalin, teplosměnné plochy jsou z hladkých trubek.
Parametry zařízení:
Teplota studené vratné topné vody.......65 °C
Teplota ohřáté vratné topné vody.......105 °C
Provozní (návrhový) průtok spalin (vlhké).......101 000 Nm3/h
Provozní teplota spalin před výměníkem.......150 °C
Provozní teplota spalin za výměníkem - regulovaná.......80 °C
Výkon výměníku výpočtový.......2 721 kW
Zařízení bezproblémovým a bezporuchovým provozem naprosto naplňuje naše očekávání, za 18 měsíců provozu vyrobilo a dodalo do horkovodní sítě 85tis GJ tepelné energie, která by bez užitku odešla ve spalinách z technologie ZEVO Plzeň.
Samotná instalace zařízení na využití odpadního tepla K6/K7 byla zahájena přípravou přípojných míst v dubnu 2026. Instalace veškerých dalších zařízení proběhne zejména během letních odstávek zařízení a uvedení do provozu je plánováno do konce roku 2026. Po uvedení do provozu bude v Plzeňské teplárenské instalováno celkem 11 735 kW výkonu z odpadního tepla.
Václav Šimice, vedoucí správy zařízení Teplárna, Plzeňská teplárenská, a.s.
