Kütuste põletamine

Allikas: Energiatalgud

Energiatehnoloogiad.pngSoojusmajandus.png

Kütus soojuse tootmise kontekstis tähendab kütteainet, mille põlemisel eraldub palju soojust ja mida seetõttu kasutatakse energiaallikana. Põletusseade (ehk edaspidi ka katelseade) on oma tähenduselt tehniline seade, milles oksüdeeritakse kütust, et kasutada selle tulemusena tekkivat soojust. [1],[2]


Peaartikkel: Soojuse tootmise tehnoloogiad
Seotud artikkel: Kütused; Koostootmine


Üldist

Seotud artikkel: Koostootmine;


Soojuse tootmine toimub kütuste otsepõletamise teel kateldes, ahjudes, kaminates või ka soojusjõumasinates kaasproduktina elektri tootmisel soojuselektrijaamades. Kütusteks kvalifitseeruvad kõik tahked, vedelad või gaasilised põlevmaterjalid. Teisiti võib jaotada kütuseid [3]:

a) fossiilsed kütused - põlevkivi, nafta, kivisüsi, maagaas, kivisüsi, pruunsüsi jne;
b) tehiskütused - generaatorgaas, põlevkivigaas, põlevkiviõli;
c) biokütused - õled, pilliroog, puidujäätmed, puit.

Eesti olukorda kirjeldavad joonis 2 ning joonis 3. Samuti kirjeldab joonis 1 Eestis asuvates katlamajades toodetud soojust aastatel 2009-2013. Eesti hetkeolukorras on levinuimaks gaaskütustel töötavad katlamajad. Levinumateks kütusteks, mida kasutatakse soojuse tootmiseks fossiilsed kütused - maagaas ning põlevkivi.

Põletusseadmed

Kütuste põletamine soojuse tootmiseks toimub põletusseadmetes - kateldes, ahjudes, kaminades ning koostootmise režiimis ka soojusjõumasinates kaasproduktina. Põletusseadmeid jaotatakse diapasooni järgi [4]:

1) väikesed põletusseadmed - ≤ 1MW;
2) keskmised põletusseadmed - 1...50 MW;
3) suured põletusseadmed - 50...100 MW.

Põletusseadme korral, mille summaarne nimisoojusvõimsus on 100 megavatti või enam, tuleb saasteallika väljuvates gaasides pidevalt mõõta vääveldioksiidi, lämmastikoksiidide, tahkete osakeste ja gaaskütuse puhul ka süsinikoksiidi kontsentratsiooni. [4]

Katlad

Katla osa, kus toimub kütuse põlemine, nimetatakse koldeks. Kütuse põlemisel vabanev soojus kandub koldes põlemisproduktidelt läbi metallist küttepinna soojusvahetusainele (veele). Koldeid saab samuti jagada erinevalt. Kolded jaotatakse kamberkolleteks ja kiht- ehk restkolleteks. [5]

Kamberkolletes põletatakse gaaskütuseid, vedelkütuseid, samuti ka pelleteid. Põlemine toimub kolde mahus. Kamberkolletega tihedalt seotud osaks on põleti, mille liigitus on suhteliselt komplitseeritud, kuid mis lihtsustatuna näeks välja järgmiselt [5]:

a) gaasipõleti;
b) õlipõleti;
c) tahkekütuse põleti;
d) graanuli- ehk pelletipõleti.

Tahkel kütusel väikekatlad varustatakse enamasti kiht- ehk restkolletega. Kihtkollet iseloomustab kütusekihi olemasolu, millesse protsessi käigus puhutakse põlemisõhku. Restkolletega katlad jagunevad järgmiselt [5]:

a) ülemise põlemisega katlad;
b) alumise põlemisega katlad;
c) pöördleegiga katlad.

Puugaasikatel

Puugaasikatlad on katlatüübid, kus toimub puidu põletamine kaheastmeliselt. Esimesel põlemisel tekib nn. puugaas ning teises astmes põleb õhuhapniku ja puugaasi segu, mille peaaegu jäägitul põlemisel eraldub tunduval rohkem soojust kui tavalistes otsepõlemiskateldes, kuid ei teki keskkonnale kahjulikke põlemisjääke. Olulisimaks argumendiks puugaasikatelde kasuks on nende suur kasutegur - 81...90%. [5]

Ahjud

Ahjud on soojuse tootmise ja salvestamise seadmed, kus põletatakse põhiliselt puitu, kuid sobivad ka teiste fossiilsete kütuste põletamiseks. [6]

Ahjusid on samuti erinevaid tüüpe [6]:

a) kahhelahjud;
b) kamin-ahjud;
c) moodulahjud;
d) pottahjud;
e) salvestusahjud.

Ahjud on ruumide kütmiseks kasutatavad majapidamisküttekolded, mis võivad olla valmistatud erinevatest materjalidest ning erineva ehitusviisiga. Tänapäevased soojust salvestavad ning ka soojendavad ahjud (õhkvahega ahjud) sobivad samuti ka passiivmajade kontseptsiooni. [6]

Kaminad

Kaminad oma originaalses kontseptsioonis on kasutusel olnud tulekolletena ruumide soojendamiseks ning valgustamiseks. Tänapäeva kaminate funktsioonid on paljuski muutunud. Lahtise avaga kaminate kasuteguriks on 5...15%. Kaminatele on samuti omane jaotus [7]:

a) küttekaminad - terasplekist või malmist valmistatud (kütteseadmed). Iseloomulik on väike salvestusmass ning kütuse pidev lisamise vajadus;
b) välikaminad - kaminad, mille kütteseade asub väljaspool ruumi.

Kaasaegsed kaminad on aga kõrgkvaliteetsed küttetehnoloogia tooted, mille ökonoomne kütusekulu võimaldab kaminaid kasutada ka ruumide küttekehadena. Kaminakütte puhul kasutatakse Eestis põletatava kütusena peamiselt puitu (küttepuid, puitbriketti), vähesel määral ka turbabriketti. Spetsiaalselt projekteeritud ning kohaldatud kaminates ja kaminasüdamikes saab kasutada ka sütt, maagaasi ning propaani. [7]

Keskkond

Keskkonnasaaste

Fossiilsetel kütustel baseeruv energeetikasektor on senini üks suurimaid keskkonnasaastajaid, olles seejuures siiski sotsiaalses ning majanduslikus kontekstis vägagi oluline sektor - varustades elanikke kütuse, elektrienergiaga ning soojusega. Võrrelduna Eesti õhukvaliteedi näitajaid, mida arvestatakse elaniku kohta, teiste Euroopa riikidega, oleme sageli suurimate saastajate seas, mis ilmtingimata ei tulene halvast õhukvaliteedist, vaid ka väikesest rahvaarvust. [8]

Õhku sattuvate püsivate orgaaniliste saasteainete peamised allikad Eestis on energiat tootvat põletusseadmed, teisisõnu põlevkivi, turba ja hakkepuidu põletamine energeetikasektoris, lisaks raske- ja kerge kütteõli ning põlevkiviõli põletamine. Suur osa püsivatest orgaanilistest saasteainetest tekib põlemisprotsessidest kodumajapidamistes (tahkete kütuste põletamine). Kasvuhoonegaaside heitkogused aastatel 2003-2012 on toodud joonisel 4. [8]

Kütuste põletamine energeetikas moodustab põhiosa välisõhku eralduvast vääveldioksiidist (SO2), lämmastikoksiididest (NOx) ning samuti ka raskmetallidest (plii, kaadmium, elavhõbe). Raskmetalle pliid, kaadmiumi ja elavhõbedat tekib Eestis peamiselt kütuste põletamisel energeetikas ning energia tootmisel tööstuses. Muutused selles vallas on toimunud paremuse poole, kuna Eesti ja Balti elektrijaama energiaplokid on renoveeritud. Vana tolmpõletustehnoloogia on asendatud uue keevkihttehnoloogiaga Uus tehnoloogia tähendab katelde efektiivsuse tõusu ning vajaliku põlevkivi koguse vähenemist. Peale energiaplokkide renoveerimise mõjutas heitkoguste vähenemist ka vanade energiaplokkide demonteerimine Balti elektrijaamas. [8]

Biokütused ning biomass

Biokütuseks nimetatakse bioloogilist päritolu taastuvuse piires otseselt kütusena kasutatavad või kütuseks töödeldud tahket, vedelat ja gaasilist ainet. Biomass oma tähenduselt on põllumajanduslikust tootmisest, metsatööstusest ning sellega seotud tootmisest pärit bioloogiliselt lagunev fraktsioon ning samuti ka tööstus- ja olmejäätmete bioloogiliselt lagunev fraktsioon. Mõlemate näol on tegu kütustega või ka toorainetega, mida suunata otsepõletamisse. [1]

Põletamiseks sobivad lisaks puitsele biomassile (küttepuud, raiejäätmed ja lageraiete kännud) ka teraviljakasvatusest saadav põhk, pilliroog ja jäätmed. [1]

Energia tootmiseks biomassist võib kasutada järgmisi süsteeme [1]:

a) kaugküttesüsteem;
b) lokaalküttesüsteem;
c) soojuse ja elektri koostootmine;
d) anaeroobne lagundamine biogaasiks.

Kõige ilmsemad näited põletamiseks kasutatavad liigid on pärit põllumajandusest või metsandussektorist, kuid samuti eksisteerivad ka teised allikad. Biomassi potentsiaalset ressurssi võib taandada järgnevalt toodud taastuvatele energiaallikatele [1]:

a) metsatööstus ning selle jäätmed
b) puidujäätmed tööstusest ning kodumajapidamistest;
c) energiakultuurid;
d) rohtne biomass põllumajandusest;
e) biolagunevad olmejäätmed
RSS uudisvoog

Viited

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 Tartu Regiooni Energiaagentuur. Biokütuste kasutamine energeetikas Lõuna-Eesti regioonis
  2. Riigi Teataja. Tööstusheite seadus (11.11.2014)
  3. Õppematerjal. Energeetika ja keskkond
  4. 4,0 4,1 Keskkonnaamet. Suured põletusseadmed (11.11.2014)
  5. 5,0 5,1 5,2 5,3 Tallinna Tehnikaülikool. Katlad
  6. 6,0 6,1 6,2 Kaminakoda. Ahjud. (11.11.2014)
  7. 7,0 7,1 Kaminakoda. Kaminad. (11.11.2014)
  8. 8,0 8,1 8,2 Keskkonnainfo. Keskkonna ülevaade 2009.
  9. Statistikaamet. KE04: Soojuse bilanss(12.11.2015).
  10. Statistikaamet. KE01: Energiaseadmed(11.11.2015).
  11. Statistikaamet. KE032: Elektrijamade võimsus ja toodang(11.11.2015).
  12. Statistikaamet. KK29: Kasvuhoonegaaside heitkogus(12.11.2015).


Täiendavat lugemist

Aasta Kategooria Pealkiri
2013 Ettekanne Energiatehnoloogiate tulevikust
2008 Ettekanne Kasvuhoonegaasid ja põlevkivienergeetika
2011 Aruanne Biokütuste termokeemiline töötlus. ORC põhinev soojuse ja elektri koostootmine
2008 Ettekanne Biomassi koospõletamise tehnoloogiad ja nende rakendamine Eestis - võimalused ja probleemid
2009 Aruanne Keskkonna ülevaade 2009
- Aruanne Eesti paiksetest ja liikuvatest saasteallikatest välisõhku eralduvate saasteainete summaarsete heitkoguste vähendamise riiklik programm aastateks 2006-2015
2013 Aruanne Biokütuste kasutamine energeetikas Lõuna-Eesti regioonis
- Õppematerjal Energeetika ja keskkond
- Aruanne Eesti Keskkonnastrateegia aastani 2030
2014 Aruanne Põlevkivi kasutamise riikliku arengukava 2016-2030 keskkonnamõju strateegilise hindamise programmi avalik arutelu
2010 Ettekanne Põlevkivikasutuse jätkusuutlikkuse tagamiseks põlevkivi kasutamissuundade määramine ja varu hindamine uute kriteeriumite alusel
2013 Direktiiv Keskmise võimsusega põletusseadmete direktiiv
2007 Ettekanne Elektritootmise arengusuunad
- Õppematerjal Katlad
2012 Ettekanne Biokütused ja nende kasutamine väikekütteseadmetes I
2012 Ettekanne Biokütused ja nende kasutamine väikekütteseadmetes II
2007 Ettekanne Eesti energiatehnoloogiate arendusstrateegia eeluuring
2007 Aruanne Energiatoodete maksustamise uuring
2014 Ettekanne Euroopa energiapoliitika valikud. Kas Euroopal on üldse valikut
2014 Ettekanne Eesti uus energiapoliitika. Konkurentsivõimeline taastuvenergia Eestis
2014 Ettekanne Eesti energiapoliitika mõju riigi konkurentsivõimele
2014 Ettekanne Eesti põlevkivienergeetika tulevik
2014 Ettekanne Eesti energiamajanduse arengukava aastani 2030
2014 Aastaraamat Taastuvenergia aastaraamat 2014


Kontaktvõrgustik

Kontaktvõrgustik on koostamisel. Kui soovite artikli kontaktvõrgustikuga liituda, võtke ühendust artikli teemahalduriga.


On Teil ettepanekuid, kuidas "KÜTUSTE PÕLETAMINE" artiklit täiendada? Leidsite infot, mis ei ole enam ajakohane või vajab täpsustamist? Võtke ühendust artikli "KÜTUSTE PÕLETAMINE" teemahalduriga MARGUS ALTEMENT e-aadressil margus.altement@arengufond.ee või avaldage arvamust selle artikli ARUTELU all.

Personaalsed tööriistad
Energiatalgud Energiaühistud
Nimeruumid

Variandid
vaatamisi
Toimingud
Tööriistad