Sähkökattiloiden teknis-taloudellinen vertailu

Abstract

Polttoaineiden hintojen kohoaminen sekä sähkönkulutuksen tasoittamispyrkimykset ovat tuoneet mukanaan uusia mahdollisuuksia sähkölle lämmöntuotantosovellutuksissa. Tämän työn päätavoitteena oli selvittää teknis-taloudellinen raja vastus- ja elektrodikattiloiden välillä. Aluksi tarkasteltiin kattilarakenteita. Vastuskattilassa sähköenergia muunnetaan lämpöenergiaksi putkivastuselementin avulla. Tehonsäätö tapahtuu portaittain. Elektrodikattilassa käytetään kuumennettavaa vettä vastuksena. Tehoa voidaan säätää portaattomasti välillä 10...100 %. Elektrodikattilan toiminnan kannalta on oleellista veden sähkönjohtavuuden pitäminen sopivissa rajoissa. Seuraavaksi selvitettiin eri kattilatyyppien lämpö- ja sähkö-teknisiä liityntöjä. Vastuskattilat ovat aina pienjännitteisiä. Elektrodikattiloita valmistetaan sekä pien- että suurjännitteille. Elektrodikattilat liitetään kaukolämpöverkkoon lämmönvaihtimen kautta. Vastuskattilassa kiertää suoraan kuumennettava vesi. Höyrykattiloiden prosessiliitynnässä ei ole eroja. Eri kattilatyypeille laskettiin erikseen sähkö-, lämpö- ja rakennustekniset kustannukset. Kattilalaitosten käyttöä ja kunnossapitoa tarkasteltiin mm. käyttäjiltä kerättyjen kokemusten pohjalta. Oleellista käytön kannalta on vesikemian ylläpito. Sähkökattilalaitosten huollontarve on vähäistä eikä eri kattilatyypeillä havaittu merkittäviä eroja. Kattilatyyppien tehoalueet määräytyvät käytännössä kiinteiden kokonaiskustannusten perusteella. Kaukolämpöverkkoa syötettäessä saatiin tehoalueiksi vastuskattilalaitoksille alle 0,6 MW, pienjännite-elektrodikattilalaitoksille 0,6...2,0 MW ja suurjännite-elektrodikattilalaitoksille yli 2,0 MW. Prosessihöyryä tuottaville laitoksille tehoalueet ovat samat. Paikallisista olosuhteista riippuen pien- ja suurjännitteisten kattiloiden tehoalueiden rajat vaihtelevat välillä 1,0...4,0 MW. /Kir09