Svetovo najväčší solárny systém na sušenie kalu

V súčasnej dobe je vo výstavbe solárny termálny systém, ktorý je s najväčšou pravdepodobnosťou najväčším na svete. 12 kilometrov dlhá hrubostenná oceľová rúrka inštalovaná na sušenie kalov z čistiarní odpadových vôd v nemeckom Bottrope. V súlade s veľkosťou projektu je inžinierska činnosť potrebná a v každom ohľade je veľmi náročná – vrátane podrobného plánovania inžinierskych prác v priebehu výstavby.

 

Jedna z výziev na stavbe za všetky: prepojenie mnohých stoviek vykurovacích špirál v 32 sušiacich halách. Keďže sú haly stavané na nespevnenom teréne, musia tieto špirály dlhodobo odolávať značným tepelným, koróznym aj mechanickým vplyvom. Preto bola klasicky použitá hrubostenná oceľová rúrka v rozmeroch 1 ¼ až 4 palce (DN 32 až DN 100). Rúrky sa spájali studenou lisovacou technikou od Viega a to spojkami systémov „Megapress“ (3/8 až 2 palce) a „Megapress S XL“ (2 1/2 až 4 palce).

Cieľ: Úspora energie

Čistiareň odpadových vôd v Bottrope je jednou z najväčších v Nemecku. Čistí, upravuje alebo spaľuje nielen odpadové vody produkované asi 5 miliónmi obyvateľov z celého povodia rieky Emscher, ale aj externé kaly, ktoré sú do závodu zvážané z rôznych závodov. Proces, ktorý je zložitý a zároveň energeticky náročný – spáliť 120 000 ton kalu ročne v dvoch peciach v susednej kombinovanej teplárni pri cca 450 °C. Kal preto musí mať definovaný stupeň suchosti. Optimálny je obsah sušiny medzi 60 a 70 percentami. Predtým sa to dosahovalo pridaním približne 20 000 ton čierneho uhlia počas procesu spaľovania. V rámci celkového balíčka „hybridná elektráreň Emscher“ je solárno-tepelný sušiaci systém (STT) nastavený tak, aby toto množstvo v budúcnosti čo najviac znížil – odľahčil tak životnému prostrediu a zároveň zachoval cenné zdroje.

K tomu bude čistiarenský kal predsušený v 32 halách. Tieto haly sú konštruované ako skleníky a nachádzajú sa na zhruba 61 000 metroch štvorcových spevnenej pôdy, v bývalom areáli odkalísk. V budúcnosti budú kolesové nakladače rozvážať kaly do presklených hál centrálnou uličkou podľa podrobnej analýzy materiálového toku. V sklenených halách sa kal suší asi 10 až 14 dní pod prirodzeným slnečným svetlom – pravidelne cirkulujúcim automatizovaným procesom – takto je koncept plánovaný z ekolologického hľadiska. Pokiaľ nie je dostatok slnečného žiarenia, vykurovacie špirály pod stropom haly dodávajú teplo z vlastnej kogeneračnej jednotky alebo zo štvorstupňovej kaskádovej kogeneračnej jednotky s vykurovacím výkonom 10 megawattov.

Jeden údaj za všetky: každý rok sa z čistiarenského kalu odparí približne 100 000 metrov kubických vody, v prípade, že sušiaci systém pracuje na plný výkon. Je to zhruba ekvivalentné množstvo pitnej vody, ktoré denne spotrebuje celé mesto Frankfurt nad Mohanom!

Odľahčená a pohyblivá konštrukcia haly

„V tomto meradle je sušenie čistiarenských kalov veľkým kvantovým skokom, taktiež v porovnaní so všetkými predchádzajúcimi metódami, ktoré dosahovali maximálne desiatich percent výkonu, ktorý potrebujeme,“ vysvetľuje projektový manažér hlavného projektanta Norbert Schepers zo spoločnosti Emscher Wassertechnik GmbH. Podrobné otázky, napr. ako môže byť absorbovaná značná tepelná rozťažnosť ľahkých konštrukcií, pri dĺžke haly s viac ako 160 metrami a dokonca viac ako 200 metrov v centrálnej uličke. Zvlášť pokiaľ atmosférické vplyvy v mikroklíme môžu spôsobiť, že tieto expanzie budú "kontraaktívne" alebo aspoň veľmi divergentné.

Pomocou systému Viega „Megapress“ bolo úspešne inštalovaných viac ako 12 kilometrov oceľového potrubia. Na dlhých rovných úsekoch samozrejme s príslušnými kompenzátormi alebo nápadne širokými dilatačnými oblúkmi. Na každom vyústení hlavného rozvodu do jednotlivých hál a na napojenie vykurovacích špirál, avšak so zvláštnosťou – s pružnými „hadicovými spojmi“. Okrem vyššie uvedených tepelných vplyvov zaťažujú inštalácie aj štrukturálne dynamické pohyby ľahkých konštrukcií. Pevné potrubné spoje by preto boli vystavené najextrémnejšiemu zaťaženiu. Flexibilné spoje však umožňujú štrukturálne oddelenie, ktoré kompenzuje všetky ťažšie pohyby.