Ostatnie tygodnie uświadomiły nam, że chociaż węgiel jest od lat wykorzystywany do ogrzania naszych domów, wiedza na jego temat nadal jest niewystarczająca. Na pytania, jaki rodzaj węgla wybrać, jaką powinien mieć wartość opałową oraz czym powinien charakteryzować się surowiec wykorzystywany jako główne źródło ciepła w gospodarstwach domowych – odpowiada dr hab. Leokadia Róg, Profesor Głównego Instytutu Górnictwa.
W polskich normach i ustawach jest dokładnie opisane, jakie węgle, o jakich parametrach jakościowych nadają się do energetycznego wykorzystania. Dostosowanie się do wymagań tych aktów prawnych i norm przez producentów i dystrybutorów węgla, dałoby szansę na poprawną gospodarkę węglem kamiennym i zmniejszyłoby negatywne oddziaływanie procesu spalania węgla kamiennego na środowisko.
Według normy, dotyczącej klasyfikacji węgli kamiennych według typów (PN-G-97002:2018-11), wyróżniamy węgle kamienne, które nadają się do spalania oraz węgle, które mogą być użyte tylko i wyłącznie do koksowania, zgazowania i innych procesów technologicznych. Norma ta podaje, że do spalania nadaje się węgiel typu 31, opisany jako węgiel płomienny oraz węgiel typu 32, opisany jako węgiel gazowo-płomienny. Rzadko kiedy przy zakupie węgla są podawane informacje na temat typu węgla (na fakturze, specyfikacji czy na worku), a to powinno być podstawą zakupu węgla do spalania, zwłaszcza dla instalacji poniżej 1 MW i kotłów wykorzystywanych w gospodarstwach domowych. Najczęściej przy zakupie węgla jest on identyfikowany tylko na podstawie wartości opałowej. Czasem dodatkowo podawana jest informacja na temat zawartości popiołu, wilgoci i siarki. Oczywiście parametry te też są ważne, ale powinny być podawane przez dostawcę bądź sprzedawcę węgla wraz z typem węgla.
Mamy więc dwa typy węgla energetycznego: 31 i 32. Są one wyznaczone na podstawie trzech parametrów jakościowych, a mianowicie zawartości części lotnych (Vdaf), zdolności spiekania (RI) i refleksyjności witrynitu (Ro). Osoba kupująca węgiel nie musi znać się na tych parametrach, ważne jest, aby pamiętała o typie i wymagała podczas transakcji zakupu potwierdzenia tego typu. Gdyby się jednak zdarzyło, że parametry te pojawią się na opisie sprzedawanego węgla, to warto wiedzieć, że w węglach przeznaczonych do energetycznego wykorzystania zawartość części lotnych (Vdaf) musi być większa od 30%, zdolność spiekania (RI) nie może być większa niż 40 dla węgli kierowanych do energetyki zawodowej i ciepłownictwa i nie może przekraczać 25 dla instalacji energetycznych o mocy poniżej 1 MW i instalacji wykorzystywanych w gospodarstwach domowych, a wskaźnik refleksyjności witrynitu (Ro) nie może być większy niż 0,70%. Wartość wskaźnika refleksyjności witrynitu i reflektogram, który otrzymuje się podczas jego wyznaczania, mówią dużo o samym węglu. Na ich podstawie możemy powiedzieć, z jakim typem węgla mamy do czynienia – możemy stwierdzić czy węgiel jest mieszanką różnych węgli, czy jest jednorodny w swojej masie, a jeśli jest mieszanką różnych typów to możemy określić, jakie typy węgla występują w tej mieszance.
Inna polska norma (PN-82/G-97001) dzieli węgle na siedem sortymentów, różniących się wielkością występujących w nich ziaren. Sortymenty grube to Kęsy, Kostka i Orzech. Kęsy to duże kawały węgla o średnicy powyżej 250 mm, bez wyznaczonej górnej granicy wielkości ziaren. Obecnie nie pojawiają się one na rynku polskim. Kostka to również duże kawały węgla o średnicy do 200 mm. Najdrobniejsze ziarna w tym sortymencie nie powinny być mniejsze niż 63 mm. Orzech natomiast to węgiel składający się z kawałków o średnicy od 25 mm do 125 mm. Sortymenty grube są przeznaczone wyłącznie do spalania w odpowiednich piecach, w gospodarstwach domowych (np.: piece kaflowe, kociołki z rusztem). Sortymenty średnie to Groszki o uziarnieniu maksymalnie do 50 mm i nie mniejszym niż 8 mm. Groszki mogą być spalane zarówno w instalacjach energetycznych o mocy poniżej 1 MW oraz w kotłach i piecach domowych, jak i w ciepłownictwie w kotłach rusztowych. W sortymentach grubych i średnich może występować niewielka ilość, maksymalnie do 10 %, ziaren drobniejszych niż podane dolne granice. Ten drobny węgiel powstaje w trakcie procesów technologicznych i transportu węgla.
Oczywiście na wartość opałową węgla istotny wpływ ma zawartość wilgoci całkowitej i popiołu w węglu. Czym większa zawartość popiołu i wilgoci w węglu tym mniejsza jego wartość opałowa. Według rozporządzenia Kostka i Orzech powinny wykazywać zawartość popiołu maksymalnie 12% i wartość opałową nie mniejszą niż 22 000 kJ/kg. Groszek powinien mieć maksymalnie 14% popiołu i wartość opałową nie mniejszą niż 21 000 kJ/kg. Ekogroszek, czyli paliwo predystynowane do stosowania w kociołkach domowych powinno charakteryzować się zawartością popiołu maksymalnie 12% i wartością opałową nie mniejszą niż 24 000 kJ/kg. Jest jeszcze jeden sortyment, który może być stosowany w instalacjach poniżej 1 MW i w gospodarstwach domowych – ekomiał. Ekomiał, podobnie jak ekogroszek, powinien wykazywać zawartość popiołu maksymalnie 12% i wartość opałową nie mniejszą niż 24 000 kJ/kg, a zawartość ziaren o średnicy poniżej 3 mm nie powinna przekraczać w nim 15%.
Aby przeprowadzić kontrolę jakości węgla należy pobrać próbki do badań i przekazać je do wyspecjalizowanego w tym zakresie laboratorium. Wszystkie czynności trzeba wykonać zgodnie
z opisem podanym w normie PN-G-04502:2014-11. Należy, w zależności od tonażu węgla, którego jakość chcemy sprawdzić, pobrać odpowiednią liczbę porcji (łopat) węgla, z różnych miejsc, rozłożonych równomiernie na powierzchni pryzmy lub rozłożonych równomiernie w całej masie węgla jeśli jest on przesypywany z jednego miejsca na drugie (np. podczas załadunku lub rozładunku ze środka transportu). Każda porcja musi mieć odpowiednią masę zależną od największego wymiaru ziarna
w węglu. Po połączeniu wszystkich pobranych porcji węgla powstaje próbka ogólna, która w zależności od masy, może stanowić próbkę do badań, lub która może zostać pomniejszona do mniejszej masy odpowiednimi metodami opisanymi w normie.
Dr hab. Leokadia Róg
Prof. Głównego Instytutu Górnictwa
Więcej informacji z Mazowsza
Najpopularniejszy program dotacyjny do zawieszenia – kontrowersyjna decyzja rządu
Ruszył program „Mazowsze dla zwierząt”
Nowi ochotnicy w szeregach 5 Mazowieckiej Brygady OT
Innowatorzy Mazowsza wybrani
