Klasyfikacja węgli

W krajowej „małej energetyce” dominującym paliwem jest węgiel kamienny. Podaż węgla zabezpiecza potrzeby energetyczne tego sektora. Rynek węgla jest dobrze zorganizowany i obejmuje obszar całego kraju. Doraźne bezpieczeństwo energetyczne użytkownika kotłowni węglowej jest pełne. Węgiel można kupić wyprzedzająco i magazynować bez strat przez dłuższy okres, lub kupować go na bieżąco w wybranym składzie opałowym, w dowolnym dogodnym okresie. Kopalnie węgla posiadają dobrze zorganizowane zaplecza kontroli jakości, które działają w oparciu o wypracowane przed wielu laty i systematycznie doskonalone normy oraz metodyki badawcze, zabezpieczające poziom jakości wymagany przez reżimy technologiczne wytwarzania ciepła.

Jednak nie każdy węgiel nadaje się jako paliwo do małych kotłów węglowych. Warto zwrócić uwagę, że węgiel się wydobywa a nie „produkuje” w potocznym znaczeniu tego słowa. Jakość węgla jest zdeterminowana naturalną jakością podziemnych pokładów, z których się go wydobywa. Operacje technologiczne wykonywane w procesie przygotowania węgla do sprzedaży ograniczają się do selekcji urobku z poszczególnych pokładów oraz sortowania urobku na poszczególne sortymenty ziarnowe.

Wydobywany w kopalniach węgiel kamienny dzieli się na typy, sortymenty i klasy.

Podstawą podziału węgla na typy są naturalne cechy, charakteryzujące jego przydatność technologiczną.

Typy węgla

Typ węgla Przydatność węgla dla urządzeń grzewczych małej mocy
Nazwa Wyróżnik
Węgiel płomienny 31.1; 31.2 Węgiel niespiekający, o zdolności spiekania RI najwyżej 5. Przydatny dla wszystkich typów kotłów i palenisk.
Węgiel gazowo-płomienny 32.1 Węgiel nieznacznie spiekający, o zdolności spiekania RI powyżej 5 do 20. Przydatny dla wszystkich typów kotłów i palenisk. W przypadku zdolności spiekania RI bliskiej 20 może jednak sprawiać pewne problemy w kotłach z konwencjonalnymi palnikami retortowymi.
32.2 Węgiel słabo spiekający, o zdolności spiekania RI powyżej 20 do 40, może być stosowany tylko w kotłach z palnikami retortowymi nowej generacji.
Węgiel gazowy 33 Węgiel średnio spiekający, o zdolności spiekania RI powyżej 40 do 55, może być stosowany tylko w kotłach z palnikami retortowymi nowej generacji.
Węgiel gazowo-koksowy 34.1

34.2

Węgiel silnie spiekający, wykorzystywany do produkcji koksu. Nie nadaje się dla urządzeń grzewczych małej mocy ze względu na zbyt duże zdolności spiekania.
Węgiel ortokoksowy 35.1;35.2A; 35.2B Węgiel średnio lub silnie spiekający, wykorzystywany do produkcji koksu. Nie nadaje się dla urządzeń grzewczych małej mocy ze względu na zbyt duże zdolności spiekania oraz wysokie ciśnienie rozprężania.
Węgiel metakoksowy 36
Węgiel semikoksowy 37.1; 37.2 Węgiel niespiekający, o zdolności spiekania RI najwyżej 5, wykorzystywany do produkcji koksu. Przydatny dla wszystkich typów kotłów i palenisk. Krajowa baza węglowa nie dysponuje węglem tych typów.
Węgiel chudy 38
Węgiel antracytowy 41 Węgiel niespiekający, o zdolności spiekania RI poniżej 5. Ze względu na bardzo niską zawartość części lotnych Vdaf poniżej 14% wymaga stosowania specjalnych konstrukcji palenisk. Krajowa baza węglowa nie dysponuje węglem tych typów.
Antracyt 42
Metaantracyt 43

Podstawą podziału węgla kamiennego na sortymenty są graniczne wielkości ziaren węgla. Podział węgla kamiennego na sortymenty ma istotne znaczenie technologiczne – konstrukcje kotłów dostosowane są do poszczególnych sortymentów węgla.

Sortyment Wymiar ziarna Najwyższa zawartość nadziarna[%] Najwyższa zawartość podziarna[%]
grupa nazwa symbol górny[mm] dolny[mm]
Grube Kęsy Ks 125 5
Kostka I Ko I 200 125 5 6
Kostka II Ko II 125 63 5 8
Kostka Ko 200 63 5 8
Orzech I O I 80 40 5 8
Orzech II O II 50 25 5 8
Orzech O 80 25 5 10
Średnie Groszek I Gk I 31,5 16 5 10
Groszek II Gk II 20 8 5 10
Groszek Gk 31,5 8 5 10
Miałowe Miał I M I 31,5 0 5
Miał II M II 20-10 0 5

Podstawą podziału węgla na klasy są: wartość opałowa w stanie roboczym, zawartość popiołu w węglu w stanie roboczym oraz zawartość siarki w węglu w stanie roboczym. Podstawowym wyznacznikiem klasy węgla, decydującym o jego wartości energetycznej, jest wartość opałowa.

Wartość opałowa jest miarą ilości zawartej w węglu energii chemicznej, możliwej do przekształcenia w ciepło w procesie spalania. Jednostką wartości opałowej jest 1kJ/kg (kilodżul/kilogram). Wielkość wartości opałowej zależy przede wszystkim od zawartości w węglu wilgoci i popiołu, w mniejszym stopniu – od typu węgla. Kwalifikowane paliwa węglowe powinny wykazywać wartość opałową w stanie roboczym co najmniej 24.000kJ/kg.

Klasę węgla oznacza się za pomocą 3-członowego symbolu, np. klasa 28-07-06 oznacza węgiel o wartości opałowej co najmniej 28.000kJ/kg, zawartości popiołu najwyżej 7% i zawartości siarki najwyżej 0,6%: klasa 19-14-11 oznacza węgiel o wartości opałowej co najmniej 19.000kJ/kg, zawartości popiołu najwyżej 14% i zawartości siarki najwyżej 1,1%.

Na dokumentach sprzedaży węgla dla celów energetycznych muszą znajdować się następujące informacje:

Nazwa lub wyróżnik typu węgla, np. węgiel płomienny typ 31.1, węgiel płomienny typ 31.2 itp.

Nazwa lub symbol sortymentu węgla, np. orzech O, orzech I OI, orzech II OII, groszek Gk, groszek II GkII, miał I MI, miał II MII itp. UWAGA: Cyfry rzymskie przy nazwie lub symbolu sortymentu nie oznaczają gatunku węgla, jak potocznie się uważa (orzech II może mieć wartość opałową wyższą od orzecha I, groszku I itp.). Określają one wielkości ziaren węgla. Pojęcie gatunku nie funkcjonuje w obrocie węglem.

Symbol klasy węgla, np. 28-07-06 lub 24-12-10. Pierwsze dwie cyfry oznaczają wartość opałową węgla, która jest miarą ilości zawartej w węglu energii i zarazem jest podstawowym parametrem cenotwórczym węgla. Jednostką wartości opałowej jest 1kJ/kg (kilodżul/kilogram). Zależność wielkości zużycia węgla od jego wartości opałowej jest prosta – np. dla uzyskania takiego samego efektu energetycznego trzeba zużyć 1000kg węgla o wartości opałowej 30.000kJ/kg (lub inaczej 30GJ/Mg – gigadżuli/tonę), 1200kg węgla o wartości opałowej 25.000kJ/kg lub 1500kg węgla o wartości opałowej 20.000kJ/kg.

Producent węgla powinien także podać w dokumentacji techniczno-handlowej paliwa wartość spiekalności według Rogi – wskaźnik RI.

Producent kotła natomiast zobowiązany jest podać w Dokumentacji Techniczno-Ruchowej kotła typ i sortyment stosowanego węgla oraz maksymalnie dopuszczalną dla danego typu kotła wartość spiekalności według ROGI RI.

W realnej rzeczywistości obserwuje się czasem ciekawe „zjawisko” obniżania się wartości opałowej na drodze węgla z kopalni do użytkownika, tym bardziej im więcej pośredników występuje na tej drodze (rośnie zawartość wilgoci i popiołu). Wystawiony przez kopalnię dokument potwierdzający jakość węgla, którego kolejną kopię przedstawia klientowi sprzedawca końcowy, bardzo często jest tylko nic nie wartym papierem. Klient nie ma żadnej możliwości zbadania wartości opałowej węgla w miejscu zakupu, zaś po odbiorze węgla jest bezsilny, bo nawet po zbadaniu jego jakości (np. w specjalistycznym laboratorium) nie ma z kolei żadnej możliwości udowodnienia sprzedawcy, że kwestionowany węgiel pochodzi od niego. W zdecydowanie lepszej sytuacji jest nabywca węgla paczkowanego (z jednoznacznie oznakowanym producentem i atestem jakościowym),  gdyż po stwierdzeniu nieodpowiedniej jakości paliwa, może kolejną paczkę przeznaczyć na badania i reklamacje.

%d bloggers like this: