Modernizacja systemu grzewczego Szpitala Specjalistycznego im. Stanisława Staszica w Pile to jedna z większych inwestycji proekologicznych realizowanych w ostatnich latach na terenie woj. wielkopolskiego.
 
Celem inwestycji była minimalizacji kosztów ogrzewaniaorazograniczenie emisji substancji szkodliwych do atmosfery.
Prace modernizacyjne, prowadzone od 7 października 2009 r. do 30 sierpnia 2010 r., były częściowo realizowane w bardzo trudnych, zimowych warunkach. Działania polegały na przekształceniu istniejącej kotłowni węglowej w nowoczesną niskoparametrową kotłownię wodną opalaną biomasą (zrębkami drewna) o mocy 7,8 MW, wybudowaniu nowej kotłowni parowej zasilanej gazem ziemnym o wydajności 2,5 t/h, modernizacji sieci przesyłowych (wodnych i parowych) oraz wybudowaniu magazynu biomasy z ruchomą podłogą i instalacji kolektorów słonecznych o powierzchni ponad 200 m2.
W ramach kompleksowego zlecenia zmodernizowano również pomieszczenia socjalne personelu technicznego obsługującego wspomniane obiekty. Wykonawcą zadania było konsorcjum dwóch spółek – przedsiębiorstwa Envirotech z Poznania oraz firmy Weiss z Ostrowca Świętokrzyskiego.
 
System ciepłowniczy po modernizacji
 Po dokonanej modernizacji system ciepłowniczy obejmuje m.in. następujące elementy:
  • trzy kotły typu TU2600 (duńskiej firmy Weiss) o sumarycznej mocy 7,8 MW i sprawności 87%, zlokalizowane w nowym budynku o kubaturze 5.032 m3,
  • układ odpylania składający się z multicyklonu typu NCM-S, zapewniający uzyskanie emisji pyłów poniżej 100 mg/nm3,
  • magazyn zrębków o kubaturze 8911 m3, umożliwiający zmagazynowanie dwutygodniowego zapasu paliwa,
  • zbiorniki oleju opałowego o pojemności łącznej 100 m3, zlokalizowane w nowo powstałym, oddzielnym budynku o kubaturze 1325 m3,
  • zbiorniki buforowe wodne o sumarycznej pojemności 120 m3,
  • instalację przygotowania ciepłej wody użytkowej złożoną z zestawu 88 płaskich kolektorów słonecznych firmy Viessmann o łącznej powierzchni 204,2 m2,
  • spalarnię odpadów szpitalnych – obiekt istniejący, obecnie włączony do systemu ciepłowniczego szpitala,
  • kotłownię parową składającą się z dwóch wytwornic pary produkcji firmy Loss International o sumarycznej wydajności 2,5 t/h.
Na schemacie technologicznym (rys. 1) zobrazowano połączenia funkcjonalne instalacji produkcji wody gorącej na cele grzewcze, technologiczne i c.w.u.

Zadaniem wybudowanego systemu ciepłowniczego jest wyprodukowanie (przy założeniu minimalizacji kosztów) wody gorącej na cele grzewcze oraz ciepłej wody użytkowej dla wszystkich budynków szpitala. Wprowadzono zatem do schematu technologicznego kotłowni układ przygotowania ciepłej wody użytkowej (c.w.u.), wspomagany przez system kolektorów słonecznych firmy Viessmann o łącznej powierzchni 204,2 m2, zamontowanych na dachu hali kotłów. Główne źródło energii cieplnej stanowi kotłownia wodna wyposażona w trzy kotły typu TU2600 duńskiej firmy Weiss, opalane biomasą, o łącznej mocy cieplnej 7,8 MW. Kotły te wyposażono dodatkowo w instalację oleju opałowego (jako paliwa rezerwowego) ze zbiornikami o pojemności łącznej 100 m3,zasilającą palniki olejowe wbudowane do komory paleniskowej kotłów.
System kotłowni wodnej został zaprojektowany tak, aby optymalnie wykorzystywał dostępne źródła ciepła. Jednym z kluczowych elementów instalacji grzewczej są zbiorniki buforowe, do których zostały podłączone kotły opalane zrębkami drewna oraz spalarnia odpadów szpitalnych. Zaprojektowany układ technologiczny zapewnia w pierwszej kolejności wykorzystanie ciepła produkowanego przez spalarnię odpadów szpitalnych, w drugiej – ciepła z kotłów opalanych zrębkami drewna. Przygotowanie ciepłej wody jest wspomagane baterią kolektorów słonecznych. Rozwiązanie to minimalizuje zużycie paliwa (zrębków drzewnych lub oleju opałowego), obniżając tym samym poziom kosztów ogrzewania szpitala.
Nowa kotłownia gazowo-olejowa wytwarza parę wodną na potrzeby technologiczne szpitala, a jej główne wyposażenie stanowią dwie wytwornice pary o łącznej wydajności 2500 kg/h, wyprodukowane przez firmę Loos International. Paliwo rezerwowe, które stanowi olej opałowy, zgromadzono w zbiornikach o pojemności 20 m3. Para z wytwornic przeznaczona jest zarówno na potrzeby centralnej sterylizatorni, pralni, kuchni, jak i do zasilania nawilżaczy parowych instalacji klimatyzacyjnej szpitala.
 
System sterowania i monitoringu pracy kotłowni
Realizacja celu inwestycji, czyli minimalizacja kosztów ogrzewania, wymagała zaprojektowania i zainstalowania nowoczesnego systemu sterowania i monitoringu.
Kotły wodne wraz z urządzeniami i instalacjami towarzyszącymi sterowane są z szaf dostarczonych przez firmę Weiss, które wyposażono w sterowniki firmy Obron, współpracujące z systemem nadrzędnym typu SCADA, opracowanym w oparciu o program InTouch. Kotły parowe wraz z osprzętem również sterowane są z szaf dostarczonych przez ich producenta – firmę Loos. Dla nich urządzeniem nadrzędnym są sterowniki firmy Siemens. Pozostałe elementy sterowania systemem ciepłowniczym m.in. pompownią sieciową, rozdzielniami ciepła, instalacją pary, wentylacji, klimatyzacji, kolektorami słonecznymi oraz wewnętrznymi sieciami c.o. zostały zaprojektowane, wykonane i dostarczone przez firmę Envirotech.
System podzielono na pięć niezależnych i samodzielnych podsystemów, a każdy z nich wykonany jest w oparciu o sterownik serii PCD3 firmy SAIA Burgess oraz graficzny, dotykowy panel operatorski firmy ESA. Sterowniki komunikują się między sobą przez sieć Ethernet, wykonaną z wykorzystaniem kabla światłowodowego. Mniejsze instalacje sterownicze, sterujące na przykład węzłami cieplnymi lub nagrzewnicami, pracują w oparciu o regulatory Trovis firmy Samson, które również podłączone są do sieci Ethernet systemu sterowania. Nadzór na całym systemem sprawuje komputer z zainstalowaną aplikacją typu SCADA, opracowaną na bazie programu ControlMaestro firmy Elutions. Takie rozwiązanie pozwala na kontrolowanie całego systemu z jednego miejsca, tj. sterowni, dzięki czemu obsługa dostęp do wszystkich pomiarów oraz parametrów pracy urządzeń, którymi może odpowiednio sterować. Może również zmieniać parametry układów regulacji czy sygnalizacji, a dzięki dowolnie konfigurowalnym wykresom dokonuje się analizy wpływu jednych parametrów na inne. Aplikacja zawiera również system informowania o stanach alarmowych, który pozwala na szybszą reakcję służb serwisowych niż w przypadku tradycyjnych, lokalnych systemów.
 
Prace montażowe
Prace montażowe prowadzone były w okresie grzewczym, na przełomie lat 2009 i 2010. Nadrzędnym warunkiem, postawionym przez inwestora, była konieczność zapewnienia ciągłości ogrzewania obiektów szpitalnych, co było zadaniem trudnym, ponieważ magazyn zrębków nowej kotłowni został zlokalizowany dokładnie w miejscu starego placu węglowego, a harmonogram realizacji prac wymagał demontażu taśmociągu nawęglania w styczniu 2010 r.
Utrzymanie pracy istniejącej kotłowni węglowej możliwe było dzięki wprowadzeniu zastępczego systemu podawania miału do funkcjonujących kotłów węglowych (parowych i wodnych). Budowa nowej kotłowni na zrębki i zapewnienie ciągłości dostaw ciepła do szpitala wymagały pełnej współpracy inwestora i wykonawcy, która uzgadniana była na cotygodniowych radach budowy, podczas których rozwiązywane były pojawiające się problemy. Godna podkreślenia bardzo dobra współpraca osób odpowiedzialnych za utrzymanie ruchu szpitala i kierownictwa budowy zapewniła sukces inwestycji.
 
Finansowanie inwestycji
Przebudowa systemu grzewczego Szpitala Specjalistycznego im. Stanisława Staszica w Pile była możliwa dzięki pomocy finansowej udzielonej przez wiele instytucji. Główny ciężar finansowania inwestycji wziął na siebie Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej, udzielając dotacji w wysokości 10 014 000 zł oraz Fundacja EkoFundusz, zapewniając wsparcie w wysokości 7 528 200 zł. Pozostałe środki finansowe zapewniły: Wojewódzki Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Poznaniu, udzielając pożyczki w wysokości 1 973 960 zł, gm. Piła, przekazując dotację w kwocie 797 000 zł oraz Powiatowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Pile w postaci dotacji opiewającej na kwotę 95 100 zł.
 
 Jacek Nowak, Envirotech, Poznań