Współspalanie biomasy w ENERGA Elektrownie Ostrołęka SA

Transkrypt

1 Współspalanie biomasy w ENERGA Elektrownie Ostrołęka SA Kielce, marzec 2011 Jerzy Watrakiewicz

2 ELEKTROCIEPŁOWNIA A W eksploatacji od 1956 roku Źródło ciepła o charakterze przemysłowo-komunalnym, główny dostawca ciepła dla odbiorców z terenu miasta Ostrołęki Układ technologiczny kolektorowoblokowy Moc cieplna maksymalna 443WMt Moc elektryczna osiągalna 75MWe 2

3 ELEKTROCIEPŁOWNIA A Układ technologiczny: 3 pyłowe kotły węglowe OP-100; 1 pyłowy kocioł węglowy OPP-230; 1 fluidalny kocioł biomasowy OKF-40; 2 turbiny przeciwprężno-upustowe; 1 turbina kondensacyjno-upustowa; 1 turbina ciepłownicza zespół wymienników ciepłowniczych; zespół stacji redukcyjnoschładzających; urządzenia pomocnicze. 3

4 ELEKTROWNIA B W eksploatacji od 1972 roku Jedyna elektrownia systemowa w północnowschodnim rejonie Polski Moc elektryczna osiągalna 647MWe Od 2007 MIOS Trzy bloki energetyczne, w skład których wchodzą: kocioł OP-650 turbina 13-K-200 Generator TWW

5 Elektrociepłownia A przebudowa kotła OP-100 na fluidalny Ograniczone możliwości wykorzystania dużej ilości kory drzewnej powstającej przy produkcji w zakładach celulozowo-papierniczych doprowadziły nadmiernego jej zgromadzenia i problemów ze składowaniem. W 1995 roku Zespół Elektrowni Ostrołęka oraz zakłady celulozowo-papiernicze (Intercell) podjęły więc działania mające na celu utylizację nagromadzonej kory i zużycie bieżącego wypadu z produkcji. Wykorzystanie odpadowej kory jako paliwa było przedmiotem studium możliwości energetycznego zastosowania biopaliwa w Elektrociepłowni Ostrołęka A w powiązaniu z eksploatowanymi kotłami parowymi. O atrakcyjności kory, jako biopaliwa, zdecydowały także jej własności: bardzo niska zawartość siarki (poniżej 0,1 %), niska zawartość popiołu (poniżej 2% w stanie roboczym). Analiza dostępnych technologii spalania odpadów pochodzenia biologicznego w małych kotłach energetycznych objęła m.in. możliwość zastosowania komory spalania ze złożem fluidalnym. Spalanie w warstwie fluidalnej umożliwia stosowanie paliw o niskiej wartości energetycznej a jednocześnie o dużej wilgotności i wysokiej zawartości części lotnych - do takich paliw zalicza się kora. Palenisko fluidalne cechuje poza tym wysoka sprawność procesu spalania, duża dyspozycyjność, szeroki zakres obciążeń i co również bardzo istotne - niski poziom emisji NOx. Zdecydowano się na technologię spalania fluidalnego w złożu z warstwą pęcherzykową (BFB) - gdzie mieszanina jest poddana fluidyzacji przez część powietrza doprowadzonego do spalania, kierowanego do dolnej strefy złoża, podczas gdy pozostała część powietrza do spalania doprowadzona jest jako powietrze wtórne nad złożem. Kocioł OP-100: opalany węglem kamiennym z trzech rzędów narożnych palników pyłowych. Kocioł OKF-40: palenisko ze złożem fluidalnym pęcherzykowym zakres przeprowadzonych prac: budowa układów transportowania i podawania biopaliwa oraz piasku; likwidacja dolnej części komory spalania wraz z układem palników pyłowych i młynów węglowych, zabudowa dna dyszowego wraz z układami powietrza pierwotnego i wtórnego oraz układem spalin recyrkulacyjnych; remont części wodnoparowej kotła z usunięciem jednego elementu przegrzewacza; montaż systemu palnika rozruchowego oraz chłodzonego wodą układu przenośników ślimakowych do usuwania popiołu; 5

6 Elektrociepłownia A przebudowa kotła OP-100 na fluidalny do składowiska popiołu i żużla 1. Kocioł Nr 4 7. Wentylator powietrza pierwotnego transport biomasy 2. Stacja załadowcza biomasy 8. Wentylator podmuchu transport piasku 3. Punkt zasypowy piasku 9. Wentylator spalin regulacyjnych powietrze pierwotne 4. Zasobnik przykotłowy biomasy 10. Wentylator wyciągowy spalin powietrze wtóne 5. Zasobnik przykotłowy piasku 11. Wygarniacz odpadów paleniskowych gazy spalinowe 6. Dno dyszowe komory spalania 12. Elektrofiltr odpady paleniskowe parametry techniczne miara OP-100 OKF-40 wydajność t/h ciśnienie MPa 4 4 temp. pary C temp. wody zasilającej C moc cieplna obliczeniowa MJ/s 76,5 37 sprawność termiczna % zużycie paliwa t/h 6,05 21,85 ilość usuwanego popiołu t/h 1,2-1,5 0,05-0,1 6

7 Elektrociepłownia A przebudowa kotła OP-100 na fluidalny rok zużycie kory [t] / [GJ] zużycie zrębki [t] / [GJ] czas pracy [h] / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / zużycie kory [t] zużycie zrębki [t] 3000 czas pracy [h] / / / /

8 Elektrociepłownia A przebudowa kotła OP-100 na fluidalny ,00 rok Produkcja en. el. odnawialnej [MWh] Produkcja en. el. ogółem [MWh] Udział [%] , , , , , , , , , en. el. odnawialna [MWh] en. el. całkowita [MWh] udział [%] , ,00 23,92 24,31 26,67 22,97 23, , ,

9 Elektrociepłownia A przebudowa kotła OP-100 na fluidalny Problemy eksploatacyjne: aglomeracja złoża pękanie, odrywanie się płyt obmurza komory złoża osady na rurach powierzchni ogrzewalnych zanieczyszczone, niewłaściwe paliwo zużywanie się wstęgi ślimaka podajnika (pierwszy + drugi) szybka erozja WPP trudne do usunięcia narosty w kanałach hydroodpopielania 9

10 Elektrociepłownia A przebudowa kotła OP-100 na fluidalny Dno Złoże dyszowe w czasie po rozruchu usunięciu złoża 10

11 Elektrownia B współspalanie biomasy w układzie młynowym Pierwsze próby współspalania biomasy w kotłach OP-650 przeprowadzono z 5% jej udziałem wagowym w paliwie, wykorzystując biomasę pochodzenia leśnego w postaci brykietów i trocin. W czasie kolejnych zwiększono udział wagowy biomasy w paliwie do 10%. Kontynuowano próby, współspalając biomasę z węglem pochodzącym od różnych dostawców. Ogółem, w trakcie prowadzonych testów, od czerwca do grudnia 2005r współspalono 2 456t trocin i 818t brykietów. 11

12 Elektrownia B współspalanie biomasy w układzie młynowym Mieszanie paliw 12

13 Elektrownia B współspalanie biomasy w układzie młynowym Pozytywne wyniki prób skłoniły do podjęcia kolejnych działań: Opracowanie koncepcji techniczno-ekonomicznej a następnie projektu budowlanego do pozwolenia na budowę Instalacji Współspalania biomasy z węglem energetycznym w Elektrowni Ostrołęka B (Energoprojekt Gliwice - umowa z dnia 2 sierpnia 2005 roku); Uchwała Zarządu ZEO SA w sprawie zwiększenia udziału biomasy w bilansie paliw Zespołu Elektrowni Ostrołęka SA z dnia 21 października 2005 roku. W ramach projektu będą realizowane następujące przedsięwzięcia podprojekty: Budowa Instalacji Współspalania biomasy z węglem energetycznym wraz z infrastrukturą w elektrowni Ostrołęka B Budowa placu składowego biomasy wraz z infrastrukturą w sąsiedztwie Elektrociepłowni Ostrołęka A. Uchwała Rady Nadzorczej ZEO SA wyrażająca pozytywna opinię w sprawie nabycia składników aktywów trwałych o wartości przekraczającej równowartość EURO z dnia 5 listopada 2005 roku; Uchwała NWZ Spółki pod firmą Zespół Elektrowni Ostrołęka SA z dnia 2 stycznia 2006 roku; Audyt wstępny ICHPW i przeprowadzenie niezbędnych badań współspalania na potrzeby certyfikacji instalacji do wytwarzania zielonej energii w Elektrowni Ostrołęka B; Wybór wykonawców i rozpoczęcie w lipcu 2007r. budowy Instalacji Współspalania, którą zakończono w przeciągu 7-miu miesięcy; Złożenie wniosku do URE o rozszerzenie koncesji na produkcję energii zielonej w Elektrowni Ostrołęka B. Uzyskanie decyzji URE z dnia 6 września 2006 roku, na okres do 31 października 2008 roku; Zatwierdzenie projektu Instalacji Współspalania biomasy z węglem energetycznym w Elektrowni Ostrołęka B przez NFOŚiGW do dofinansowania. ( r); 13

14 Elektrownia B współspalanie biomasy w układzie młynowym Szczegóły Instalacji Współspalania: budynek magazynu składowego biomasy o pojemności m 3 (tygodniowy zapas biopaliwa) z następującymi urządzeniami technologicznymi: - suwnice pomostowo chwytakowe; - przenośniki zgrzebłowe i taśmowy; - separator zanieczyszczeń magnetycznych budynek mieszania biomasy z węglem z kruszarką dla form sprasowanych próbobiornie węgla i biomasy; wagi taśmowe węgla i biomasy; instalacje elektryczne, automatyki, instalacje przeciwpożarowe, kanalizacji deszczowej oraz system komputerowy sterowania instalacją współspalania z możliwością rozbudowy sterowania istniejących urządzeń nawęglania. 14

15 Elektrownia B współspalanie biomasy w układzie młynowym Szczegóły Instalacji Współspalania: Przenośniki zgrzebłowe ZG-1 lub ZG-2 zasypane biomasą przez suwnice pomostowo chwytakowe Przenośnik taśmowy T-19 z separatorem magnetycznym i wagą Kruszarka Zsuwnia Z-25, gdzie następuje mieszanie biomasy i węgla podawanego przenośnikiem T-12 Alternatywnie łączenie węgla i biomasy za zsuwnią Z-27 15

16 Elektrownia B współspalanie biomasy w układzie młynowym rok Węgiel [t] biomasa leśna [t] biomasa agro [t] udział wagowy biomasy [%] energia ogółem [MWh] energia zielona [MWh] * - 0, b.d * 265 0, * , * , * , ** , suma *formy sprasowane + trociny **tylko formy sprasowane 16

17 Elektrownia B współspalanie biomasy w układzie młynowym ,38 8,25 3,65 4,28 5 0, ,2 11,9 6,5 6, energia ogółem [MWh] energia zielona [MWh] biomasa [t] węgiel [t] udział udział biomasy % Udział energii zielonej w produkcji El. B Udział wagowy biomasy w paliwie 17

18 Elektrownia B współspalanie biomasy w układzie młynowym Rodzaje spalanej biomasy biomasa agro [t] trociny [t] formy sprasowane poch. Leśnego [t] 18

19 Elektrownia B współspalanie biomasy w układzie młynowym Problemy związane ze współspalaniem biomasy w dużych kotłach energetycznych: pogorszenie przemiału w młynach węglowych (wzrost części palnych w popiele i żużlu), zwiększony pobór mocy przez młyny, szybsze zużywanie się elementów mielących - skrócony okres międzyremontowy, pogorszona dynamika kotła, zwiększone zapotrzebowanie kotła na powietrze, większa objętość spalin (problemy w przypadku braku rezerw WS WP), groźba korozji powierzchni ogrzewalnych kotłów z powodu zawartości chlorków w biomasie agro (słoma), wzrost zagrożenia pożarowego i wybuchowego zwiększone nakłady na prewencję, zwiększona skłonność kotła do szlakowania, tworzenia osadów. 19

20 Elektrociepłownia A przebudowa kotła OP-100 na fluidalny Paliwo w drodze na zasobniki 20

21 Elektrownia B pozamłynowa instalacja podawania biomasy Pozamłynowa instalacja podawania biomasy: Decyzja inwestycyjna r. Zakończenie przetargu na wykonawcę r. Podpisanie kontraktu z realizatorem inwestycji r. (konsorcjum w składzie: MOSTOSTAL WARSZAWA Spółka Akcyjna, INSTYTUT ENERGETYKI Jednostka Badawczo-Rozwojowa, REMAK S.A., przy współpracy Biura Projektowo-Konsultingowego Energetyki ERPRO Sp. z o.o.) Termin wykonania robót zgodnie z Harmonogramem ramowym: o rozpoczęcie robót na obiekcie styczeń 2011 o pierwsze podanie biomasy na kocioł czerwiec 2011 o zakończenie robót na obiekcie wraz z ruchem próbnym lipiec 2011 o uzyskanie pozwolenia na użytkowanie i przekazanie do eksploatacji sierpień 2011 o odbiór końcowy listopad 2011 Zakres kontraktu: o Opracowanie koncepcji układu technologicznego. o Projekt instalacji w zakresie od rozładunku biomasy do palnika włącznie (projekt budowlany, projekt podstawowy, projekty wykonawcze we wszystkich branżach, dok. powykonawcza). o Analiza komory paleniskowej w zakresie spalanej biomasy i węgla - aplikacja Fluent o Dobór palników biomasowych oraz projekt zabudowy palników na kotle (projekty wykonawcze wraz z uzgodnieniem UDT, dok. powykonawcza) o Dostawy we wszystkich branżach. o Projekt Organizacji Robót, plan BIOZ, harmonogramy prac demontażowo-montażowych. o Demontaż i montaż we wszystkich branżach. o Prowadzenie biura budowy, gospodarka magazynowa, nadzory montażowe, koordynacja dostaw. o Nadzór projektowy, szkolenie personelu Zamawiającego, koordynacja. o Wykonanie rozruchu instalacji, optymalizacji, ruchu próbnego, o Udział w odbiorach: etapów prac, przekazania instalacji do eksploatacji i pomiarach gwarancyjnych (odbiór końcowy). 21

22 Elektrownia B pozamłynowa instalacja współspalania biomasy Widok ogólny linii rozładunku i magazynowania biomasy Instalacja ma zapewnić możliwość ciągłego podawania do kotłów K-1, K-2, K-3 pyłu biomasowego w łącznej ilości 60t/h. Przewidywane paliwo to pelety i brykiety z trocin, słomy, łuski słonecznika, łuski zbożowej w łącznej rocznej ilości 400 tys. t. Elementy składowe pozamłynowej instalacji podawania biomasy: 1.Budynek przyjęcia i rozładunku biomasy 2.Kanał przenośników 3.Zbiorniki magazynowe biomasy wraz z urządzeniami transportu pionowego i poziomego 4.Budynek wago-przenośników i próbopobieraków 5.Budynek młynowni 6.Budynek zespołu dozująco-wysyłkowego biomasy 7.Blok palników pyłowych 22

23 Elektrownia B pozamłynowa instalacja współspalania biomasy Stanowisko rozładunku Budynek młynowni Rozładunek do dwóch koszy zasypowych wyposażonych w przenośniki wygarniające o wydajności 110 t/h. Na każdej z linii transportu kruszarka brykietów. Przenośniki o wydajności 110 t/h, umożliwiają podanie biomasy bezpośrednio do wago przenośników z ominięciem silosów biomasy lub do przenośników kubełkowych transportujących biomasę do silosów: 2 przenośniki kubełkowe o wydajności 110 t/h każdy, podają biomasę na 2 przenośniki zasypowe do dwóch zbiorników magazynowych o pojemności 2200 m 3 każdy. Biomasa wybierana z silosów za pośrednictwem obrotowych wybieraków ślimakowych, i kierowana na znajdują się pod silosami przenośniki transportujące biomasę do wago przenośników. W budynku wago-przenośników znajdują się 2 linie w skład których wchodzą: wago przenośniki taśmowe, separatory magnetyczne, próbobiernie, przenośniki kubełkowe. W budynku młynowni zainstalowane będą: Dwa zbiorniki o pojemności 150m 3 każdy Pył ze zbiorników wygarniany będzie urządzeniami ślimakowymi na dwa przenośniki zgrzebłowe zasilające młyny. Urządzenia transportowe do młynów Młyny młotkowe 23

24 Elektrownia B pozamłynowa instalacja współspalania biomasy 24

25 Elektrownia B pozamłynowa instalacja współspalania biomasy Prace na placu budowy ruszyły zgodnie z harmonogramem 25

26 Dziękuję za uwagę Podziękowania za udostępnione materiały dla: Jana Jerzego Sulbińskiego Stanisława Siedleckiego 26