SPECYFIKACJA URZĄDZEŃ

Transkrypt

1 SPECYFIKACJA URZĄDZEŃ BRANŻA: KOGENERACYJNA (CHP) Budowa instalacji do wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej o mocy elektrycznej 1,56 MW z biogazu w Skarżynie Dofinansowano ze środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Warszawie Warszawa, wrzesień

2 SPECYFIKACJA URZĄDZEŃ I INSTALACJI PRZEZNACZONYCH DO ZABUDOWY W BIOGAZOWNI ROLNICZEJ W SKARŻYNIE W BRANŻY KOGENERACYJNEJ. Dostawa, montaż i rozruch obejmuje kompletną funkcjonalnie instalację kogeneracji w zabudowie kontenerowej w skład której wchodzą następujące podstawowe urządzenia: agregat prądotwórczy wytwornica pary (kocioł odzysknicowy) kocioł rezerwowy parowy Dostarczana instalacja kogeneracyjna winna zapewniać 100% zużycie prognozowanej ilości biogazu produkowanego w procesie fermentacji w części biotechnologicznej biogazowni (poza zakresem) dla produkcji energii elektrycznej i cieplnej. Wyprodukowane energia cieplna winna być wykorzystana do celów technologicznych (utrzymanie stałej temperatury procesu fermentacji) oraz na cele technologiczne w sąsiadującej mleczarni (Zakład Mleczarski w Płońsku z/s w Skarżynie). 1.AGREGAT PRĄDOTWÓRCZY Wymagane parametry techniczne: Moc elektryczna ciągła: 1560 kw (65 % CH 4 ) Moc ciepłownicza ciągła: (65 % CH 4 ) Napięcie: 400 / 230 V Stabilność napięcia: +/- 0,5 % Częstotliwość: 50 Hz Rodzaj paliwa: Biogaz (45-65 % CH 4 ) Zdolność do pracy przy obciążeniu mocą znamionową: 50%-100% 2

3 Sprawność elektryczna: gwarantowana - 41,00 % (przy obciążeniu 100%) Sprawność ciepłownicza: gwarantowana 41,00 % (przy obciążeniu 100%) Zużycie paliwa przy 100% obciążeniu: max.640 Nm3/h Wyciszenia kontenera: max 79 db w odl.7 m i 85 db w odl. 1 m Agregat prądotwórczy winien posiadać: układ turbosprężania prądnicę synchromiczną umożliwiającą pracę równoległą z siecią energetyczną Specyfikacja poszczególnych elementów agregatu Silnik agregatu Silnik agregatu powinien zapewnić co najmniej taką moc mechaniczną na kole zamachowym, aby przy 65% zawartości metanu w biogazie, wytwarzać ciągłą moc elektryczną mierzoną na zaciskach prądnicy, równą 1560 kw. Parametry techniczne silnika: liczba cylindrów: 16 stopień sprężania: 13,5 prędkość obrotowa 1500 obr/min. Dopuszczalne wartości emisji związków szkodliwych w spalinach: Związek mg/nm 3 NO x < 500 CO < 1000 Wartości określone w odniesieniu do 5% O 2 w jednostce objętości spalin. 3

4 Prądnica Prądnica zbudowana jako: samoregulująca się, bezszczotkowa, synchroniczna, samowzbudna, z wentylacją wewnętrzną, trójfazowa, z automatycznym wbudowanym regulatorem napięcia i cos Ф; Parametry: napięcie 400V/231, częstotliwość 50Hz, sprawność (100% obciążenia i cos fi = 1) min. 97,5%, stopień ochrony IP 23, klasa izolacji H, montowana na silniku za pomocą połączeń kołnierzowych; Silnik gazowy i generator powinny być montowane na wspólnej stalowej ramie za pomocą układu podstawek antywibracyjnych.) Pozostałe wyposażenie bateria rozruchowa, chłodnica mieszanki doładowanej, chłodnica rezerwowa korpusu silnika, amortyzatory antywibracyjne, układ samoczynnego, automatycznego uzupełniania oleju smarnego silnika, układ wydechowy wraz z tłumikiem hałasu, instalacja wentylacji (wentylator powietrza, czujnik temperatury, tłumiki akustyczne powietrza) zapewniająca doprowadzenie wymaganej ilości powietrza do spalania oraz odbiór ciepła emitowanego przez agregat (promieniowanie) wyłącznik główny 3 polowy zespołu ze wszystkimi zabezpieczeniami i z układem napędowym niezbędnym do pracy synchronicznej z siecią elektroenergetyczną, układ automatycznej kontroli, sterowania i nadzoru zapewniający automatyczną i bezobsługową pracę zespołu wraz z synchronizacją z siecią elektroenergetyczną, układ automatycznej kontroli, sterowania i nadzoru winien zapewniać automatyczną i bezobsługową pracę wszystkich urządzeń wchodzących w skład biogazowego kogeneracyjnego zespołu prądotwórczego. Układ kontroli, sterowania i nadzoru kontroluje i steruje również wszystkimi urządzeniami (elektrozaworami, pompami itd.), modułu odzysku ciepła. Układ ten winien zapewnić możliwość odczytu wszystkich parametrów pracującego 4

5 biogazowego zespołu prądotwórczego, ich transmisję do centrum serwisowego dostawcy oraz zdalną korektę poszczególnych nastaw sterownika głównego zespołu prądotwórczego. interfejs całodobowego, pełnego monitoringu serwisowego. Parametry jakościowe energii elektrycznej z generatora powinny być zgodne z wymogami Rozporządzenia Ministra Gospodarki z dnia 4 kwietnia 2007 r. w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu elektroenergetycznego. Agregat prądotwórczy winien być wykonany zabudowie kontenerowej wykonanej ze stali stalowego wyposażonej w izolację cieplną oraz akustyczną. Uwaga!!! Fundamenty nie wchodzą w zakres realizacyjny branży kogeneracyjnej. Wymagany czas eksploatacji zespołu prądotwórczego do remontu głównego: nie mniejszy niż mth. 2.LINIA ZASILANIA BIOGAZEM AGRGATU PRĄDOTWÓRCZEGO Instalacja gazowa do współpracy z zespołem prądotwórczym winna zawierać: główny, ręczny zawór odcinający kulowy, zawór odcinający współpracujący z systemem wykrywania niebezpiecznego stężenia gazu w kontenerze, podłączenia rurowe, do instalacji doprowadzenia gazu (stal kwasoodporna), filtr gazu cząstek stałych, zestaw zaworów elektromagnetycznych z czujnikami ciśnienia, regulator zerowy ciśnienia, podwójny elektromagnetyczny zawór odcinający dopływ gazu, (realizujący, eksploatacyjne wyłączenie agregatu poprzez odcięcie dopływu gazu), manometry, przerywacz płomieni, 5

6 regulator dawki biogazu, sterowany elektronicznie, zapewniający zachowanie wartości emisji związków szkodliwych w spalinach, przy częściowym i maksymalnym obciążeniu zespołu prądotwórczego oraz dla całego spektrum zmienności składu biogazu, stalowy przewód elastyczny (ze stali kwasoodpornej) w stalowym oplocie do kompensacji drgań, przepływomierz biogazu, analizator biogazu z głowicą CH4 i H2S (opcjonalnie) 3.ZESPÓŁ CHŁODZENIA MIESZANKI PALIWOWO-POWIETRZNEJ AGREGATU PRĄDOTWÓRCZEGO Zespół chłodzenia mieszanki paliwowo powietrznej (doładowanej) agregatu prądotwórczego winien realizować odbiór ciepła powstającego w wyniku sprężania mieszaniny gazowo powietrznej i pozbycie się go za pomocą chłodnicy wentylatorowej mocowanej na dachu kontenera agregatu. Chłodnica winna być pracować w trybie automatycznym ze sterownika agregatu. 4.ZESPÓŁ CHŁODZENIA AWARYJNEGO Zespół chłodzenia awaryjnego agregatu prądotwórczego winien realizować awaryjny odbiór ciepła z agregatu prądotwórczego (blok silnika) i pozbycie się go za pomocą chłodnicy wentylatorowej mocowanej na dachu kontenera agregatu. Chłodnica winna być pracować w trybie automatycznym ze sterownika agregatu. 5.INSTALACJA CIEPŁA TECHNOLOGICZNEGO (UKŁAD ODZYSKU CIEPŁA). Układ odzysku ciepła musi realizować odzysk energii cieplnej z układu chłodzenia silnika oraz ze spalin wylotowych. Układ powinien być tak skonstruowany, aby umożliwiał jednocześnie produkcję pary (potrzeby mleczarni) i ciepłej wody (ciepło technologiczne dla fermentorów), a w przypadku braku konieczności wytwarzania pary umożliwiał (poprzez płynną regulację) produkcję tylko ciepłej wody (skraplanie pary). 6

7 W skład kompletnego układu odzysku ciepła wchodzą wszystkie elementy gwarantujące jego poprawną pracę: wytwornica pary (specyfikacja w punkcie 6.1), stacja uzdatnia wody (umiejscowione w jednym kontenerze), wymienniki ciepła, armatura, czujniki, konstrukcje wsporcze, wszystkie elementy wchodzące w skład instalacji wydechowej, tj. elementy rurowe, kompensatory, elementy wymiennika ciepła, tłumik hałasu na wydechu, rura wydechowa, bypass spalin z zaworami trójdrogowymi realizujący bezpośredni wyrzut spalin do atmosfery w przypadku braku zapotrzebowania na parę lub gorącą wodę oraz instalację odprowadzania kondensatu z wymiennika spalinowego jak i tłumika hałasu, wykonane ze stali kwasoodpornej. Wymienniki ciepła oraz przewody izolowane cieplnie, adekwatne do poziomu temperaturowego. Izolacje powinny być zabezpieczone odpowiednimi fartuchami ochronnymi. Izolacje wysokotemperaturowe zabezpieczone fartuchami z blachy nierdzewnej. W zakres dostawy wchodzi również pompa wody zewnętrznego obiegu ciepłowniczego oraz układ stabilizacji temperatury wody zewnętrznej, zapewniający stałość tejże temperatury, bez względu na wielkość rozbioru ciepła, jak i bez względu na bieżące obciążenie agregatu. Parametry techniczne układu ciepłowniczego (produkcja tylko ciepłej wody): temperatura wody na wejściu do modułu odzysku ciepła z obiegu zewnętrznego: nie wyższa niż 70 O C, temperatura wody na wyjściu z modułu odzysku ciepła do obiegu zewnętrznego: min 90 O C, Uwaga!!! Instalacji odzysku ciepła nie należy wyposażać w dodatkowy wymiennik spaliny/woda (glikol). 7

8 6.KOTŁOWNIA PAROWA W OPARCIU O WYTWORNICĘ PARY I PAROWY REZERWOWY KOCIOŁ 6.1.WYTWORNICA PARY (KOCIOŁ ODZYSKNICOWY) Wytwornica pary stanowi urządzenie do wytwarzania pary technologicznej ze spalin o następujących parametrach wydajność produkcji pary nasyconej : >1000 kg/h ciśnienie pary: 3 5 bar, dopuszczalne schłodzenie spalin: 180 o C Układ kotłowy w oparciu o wytwornicę pary, zabudowany w kontenerze powinna zawierać: wytwornicę pary z bajpasem (z diverterem), siłowniki, zbiornikiem wody zasilającej z kolumną odgazowania termicznego, stacja uzdatniania wody, pompa zasilająca kocioł, zawory bezpieczeństwa, instalacją technologiczną wytwornicy pary oraz zbiornika wody zasilającej wraz z niezbędnym orurowaniem (kolektory pary), armaturą, pompami obiegowymi oraz układem automatycznego sterowania mającym za zadanie odbiór pary i przesyłu pary do przyłącza parowego, dodatkowy rurociąg pary do mleczarni ok m połącznie z istniejącym rurociągiem w mleczarni, układ odsalania i odmulania, zbiornik kondensatu, zbiornik mieszania wody, zbiornik rozprężania. chłodnica (próbka), skraplacz (wymiennik para, woda), instalację elektryczna i AKPIA wraz z szafkami sterującymi pracą wytwornicy pary oraz modułu odgazowacza. 8

9 Uwaga!!! Fundamenty nie wchodzą w zakres realizacyjny branży kogeneracyjnej. 6.2 KOCIOŁ PAROWY REZERWOWY Kocioł parowy z możliwością zasilania biogazem lub olejem opałowym winien stanowić zimną rezerwę na wypadek awarii wytwornicy pary lub kotła rezerwowego. Wymaga się, aby kocioł był kompatybilny z całym układem ciepłowniczym układu odzysku ciepła tj. umożliwił pełne zabezpieczenie mleczarni w parę technologiczną i układy ogrzewania fermentorów w gorącą wodę. Parametry kotła: wydajność produkcji pary nasyconej : >1100 kg/h (do 1500 kg/h) ciśnienie pary: 3 5 bar (max. 10), Kocioł należy wyposażyć w niezbędne orurowanie i układy pozwalające na współpracę z całym systemem kogeneracyjnym biogazowni, jak również w system zasilania i sterowania. Kocioł rezerwowy należy zrealizować w zabudowie kontenerowej. Uwaga!!! Fundamenty nie wchodzą w zakres realizacyjny branży kogeneracyjnej. 7.OPOMIAROWANIE Realizowana instalację kogeneracyjną należy wyposażyć w następujące układy pomiarowe: pomiary ciepła w parze pomiary ciepła w wody w układzie średniotemperaturowym, pomiary energii elektrycznej. 9

10 8.KONTENERY Dźwiękoizolacyjna zabudowa kontenerowa Dźwiękoizolacyjna zabudowa kontenerowa dla agregatu kogeneracyjnego, zapewniająca natężenie hałasu poza obudową: nie większe niż 79 db z odległości 7 m. Ze względu na swobodny dostęp serwisowy minimalne wymiary zabudowy kontenerowej muszą wynosić (długość x szerokość x wysokość) 12192x3000x3000 (mm) Zabudowa kontenerowa wyposażona będzie w: układ wentylacji wnętrza, pracujący z wydajnością automatycznie dostosowywaną do temperatury wewnątrz zabudowy kontenerowej, czerpnię i wyrzutnię powietrza, wyposażone w tłumiki hałasu, szafkę przyłącza gazu, przyłącza kołnierzowe chłodnic i zewnętrznego obiegu ciepłowniczego, panele wyciszające ściany i podłogę zabudowy kontenerowej do żądanego poziomu wyciszenia, kompletną instalację wydechową wraz z tłumikiem i konstrukcją wsporczą, wszelkie przejścia, przepusty dla instalacji elektrycznych i ciepłowniczych, wewnętrzną instalację elektryczną (potrzeb własnych), instalację oświetleniową, urządzenia gaśnicze, skrzydła drzwiowe zapewniające swobodny dostęp do poszczególnych elementów urządzeń zamykane na klucz, wnętrze obudowy kontenerowej umożliwia swobodny dostęp serwisowy do poszczególnych elementów systemu bez konieczności demontowania jakichkolwiek części, podłoga zabudowy kontenerowej stanowi wannę zabezpieczającą przed zanieczyszczeniem środowiska przy ewentualnym wycieku płynów eksploatacyjnych. 1

11 Układ zabezpieczenia przeciwwybuchowego Zabudowę kontenerową należy wyposażyć w system wykrywania niebezpiecznego stężenia gazu, z co najmniej czterema głowicami pomiarowymi, współpracującymi z zaworem odcinającym dopływ biogazu - (realizującym awaryjne odcięcie dopływu gazu), jak również współpracującego z systemem wentylacji wnętrza kontenera. Działanie całego systemu zabezpieczającego polegać powinno na tym, iż układ detekcyjny, w sposób ciągły, powinien monitorować procentową zawartość metanu oraz siarkowodoru w atmosferze wnętrza obudowy, i w zależności od tego, co stwierdzi, realizowany powinien być następujący scenariusz: jeśli system detekcji, (którykolwiek z czujników), stwierdza, że zawartość metanu we wnętrzu obudowy nie przekracza 20 % DGW (Dolna Granica Wybuchowości) nic się nie dzieje, gaz jest doprowadzany do ścieżki gazowej agregatu, wentylatory systemu wentylacji pracują w trybie normalnym, tak aby utrzymywać bieżącą temperaturę wnętrza obudowy w wymaganym zakresie; jeśli system detekcji stwierdza, że zawartość metanu we wnętrzu zabudowy kontenerowej przekracza 20 % DGW załącza się pierwszy stopień alarmu dźwiękowego i świetlnego oraz układ wentylacji przełącza się na pracę z maksymalną wydajnością, (niezależnie od temperatury wewnątrz kontenera). Alarm dźwiękowy i świetlny umieszczony na zewnątrz kontenera; jeśli system detekcji stwierdza, że zawartość metanu we wnętrzu obudowy przekracza 40 % DGW załącza się drugi stopień alarmu dźwiękowego i świetlnego, układ wentylacji pracuje z maksymalną wydajnością, (niezależnie od temperatury wewnątrz kontenera), następuje zatrzymanie agregatu oraz odcięcie dopływu gazu do agregatu. 1

12 9.KONTROLA I STEROWANIE. Wyposażenie oraz funkcje Modułu Kontroli i Sterowania Całość dostarczanego i montowanego systemu (agregat prądotwórczy, układ chłodzenia, układy wentylacji, układ zabezpieczeń oraz wszystkie inne elementy dostarczanego systemu) powinny pracować w trybie automatycznym, elektroniczny regulator napięcia prądnicy zapewniający stabilność +/-0,5%, elektroniczny regulator prędkości obrotowej zespołu prądotwórczego, elektroniczny system regulacji składu mieszanki w czasie rzeczywistym, układ automatycznej kontroli i nadzoru pracy zespołu prądotwórczego programowany za pośrednictwem komputera, z możliwością zapisywania nastaw sterownika w postaci pliku ustawień. Układ sterowania powinien mieć możliwość wprowadzenia do pamięci zapisanego wcześniej pliku ustawień, bez konieczności ponownego konfigurowania nastaw sterownika, układ automatycznej kontroli i nadzoru pracy zespołu prądotwórczego, powinien: dostarczać informacje o mierzonych parametrach zespołu prądotwórczego (mocy na zaciskach generatora, napięć fazowych i międzyfazowych, częstotliwości, prądów na poszczególnych fazach, cos φ generatora), zapewnić ochronę prądnicy przed za wysokim/za niskim napięciem i asymetrią, za niską/wysoką częstotliwością, za niskim/za wysokim natężeniem prądu, zapewnić ochronę agregatu prądotwórczego poprzez nadzór nad wszystkimi parametrami jego pracy (prędkość obrotowa, oddawana moc, wspólna temperatura spalin, stan baterii, temperatura i ciśnienie oleju, poziomu oleju min/max, temperatura i poziom płynu chłodzącego, temperatura gazu, temperatura powietrza dolotowego), temperatury płynu chłodzącego na wejściach/wyjściach silnika, intercooler a, wejściach/wyjściach chłodnicy rezerwowej), 1

13 sterować pomocniczymi napędami: pompami obiegu chłodzącego, zaworami trójdrogowymi obiegów chłodzących, sekwencyjnie załączać chłodnicę wentylatorową, zapewnić ochronę modułu odzysku ciepła poprzez monitorowanie wszystkich parametrów jego pracy (temperatury płynu chłodzącego na wejściach/wyjściach wszystkich zastosowanych wymiennikach, wejściach/wyjściach chłodnicy rezerwowej), zdalny start zespołu i synchronizacja z siecią elektroenergetyczną, automatyczna (programowa) regulacja mocy wyjściowej zespołu prądotwórczego w zależności od jakości biogazu oraz od temperatury powietrza dolotowego, posiadać licznik wyprodukowanej energii elektrycznej kwh, monitorować awarie zespołu, zliczać liczby startów, ilość przepracowanych motogodzin, historię zdarzeń, (nie mniej niż 999 zdarzeń), posiadać możliwość definiowania parametrów i funkcji przez producenta zgodnie z wymaganiami użytkownika (zaimplementowane PLC), wyświetlać komunikaty w języku polskim, posiadać styki bezpotencjałowe: zdalnego startu, awarii zbiorczej, pracy generatora, awaryjnego zatrzymania, posiadać poziomy dostępu pozwalające lub blokujące modyfikację nastaw i parametrów (nie mniej niż 3 poziomy), system automatycznej synchronizacji zespołu prądotwórczego z siecią elektroenergetyczną, wykaz szaf modułu kontroli i sterowania zespołem prądotwórczym szafa energetyczna z wyłącznikiem generatorowym szafa kontroli parametrów silnika i agregatu szafa kontroli synchronizacji i zabezpieczeń do współpracy z siecią oraz sterownia napędów pomocniczych Układ sterowania generatorem powinien zapewnić pełny odbiór energii elektrycznej przez sieć. 1