Wpływ współspalania biomasy na stan techniczny powierzchni ogrzewalnych kotłów - doświadczenia Jednostki Inspekcyjnej UDT

Transkrypt

1 Urząd Dozoru Technicznego Wpływ współspalania biomasy na stan techniczny powierzchni ogrzewalnych kotłów - doświadczenia Jednostki Inspekcyjnej UDT Bełchatów, październik

2 Technologie procesu współspalania paliw kopalnych i biomasy A/ Proces bezpośredni spalanie łączne wstępnie przygotowanej mieszanki paliw, B/ Proces równoległy spalanie rozdzielne paliw w specjalizowanych jednostkach kotłowych, C/ Proces pośredni - realizowany w układzie: - z przedpaleniskiem, - z reaktorem zgazowania, 2

3 Porównanie właściwości węgla i biomasy Składnik Jedn. Węgiel Biomasa Węgiel % Wodór % 4,8-5,5 5,5-7 Tlen % 8, Azot % 1,4-2,3 0,1-0,8 Siarka % 0,3-1,2 0,01-0,1 Chlor % 0,04-0,2 0,01-0,7 Części lotne % Zawartość % ,0-3 popiołu Wilgoć całkowita % 6,5-9, Ciepło spalania MJ/kg

4 Charakterystyczne właściwości biomasy jako paliwa Właściwości negatywne Niższa i zmienna wartość ciepła spalania. Wysoka i zmienna zawartość wilgoci. Zawartość związków alkalicznych. Wysoka zawartość chloru w szczególności w biomasie typu agro. Niska gęstość nasypowa. Właściwości pozytywne Zerowy wskaźnik emisji CO Niższa zawartość siarki i popiołu. 4

5 Problemy eksploatacyjne W zależności od składu biomasy i sposobu jej współspalania, występują następujące problemy w eksploatacji: korozja chlorkowa (biomasa agro), spiekanie i aglomeracja popiołów - defluidyzacja złoża tworzenie się osadów na powierzchniach konwekcyjnych zmniejszenie sprawności odpylania w elektrofiltrach obniżenie sprawności i wydajności (mieszanie biomasy i węgla przed podaniem do komory spalania) zagrożenie pożarowo-wybuchowe 5

6 Wpływ współspalania biomasy na zmianę właściwości popiołu. Obniżenie temperatury mięknięcia, topnienia, płynięcia, spiekania popiołu o ok C. Zwiększenie lepkości popiołu. Wzrost aktywności składników powodujących korozję. 6

7 Rodzaje zagrożeń i miejsca ich występowania A/ Korozja niskotlenowa komora paleniskowa, B/ Korozja wysokotemperaturowa - przewał kotła przegrzewacze pary, C/ Korozja siarkowa II ciąg - pęczki podgrzewacza wody, podgrzewacz powietrza, kanały spalin. D/ Erozja elementów powierzchni ogrzewalnych /występuje tylko w przypadku zanieczyszczenia biomsy/. 7

8 Korozyjne ubytki grubości rury ekranowej mat. K18 8

9 Korozyjne ubytki grubości rury ekranowej, naderwanie i odgięcie ścianki rury od strony komory paleniskowej 9

10 Rura przegrzewacza I stopnia mat. 15HM 10

11 Rura przegrzewacza II stopnia mat. 10H2M 11

12 Rura przegrzewacza II stopnia mat. 10H2M 12

13 Rozmieszczenie powierzchni ogrzewalnych kotła OP komora paleniskowa; 2. przegrzewacz pary II stopnia; 3. przegrzewacz pary III stopnia; 4. przegrzewacz pary I stopnia; 5. podgrzewacz wody; 6. podgrzewacz powietrza; 7. walczak; 8. rury opadowe; 9. palniki pyłowe; 10. młyny węglowe. 13

14 Kocioł CFB dla El. Konin 14

15 Dokumentacja modernizacji kotła Dokumentacja modernizacji powinna m.in. zawierać: Opis zakresu modernizacji, Wyniki obliczeń cieplnych kotła zawierające co najmniej nowy rozkład temperatur oraz maksymalną trwałą wydajność, Wyniki badań diagnostycznych i analizę trwałości resztkowej elementów części ciśnieniowej kotła, Uzupełniające obliczenia wytrzymałościowe, Opis zmian osprzętu zabezpieczającego, Zmiany w instrukcji eksploatacji kotła uwzględniające zakres procesu modernizacji. 15

16 Badania po modernizacji Po wykonaniu modernizacji należy w ruchu w pełni wyposażonego urządzenia wykonać: Pomiary wydajności i rzeczywistego rozkładu temperatur, Sprawdzenie działania osprzętu zabezpieczającego, Próby funkcjonalne systemu zabezpieczeń i automatyki. 16

17 Podsumowanie Prowadzenie ciągłej oceny stanu technicznego elementów powierzchni ogrzewalnej kotłów w których prowadzony jest proces współspalania węgla i biomasy powinien być działaniem zapewniającym pewność ruchową instalacji energetycznych. Proces równoległego spalania węgla i biomasy powinien stanowić technologię kierunkową dla zwiększenia stopnia wykorzystania OZE w wytwarzaniu energii. Decyzja o zakresie modernizacji kotłów eksploatowanych powinna uwzględniać: - wyniki kompleksowej diagnostyki stanu technicznego elementów części ciśnieniowej kotła, 17

18 Podsumowanie -wpływ wprowadzenia zmiany nośnika energii na rozkład temperatur powierzchni ogrzewalnych kotła w szczególności temperatury komór wylotowych przegrzewaczy pary, -zmianę konfiguracji powierzchni ogrzewalnych w ciągu konwekcyjnym podziałki rur przegrzewaczy i układ pęczków w kanale, - dostosowanie konstrukcji komory paleniskowej lub technologii procesu do spalania możliwie zróżnicowanego sortymentu biomasy, - wprowadzenie skutecznego systemu czyszczenia konwekcyjnych powierzchni ogrzewalnych kotła. 18

19 Urząd Dozoru Technicznego Dziękuję za uwagę 19