DOŚWIADCZENIA Z EKSPLOATACJI ELEKTORCIEPŁOWNI OPALANEJ BIOMASĄ W LĘBORKU. Mariusz Hejnar.

Transkrypt

1 DOŚWIADCZENIA Z EKSPLOATACJI ELEKTORCIEPŁOWNI OPALANEJ BIOMASĄ W LĘBORKU Mariusz Hejnar 1

2 województwo pomorskie, powiat lęborski, pradolina rzeki Łeby-Redy, mieszkańców (stan na ), powierzchnia 17,86 km 2, droga krajowa nr 6, LOKALIZACJA MIASTA LĘBORK 30 km od Morza Bałtyckiego. 2

3 pierwsza kotłownia lokalna: 1966 powołanie Spółki: liczba zatrudnionych osób: 68 osób zainstalowana moc elektryczna 1,4 MW e łączna zainstalowana moc cieplna źródeł: 52,08 MW t EC ORC 5,68 MW t KR-1 46,4 MW t moc cieplna zamówiona przez odbiorców: ~45 MW t przychody : tyś. zł łączna długość sieci ciepłowniczej to ok. 30 km w tym preizolowanej ok. 23 km ilość odbiorców: 270 O PRZEDSIĘBIORSTWIE ilość węzłów cieplnych indywidualnych i grupowych: 347 3

4 ZAŁOŻENIA DO PROJEKTU BUDOWY EC LĘBORK produkcja energii cieplnej i elektrycznej w skojarzeniu z odnawialnego źródła energii, polepszenie jakości i niezawodności dostaw ciepła dla odbiorców, zastąpienie węgla pozostałościami drzewnymi z gospodarki leśnej i przemysłu przetwórstwa drzewnego, zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych oraz gazów szkodliwych i pyłów, przeciwdziałanie tendencjom wzrostu cen ciepła dla odbiorców, aktywizacja zawodowa poprzez tworzenie nowych miejsc pracy. 4

5 FINANSOWANIE I WYKONAWSTWO DARCZYŃCA: Szwajcaria reprezentowana przez Sekretariat Stanu ds. Gospodarczych w Szwajcarii (SECO) GENERALNY WYKONAWCA: Konsorcjum firm Polytechnik Luft und Feuerungstechnik GmbH i Polytechnik Polska Sp. z o.o. WARTOŚĆ PROJEKTU: PLN WYSOKOŚĆ DOFINANSOWANIA: PLN 5

6 CHRONOLOGIA BUDOWY podpisanie umowy o dofinansowanie projektu, podpisanie umowy z Generalnym Wykonawcą inwestycji, pozwolenie na budowę Elektrociepłowni, przekazanie placu budowy, rozpoczęcie prac budowlanych, podłączenie energii elektrycznej, rozpalenie ognia w palenisku, pozwolenie na użytkowanie wydane przez Powiatowego Inspektora Nadzoru Budowlanego w Lęborku. 6

7 TECHNOLOGIA ORC Organic Rankine Cycle obieg parowy, w którym czynnikiem roboczym jest związek organiczny pierwsza instalacja uruchomiona w 1967, lekkie węglowodory stosowane w układach ORC charakteryzują się ciepłem parowania stanowiącym 17% ciepła parowania wody, związki te pełnią tę samą funkcję co woda w układzie parowym, jednak pracują w innym przedziale ciśnień i temperatur, źródłem energii jest kocioł na biomasę, do wyprowadzenia ciepła z kotła stosuje się olej termiczny, w obiegu ORC zastosowano olej silikonowy, układ dedykowany do produkcji energii elektrycznej z niskotemperaturowego źródła ciepła. 7

8 SCHEMAT ORC (ORGANIC RANKINE CYCLE) Podgrzanie medium oleju termicznego w kotle do temp. ok. 300 C (eksploatacja kotła bezciśnieniowa), Podgrzanie oleju silikonowego (medium organiczne) i jego odparowanie w parowniku, Wytworzona para przemieszcza się do turbiny, podczas rozprężania wykonuje pracę mechaniczną, która w następstwie wytwarza energię elektryczną w generatorze połączonym z turbiną, Rozprężona para przechodzi przez regenerator (odzysk ciepła) do skraplacza i następuje podgrzanie wody do celów ciepłowniczych, Powstały w skraplaczu kondensat oleju silikonowego powraca do parownika. 8

9 EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI Właściciel instalacji: Gmina Miasto Lębork Operator instalacji (eksploatujący): Konsorcjum Miejskie Przedsiębiorstwo Energetyki Cieplnej Sp. z o.o. w Lęborku Lider Konsorcjum i RINDIPOL S.A. w Chojnicach Członek Konsorcjum 9

10 EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI zawarcie Umowy Konsorcjum pomiędzy MPEC Sp. z o.o. a Rindipol S.A. z Chojnic, zawarcie umowy nr RI I w sprawie eksploatacji elektrociepłowni, złożenie wniosku o uzyskanie koncesji na wytwarzanie energii elektrycznej, przekazanie operatorowi instalacji do eksploatacji, uzyskanie koncesji na wytwarzanie energii elektrycznej nr WEE/4905/438/W/DSW/2016/LW, zakończenie obowiązywania umowy w sprawie eksploatacji. 10

11 EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI Zobowiązania wynikające z umowy o eksploatację elektrociepłowni: Lp. Nazwa parametru Jednostka Wielkość Maksymalna emisja zanieczyszczeń ogółem ogółem i w odniesieniu i w odniesieniu do poszczególnych do poszczególnych zanieczyszczeń zanieczyszczeń 1. CO kg/rok ,00 2. SO 2 2 kg/rok ,00 3. Pył kg/rok ,00 Minimalna produkcja energii w odniesieniu w do rodzajów do rodzajów energii energii 4. Produkcja odnawialnej energii MWh e elektrycznej 5. Produkcja odnawialnej energii cieplnej cieplnej MWh t

12 SKĄD BIOMASA? Potencjał energetyczny odpadów z przemysłu drzewnego w promieniu 40 km od Lęborka wynosi ok GJ/rok GJ/rok z odpadów leśnych + biomasy z tworzonych plantacji roślin energetycznych (wierzba, topola) ok GJ/rok. Zapotrzebowanie elektrociepłowni na energię pierwotną w paliwie wynosi ok GJ/rok. Wynika stąd, że zasoby paliwa lokalnego są w pełni wystarczające. 12

13 SKĄD BIOMASA? W otoczeniu Lęborka dużą powierzchnię stanowią lasy i pola uprawne. Tereny te są źródłem znacznych ilości biomasy do wykorzystania na cele energetyczne. Rozwinięty przemysł drzewny jest dostawcą dużych ilości odpadów drzewnych i pozostałości poprodukcyjnych. MPEC Sp. z o.o. współpracuje z 10 dostawcami biomasy. 13

14 EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI Silos dobowy na biomasę pojemności V ~ 180 mp z ruchomą podłogą 14

15 EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI Silos dobowy na biomasę pojemności V ~ 180 mp z ruchomą podłogą 15

16 EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI Palenisko: POLYTECHNIK, Wytwórca: POLYTECHNIK, Kraj pochodzenia: AUSTRIA, Palenisko ceramiczne z rusztem schodkowym trzystrefowym, Wilgotność paliwa do 60%, Wielkość zrębki do 50 mm, Wydajność ~ 1 kg/s biomasy, Moc paleniska 7050 kw. 16

17 EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI Palenisko w czasie pracy Wymurówka paleniska 17

18 EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI Kocioł: POLYTECHNIK, Wytwórca: POLYTECHNIK, Kraj pochodzenia: AUSTRIA, Rok produkcji: 2014, Moc kotła: 5680 kw, Maksymalna temperatura oleju: 350 C. 18

19 EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI Wężownice wewnątrz kotła 19

20 EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI Ekonomizery, Wytwórca: POLYTECHNIK, Kraj pochodzenia: AUSTRIA, Moc ECO I: 897 kw, Moc ECO II: 520 kw, Współpraca z Turbodenem. 20

21 EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI LUVO wymiennik spaliny - powietrze, Wytwórca: POLYTECHNIK, Kraj pochodzenia: AUSTRIA, Moc: 545 kw, 21

22 EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI Elektrofiltr odpylacz elektrostatyczny, Wytwórca: SCHEUCH, Kraj pochodzenia: AUSTRIA, Moc na potrzeby własne: ~ 6 kw, Napięcie robocze: do 70 kv, Pył na dolocie: 205 mg/nm 3, Pył na wylocie: 50 mg/nm 3, Z badań: ~ 17 mg/nm 3. 22

23 EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI Blok kogeneracyjny: ORC TURBODEN 14 CHP SPLIT, Wytwórca: TURBODEN, Kraj pochodzenia: WŁOCHY, Na pierwszym planie wymiennik olej-olej z parownikiem parametry: 310/250 C/250/130 C, W tle kondensator i rurociągi olejowe. 23

24 EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI Generator: AMA 450L2W BSH, Wytwórca: ABB, Kraj pochodzenia: FINLANDIA, Moc zainstalowana: 1400 kw, Moc na potrzeby własne: ~ 62 kw, Prędkość obrotowa: 3000 obr./min, Napięcie robocze: 0,4 kv, Uzwojenia chłodzone powietrzem. 24

25 EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI Stacja transformatorowa MRw - bpp 20/ Wytwórca: ZPUE Włoszczowa, Kraj pochodzenia: Polska, Moc zainstalowana: 1250 kw, Napięcie robocze: 0,4 kv / 15kV, 25

26 EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI Wiata magazynowa zadaszona o powierzchni 960 m 2, przechowanie paliwa na okres ok. 7 dni 26

27 EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI Plac składowy utwardzony o powierzchni 1 400m 2 27

28 Ładowarka kołowa z chwytakiem hydraulicznym JCB, Udźwig 3,5 t, WYPOSAŻENIE W SPRZĘT DODATKOWY Moc użytkowa 74,2 kw, Dodatkowa łyżka 2,5 m 3 28

29 WYPOSAŻENIE W SPRZĘT DODATKOWY Ładowarka 9630 T SCHAFFER, moc silnika 90kW, pojemność łyżki 3,0 m 3 29

30 WYPOSAŻENIE W SPRZĘT DODATKOWY Na ładowarce zainstalowana jest waga RDS Load Master Alfa

31 WYPOSAŻENIE W SPRZĘT DODATKOWY Ciągnik siodłowy DAF z urządzeniem hakowy i przyczepą, dopuszczalna masa całkowita 26 t, dopuszczalna masa całkowita zespołu 40 t, moc silnika 340 kw 31

32 WYPOSAŻENIE W SPRZĘT DODATKOWY Kontenery rolkowe, hakowe z plandeką na biomasę o pojemności 36 m3 10 szt., Producent: Pol-Osteg Sp. z o.o. 32

33 WYPOSAŻENIE W SPRZĘT DODATKOWY Stacjonarne rębaki elektryczne bębnowe typu Skorpion EB 500/2 ze stołem podawczym o wydajności nominalnej 15m3/h 2 szt. Moc silnika głównego rębaka: 55kW Producent Teknamotor Sp. z o.o. 33

34 WYPOSAŻENIE W SPRZĘT DODATKOWY Węzeł zrębkowania zrzyny poprodukcyjnej tartacznej składający się z : Rębaka RK 640 x 200 o mocy silnik głównego: 90kW, Przenośnika poprzecznego, Przenośnika zgarniakowego, Przenośnika wibracyjnego, Wydajność węzła: do 20 mp/h, Producent: Madrew Sp. z o.o. 34

35 RODZAJE STOSOWANEJ BIOMASY TROCINY WIÓRY ZRĘBKA 35

36 CHARAKTERYSTYKA ZUŻYWANEJ BIOMASY Na podstawie badań fizykochemicznych wykonanych w okresach miesięcznych, na reprezentatywnej próbce biomasy przez Główny Instytut Górnictwa w Katowicach. łączne zużycie biomasy w 2016 ~ mp: w tym trociny ~ mp w tym zrębki z zakupu ~ mp w tym zrębki z własnej produkcji ~ mp wartość opałowa w stanie roboczym: od kj/kg do kj/kg zawartość wilgoci całkowitej w stanie roboczym: od 38,76 % do 54,52 % zawartość popiołu w stanie roboczym: od 0,72 % do 2,08 % zawartość siarki w stanie roboczym: od 0,01 % do 0,03 % 36

37 PRZECHOWANIE I PRZYGOTOWANIE BIOMASY Dodatkowo przetwarzamy pozostałości poprodukcyjne. 37

38 PRZECHOWANIE I PRZYGOTOWANIE BIOMASY Dodatkowo przetwarzamy pozostałości poprodukcyjne. 38

39 EKSPLOATACJA Przyjmowanie biomasy 39

40 EKSPLOATACJA Składowanie biomasy 40

41 EKSPLOATACJA Wyładunek biomasy ruchoma podłoga 41

42 EKSPLOATACJA Wyładunek biomasy kontener 42

43 EKSPLOATACJA Monitoring wizyjny Załadunek biomasy 43

44 Punk poboru próbek EKSPLOATACJA Pobieranie próbek biomasy 44

45 EKSPLOATACJA DANE 2016 produkcja ciepła z EC ORC w GJ tj ,7 MWh t produkcja energii elektrycznej z EC ORC w MWh e sprzedaż energii elektrycznej z EC ORC w MWh e średnia sprawność wytwarzania energii elektrycznej i ciepła w elektrociepłowni wynosi ~ 82% liczba zatrudnionych przy obsłudze EC ORC 8 osób 45

46 EKSPLOATACJA DANE 2016 Zużycie biomasy ~ [mp]

47 EKSPLOATACJA DANE 2016 Produkcja ciepła z EC ORC [GJ]

48 EKSPLOATACJA DANE Produkcja EC [GJ] Produkcja KR [GJ]

49 EKSPLOATACJA DANE 2016 Potrzeby własne 1 827[MWhe] Energia oddana 6 734[MWhe]

50 EKSPLOATACJA DANE Na mocy umowy nr W/HWU/2890/2015/1 z dnia całość energii elektrycznej wytworzonej w EC ORC jest sprzedana do Energa-Obrót S.A. 200,00 zł 180,00 zł 160,00 zł 140,00 zł 120,00 zł 100,00 zł 80,00 zł 60,00 zł 40,00 zł 20,00 zł 0,00 zł Cena za MWhe 167,45 zł 171,14 zł 171,52 zł 168,88 zł 160,60 zł 162,50 zł 125,00 zł Bez koncesji III kw.2016 IV kw.2016 I kw.2017 II kw.2017 III kw.2017 IV kw

51 UZYSKANE PRAWA MAJĄTKOWE Uzyskane świadectwa z odnawialnego źródła energii: od do ,246 MWh Uzyskane świadectwa pochodzenia z kogeneracji: od do ,527 MWh 51

52 POSTOJE INSTALACJI PLANOWANE czyszczenie paleniska w okresach: od do , od do , od do , od do , NIEPLANOWANE poważniejsze zakłócenia: wyłączenia turbozespołu związane z zakłóceniami z systemu elektroenergetycznego lub brakiem parametrów wody sieciowej, wyłączenie turbozespołu w związku z naprawą uszczelnienia turbiny, uszkodzenie czujnika temperatury spalin za kotłem, zadziałanie pętli bezpieczeństwa w związku z uszkodzeniem przewodów sondy lambda. 52

53 ZUŻYCIE MIAŁU PRZED I PO STARCIE EC ORC Zużycie miału w [tony] Zużycie miału w [tony] 53

54 Wskaźniki rezultatów po roku eksploatacji Stan wyjściowy Stan docelowy Wartość osiągnięta Obniżenie emisji zanieczyszczeń [w t/a] ogółem i w odniesieniu do poszczególnych typów zanieczyszczeń: ogółem CO 2 CO SO 2 PM , ,000 29,909 88,234 8, , ,000 59, ,389 11,463 Obniżenie zużycia węgla w t/rok: - w istniejącej ciepłowni, - do produkcji elektryczności Udział biomasy (w %) w produkcji ciepła dostarczanego do sieci ,5 Wzrost produkcji energii z biomasy MWh/a (wkład do elektrociepłowni) Wzrost produkcji odnawialnej energii elektrycznej w MWhe/a Wzrost produkcji odnawialnej energii cieplnej w MWht/a Wydajność cieplna zainstalowana, w MWt 0 5,68 5,68 Wydajność elektryczna zainstalowana, w MWe 0 1,4 1,4 54

55 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ 55