WSPÓŁPRACA UKŁADU SKOJARZONEGO Z TURBINĄ GAZOWĄ Z SYSTEMEM ELEKTROENERGETYCZNYM I SYSTEMEM CIEPŁOWNICZYM MIASTA OPOLA

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "WSPÓŁPRACA UKŁADU SKOJARZONEGO Z TURBINĄ GAZOWĄ Z SYSTEMEM ELEKTROENERGETYCZNYM I SYSTEMEM CIEPŁOWNICZYM MIASTA OPOLA"

Ludwika Kubiak
8 lat temu
Przeglądów:

1 WSPÓŁPRACA UKŁADU SKOJARZONEGO Z TURBINĄ GAZOWĄ Z SYSTEMEM ELEKTROENERGETYCZNYM I SYSTEMEM CIEPŁOWNICZYM MIASTA OPOLA

2 MODERNIZACJE LIKWIDACJA DO 1998 ROKU PONAD 500 KOTŁOWNI LOKALNYCH BUDOWA NOWYCH I WYMIANA STARYCH SIECI NA SIECI PREIZOLOWANE STWORZENIE SYSTEMÓW NADZORU I ZDALNEGO STEROWANIA PRACĄ SIECI I WĘZŁÓW CIEPLNYCH WDRAŻANIE SYSTEMÓW STEROWANIA PRODUKCJĄ ENERGII MODERNIZACJA POMPOWNI SIECIOWEJ BUDOWA UKŁADU SKOJARZONEGO

NADZORU I ZDALNEGO STEROWANIA PRACĄ SIECI I WĘZŁÓW CIEPLNYCH WDRAŻANIE

3 Elektrociepłownia ECO S.A. Opole WP120-2 WP120-1 od 2002 WR-40 WR25/4 WR25/3 HRB GFB GTU WP120 + WR-40 2 kotły WR25 Turbina gazowa TEMPEST z kotłem odzysknicowym HRB kocioł gazowy GFB

4 Modernizacja Elektrociepłowni ECO S.A. Opole I Etap modernizacji kotły WP120-1, WP120-2 układ wodny elektrociepłowni (pompy + układ tyrystorowy) kocioł WR25-4 instalacja systemu sterowania CHANCE 2000 II Etap modernizacji Budowa nowego układu obejmującego: układ skojarzony turbiny gazowej z kotłem odzysknicowym kocioł gazowy (likwidacja 2*WR rok) budowa gazociągu i stacji redukcyjnych gazu instalacja systemu sterowania likwidacja WP-120 i montaż WR-40 (2002 rok)

WR25-4 instalacja systemu sterowania CHANCE 2000 II Etap modernizacji Budowa nowego układu obejmującego: układ

5 Schemat blokowy układu skojarzonego i kotła gazowego GFB Zakład Gazowniczy Potrzeby własne Stacja redukcyjna GZ50 Prąd el. spaliny gazu I st. TG HRB energia cieplna Sieć ciepłownicza Prąd el. GZ50 Zakład Energetyczny stacja redukcyjna gazu II st. GZ50 GFB energia cieplna

spaliny gazu I st. TG HRB energia cieplna Sieć ciepłownicza Prąd el.

6 Turbina gazowa TEMPEST zasilana gazem GZ50 o ciśnieniu 2MPa 10-stopniowa sprężarka o współczynniku kompresji 14:1 i prędkości obrotowej wału 13907rpm dwustopniowa turbina 6 komór spalania

7 Parametry turbiny TEMPEST moc elektryczna 7,352 MW -3% przy warunkach: wysokość npm 161 m temp. wlotowa powietrza 15 o C wilgotność względna 60% straty na kanale wlotowym 75 mm H 2 O straty na kanale wylotowym 254 mm H 2 O sprawność przekładni 99% sprawność generatora 97% sprawność elektryczna 30% zużycie gazu temperatura spalin wylotowych strumień masy spalin wylotowych emisja NO x 2600 Nm3/h 558 o C 28,57 kg/s <25 ppm

wylotowym 254 mm H 2 O sprawność przekładni 99% sprawność generatora 97% sprawność elektryczna 30%

8 Generator Bezszczotkowa prądnica o biegunach wydatnych i prądnica z magnesami trwałymi do źródła automatycznego regulatora napięcia elektrycznego. Parametry generatora moc elektryczna 9500 kva napięcie elektryczne 6000 V, 50 Hz znamionowy prąd liniowy 914 A prędkość 1500 obr./min znamionowy współ. mocy przy obciążeniu indukcyjnym 0,8

Parametry generatora moc elektryczna 9500 kva napięcie elektryczne 6000 V, 50 Hz

9 Połączenie generatora z siecią SEKCJA A 110 kv 6 kv 110 kv 6 kv Cementownia Odra (2005) SEKCJA B ZE ECO Rozdzielnie ECO G

10 Kocioł odzysknicowy HRB Moc Przepływ Temperatura wody wylotowej Temperatura spalin wylotowych 14,2 MW 206 t/h 130 o C 82 o C Kocioł gazowy GFB Moc minimalna Moc maksymalna Przepływ Ciśnienie gazu 5 MW 25 MW 356 t/h 0,4 MPa

130 o C 82 o C Kocioł gazowy GFB Moc minimalna Moc

11 Energia Cieplna Parametry systemu cieplnego miasta Opola: Zapotrzebowanie dla warunków obliczeniowych kw parametry pracy 150/80-135/70 ilość węzłów 796 długość sieci magistralnych mb długość sieci przyłączeniowych mb całkowita pojemność zładu m 3 udział węzłów zautomatyzowanych 100% ECO tj. 216 MW rok rozpoczęcia montażu liczników 1992

magistralnych 31 918 mb długość sieci przyłączeniowych 61 670 mb całkowita pojemność zładu

12 Uporządkowane wykresy obciążeń latach MW h

13 ZASADY OPTYMALIZACJI ŹRÓDŁA SKOJARZONEGO GAZOWEGO DLA POTRZEB CIEPŁOWNICTWA

14 Przykład obliczeń optymalizacyjnych z wykorzystaniem przedstawionego algorytmu optymalizacyjnego KW0 KW1 KW2 KW3 KW1 KW2 KW0 KW1 KW2 KW2 KW1 KW3 KW2 KO KW1 KW1 KW3 KW2 KO** KW1

15 Wybrane wyniki optymalizacji: NPV = f (N el el ) Dla różnych cen zakupu gazu ziemnego Dla różnych cen zakupu miału węglowego NPV, mln zł NPV, mln zł (-40%) (-20%) warunki bazowe (20%) (40%) Moc elektryczna układu N el, MW zł/t (40%) 223 zł/t (20%) warunki bazowe 149 zł/t (-20%) 112 zł/t (-40%) Moc elektryczna układu N el, MW Cena bazowa: (E1) k f_gz50 = 0,625 zł/m 3 n (E2) k f_gz50 = 0,603 zł/m 3 n (E3) k f_gz50 = 0,598 zł/m 3 n Cena bazowa: k f_w = 186 zł/tonę

el, MW -60-80 -100 260 zł/t (40%) 223 zł/t (20%) warunki bazowe 149 zł/t (-20%) 112 zł/t (-40%) 0 5 10 15 20 25 30 Moc elektryczna układu N

16 Wybrane wyniki optymalizacji: NPV = f (N el el ) Dla różnych cen sprzedaży energii elektrycznej Dla różnych cen zakupu energii elektrycznej NPV, mln zł c 189 zł/kwh (40%) 162 zł/kwh (20%) warunki bazowe 108 zł/kwh (-20%) NPV, mln zł zł/kwh (40%) 252 zł/kwh (20%) warunki bazowe 168 zł/kwh (-20%) zł/kwh (-40%) Moc elektryczna układu N el, MW zł/kwh (-40%) Moc elektryczna układu N el, MW Cena bazowa: c el = 135 zł/mwh el Cena bazowa: k el = 210 zł/mwh el

-80 294 zł/kwh (40%) 252 zł/kwh (20%) warunki bazowe 168 zł/kwh (-20%) -100 81 zł/kwh (-40%) 0 5 10 15 20 25 30 Moc elektryczna układu N el,

17 Źródło skojarzone oparte o turbinę gazową charakteryzuje się: stosunkowo dużą niezawodnością dużą elastycznością zmienną sprawnością zależną od ciśnienia atmosferycznego, temperatury zewnętrznej, obciążenia i zabrudzenia łopatek koniecznością wykonywania przeglądów i prac kresowych KOSZTY STAŁE ZMIENNE koszty inwestycji prace serwisowe koszty osobowe.opłaty stałe paliwowe koszty paliwa

zewnętrznej, obciążenia i zabrudzenia łopatek koniecznością wykonywania przeglądów i prac

18 Minimalizacja kosztów stałych optymalny dobór mocy układu skojarzonego zamówienie odpowiedniej ilości gazu wynegocjowanie dobrych warunków kontraktu serwisowego Koszty zmienne mają znaczenie przy obliczaniu kryterium sprzedaży Opłata zmienna za gaz Cena zakupu energii elektrycznej z systemu elektroenergetycznego

serwisowego Koszty zmienne mają znaczenie przy obliczaniu kryterium sprzedaży

19 Sposób produkcji ciepła w okresie letnim W systemie opolskim istniały następujące możliwości akumulacji energii cieplnej: praca ze zmienną temperaturą zasilania +10 o C, -5 o C w stosunku do temperatury normatywnej montaż nowego zasobnika ciepła wraz z kompletnym wyposażeniem wykorzystanie możliwości akumulacji ciepła w zasobnikach (istnieje około 160 węzłów z zasobnikami ciepłej wody użytkowej) adaptowanie odcinka rurociągu o dużej średnicy do pełnienia roli zasobnika ciepła i doposażenie go w niezbędną armaturę

kompletnym wyposażeniem wykorzystanie możliwości akumulacji ciepła w zasobnikach (istnieje około 160 węzłów z zasobnikami ciepłej

20 Sposób współpracy elektrociepłowni z systemem ciepłowniczym w sezonie letnim W elektrociepłowni sprawdziła się najprostsza z metod akumulacji, a mianowicie praca ze zmienną temperaturą zasilania. Podczas mniejszego zapotrzebowania na ciepło energia jest akumulowana w sieci (wzrost temperatury czynnika grzewczego). Wykorzystywana jest ona w sposób probablistyczny. Wielkością limitującą jest minimalne temp. czynnika konieczna do podgrzania ciepłej wody użytkowej do temp. 55 o C.

Podczas mniejszego zapotrzebowania na ciepło energia jest akumulowana w sieci (wzrost temperatury czynnika grzewczego).

21 Wykres temperatury i przepływu wody sieciowej (lipiec - wtorek) 100 o [ C] 20/07/99 - wtorek 20/07/99 - wtorek MOC KOTŁA HRB 14 MW MOC KOTŁA HRB = 14 MW [t/h] [t/h] , , ,6 75, [h]

22 Wykres temperatury i przepływu wody sieciowej (wrzesień - czwartek) 100 o [ C] 09/09/99 --czwartek czwartek MOC KOTŁA HRB = 14,3 MW MOC KOTŁA HRB = 14,3 MW [t/h] , , ,9 72, , [h]

23 Udział energii cieplnej produkowanej w skojarzeniu do energii cieplnej ogółem w 2000 roku % wartość średnia 24% I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII miesiąc

24 Wskaźniki emisji zanieczyszczeń na 1 GJ energii cieplnej produkowanej w ciepłowni centralnej w 2000 roku kg/g J SO NO 2 pył CO 0 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

25 Wnioski i efekty zainstalowania układu skojarzonego Moc turbiny została dobrana optymalnie Zapewnione są odpowiednie parametry wody sieciowej w okresie letnim Moc elektryczna generatora pokrywa w 100% zapotrzebowanie na energię elektryczną Elektrociepłowni ECO S.A. a nadwyżki są sprzedawane Oszczędności związane z energią elektryczną: obniżenie kosztu zużywanej przez nas energii elektrycznej o 30% zmniejszenie kosztów produkcji ciepłej wody w sezonie letnim o 20% Zmniejszenie do minimum emisji zanieczyszczeń do atmosfery

26 Wysokość emisji SO 2 i NO 2 w sezonach letnich w ciepłowni centralnej w Opolu tony dwutlenek siarki dwutlenek azotu

Podobne dokumenty

Budowa układu wysokosprawnej kogeneracji w Opolu kontynuacją rozwoju kogeneracji w Grupie Kapitałowej ECO S.A. Poznań

Budowa układu wysokosprawnej kogeneracji w Opolu kontynuacją rozwoju kogeneracji w Grupie Kapitałowej ECO S.A. Poznań 24-25.04. 2012r EC oddział Opole Podstawowe dane Produkcja roczna energii cieplnej