Dr inż. Andrzej Tatarek. Siłownie cieplne

Transkrypt

1 Dr inż. Andrzej Tatarek Siłownie cieplne 1

2 Wykład 15 Kierunki rozwoju elektrowni i elektrociepłowni w Polsce wybrane zagadnienia 2

3 Biomasa Energetyczne wykorzystanie biomasy: Współspalanie węgla z biomasą w paleniskach pyłowych i fluidalnych Spalanie biomasy w specjalnych paleniskach i przedpaleniskach 3

4 Energia z biomasy... Rys. via Jednoróg Produkcja ciepła i energii elektrycznej... praca dyplomowa 4

5 Możliwości współspalania Spaliny Węgiel Kocioł Młyn węglowy Biomasa Schemat współspalania bezpośredniego biomasy z węglem Rys. via Skotnicki Techniki współspalania węgla z biomasą... praca dyplomowa 5

6 Możliwości współspalania a) Spalin y Kocioł Węgiel Młyn węglowy Spalin y PP Biomasa b) Spalin y Kocioł Węgiel Młyn węglowy Gaz ze zgazowania biomasy RG Biomasa Schemat współspalania pośredniegobiomasy z węglem Rys. via Skotnicki Techniki współspalania węgla z biomasą... praca dyplomowa 6

7 Możliwości współspalania Spalin y Spalin y Kocioł Kocioł Węgiel (100%) Biomasa (100%) Młyn węglowy Schemat współspalania w układzie hybrydowym Rys. via Skotnicki Techniki współspalania węgla z biomasą... praca dyplomowa 7

8 Elektrownia Siersza Elektrownia Siersza w 2004 roku rozpoczęła produkcjęenergii elektrycznej z odnawialnych źródełenergii. Biomasa spalana jest we wszystkich pracujących kotłach z rozróżnieniem rodzaju biomasy i jej parametrów zależnie od jednostki wytwórczej: Kotły fluidalne OFz-425 zainstalowane na blokach 1 i 2 nie posiadają zespołów młynowych, dlatego dostarczana do nich biomasa musi byćw postaci rozdrobnionej. Biomasa spalana na tych blokach jest pochodzenia leśnego zrębkidrzewne, orazzrębkiz wierzby energetycznej z upraw. W przypadku awarii nitki podawania biomasy leśnej i wierzby energetycznej ze składowiska nr 1 do kotłów fluidalnych można podaćbiomasęz upraw rolnych AGRO rozdrobnionąlub w postaci pelet. Kotły pyłowe OP-380zainstalowane na blokach 3-6 spalająwyłącznie biomasęz upraw rolnych AGRO. Kotły pyłowe wyposażone sąw zespoły młynowe, do których, prócz węgla, podawana jest biomasa w postaci pelet i brykietów. 8

9 Elektrownia Siersza Rys. via Skotnicki Techniki współspalania węgla z biomasą... praca dyplomowa 9

10 Rys. via Skotnicki Techniki współspalania węgla z biomasą... praca dyplomowa 10

11 Elektrownia Konin Biomasa do Elektrowni Konin dostarczana jest transportem kołowym samowyładowczym. Przywożone są odpady z leśnictwa w postaci zrębek oraz biomasa z upraw czyli tzw. AGRO. Elektrownia Konin prowadzi współspalanie biomasy w kotłach będących w układzie blokowym, a więc w dwóch kotłach energetycznych fluidalnych w udziale masowym do 10 %. 11

12 Rys. via Skotnicki Techniki współspalania węgla z biomasą... praca dyplomowa 12

13 Elektrownia Połaniec Biomasa do Elektrowni Połaniec dostarczana jest drogąkolejowąjak równieżtransportem samochodowym.drewno przeznaczone do współspalania pozyskiwane jest przez Lasy Państwowe w ramach cięćsanitarnych, niezbędnych do utrzymania odpowiedniego stanu sanitarnego lasów. Drewno użytkowane w Elektrowni Połaniec stanowi znikomy procent poniżej 1 % -drewna pozyskiwanego z polskich lasów. 13

14 Elektrownia Połaniec Elektrownia Połaniec ma jednąz najbardziej rozbudowanych linii technologicznych do przygotowania biomasy wśród polskich elektrowni zajmujących się współspalaniem. Z uwagi na gabaryty biomasy, nie wystarczyło zorganizować placu składowania i zaadaptowaćistniejących ciągów nawęglania. Za dostarczenie biomasy odpowiada transport kolejowy. Wagony sąrozładowywane za pomocąspecjalnych maszyn. Transportująone biomasęna składowisko o pojemności m 3, lub na podajnik do urządzeńrozdrabniających. 14

15 Elektrownia Połaniec Rys. via Skotnicki Techniki współspalania węgla z biomasą... praca dyplomowa 15

16 Elektrownia Opole Biomasa na teren elektrowni dostarczana jest za pomocąsamochodówsamorozładowczych. Jeden transport to ok. 30 ton biomasy. Samochód dostarczający ważony jest przed rozładunkiem, następnie udaje sięna składowisko celem rozładowania i ponownie wraca na stanowisko wagowe. Tam po drugim zważeniu uzyskuje się wartość netto przywiezionego paliwa 16

17 Elektrownia Opole Rys. via Skotnicki Techniki współspalania węgla z biomasą... praca dyplomowa 17

18 EC Wrocław Biomasa dostarczana jest do EC Wrocław transportem samochodowym i rozładowywana w obrębie wydzielonego placu składowego w ilościach zapewniających bieżącąprodukcję. Plac składowy to wydzielony i osłonięty wiatąobszar w obrębie istniejącego składowiska węgla zapewniający ciągłość podawania biomasy przez dwa dni (przy braku dostaw). Zadaniem wiaty jest ochrona terenu przed pyleniem oraz osłonięcie składowanej biomasy przed deszczem. Pojemnośćrobocza placu składowego pod wiatąwynosi ~1500m 3 biomasy 18

19 EC Wrocław Rys. via Jednoróg Gospodarka biomasą... praca dyplomowa 19

20 EC Wrocław Waga do ważenia ilości podawanej biomasy Podajnik ślimakowy pod koszem zasypowym Waga do ważenia ilości transportowanego węgla. Na tej podstawie waga wysyła sygnał analogowy do falownika zadającego prędkość obrotową podajnika ślimakowego i tym samym ilość podawanej biomasy Rys. via Jednoróg Gospodarka biomasą... praca dyplomowa 20

21 EC Wrocław nowa instalacja Rys. via Jednoróg Gospodarka biomasą... praca dyplomowa 21

22 EC Wrocław nowa instalacja Rys. via Jednoróg Gospodarka biomasą... praca dyplomowa 22

23 Rys. via Jednoróg Gospodarka biomasą... praca dyplomowa 23

24 Parametry nadkrytyczne 1. Elektrownia Pątnów II Kocioł BB-1345, blok 460 MW Para świeża 540 C ; 26,7 MPa Para wtórna 308/568 C ; 5,1 MPa Woda zasilająca 273 C 2. Elektrownia Łagisza Kocioł CFB-1300, blok 460 MW Para świeża 560 C ; 27,5 MPa Para wtórna 315/580 C ; 5,48 MPa Woda zasilająca 290 C 3. Elektrownia Bełchatów II Kocioł BB-2400, blok 858 MW Para świeża 554 C ; 26,1 MPa (28,5) Para wtórna 322/582 C ; 5,46 MPa Woda zasilająca 278 C 24

25 Elektrownia Pątnów II Blok 474 MW w Elektrowni Pątnów jest pierwsząjednostkąprądotwórcząna parametry nadkrytyczne w krajowym systemie elektroenergetycznym. Charakteryzuje się wysoką sprawnością energetyczną: 44,0 % brutto i 41,0 % netto. Moc znamionowa bloku na zaciskach generatora przy średnio rocznej temperaturze wody chłodzącej 16ºC: 470,2 MW Moc bloku netto na szynach 400kVprzy temperaturze wody chłodzącej 16ºC: 446 MW Roczny czas wykorzystania mocy zainstalowanej: 6800 h Roczna produkcja energii elektrycznej: 3180 GWh Źródło: 25

26 Elektrownia Łagisza Źródło: Katalog reklamowy firmy Foster Wheeler 26

27 ElektrowniaŁagisza Źródło: Katalog reklamowy firmy Foster Wheeler 27

28 Kocioł CFB 1300 Źródło: Katalog reklamowy firmy Foster Wheeler 28

29 Źródło: Katalog reklamowy firmy Foster Wheeler 29

30 Źródło: Katalog reklamowy firmy Foster Wheeler 30

31 Turbina 28K460 Źródło: Internet... 31

32 Źródło: Internet... 32

33 Elektrownia Bełchatów II Źródło: ModernPowerSystems

34 Źródło: ModernPowerSystems

35 Źródło: ModernPowerSystems

36 Źródło: ModernPowerSystems

37 Współczynnik nadmiaru powietrza w komorze paleniskowej Wylot z komory OFA 2 OFA dysz OFA2, o457 x (rurosuszarki) Średnica wiru: 2060 mm 6 dysz OFA1, o457 x x Wysokość komory [ m ] Palnik ,8 0,9 1 1,1 1,2 Wsp. nadmiaru powietrza λ [-] Ściana przednia / tylna Źródło: Jakub Owsik Bloki nadkrytyczne... praca dyplomowa 37

38 Zużycie węgla (obliczeniowe) 1300,0 1200,0 1100,0 1000,0 Węgiel gwarancyjny Węgiel graniczny dolny (max. wilgoci) Węgiel graniczny górny (najlepszy) 1123,5 Zużycie węgla [ t/h ] 900,0 800,0 700,0 723,0 905,7 883,5 780,8 941,5 600,0 590,4 500,0 400,0 300,0 200,0 487,2 397,9 343,1 509,0 61,5% WMT = 65%WTT 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0 90,0 100,0 110,0 97,7 WMT = WTT- NC 104,3 WMT = WMT- PC Źródło: Jakub Owsik Bloki nadkrytyczne... praca dyplomowa Obciążenie kotła [ %WMT-NC ] 38