OPIS TECHNICZNY KOTŁA BLOKU BIOMASOWEGO BB20p

Transkrypt

1 Załącznik 1 do OPISU POTRZEB I WYMAGAŃ ZAMAWIAJĄCEGO w postępowaniu na wybór Wykonawcy prowadzonym w trybie dialogu konkurencyjnego dla realizacji zadania pn.: Optymalizacja kotła parowego bloku biomasowego BB20p położonego na terenie zakładu produkcyjnego ENERGA Kogeneracja Sp. z o.o. w Elblągu. OPIS TECHNICZNY KOTŁA BLOKU BIOMASOWEGO BB20p 1/11

2 1. Charakterystyka istniejącego Kotła Bloku BB20p Projektowe parametry Kotła Paliwo podstawowe i uzupełniające Emisje projektowe System zasilania w paliwo Układ spalania Dystrybutory paliwa (narzutniki) Ruszt Część ciśnieniowa Kotła Woda zasilająca i podgrzewacz wody Parownik Przegrzewacz pary Zdmuchiwacze wodne i parowe System powietrza do spalania Rurowy podgrzewacz powietrza Parowy podgrzewacz powietrza Wentylator spalin Sylwetka Kotła /11

3 1. Charakterystyka istniejącego Kotła Bloku BB20p Kocioł zainstalowany w elektrociepłowni spółki ENERGA Kogeneracja Sp. z o.o. w Elblągu jest kotłem rusztowym, trzyciągowym, typu walczakowego z naturalną cyrkulacją wody w parowniku. W kotle zainstalowany jest ruszt wibracyjny, w którym spalana jest biomasa w formie peletów. Paliwo do Kotła podawane jest poprzez trzy narzutniki znajdujące się na przedniej ścianie Kotła. Dwa palniki olejowe umieszczone na bocznych ścianach komory paleniskowej z niezależnym systemem dostarczania powietrza wykorzystywane są do rozpalania Kotła. W Kotle zamontowana jest instalacja SNCR, która pozwala na spełnienie nowych, zaostrzonych norm emisyjnych. Na obieg wodno-parowy składają się podgrzewacze wody, parownik oraz przegrzewacze pary. Parownik składa się z walczaka, rur opadowych, rur ekranowych oraz dolnych i górnych kolektorów rur ekranowych. Woda zasilająca przed zasileniem walczaka kierowana jest poprzez trzystopniowy podgrzewacz wody ECO1, ECO2 i ECO3. Następnie woda kierowana jest do rur opadowych. Para przegrzana produkowana jest w czterostopniowym podgrzewaczu pary, którego stopnie zabudowane są w górnej części pierwszego ciągu (SH3, SH4, SH2) oraz w drugim ciągu Kotła (SH1). Powietrze podawane przez wentylator powietrza kierowane jest do czterostopniowego podgrzewacza powietrza trzy stopnie (APH1, APH2 i APH3) w trzecim ciągu oraz jeden stopień (APH4) w drugim ciągu Kotła. Spaliny kierowane są poprzez wentylator spalin do stalowego, izolowanego komina wyposażonego w czujniki dla monitoringu spalin. Za Kotłem umieszczony jest elektrofiltr, spod którego poprzez przenośnik zgrzebłowy przenoszony jest popiół lotny. Popiół zgromadzony w lejach pod rusztem, żużel spadający z rusztu oraz popiół lotny zgromadzony w lejach drugiego i trzeciego ciągu Kotła odprowadzane są poprzez podajnik łańcuchowy. Sylwetka technologiczny Kotła zostały pokazane w p Projektowe parametry Kotła W poniższej tabeli pokazano podstawowe parametry techniczne zainstalowanego Kotła zgodne z Dokumentacją Techniczno-Ruchową. Tabela 1 Podstawowe parametry techniczne Kotła wg DTR Wyszczególnienie Jednostka Wartość Nominalna wydajność parowa Mg/h 90,0 Wydajność maksymalna (103% WMT) Mg/h 92,7 Minimalna wydajność (40% WMT) Mg/h 36,0 Ciśnienie pary za Kotłem MPa 9,0 Temperatura pary (w zakresie % WMT) C /-5 Temperatura wody zasilającej C 165 Wydajność cieplna MW 68,9 Sprawność Kotła dla WMT % 89,8 3/11

4 Wyszczególnienie Jednostka Wartość Temperatura spalin do komina C 155 Temperatura powietrza wtórnego za podgrzewaczem C 313 Temperatura powietrza przed podgrzewaczem spalinowym Strumień wody wtryskowej dla nominalnego przepływu pary C C -wtrysk 1 : 3,28 Mg/h -wtrysk 2 : 2,34 Mg/h -wtrysk 3 : do 2 Mg/h 1.2 Paliwo podstawowe i uzupełniające W poniższych tabelach pokazano charakterystykę paliwa podstawowego biomasy agro (słoma w postaci peletów) oraz charakterystykę paliwa uzupełniającego biomasy leśnej (drewno w postaci peletów). Obecnie pelety dostarczane do punktów przyjęcia biomasy spełniają wymagania normy EN17225, która dopuszcza rozmiar peletów od 3,15 mm do 50 długości i średnicy od 6 do 12 mm oraz mały udział peletów (cząstek) poniżej wielkości 3,15 mm, zależny od klasy peletu. Tabela 2 Charakterystyka obecnie stosowanego paliwa podstawowego słoma w postaci peletów Wyszczególnienie Jednostka Wartość Wartość opałowa MJ/kg Powyżej 14 Zawartość popiołu % poniżej 8,5 Zawartość wilgoci % poniżej 12,5 Zawartość węgla % Zawartość wodoru % 5,0 6,7 Zawartość azotu % 0,4 1,0 Zawartość siarki % poniżej 0,25 Zawartość chloru % poniżej 0,5 Gęstość nasypowa kg/m 3 poniżej 700 Tabela 3 Charakterystyka obecnie stosowanego paliwa uzupełniającego drewno w postaci peletów Wyszczególnienie Jednostka Wartość Wartość opałowa MJ/kg powyżej 16 Zawartość popiołu % poniżej 3,5 Zawartość wilgoci % poniżęj 10 Zawartość węgla % Zawartość wodoru % 5,6 7 Zawartość azotu % <0,3 4/11

5 Wyszczególnienie Jednostka Wartość Zawartość siarki % <0,08 Zawartość chloru % <0,1 Gęstość nasypowa kg/m 3 poniżej Emisje projektowe Istniejący Kocioł, został zaprojektowany do osiągnięcia emisji określonych w poniższej tabeli. Tabela 4 Projektowe stężenie zanieczyszczeń w spalinach za elektrofiltrem (ss. dla O 2=6%) Wyszczególnienie Jednostka Wartość Dwutlenek siarki (SO 2 ) mg/m Tlenki azotu (NO x ) mg/m Pył mg/m 3 20 Tlenek węgla (CO) mg/m Zamawiający zrealizował instalację SNCR mającą zapewnić redukcję NOx 200 mg/m 3 n przy 6% O System zasilania w paliwo Całość systemu zasilania Kotła w paliwo od punktu rozładunkowego ciężarówek do Kotła zrealizowane jest jako system zamknięty z zadaszonym układem przyjęcia peletów, silosami biomasy i przenośnikami, zabezpieczającymi paliwo przed wpływem warunków atmosferycznych. System podawania paliwa składa się z następujących elementów wymienionych zgodnie z kierunkiem przepływu biomasy: Punkt przyjęcia peletów dostarczanych transportem samochodowym - wiata z dołem rozładunkowym, Trzy silosy biomasy, dwa dla peletów ze słomy, jeden dla peletów drzewnych, Układ podajników między punktem przyjęcia a silosami, wraz z przenośnikiem kubełkowym transportującym biomasę do silosów, Układ automatycznego poboru próbek zabudowany pomiędzy punktem przyjęcia a układem magazynowania, na potrzeby badania analizy biomasy, Separator elektromagnetyczny do usuwania ze strumienia biomasy elementów ferromagnetycznych, Wago-przenośnik za układem odbioru biomasy ze zbiorników, Układ przenośników mieszania peletów ze słomy i peletów drzewnych za wago-przenośnikiem Układ przenośników od przenośnika mieszania do zasobnika przykotłowego biomasy, zlokalizowanego w kotłowni, przy przedniej ścianie Kotła 5/11

6 1.5 Układ spalania Układ spalania składa się z następujących elementów: Zbiornik buforowy biomasy z trzema układami dozowania biomasy do narzutników biomasy do Kotła. Zbiornik buforowy biomasy zabudowany jest na przedniej ścianie Kotła Układ 3 pneumatycznych narzutników biomasy z ręcznym sterowaniem przepływu powietrza transportowego biomasy doprowadzanej na ruszt wibracyjny Kotła. Powietrze transportowe do narzutników biomasy dostarczane jest przez dedykowany układ powietrza (z osobnym wentylatorem), niezależny od układu powietrza do spalania (zabudowana przepustnica na zasilaniu z układu powietrza do spalania jest zamknięta). W części dokumentacji projektowej narzutników biomasy pokazany jest pneumatyczny pulsator w układzie zasilania narzutników w powietrze. W instalacji pulsator nie został zabudowany. Podwójny (2 panele) ruszt wibracyjny chłodzony wodą zapewniający prowadzenie procesu spalania i transport peletów z tylnej części rusztu, w kierunku przedniej ściany Kotła w trakcie spalania. Ruszt wibracyjny, na którym spalana jest biomasa, stanowi panel zrealizowany jako ściana membranowa chłodzona wodą, poprzez którą dostarczane jest powietrze pierwotne. Powietrze pierwotne do spalania dostarczane jest poprzez skrzynie pod rusztem, i następnie przez szereg otworów o średnicy około 9 mm znajdujących się w płetwach ściany membranowej rusztu. Układ powietrza do spalania składający się z układu powietrza pierwotnego PA i układu powietrza wtórnego SA. Rozdział powietrza pomiędzy powietrze pierwotne a wtórne realizowany jest zdalnie z nastawni Bloku. Powietrze pierwotne podawane jest pod ruszt do stacjonarnych skrzyń powietrza (niebiorących udziału w wibracji rusztu), a z nich poprzez otwory w ruszcie kierowane jest do Kotła. Powietrze podawane pod ruszt podzielone jest na trzy strefy wzdłuż długości rusztu, z możliwością sterowania ilością powietrza do każdej ze stref w celu otrzymania optymalnych warunków spalania na ruszcie. Sterowanie dopływem powietrza do każdej ze stref regulowane poprzez sterowane ręcznie klapy. Powietrze wtórne dostarczane jest do Kotła poprzez dysze powietrza zabudowane na przedniej i tylnej ścianie Kotła. Dysze powietrza wtórnego zlokalizowane są w trzech rzędach. Sterowanie przepływem powietrza dla każdej z dysz realizowane jest ręcznie. Komora paleniskowa wyposażona jest w niekatalityczny układ redukcji tlenków azotu (SNCR) wykorzystujący jako reagent mocznik. Komora paleniskowa wyposażona jest w układ redukcji związków chloru Dystrybutory paliwa (narzutniki) Trzy pneumatyczne narzutniki paliwa przymocowane są do płyty montażowej umieszczonej na ścianie komory spalania. Narzutniki służą do regulacji dystrybucji peletu na ruszcie. Kąt ustawienia narzutników można ustawiać w zakresie od 0 do 10 i może zostać ustawiony również w czasie pracy Kotła. 6/11

7 1.5.2 Ruszt Ukośny ruszt wibracyjny (chłodzony wodą) wykonany jest w technologii ścian szczelnych osadzonych na konstrukcji metalowej za pomocą sprężystych resorów. Paliwo przerzucane jest ponad rusztem tak, aby spadło na pierwszą strefę rusztu. Następnie pod wpływem wibracji przesuwa się ono na drugą i trzecią strefę rusztu. Z trzeciej strefy popiół trafia do suchego odżużlacza. Od dołu rusztu podawane jest powietrze pierwotne, które reguluje proces spalania biomasy. Ruszt w czasie prac optymalizacyjnych prowadzonych przez generalnego wykonawcę Bloku został nawiercony. 1.6 Część ciśnieniowa Kotła W skład obiegu wodno-parowego wchodzą wymienione poniżej główne urządzenia. Kocioł trójciągowy, z pierwszym ciągiem zaprojektowanym jako parownik w formie ścian szczelnych. Ruszt wibracyjny Przegrzewacz nr 2, 3 i 4, umieszczone w górnej części pierwszego ciągu Kotła. Drugi i trzeci ciąg Jotła składający się ze ścian niechłodzonych, obejmujący przegrzewacz nr 1, ekonomizer nr 1, 2 i 3, oraz podgrzewacz powietrza nr 1, 2, 3 i 4. Kocioł wyposażony jest łącznie w 4 wodne zdmuchiwacze popiołu (wysuwane) oraz 14 zdmuchiwaczy parowych Woda zasilająca i podgrzewacz wody Woda zasilająca uzdatniana jest w zbiorniku zasilającym z odgazowywaczem. Zasilanie Kotła zapewniają dwie wysokotemperaturowe pompy zasilające. Ruszt wibracyjny jest schładzany wodą, z obiegiem wody chłodzącej przebiegającym z i do zbiornika wody zasilającej za pomocą oddzielnych pomp obiegowych. System wody zasilającej składa się z węzła regulacyjnego wody zasilającej, komór wejściowych i wyjściowych, rurociągu wody zasilającej, rurociągu łączącego pomiędzy komorami podgrzewacza i rurociągu do walczaka Kotła, wraz z zawieszeniami i podparciami. Woda zasilająca z tłoczenia pomp zasilających doprowadzana jest do tzw. węzła regulacyjnego, który składa się z pomiaru przepływu wody zasilającej, dwóch zaworów regulacyjnych oraz głównego zamknięcia z armaturą zamykającą, klapy zwrotnej. Za węzłem zasilającym znajduje się trójdrożny zawór regulacyjny, który reguluje (rozdziela) wodę zasilającą na dwa strumienie jeden płynie przez podgrzewacze wody, drugi płynie obejściem podgrzewaczy. Woda z obu strumieni miesza się, zanim wpłynie w całości do walczaka Kotła. Podgrzewacz wody składa się z trzech poziomych pęczków rur umieszczonych w drugim ciągu Kotła. Pęczki ekonomizera I i II sekcji mają rury ożebrowane, natomiast pęczki III sekcji są gładkie. 7/11

8 1.6.2 Parownik W parowniku następuje podgrzewanie wody, która na skutek naturalnej cyrkulacji po podgrzaniu wpływa do walczaka Kotła. Ponieważ w walczaku panują warunki nasycenia (ciśnienie zależy ściśle od temperatury), następuje odparowanie wody. Powierzchnie grzewcze parownika, na które składają się cztery ściany i strop (strop utworzony jest poprzez zagięcie nad komorą paleniskową ściany przedniej Kotła) tworzą szczelną zamkniętą powierzchnię otaczającą palenisko ze wszystkich stron Przegrzewacz pary Przegrzewacz pary składa się z czterech części SH1, SH2, SH3, SH4. Części SH3 i SH4 podzielono na części SH3a i SH3b oraz SH4a i SH4b. Przegrzewacz konwekcyjny SH1 składa się z pęczków prostych, poziomych rur, które są podparte w drugim ciągu Kotła. Przegrzewacze SH2 i SH4 są zawieszone w przewodzie spalin między pierwszym i drugim ciągiem. System przegrzewacza pary podzielono na trzy części z trzema schładzaczami wtryskowymi zaprojektowanymi do wtryskiwania wody zasilającej i umieszczonymi w rurociągu łączącym przegrzewacza między częściami SH2 - SH3a, i SH3b - SH4a. System przegrzewacza zawiera rurociąg łączący między walczakiem, a przegrzewaczem, komory wejściowe, przejściowe i wyjściowe, rurociągi łączące między częściami przegrzewacza, rurociąg wyjściowy przegrzanej pary, potrzebne podpory i zawieszenia dla komór, wężownic i rurociągów, itd. Rurociąg pary świeżej wyposażono w główne zamknięcie parowe z by-passem. Do rurociągu głównego wprowadzono rurociąg rozruchowy z armaturą oraz wydmuchem do atmosfery w celu regulacji ciśnienia podczas uruchamiania Kotła. Na rurociągu umieszczone są zawory bezpieczeństwa. W celu umożliwienia sterowania Kotłem na rurociągu znajdują się: pomiar ciśnienia, pomiar temperatury pary przegrzanej i pomiar przepływu Zdmuchiwacze wodne i parowe Cztery zdmuchiwacze wodne zainstalowane są na jednym poziomie, po jednym na każdej ścianie komory paleniskowej. Zdmuchiwacze wodne są obrotowe i w pełni wysuwane. Podczas sekwencji czyszczenia przechodzą przez ścianę Kotła, z pozycji wysuniętej po zewnętrznej stronie komory paleniskowej do wnętrza i czyszczą ścianę strumieniem wstecznym. Pięć z łącznej liczby 14 zdmuchiwaczy parowych znajduje się w górnej części komory paleniskowej oraz rejonie przegrzewacza 2, 3 i 4. Pozostałe dziewięć zdmuchiwaczy parowych znajduje się ponad każdą z powierzchni grzejnych drugiego i trzeciego ciągu Kotła. 1.7 System powietrza do spalania W systemie podawania powietrza do Kotła pracują dwa wentylatory: podmuchowy główny i transportowy biomasy. Wentylator główny podmuchowy dostarcza powietrze w następujące strefy: 8/11

9 pod ruszt (powietrze pierwotne), do dysz zlokalizowanych na ścianach przedniej i tylnej komory paleniskowej (powietrze wtórne), do chłodzenia wzierników zlokalizowanych na ścianach bocznych komory paleniskowej nad rusztem, do chłodzenia zdmuchiwaczy parowych i wodnych, do kanału na tłoczeniu wentylatora transportowego biomasy (wykorzystany w przypadku awarii wentylatora transportowego), do palników olejowych rozpałowych zabudowanych na ścianach bocznych komory paleniskowej, do regulacji temperatury powietrza pierwotnego i wtórnego. Wentylator do transportu biomasy dostarcza powietrze: podstawowo do narzutników biomasy zabudowanych na ścianie przedniej komory paleniskowej, awaryjnie do chłodzenia niepracujących palników olejowych w przypadku niskiego ciśnienia powietrza na wlotach do palników, pobieranego podstawowo z kanału za wentylatorem podmuchowym. Na trasie kanału tłoczącego wentylatora podmuchowego zabudowany jest parowy podgrzewacz powietrza. Z odcinka kanału między wentylatorem podmuchowym a parowym podgrzewaczem powietrza pobierane jest powietrze do chłodzenia zdmuchiwaczy parowych, regulacji temperatury powietrza wtórnego, chłodzenia wzierników oraz by-pass powietrza zimnego. Na tłoczenie wentylatora podającego powietrze do transportu biomasy za parowym podgrzewaczem kanałami doprowadzane jest ono do trzystopniowego podgrzewacza I-go stopnia zabudowanego w drugim ciągu Kotła. Na wylocie z tego podgrzewacza następuje rozdział powietrza na powietrze pierwotne kierowane pod ruszt i powietrze dostarczane do podgrzewacza II-go stopnia zabudowanego w I-szym ciągu Kotła. Powietrze opuszczając ten podgrzewacz kierowane jest do dysz rozmieszczonych w trzech rzędach na ścianie tylnej i przedniej komory paleniskowej. Jest to powietrze wtórne. Ilość powietrza pierwotnego pod ruszt jest mieszana na kanale zbiorczym i regulowana klapami ręcznymi na wlotach do stref pod rusztem. Ilość powietrza wtórnego podawanego do komory jest regulowana klapami indywidualnie dla każdego poziomu zabudowy kolektorów rozprowadzających je do dysz. Kanał ssawny zimnego powietrza przed wentylatorem powietrza wyposażony jest w klapę do ustalenia kierunku zasysanego powietrza (z wewnątrz lub z zewnątrz kotłowni), w tłumik hałasu oraz w pomiar ilości powietrza. Z kanału tłocznego do parowego podgrzewacza powietrza wykonano odgałęzienia zimnego powietrza: kanał DN80 doprowadzający zimne powietrze do systemu powietrza wtórnego składającego się z 8 rurociągów DN40; kanał doprowadzający zimne powietrze służące do regulacji temperatury powietrza podmuchowego i wtórnego z klapami regulacyjnymi; 9/11

10 kanał doprowadzający zapasowe zimne powietrze do uszczelniania i chłodzenia paleniska z klapą regulacyjną; kanał doprowadzający zimne powietrze do uszczelniania i chłodzenia zdmuchiwaczy i armatek wodnych Diamond. Kanał tłoczący powietrze za parowym podgrzewaczem poprowadzono do podgrzewaczy rurowych gorącego powietrza AH1-3 w trzecim ciągu i do podgrzewacza rurowego gorącego powietrza AH4 w drugim ciągu. Z rurociągu wykonano odgałęzienie powietrza do spalania w palnikach olejowych z klapą regulacyjną. Kanały łączące za podgrzewaczem rurowym gorącego powietrza AH3 prowadzą ogrzane powietrze pierwotne pod ruszt. Jego temperaturę można regulować klapą regulacyjną doprowadzającą chłodne powietrze. Regulacja ilości powietrza pierwotnego wykonywana jest również za pomocą klapy regulacyjnej. Gorące powietrze zza AH4 doprowadzono do dysz powietrza wtórnego. Jego temperaturę można regulować klapą regulacyjną, przez którą doprowadzane jest chłodniejsze powietrze Rurowy podgrzewacz powietrza Podgrzewacz powietrza składa się z pęczków rur poziomych umieszczonych w przewodzie spalin. Dwa pęczki podgrzewacza powietrza umieszczono w rejonie gorących spalin drugiego ciągu Kotła (podgrzewacz powietrza AH4), trzy pęczki umieszczono w trzecim ciągu Kotła (podgrzewacz powietrza AH1, 2 i 3) Parowy podgrzewacz powietrza Kondensacyjny podgrzewacz zimnego powietrza znajduje się w kanale zimnego powietrza na poziomie +13m przed wejściem do podgrzewacza rurowego powietrza w trzecim ciągu. Para grzewcza dla podgrzewacza powietrza pobierana jest z upustu turbiny parowej. Potrzebne ciśnienie i temperatura pary grzewczej utrzymywane są za pomocą stacji redukcyjno - schładzającej. Temperatura powietrza regulowana jest zaworem regulacyjnym pary. Podgrzewacz tworzy powierzchnia grzewcza, która powstała z wiązki ożebrowanych rur ułożonych na ramie z zasilającą komorą parową i komorą wyjściową kondensatu Wentylator spalin Wentylator spalin znajduje się za separatorem elektrostatycznym (elektrofiltrem), z którym połączony jest kanałem spalin. Po tłoczącej stronie wentylatora znajduje się kanał odprowadzający spaliny do komina. Kanał spalin wyposażono w kompensatory oraz izolację cieplną. Promieniowy wentylator spalin napędzany jest silnikiem, który współpracuje z przemiennikiem częstotliwości (falownikiem). 10/11

11 1.8 Sylwetka Kotła 11/11