Wysokonapięciowy bojler elektrodowy Od MOCY do CIEPŁA para wodna lub gorąca woda 1
2 Bojler elektrodowy wytwarzający gorącą wodę o mocy 25 MW z PARAT Halvorsen AS umieszczony w kotłowni N-ERGIEs w Norymberdze (Niemcy).
Od ENERGII odnawialnej do WYSOKIEJ TEMPERATURY z bojlerem elektrodowym PARAT PARAT; bojlery od 1920 roku Bojler elektrodowy został zaprojektowany i opracowany przez naszych wewnętrznych inżynierów i jest produkowany w naszym zakładzie w Norwegii od 1990 roku. Nasza przygoda z bojlerami sięga 1920 roku. Dzięki naszemu długiemu doświadczeniu dostarczyliśmy pierwsze na świecie bojlery wytwarzające parę wodną do regulacji sieci energetycznej. Para wodna i gorąca woda Bojler elektrodowy jest dostępny w wersji wytwarzającej parę wodną i gorącą wodę. Energię odnawialną można wykorzystać w sieciach parowych i okręgowych sieciach grzewczych. Bojler elektrodowy może pełnić również funkcję bojlera pomocniczego. Zobacz nasz plik wideo o bojlerze elektrodowym: www.parat.no/youtube 3
Regulacja sieci Rosnąca ilość energii odnawialnej uzyskiwanej z systemów słonecznych i wiatrowych zapewnia coraz więcej nadmiernej energii w sieci. Moc trzeba wykorzystać, aby ustabilizować częstotliwość prądu na poziomie 50 Hz. Jest to tzw. regulacja częstotliwości sieci. Regulacja sieci elektroenergetycznej Rosnąca ilość energii wytwarzanej przez systemy wiatrowe i słoneczne stworzyła zapotrzebowanie na szybką regulację częstotliwości sieci elektroenergetycznych. Bojler elektrodowy PARAT może być używany do pierwotnej regulacji w czasie krótszym niż 30 sekund z minimalnego do pełnego obciążenia. Przekształcanie energii elektrycznej na ciepło umożliwia magazynowanie energii odnawialnej w okresach nadprodukcji. Bojler elektrodowy PARAT to najbardziej kompaktowy i najbardziej opłacalny sposób przekształcania energii na ciepło. Bojler pomocniczy Ponieważ energia elektryczna będzie dostępna w przyszłości jako paliwo, bojler elektrodowy PARAT będzie również pełnił funkcję bojlera pomocniczego w razie awarii kotłów opalanych lub w systemie dystrybucji paliwa. Niska cena energii Nawet w krajach, w których udział energii odnawialnej w sieciach energetycznych nie jest znaczny, bojler elektrodowy może być używany w okresach, kiedy cena energii jest niska, np. w nocy. n 4
25,0 MW Sygnał SRL z kontroli sieci Wymagane obciążenie bojlera Rzeczywiste obciążenie bojlera 12,5 MW 0 MW 11:20 11:40 Typowe krzywe regulacji SRL w Infraserv Höchst (Frankfurt). 5
Sieć parowa Rozwiązania parowe Sieć parowa to doskonałe miejsce na wykorzystanie nadmiaru mocy z odnawialnych źródeł energii. Kiedy bojler elektrodowy działa, tradycyjne bojlery mogą zmniejszyć obciążenie, co prowadzi do oszczędności paliw kopalnych Para jest wytwarzana w wodzie między elektrodami. Wewnętrzny system obiegu doprowadza wodę do elektrod w stosunku 10:1 w celu uzyskania parowania. Wyrzut jest kontrolowany przez zawór dławikowy, który reguluje poziom w górnej komorze. Para gromadzi się w górnej części zbiornika ciśnieniowego i jest uwalniana przez główny zawór parowy. Jeżeli ciśnienie pary wzrasta ponad wartość zadaną, moc jest automatycznie zmniejszana. Ważnym parametrem powiązanym z optymalną eksploatacją bojlera, jest przewodność wody. Przewodność jest stale monitorowana, aby zapewnić prawidłowy wyrzut z bojlera. Kiedy przewodność przekracza wartość zadaną, uruchamia się automatyczny wydmuch. Przegrzewanie Oddzielnie dostępne są niskonapięciowe przegrzewacze elektryczne. n 6
Infraserv Höchst, Frankfurt DOPROWADZENIE WYSOKIEGO NAPIĘCIA WYLOT PARY CIŚNIENIOWY ZAWÓR BEZPIECZEŃSTWA KONTROLA CIŚNIENIA BEZPIECZNE CIŚNIENIE ZAWÓR DŁAWIKOWY KONTROLA POZIOMU BEZPIECZNY POZIOM PRZETWORZONA WODA ZASILAJĄCA KONTROLA PRZEWODNOŚCI SPUST POMPA OBIEGOWA Podstawowy diagram systemu wytwarzania pary w bojlerze elektrodowym 7
Magazynowanie ciepła Okręgowa sieć cieplna Gorąca woda Okręgowa sieć cieplna zawsze będzie miała możliwość odbioru nadwyżki energii z odnawialnych źródeł. Kiedy bojler elektrodowy działa, tradycyjne bojlery mogą zmniejszyć obciążenie, co prowadzi do oszczędności paliw kopalnych. Instalacja zbiornika do magazynowania ciepła zwiększa zdolność do odbioru dużych ilości energii, kiedy działa regulacja sieci. Później energia może zostać uwolniona ze zbiornika, kiedy klient potrzebuje ciepła. Gorąca woda jest wytwarzana poprzez obieg wody w bojlerze przez górną komorę, gdzie zawieszone są elektrody. Zbiornik bojlera jest utrzymywany pod ciśnieniem z wykorzystaniem azotu lub podobnego systemu na gaz obojętny, a w wyniku stosunkowo niskiego poziomu wody bojler może również działać jako zbiornik dodatkowy. Jeżeli temperatura dostarczana do klienta przekracza wartość zadaną, moc bojlera zostaje automatycznie zmniejszona. Wylot jest kontrolowany przez zawór dławikowy, który reguluje poziom w górnej komorze bojlera. Ważnym parametrem powiązanym z optymalną eksploatacją bojlera, jest przewodność wody. Przewodność jest stale monitorowana, aby zapewnić prawidłowy wyrzut z bojlera. Kiedy przewodność przekracza wartość zadaną, uruchamia się automatyczny wydmuch. System przesyłowy obejmuje przewody, zawór kontrolny i wymiennik ciepła zapewniające dostarczenie ciepła do okręgowego obiegu ciepła. n 8
Coca Cola Enterprises, Norwegia DOPROWADZENIE WYSOKIEGO NAPIĘCIA CIŚNIENIOWY ZAWÓR BEZPIECZEŃSTWA N 2 KONTROLA CIŚNIENIA BEZPIECZNE CIŚNIENIE SYSTEM CIŚNIENIOWY KONTROLA TEMPERATURY KONTROLA TEMPERATURY ZAWÓR DŁAWIKOWY BEZPIECZNY POZIOM KONTROLA PRZEWODNOŚCI ZAWÓR TRÓJDROŻNY PRZETWORZONA WODA ZASILAJĄCA WYMIENNIK CIEPŁA POMPA OBIEGOWA BEZPIECZNA TEMPERATURA KONTROLA PRZEWODNOŚCI SPUST Podstawowy diagram systemu wytwarzania gorącej wody w bojlerze elektrodowym. 9
Specyfikacje techniczne Kody projektowe Dostarczane bojlery są opatrzone znakiem CE z kodem EN12953 zgodnie z dyrektywą w sprawie urządzeń ciśnieniowych 97/23/WE. Opcjonalnie urządzenia mogą być dostarczane ze stemplem ASME. Bojler elektrodowy jest również dostępny w wersji EX do instalacji w strefie 2. obszarów niebezpiecznych. Przyłącze średniego napięcia jest zaprojektowane zgodnie z normą EN 61936-1 dotyczącą instalacji elektrycznych. Zasady działania bojlera Bojler składa się ze kontenera zewnętrznego i wewnętrznego. Wewnątrz kontenera wewnętrznego, który jest odizolowany elektrycznie od zewnętrznej obudowy, zawieszone są elektrody. Napięcie bojlera wynosi 6 23 kv. Ciepło jest generowane przez rezystancję w wodzie między elektrodami. Bojler działa jako rezystancja w głównym obwodzie. Woda i kontener wewnętrzny tworzą izolowany punkt zero w połączeniu gwiazdkowym między elektrodami. Firma PARAT stosuje tę udaną koncepcję elektrod od 1993 roku. Dzięki geometrii elektrod przepływ prądu jest tak niski, że elektrody nie zużywają się. System kontroli Wykorzystaliśmy nasze doświadczenie do opracowania nowoczesnego i solidnego systemu kontroli bojlera w oparciu o platformę Siemens S7 Fail-safe PLC, która jest prosta w użyciu. Bojler jest również dostępny z systemem zdalnego sterowania PARAT. W ten sposób można zdalnie monitorować bojler w sieci z dowolnego miejsca na świecie. System obejmuje również diagnostykę online i aktualizacje oprogramowania do kontroli z centrum serwisowego PARAT w Norwegii. Oprzyrządowanie może być 1oo2 lub 2oo3. 10
Ze stanu zimnego do pełnej temperatury w mniej niż 5 minut Czas reakcji od minimalnego obciążenia do pełnego to 30 sekund Minimalne obciążenie 0 % Brak uziemienia Kompaktowa konstrukcja maksymalnie 60 MW w jednym urządzeniu Transformator niskiego napięcia nie jest wymagany Elektrody nie podlegają zużyciu Minimalny zakres konserwacji Bojler elektrodowy ma wyjątkowo kompaktową konstrukcję. Nawet bojler o pojemności 60 MW zmieści się w dotychczasowej kotłowni. Obudowa bojlera jest wyposażona seryjnie w izolację z wełny mineralnej 2 x 75 mm i pokryta malowanymi proszkowo płytami aluminiowymi. Części wizualne są malowane. Wymiary zewnętrzne bojlerów do regulacji sieci obejmują płaszcz izolacyjny. Producent zastrzega sobie prawo do wprowadzenia zmian: Średnica Wysokość Bojler wytwarzający parę wodną Wydajność (MW) 0-5 0-15 0-30 0-60 Średnica (mm) 2100 2350 2700 3500 Wysokość (mm) * 4800 5580 5800 6350 Masa transportowa (kg) 6500 8000 11000 16000 Masa eksploatacyjna (kg) 9000 12000 16200 25000 Masa testowa (kg) 14500 22000 30000 46000 Dane dotyczące masy dotyczą ciśnienia projektowego wynoszącego 16 barg. * Jeżeli pompy obiegowe są umieszczone na tym samym poziomie co bojler, należy przewidzieć dodatkową wysokość dla pompy NPSH. Średnica Bojler wytwarzający gorącą wodę Wydajność (MW) 0-5 0-15 0-30 0-60 Średnica (mm) 2100 2350 2700 3500 Wysokość (mm) 4800 5580 5800 6350 Masa transportowa (kg) 4500 5000 7000 11000 Masa eksploatacyjna (kg) 7000 9000 12200 20000 Masa testowa (kg) 12500 19000 26000 41000 Dane dotyczące masy dotyczą ciśnienia projektowego wynoszącego 6 barg. 11
PARAT Halvorsen AS P.O. Box 173 NO-4402 Flekkefjord Norwegia Tel. +47 99 48 55 00 Faks +47 38 32 44 71 office@parat.no www.parat.no 12