Najnowsze rozwiązania technologiczne w zakresie współspalania biomasy Bełchatów 28.10.2010 Roman Wojtkiewicz 1
Możliwości konwersji biomasy na energię elektryczną, ciepło oraz paliwa transportowe
Typy palenisk do spalania biomasy Pył Wpółspalanie w pal. pyłowych Paleniska pyłowe Złoże fluidalne Pal. fluidalne cyrkulacyjne Palen. fluidalne pęcherz. Paleniska z rusztem mechanicznym Paleniska podsuwowe Złoże stałe Kotły granulaty Kotły man. Piece
Założenia techniczne dla instalacji w EC Kraków Instalacja gospodarki biomasowej Rodzaj współspalania: bezpośrednie Ilość współspalanej biomasy : 80 000-120 000 ton/rok Rodzaj biomasy: pellet, wartość opałowa 16 MJ/kg Gatunki biomasy: drewno, otręby zbożowe, łuska słonecznika Zapas magazynowy: 3 doby Zalecany udział energetyczny współspalanej biomasy na kotle: 20% Maksymalny udział energetyczny współspalanej biomasy na kotle : 35% Transport: samochodowy ciężarówek/dobę) Zabudowa instalacji: Brak istotnych zmian w powierzchniach ogrzewalnych: Możliwość normalnej pracy tylko na węglu: Automatyka spalania: Automatyzacja i wizualizacja pracy instalacji: (13 20 szczelna tak tak tak tak Instalacja kotłowa (20% biomasy energetycznie) Emisja NOx : Emisja CO: <400 mg/nm3 <200 mg/nm3 4
Fazy Projektu 1. Prace studialne, modelowanie komputerowe procesów cieplnych i spalania, studium wykonalności 2008 r. 2. Opracowanie Programu Funkcjonalno - Użytkowego i kontraktowanie Prac - 2009 3. Realizacja, rozruch i odbiory 2009 2010 r. Symulacja CFD kotlów Symulacja stezen CO w kotle najbardziej istotny czynnik dla unikniecia korozji i najlepiej ilustrujacy proces spalania Ryzyko szlakowania kotla Calkowita zawartosc zwiazków alkalicznych (mg/kg) 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 Wysokie ryzyko Podwyzszone ryzyko Niskie ryzyko 100% wegla LSC 35% biomasy energetycznie Palniki dwupaliwowe 35% biomasy energetycznie Palniki dodatkowe na biomase 0 Udzial energetyczny biomasy Bio 17,5 %, Proporcja biomasy drzewnej do rolnej 40:60 Bio 35 %, 40:60 Bio 70 % 40:60 5
Plac budowy 6
Schemat instalacji biomasowej cz. 1 i 2. Część 2 Część 1 7
Rozliczenie ilości spalanej biomasy 1. Projekt instalacji biomasowej oraz użyte urządzenia pomiarowe na bieżąco nadzorowane przez Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla w ramach umowy o współpracy. 2. System kontroli jakości biomasy przed dostarczeniem do instalacji (wizualny i za pomocą miernika wilgotności). 3. Certyfikowany system ważenia za pomocą wagoprzenośników. 4. System transportu biomasy z wydzielonymi liniami dla biomasy leśnej i rolnej. 5. System identyfikacji i pomiaru ilości biomasy i węgla podawanego do kotła nr 2. 8
Młynownia Dla zapewnienia wysokiej efektywności spalania zapewniono doskonałe przemiały biomasy 9
Modyfikacje kotłowe dysze OFA w narożach modyfikacje naroży kotła modyfikacje palników doprowadzenie pyłoprzewodów biomasowych do palników pyłowych budowa przykotłowej instalacji biomasowej, składającej się z: Silosa biomasy zmielonej Zbiorników dawkujących Przenośników śrubowych Stacji dmuchaw powietrza transportującego 10
Palnik dwupaliwowy Biomasa Powietrze Węgiel 11
Zbiornik przykotłowy i umiejscowienie instalacji 12
Przekrój pionowy maszynowni i kotłowni 13
Przekrój pionowy biomasowej instalacji kotłowej 14
Przekrój pionowy biomasowej instalacji kotłowej 15
Układ sterowania, zasilania oraz p-pop poż Sterowanie instalacją biomasową odbywa się z zaadaptowanej nastawni nawęglania. Ruch i ważenie pojazdów dostawczych, praca instalacji magazynowej, młynowej oraz przykotłowej odbywa się automatycznie i sprzężona jest z systemem sterowania kotła. Ważenie biomasy jest zautomatyzowane i odbywa się zgodnie z obowiązującymi przepisami w tym zakresie. Zasilanie urządzeń technologicznych odbywa się z sieci 0,4 kv poprzez nowo wybudowane rozdzielnie. Sterowanie większości napędów poprzez falowniki i urządzenia miękkiego startu. Urządzenia wykonane w standardzie ATEX, odpylane instalacją odciągową, silosy wyposażone w system gaszenia CO2 i wodny, instalacje młynowe i przykotłowe dodatkowo wyposażone w czujniki iskier, całość podłączona do istniejącego systemu CERBERUS. 16
System zabezpieczeń p-poż Instalacje i urządzenia zaprojektowane i wykonane w standardzie ATEX, Zapewniona szczelność instalacji, odpylanie instalacją odciągową, Utrzymanie czystości dzięki bardzo wydajnej instalacji centralnego odkurzania Silosy magazynowe wyposażone w czujniki temperatur, monitoring stanu napełnienia (poziomowskazy i wagi), klapy eksplozyjne oraz system gaszenia CO2 i wodny, Instalacje młynowe i przykotłowe wyposażone w najnowsze systemy detekcji i gaszenia iskier, Silosy przykotłowe wyposażono w najnowsze klapy eksplozyjne z tłumikami płomieni Na potrzeby instalacji biomasowej rozbudowano rurociągi wody p-poż z powiększeniem średnic oraz ilości punktów hydrantowych Całość systemu p-poż podłączona do istniejącego systemu CERBERUS. 17
Instalacja do bezpośredniego współspalania biomasy na kotle OP-230/K-1 w KOGENERACJI S.A.
300 m 3 ` SCHEMAT INSTALACJI PUNKT ROZŁADUNKU WAGONÓW B ROZUDOWA MAGAZYNU DLA KOTŁÓW K-2 I K-3 Pojemność: 2x 3900 Mg/h 2x 6000 m 3 PUNKT WAŻENIA I POBORU PRÓBEK Przenośniki taśmowe w porcie Wydajność: 300 m 3 /h PUNKT ROZŁADUNKU PUNKT SEPARACJI CIĘŻARÓWEK 195 Mg/h ZANIECZYSZCZEŃ Przenośniki w punktach roazładunkowych Wydajność: 300 m 3 /h Wydajność: 300 m 3 /h Żuraw Żuraw 195 Mg/h 195 Mg/h MAGAZYNY BIOMASY Wydajność: 200 Mg/h Wydajność: 200 Mg/h Zapas na: 5 dni Pojemność: 3x 1300 Mg/h 3x 2000 m 3 LINIA PRZENOŚNIKÓW PELET 3 Mg/h m /h K-1 23 35 K-2 38 58 K-3 38 58 Max 100 151 C PRZYKOTŁOWY ZASOBNIK BIOMASY na: 10 h Zapas Pojemność 194 Mg/h BIOMASA DO KOTŁÓW K-2 i K-3 ROZBUDOWA - PUNKT ROZŁADUNKU WYRÓWNAWCZY I SKŁADOWANIA BRYKIETÓW ZASOBNIK PYŁU Zapas na: 0,5 h Pojemność 10 Mg/h KOCIOŁ K-1 K-2 K-3 Suma 50 m 3 Typ OP 230 OP 430 OP 430 Moc kotła 180 330 330 brutto (w paliwie) MW Strumień energii w paliwie MW 132 132 biomasowym 81 345 Udział produkcji enenrgii z biomasy % 45,0% 40,0% 40,0% Wartość opałowa MJ/kg 15 15 15 3 Gęstość nasypowa Mg/m 0,65 0,65 0,65 KOCIOŁ K-1 /OP 230/ Maksymalne zużycie biomasy kg/s 5,40 8,80 8,80 23 Mg/h 19,4 31,7 31,7 83 m /h 29,9 48,7 48,7 127 3 A Legenda Biomasa nieleśna (śruta rzepakowa) Transport pneumatyczny Pobór próbek Kruszarka Dozownik celkowy Biomasa leśna (pelety drzewne) Przenosnik zgrzebłowy Waga Filtr workowy Brykiety Kosz zasypowy Przenosnik taśmowy Separator elektromagnetyczny Wentylator, Transport pelet lub śruty Wygarniacz dmuchawa Przenosnik ślimakowy Przesiewacz Palnik pyłowy Mix biomasy z regulacja prędkości obrotów Młyn młotkowy biomasowy Waga przejazdowa Przesyp swudrogowy Możliwe rozbudowy 19
ZADANIE A UKŁAD PRZYGOTOWANIA I PODAWANIA PYŁU U BIOMASOWEGO A SILOS BIOMASOWY B SEPARATORY C ZBIORNIK PYŁU INSTALACJA WYPOSAŻONA JEST W SYSTEM PRZECIWPOŻAROWY, CZUJNIKI PŁOMIENIA I DETEKTORY ISKIER ORAZ PANELE EKSPLOZYJNE
ZADANIE A UKŁAD PRZYGOTOWANIA I PODAWANIA PYŁU U BIOMASOWEGO DWA MŁYNY MŁOTKOWE WYPOSAŻONE W UKŁADY SEPARACJI MAGNETYCZNEJ I WYCHWYTYWANIA KAMIENI
ZADANIE A UKŁAD PRZYGOTOWANIA I PODAWANIA PYŁU U BIOMASOWEGO PYŁ BIOMASOWY PO OPUSZCZENIU MŁYNA KIEROWANY JEST DO UKŁADU SEPARACJI GDZIE ODDZIELANY JEST OD POWIETRZA NOŚNEGO I KIEROWANY DO ZBIORNIKA PYŁU UMIESZCZONEGO PONIŻEJ.
ZADANIE A UKŁAD PRZYGOTOWANIA I PODAWANIA PYŁU U BIOMASOWEGO PYŁ BIOMASOWY POPRZEZ SYSTEM DOZOWNIKÓW INSTALACJĄ PNEUMATYCZNĄ KIEROWANY JEST ZA POMOCĄ CZTERECH PRZEWODÓW DO KAŻDEGO NAROŻA KOTŁA.
ZADANIE A UKŁAD PRZYGOTOWANIA I PODAWANIA PYŁU U BIOMASOWEGO A B W POBLIŻU KOTŁA KAŻDY PRZEWÓD JEST ROZDZIELANY NA TRZY (A). POPRZEZ DYSZE (B) PYŁ BIOMASOWY PODAWANY JEST DO KOMORY PALENISKOWEJ.
ZADANIE A UKŁAD PRZYGOTOWANIA I PODAWANIA PYŁU U BIOMASOWEGO WIDOK NA DYSZE BIOMASOWE OD STRONY KOMORY PALENISKOWEJ.
ZADANIE A UKŁAD PRZYGOTOWANIA I PODAWANIA PYŁU U BIOMASOWEGO KOCIOŁ WYPOSAŻONY ZOSTAŁ W SYSTEM ROFA SKŁADAJĄCY SIĘ Z KANAŁÓW, WENTYLATORÓW I DYSZ. SYSTEM TEN ZOSTAŁ ZASTOSOWANY DLA POPRAWY EFEKTYWNOŚCI SPALANIA.
Instalacja Biomax do bezpośredniego współspalania biomasy w Elektrowni Rybnik
Schemat technologiczny zasilania palników
Młyny walcowe (mlewniki)
Zbiornik pośredni z układem podawania do kotła
Wtrysk biomasy do kotła
Dziękujemy za uwagę... 33