WYSOKOSPRAWNA KOGENERACJA GAZOWA ROZWIĄZANIE DLA POLSKIEGO CIEPŁOWNICTWA Adam Rajewski Sales Support Engineer Power Plants Wartsila Polska Marek Sutkowski Senior Development Manager Power Plants Technology Wärtsilä Finland Oy
Wyzwania dla polskiego ciepłownictwa Stary majątek produkcyjny Niska sprawność Wysoka emisyjność Niska dyspozycyjność i elastyczność System handlu uprawnieniami do emisji CO2 Ograniczenia emisji innych substancji nowa dyrektywa LCP/IPPC
Kierunki rozwoju
Elektrociepłownia gazowa moŝliwe technologie
Silnik tłokowy a turbina gazowa
Elektrociepłownia oparta o gazowy silnik tłokowy
Silnik gazowy Wärtsilä 34SG Zasilanie róŝnymi rodzajami gazu o wartości opałowej powyŝej 14 MJ/m³ Wymagane ciśnienie gazu: 5 bar Opatentowany układ smarny Wärtsilä Zintegrowane przewody cieczy chłodzącej i oleju smarnego Zintegrowany moduł oleju smarnego (pompy, wymiennik ciepła, filtry itd.) Zintegrowany system sterowania WECS (Wärtsilä Engine Control System) Układ z komorą wstępną zoptymalizowany dla niskiej emisji NO x oraz efektywnego zapłonu. Sprawność energetyczna silnika na poziomie 45%.
Silnik gazowy Wärtsilä 34SG - parametry Poziomy emisji (bez katalizatorów): NO x 500 mg/nm³ (250 mg/nm³) CO 860 mg/nm³ MoŜliwość zastosowania katalizatorów: SCR dla redukcji NO x Oxy-Cat dla redukcji CO Dwie turbospręŝarki (jedna na kaŝdy rząd cylindrów) Prędkość obrotowa: 750 obr/min Stopień spręŝania: 11 3 moce zespołów prądotwórczych: 9L34SG: 4,3 MW 16V34SG: 7,7 MW 20V34SG: 9,7 MW
Silnik gazowy Wärtsilä 34SG - przekrój Układ zapłonu Komora wstępna Przewód gazowy Kanał dolotowy powietrza WECS 8000 Przewód oleju smarnego
Średnioobrotowy silnik gazowy Wärtsilä 34SG Tworzenie mieszanki na wlocie do cylindra Nadmiar powietrza ok. 2,2 Odporność na wahania składu gazu Odporność na wahania ciśnienia gazu Brak ryzyka zapchania chłodnic Oddzielne sterowanie pracą cylindrów Małe opóźnienia w układzie sterowania
Bilans energii dla silnika Wärtsilä W34SG Energia na wale silnika 46% Energia chemiczna paliwa 100% Energia gazów spalinowych 31% ~400 C Płaszcz wodny 5,5%; ~90 C I Chł. ład. 5,5%; ~90 C Chł. oleju 5,0%; ~60 C II Chł. ład. 4,0%; ~40 C
Sprawność obiektu kogeneracyjnego 100 90 Typowy polski system ciepłowniczy latem t powr = 50 C(η= 85%) Łączna sprawność jednostki Effiency kogeneracji % [%] 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Typowy polski system ciepłowniczy zimą t powr = 75 C(η= 75%) Radiation Wypromieniowane CALT II st. chł. pow. doł. Lube oil Chł. oleju smarnego CAHT I st. chł. pow. doł. Jacket water Płaszcz wodny Ekonomizer Eco Kocioł odzysknicowy Boiler Energia elektryczna Engine 0 5 10 20 30 40 50 60 70 80 85 Temperatura Temperature wody powrotnej C (Pressure, [ C] bar) (Ciśnienie [bar]) 90 120 (2) 152 (5) 180 (10) 198 (15) 212 (20) 224 (25) 234 (30) 240 (33,5)
Układ technologiczny elektrociepłowni Schemat technologiczny z podziałem na moduły Kocioł odzysknicowy Moduł CHP Moduł EAM TE Silnik Woda sieciowa Olej smarny Woda chłodz. WT Woda chłodz. NT Spaliny Rezerwowa chł. WT - OPCJA TE TE Wymiennik ciepła WT TC TC Rezerwowa chłodnica oleju TE II st. chł. pow. I st. chł. pow. System ciepłowniczy Chłodnica oleju TE
Moduł odzysku ciepła dla W20V34SG Moduł odzysku ciepła produkcja wody gorącej Moduł urządzeń pomocniczych (EAM) + moduł odzysku ciepła (CHP)
Niektóre referencje elektrociepłownie Wärtsilä Györhö, Węgry, 3 x 18V34SG, 2002, Gorąca woda Szombathely, Węgry, 1 x 18V34SG, 2003, Gorąca woda Tatabanya, Węgry, 3 x 18V34SG, 2004, Gorąca woda Ujpalota, Węgry, 3 x 20V34SG, 2004, Gorąca woda Boz Textile, Turcja, 1x 20V34SG, 2005, Gorąca woda + para Tarasow, Rosja, 6 x 20V34SG, 2006, Gorąca woda Eisk, Rosja, 2 x 20V34SG, 2007, Gorąca woda + para śłobin, Białoruś, 3 x 20V34SG, 2008, Gorąca woda Szkłow, Białoruś, 2 x 20V34SG, 2008, Gorąca woda + para Abińsk, Rosja, 3 x 20V34SG, 2008, Gorąca woda Odessa, Ukraina, 2 x 20V32, 2008, Gorąca woda + para Olekmińsk, Rosja, 5 x 16V32, 2008, Gorąca woda Agam Monza, Włochy, 2 x 9L34SG, 2008, Gorąca woda
Przykładowe obiekty - Węgry EC Györ: 18 MW el. + 17 MW th. (2+1 silników) Elektrociepłownie w Budapeszcie Újpalota: 20 MW e + 19 MW t (3 silniki) Füredi Út: 18 MW e + 17 MW t (3 silniki)
Przykładowe obiekty - Dania EC Ringkøbing: jeden silnik 20V34SG eksploatowany od 2001. Łączna sprawność 96,3% (temperatura wody powrotnej 35 C)!
GasCube CHP rozwiązanie dla lokalnej EC Kompletna kompaktowa jednostka kogeneracyjna Silnik 16V34SG lub 20V34SG Wymagane ciśnienie gazu 5 bar(a) Gotowy standaryzowany projekt Bardzo krótki czas budowy
Wärtsilä Gas Cube 3
GasCube 20V34SG osiągi LATO LATO ZIMA ZIMA 35 C 25 C -10 C -30 C 45 / 75 C, 284 m³/h 45 / 75 C, 280 m³/h 50 / 100 C, 148 m³/h 70 / 120 C, 121 m³/h Temperatury i przepływ wody sieciowej Olej smarny 1011 997 978 673 kw 1 st. chłodnicy ładunku 2318 2090 1178 780 kw Ciecz chłodząca 1543 1536 1528 1534 kw Kocioł odzysknicowy Oddawane do otoczenia 5045 5079 4941 4739 kw - - - -701 kw CAŁKOWITA MOC W CIEPLE 9917 9702 8625 7025 kw
GasCube 16V34SG osiągi LATO LATO ZIMA ZIMA 35 C 25 C -10 C -30 C 45 / 75 C, 233 m³/h 45 / 75 C, 222 m³/h 50 / 100 C, 115 m³/h 70 / 120 C, 89 m³/h Temperatury i przepływ wody sieciowej Olej smarny 861 774 758 499 kw 1 st. chłodnicy ładunku 1929 1702 964 424 kw Ciecz chłodząca 1261 1225 1220 1164 kw Kocioł odzysknicowy Oddawane do otoczenia 4086 4055 3945 3583 kw - - - -520 kw CAŁKOWITA MOC W CIEPLE 8137 7756 6887 5150 kw
Układ gazowo-parowy, 315 MWe duŝy moŝe więcej!
Energetyka Wärtsilä na świecie sprzedaŝ do 2009 r. Europa Moc: 10 403 MW Obiekty: 1755 Silniki: 3184 Ameryka Płn i Płd Moc: 8530 MW Obiekty: 351 Silniki: 1156 Moc łączna 43 990 MW Obiekty: 4 496 Silniki: 9 694 Państwa: 166 Azja Moc: 15 516 MW Obiekty: 1579 Silniki: 3324 Energetyka przemysłowa Elektrownie / EC podstawowe Moce szczytowe i interwencyjne Przemysł naftowy i gazownictwo Afryka i Bliski Wschód Moc: 9541 MW Obiekty: 811 Silniki: 2030
Dziękuję za uwagę!