DOŚWIADCZENIA Z EKSPLOATACJI ELEKTORCIEPŁOWNI OPALANEJ BIOMASĄ W LĘBORKU Mariusz Hejnar 1
województwo pomorskie, powiat lęborski, pradolina rzeki Łeby-Redy, 35 374 mieszkańców (stan na 30.06.2016), powierzchnia 17,86 km 2, droga krajowa nr 6, LOKALIZACJA MIASTA LĘBORK 30 km od Morza Bałtyckiego. 2
pierwsza kotłownia lokalna: 1966 powołanie Spółki: 01.09.1992 liczba zatrudnionych osób: 68 osób zainstalowana moc elektryczna 1,4 MW e łączna zainstalowana moc cieplna źródeł: 52,08 MW t EC ORC 5,68 MW t KR-1 46,4 MW t moc cieplna zamówiona przez odbiorców: ~45 MW t przychody : 16 262 tyś. zł łączna długość sieci ciepłowniczej to ok. 30 km w tym preizolowanej ok. 23 km ilość odbiorców: 270 O PRZEDSIĘBIORSTWIE ilość węzłów cieplnych indywidualnych i grupowych: 347 3
ZAŁOŻENIA DO PROJEKTU BUDOWY EC LĘBORK produkcja energii cieplnej i elektrycznej w skojarzeniu z odnawialnego źródła energii, polepszenie jakości i niezawodności dostaw ciepła dla odbiorców, zastąpienie węgla pozostałościami drzewnymi z gospodarki leśnej i przemysłu przetwórstwa drzewnego, zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych oraz gazów szkodliwych i pyłów, przeciwdziałanie tendencjom wzrostu cen ciepła dla odbiorców, aktywizacja zawodowa poprzez tworzenie nowych miejsc pracy. 4
FINANSOWANIE I WYKONAWSTWO DARCZYŃCA: Szwajcaria reprezentowana przez Sekretariat Stanu ds. Gospodarczych w Szwajcarii (SECO) GENERALNY WYKONAWCA: Konsorcjum firm Polytechnik Luft und Feuerungstechnik GmbH i Polytechnik Polska Sp. z o.o. WARTOŚĆ PROJEKTU: 43 152 100 PLN WYSOKOŚĆ DOFINANSOWANIA: 36 679 285 PLN 5
CHRONOLOGIA BUDOWY 12.07.2012 - podpisanie umowy o dofinansowanie projektu, 29.11.2013 - podpisanie umowy z Generalnym Wykonawcą inwestycji, 27.06.2014 - pozwolenie na budowę Elektrociepłowni, 31.07.2014 - przekazanie placu budowy, 01.08.2014 - rozpoczęcie prac budowlanych, 19.08.2015 - podłączenie energii elektrycznej, 03.09.2015 - rozpalenie ognia w palenisku, 27.11.2015 - pozwolenie na użytkowanie wydane przez Powiatowego Inspektora Nadzoru Budowlanego w Lęborku. 6
TECHNOLOGIA ORC Organic Rankine Cycle obieg parowy, w którym czynnikiem roboczym jest związek organiczny pierwsza instalacja uruchomiona w 1967, lekkie węglowodory stosowane w układach ORC charakteryzują się ciepłem parowania stanowiącym 17% ciepła parowania wody, związki te pełnią tę samą funkcję co woda w układzie parowym, jednak pracują w innym przedziale ciśnień i temperatur, źródłem energii jest kocioł na biomasę, do wyprowadzenia ciepła z kotła stosuje się olej termiczny, w obiegu ORC zastosowano olej silikonowy, układ dedykowany do produkcji energii elektrycznej z niskotemperaturowego źródła ciepła. 7
SCHEMAT ORC (ORGANIC RANKINE CYCLE) Podgrzanie medium oleju termicznego w kotle do temp. ok. 300 C (eksploatacja kotła bezciśnieniowa), Podgrzanie oleju silikonowego (medium organiczne) i jego odparowanie w parowniku, Wytworzona para przemieszcza się do turbiny, podczas rozprężania wykonuje pracę mechaniczną, która w następstwie wytwarza energię elektryczną w generatorze połączonym z turbiną, Rozprężona para przechodzi przez regenerator (odzysk ciepła) do skraplacza i następuje podgrzanie wody do celów ciepłowniczych, Powstały w skraplaczu kondensat oleju silikonowego powraca do parownika. 8
EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI Właściciel instalacji: Gmina Miasto Lębork Operator instalacji (eksploatujący): Konsorcjum Miejskie Przedsiębiorstwo Energetyki Cieplnej Sp. z o.o. w Lęborku Lider Konsorcjum i RINDIPOL S.A. w Chojnicach Członek Konsorcjum 9
EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI 04.03.2015 - zawarcie Umowy Konsorcjum pomiędzy MPEC Sp. z o.o. a Rindipol S.A. z Chojnic, 02.10.2015 - zawarcie umowy nr RI.272.79.2015.I w sprawie eksploatacji elektrociepłowni, 22.10.2015 - złożenie wniosku o uzyskanie koncesji na wytwarzanie energii elektrycznej, 01.12.2015 - przekazanie operatorowi instalacji do eksploatacji, 13.09.2016 - uzyskanie koncesji na wytwarzanie energii elektrycznej nr WEE/4905/438/W/DSW/2016/LW, 31.12.2020 - zakończenie obowiązywania umowy w sprawie eksploatacji. 10
EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI Zobowiązania wynikające z umowy o eksploatację elektrociepłowni: Lp. Nazwa parametru Jednostka Wielkość Maksymalna emisja zanieczyszczeń ogółem ogółem i w odniesieniu i w odniesieniu do poszczególnych do poszczególnych zanieczyszczeń zanieczyszczeń 1. CO kg/rok 36 485,00 2. SO 2 2 kg/rok 24 323,00 3. Pył kg/rok 12 162,00 Minimalna produkcja energii w odniesieniu w do rodzajów do rodzajów energii energii 4. Produkcja odnawialnej energii MWh e 8 700 elektrycznej 5. Produkcja odnawialnej energii cieplnej cieplnej MWh t 38 400 11
SKĄD BIOMASA? Potencjał energetyczny odpadów z przemysłu drzewnego w promieniu 40 km od Lęborka wynosi ok. 300 000 GJ/rok + 30 000 GJ/rok z odpadów leśnych + biomasy z tworzonych plantacji roślin energetycznych (wierzba, topola) ok. 200 000 GJ/rok. Zapotrzebowanie elektrociepłowni na energię pierwotną w paliwie wynosi ok.200 000 GJ/rok. Wynika stąd, że zasoby paliwa lokalnego są w pełni wystarczające. 12
SKĄD BIOMASA? W otoczeniu Lęborka dużą powierzchnię stanowią lasy i pola uprawne. Tereny te są źródłem znacznych ilości biomasy do wykorzystania na cele energetyczne. Rozwinięty przemysł drzewny jest dostawcą dużych ilości odpadów drzewnych i pozostałości poprodukcyjnych. MPEC Sp. z o.o. współpracuje z 10 dostawcami biomasy. 13
EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI Silos dobowy na biomasę pojemności V ~ 180 mp z ruchomą podłogą 14
EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI Silos dobowy na biomasę pojemności V ~ 180 mp z ruchomą podłogą 15
EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI Palenisko: POLYTECHNIK, Wytwórca: POLYTECHNIK, Kraj pochodzenia: AUSTRIA, Palenisko ceramiczne z rusztem schodkowym trzystrefowym, Wilgotność paliwa do 60%, Wielkość zrębki do 50 mm, Wydajność ~ 1 kg/s biomasy, Moc paleniska 7050 kw. 16
EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI Palenisko w czasie pracy Wymurówka paleniska 17
EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI Kocioł: POLYTECHNIK, Wytwórca: POLYTECHNIK, Kraj pochodzenia: AUSTRIA, Rok produkcji: 2014, Moc kotła: 5680 kw, Maksymalna temperatura oleju: 350 C. 18
EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI Wężownice wewnątrz kotła 19
EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI Ekonomizery, Wytwórca: POLYTECHNIK, Kraj pochodzenia: AUSTRIA, Moc ECO I: 897 kw, Moc ECO II: 520 kw, Współpraca z Turbodenem. 20
EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI LUVO wymiennik spaliny - powietrze, Wytwórca: POLYTECHNIK, Kraj pochodzenia: AUSTRIA, Moc: 545 kw, 21
EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI Elektrofiltr odpylacz elektrostatyczny, Wytwórca: SCHEUCH, Kraj pochodzenia: AUSTRIA, Moc na potrzeby własne: ~ 6 kw, Napięcie robocze: do 70 kv, Pył na dolocie: 205 mg/nm 3, Pył na wylocie: 50 mg/nm 3, Z badań: ~ 17 mg/nm 3. 22
EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI Blok kogeneracyjny: ORC TURBODEN 14 CHP SPLIT, Wytwórca: TURBODEN, Kraj pochodzenia: WŁOCHY, Na pierwszym planie wymiennik olej-olej z parownikiem parametry: 310/250 C/250/130 C, W tle kondensator i rurociągi olejowe. 23
EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI Generator: AMA 450L2W BSH, Wytwórca: ABB, Kraj pochodzenia: FINLANDIA, Moc zainstalowana: 1400 kw, Moc na potrzeby własne: ~ 62 kw, Prędkość obrotowa: 3000 obr./min, Napięcie robocze: 0,4 kv, Uzwojenia chłodzone powietrzem. 24
EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI Stacja transformatorowa MRw - bpp 20/1250-3 Wytwórca: ZPUE Włoszczowa, Kraj pochodzenia: Polska, Moc zainstalowana: 1250 kw, Napięcie robocze: 0,4 kv / 15kV, 25
EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI Wiata magazynowa zadaszona o powierzchni 960 m 2, przechowanie paliwa na okres ok. 7 dni 26
EKSPLOATACJA ELEKTROCIEPŁOWNI Plac składowy utwardzony o powierzchni 1 400m 2 27
Ładowarka kołowa z chwytakiem hydraulicznym JCB, Udźwig 3,5 t, WYPOSAŻENIE W SPRZĘT DODATKOWY Moc użytkowa 74,2 kw, Dodatkowa łyżka 2,5 m 3 28
WYPOSAŻENIE W SPRZĘT DODATKOWY Ładowarka 9630 T SCHAFFER, moc silnika 90kW, pojemność łyżki 3,0 m 3 29
WYPOSAŻENIE W SPRZĘT DODATKOWY Na ładowarce zainstalowana jest waga RDS Load Master Alfa 100 30
WYPOSAŻENIE W SPRZĘT DODATKOWY Ciągnik siodłowy DAF z urządzeniem hakowy i przyczepą, dopuszczalna masa całkowita 26 t, dopuszczalna masa całkowita zespołu 40 t, moc silnika 340 kw 31
WYPOSAŻENIE W SPRZĘT DODATKOWY Kontenery rolkowe, hakowe z plandeką na biomasę o pojemności 36 m3 10 szt., Producent: Pol-Osteg Sp. z o.o. 32
WYPOSAŻENIE W SPRZĘT DODATKOWY Stacjonarne rębaki elektryczne bębnowe typu Skorpion EB 500/2 ze stołem podawczym o wydajności nominalnej 15m3/h 2 szt. Moc silnika głównego rębaka: 55kW Producent Teknamotor Sp. z o.o. 33
WYPOSAŻENIE W SPRZĘT DODATKOWY Węzeł zrębkowania zrzyny poprodukcyjnej tartacznej składający się z : Rębaka RK 640 x 200 o mocy silnik głównego: 90kW, Przenośnika poprzecznego, Przenośnika zgarniakowego, Przenośnika wibracyjnego, Wydajność węzła: do 20 mp/h, Producent: Madrew Sp. z o.o. 34
RODZAJE STOSOWANEJ BIOMASY TROCINY WIÓRY ZRĘBKA 35
CHARAKTERYSTYKA ZUŻYWANEJ BIOMASY Na podstawie badań fizykochemicznych wykonanych w okresach miesięcznych, na reprezentatywnej próbce biomasy przez Główny Instytut Górnictwa w Katowicach. łączne zużycie biomasy w 2016 ~ 76 352 mp: w tym trociny ~ 33 014 mp w tym zrębki z zakupu ~ 23 520 mp w tym zrębki z własnej produkcji ~ 19 818 mp wartość opałowa w stanie roboczym: od 7 115 kj/kg do 10 573 kj/kg zawartość wilgoci całkowitej w stanie roboczym: od 38,76 % do 54,52 % zawartość popiołu w stanie roboczym: od 0,72 % do 2,08 % zawartość siarki w stanie roboczym: od 0,01 % do 0,03 % 36
PRZECHOWANIE I PRZYGOTOWANIE BIOMASY Dodatkowo przetwarzamy pozostałości poprodukcyjne. 37
PRZECHOWANIE I PRZYGOTOWANIE BIOMASY Dodatkowo przetwarzamy pozostałości poprodukcyjne. 38
EKSPLOATACJA Przyjmowanie biomasy 39
EKSPLOATACJA Składowanie biomasy 40
EKSPLOATACJA Wyładunek biomasy ruchoma podłoga 41
EKSPLOATACJA Wyładunek biomasy kontener 42
EKSPLOATACJA Monitoring wizyjny Załadunek biomasy 43
Punk poboru próbek EKSPLOATACJA Pobieranie próbek biomasy 44
EKSPLOATACJA DANE 2016 produkcja ciepła z EC ORC w 2016 130 524 GJ tj. 36 256,7 MWh t produkcja energii elektrycznej z EC ORC w 2016 8 566 MWh e sprzedaż energii elektrycznej z EC ORC w 2016 6 736 MWh e średnia sprawność wytwarzania energii elektrycznej i ciepła w elektrociepłowni wynosi ~ 82% liczba zatrudnionych przy obsłudze EC ORC 8 osób 45
EKSPLOATACJA DANE 2016 Zużycie biomasy ~ 76 000 [mp] 6 314 5 919 6 543 7 678 6 141 4 677 5 161 5 520 8 346 8 508 8 546 2 999 46
EKSPLOATACJA DANE 2016 Produkcja ciepła z EC ORC 130 524[GJ] 11 475 10 675 10 926 13 601 11 732 8 920 8 933 9 076 13 772 13 089 13 359 4 966 47
EKSPLOATACJA DANE 2016 45 191 Produkcja EC 130 524[GJ] Produkcja KR-1 199 683[GJ] 28 704 29 570 14 527 17381 26 307 30 478 2 088 5 437 11 475 10 675 10 926 13 601 11 732 8 920 8 933 9 076 4 966 13 772 13 089 13359 48
EKSPLOATACJA DANE 2016 Potrzeby własne 1 827[MWhe] Energia oddana 6 734[MWhe] 749 718 695 714 628 598 591 580 400 405 431 225 152 144 138 182 161 121 129 138 73 197 195 197 49
EKSPLOATACJA DANE 2016-2017 Na mocy umowy nr W/HWU/2890/2015/1 z dnia 08.12.2015 całość energii elektrycznej wytworzonej w EC ORC jest sprzedana do Energa-Obrót S.A. 200,00 zł 180,00 zł 160,00 zł 140,00 zł 120,00 zł 100,00 zł 80,00 zł 60,00 zł 40,00 zł 20,00 zł 0,00 zł Cena za MWhe 167,45 zł 171,14 zł 171,52 zł 168,88 zł 160,60 zł 162,50 zł 125,00 zł Bez koncesji III kw.2016 IV kw.2016 I kw.2017 II kw.2017 III kw.2017 IV kw.2017 50
UZYSKANE PRAWA MAJĄTKOWE Uzyskane świadectwa z odnawialnego źródła energii: od 13.09.2016 do 31.12.2016 2 792,246 MWh Uzyskane świadectwa pochodzenia z kogeneracji: od 13.09.2016 do 30.06.2016 7 273,527 MWh 51
POSTOJE INSTALACJI PLANOWANE czyszczenie paleniska w okresach: od 24.02.2016 do 05.03.2016, od 17.09.2016 do 28.09.2016, od 01.05.2017 do 11.05.2017, od 29.09.2017 do 09.10.2017, NIEPLANOWANE poważniejsze zakłócenia: wyłączenia turbozespołu związane z zakłóceniami z systemu elektroenergetycznego lub brakiem parametrów wody sieciowej, wyłączenie turbozespołu w związku z naprawą uszczelnienia turbiny, uszkodzenie czujnika temperatury spalin za kotłem, zadziałanie pętli bezpieczeństwa w związku z uszkodzeniem przewodów sondy lambda. 52
ZUŻYCIE MIAŁU PRZED I PO STARCIE EC ORC 3 000 2 500 2 000 1 500 1 000 500 0 Zużycie miału w 2014 16 225 [tony] Zużycie miału w 2016 11 333[tony] 53
Wskaźniki rezultatów po roku eksploatacji Stan wyjściowy Stan docelowy Wartość osiągnięta Obniżenie emisji zanieczyszczeń [w t/a] ogółem i w odniesieniu do poszczególnych typów zanieczyszczeń: ogółem CO 2 CO SO 2 PM 0 0 0 0 0 24.635,080 24.508,000 29,909 88,234 8,938 24.693,121 24.508,000 59,269 114,389 11,463 Obniżenie zużycia węgla w t/rok: - w istniejącej ciepłowni, - do produkcji elektryczności 0 0 7.300 1.100 7.146 6.536 Udział biomasy (w %) w produkcji ciepła dostarczanego do sieci 0 37 39,5 Wzrost produkcji energii z biomasy MWh/a (wkład do elektrociepłowni) 0 55.000 52.507 Wzrost produkcji odnawialnej energii elektrycznej w MWhe/a 0 8.700 8.566 Wzrost produkcji odnawialnej energii cieplnej w MWht/a 0 38.400 36.257 Wydajność cieplna zainstalowana, w MWt 0 5,68 5,68 Wydajność elektryczna zainstalowana, w MWe 0 1,4 1,4 54
DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ 55