Doświadczenia TAURON Wytwarzanie S.A. Oddział Elektrownia Jaworzno III w Jaworznie ze spalania oraz współspalania biomasy w Elektrowni II Jarosław Walas
Grupa TAURON Zasięg działania Podstawowa działalność 1. Wydobycie węgla 2. Wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła 3. Dystrybucja energii elektrycznej 4. Obrót energią elektryczną 5. Dystrybucja i sprzedaż ciepła
Oddział Elektrownia Jaworzno III
Oddział Elektrownia Jaworzno III
Elektrownia II 2 bloki 70 MWe 115 MWt kotły CFB260, turbiny 13CK70 Blok OZE 50 MWe (91 MWt) kocioł Ofz-201, turbina 10CK60 Teren przeznaczony pod budowę bloku 910 MWe
Współspalanie biomasy w kotłach CFB 260 Moc cieplna 180 MW t Moc elektryczna 70 Mw e Ciśnienie pary świeżej 13,7 MPa Temperatura pary świeżej 540 C Wydajność nominalna 260 t/h Temp. wody zasilającej 220 C Sprawność 91 % Emisje: NO 2 490 mg/nm 3 SO 2 520 mg/nm 3 CO 310 mg/nm 3 Pył 50 mg/nm 3
Współspalanie biomasy w kotłach CFB 260 Biomasa w postaci mączki mięsno-kostnej Biomasa Agro płynna: gliceryna Biomasa leśnej (zrębki) Biomasa Agro
Współspalanie mączki mięsno-kostnej 2003 r. Podstawowym celem próby było znalezienie sposobu zagospodarowywania mączki mięsno-kostnej w aspekcie ochrony zdrowia ludzi, zwierząt i środowiska, a także pozyskanie alternatywnego źródła paliwa odnawialnego. W trakcie próby oceniony został wpływ współspalania mączki na pracę kotła. Prowadzona była ciągła rejestracja emisji pyłu, SO 2, CO, NO X oraz parametrów pracy kotła w tym temperatury w komorze paleniskowej, ilości tlenu na wyjściu z komory paleniskowej. Badaniom poddany został również popiół lotny i denny pod kątem zawartości metali ciężkich
Współspalanie mączki mięsno-kostnej Wartość opałowa - 18 19 MJ/kg Zawartość popiołu - 26 28 % Zawartość siarki - 0,46 0,58 % Wilgoć całkowita - 1,4 1,8 %
Koncesja 24 marzec 2005 Na podstawie Dokumentacji Uwierzytelniającej Instalacji do produkcji energii ze źródeł odnawialnych w Południowym Koncernie Energetycznym S.A. Elektrownia Jaworzno III Elektrownia II Prezes Urzędu Regulacji Energetyki wydał Decyzję o przyznaniu rozszerzenia koncesji na produkcję energii z odnawialnych źródeł (OŹE) metodą współspalania mączki mięsno kostnej z paliwami podstawowymi w PKE S.A Elektrowni Jaworzno III Elektrownia II
Współspalanie mączki mięsno-kostnej
Współspalanie mączki mięsno kostnej
Współspalanie zrębek drzewnych Wartość opałowa - 6000 15000 kj/kg Zawartość popiołu - 0,7 4,6 % Zawartość siarki - 0,01 % Wilgoć całkowita - 17 52 %
Współspalanie zrębek drzewnych Na początku sierpnia 2004 wykonano próbę współspalania biomasy w postaci zrębków drzewnych. Próba miała na celu określenie możliwości ilości współspalania biomasy. W trakcie tej próby spalono około 2500 t zrębków od różnych dostawców.
Współspalanie zrębek drzewnych Podczas próby próbowano podać biomasę do kotła w czystej postaci. Ten etap zakończył się niepowodzeniem z powodu zawieszania się biomasy w każdym zbiorniku posiadającym skośne ściany lub kraty.
Współspalanie biomasy Agro
Współspalanie biomasy Agro Pelet z łuski słonecznika Wartość opałowa - 17000 19033 kj/kg Zawartość popiołu - 1,3 4,6 % Zawartość siarki - 0,09 0,18 % Wilgoć całkowita - 8,2 9,8 %
Współspalanie biomasy Agro Pelet z makuchu rzepakowego Wartość opałowa - 14000 20000 kj/kg Zawartość popiołu - 5,4 10,4 % Zawartość siarki - 0,1 0,5 % Wilgoć całkowita - 9,6 10,0 %
Współspalanie biomasy Agro Pelet ze słomy Wartość opałowa - 14000 15500 kj/kg Zawartość popiołu - 5,4 7,2 % Zawartość siarki - 0,1 0,5 % Wilgoć całkowita - 8,1 12,5 %
Współspalanie biomasy Agro Pelet z DDGS (podestylacyjny susz zbożowy) Wartość opałowa - 18000 19000 kj/kg Zawartość popiołu - 4,4 5,9 % Zawartość siarki - 0,26 0,34 % Wilgoć całkowita - 7,1 9,2 %
Współspalanie biomasy Agro Pelet z otrąb zbożowych Wartość opałowa - 13000 16000 kj/kg Zawartość popiołu - 4,3 6,9 % Zawartość siarki - 0,16 0,2 % Wilgoć całkowita - 13 19,5 %
Współspalanie biomasy Agro Wytłoki owocowe Wartość opałowa - 15000 16000 kj/kg Zawartość popiołu - 1,3 1,6 % Zawartość siarki - 0,09 0,11 % Wilgoć całkowita - 12 15,2 %
Współspalanie biomasy Agro Trzcina pospolita Wartość opałowa - 15500 16400 kj/kg Zawartość popiołu - 2,6 8,4 % Zawartość siarki - 0,03 0,06 % Wilgoć całkowita - 6,9 9,3 %
Współspalanie biomasy Agro Łuska kakao Wartość opałowa - 15000 16000 kj/kg Zawartość popiołu - 6,9 7,3 % Zawartość siarki - 0,15 0,18 % Wilgoć całkowita - 12,5 13,4 %
Współspalanie biomasy Agro Olejowiec gwinejski Wartość opałowa - 16000 kj/kg Zawartość popiołu - 3 % Zawartość siarki - 0,09 % Wilgoć całkowita - 8 %
Współspalanie biomasy płynnej gliceryny Wartość opałowa - 12700 21570 kj/kg Zawartość popiołu - 4,1 % Zawartość siarki - 0 % Wilgoć całkowita - 1,9 10,2 %
Współspalanie biomasy płynnej gliceryny Ciecz, gęsta, nietoksyczna, o słodkim smaku miesza się z wodą we wszystkich proporcjach; spala się w powietrzu jasnożółtym, kopcącym płomieniem; ma właściwości higroskopijne.
Współspalanie biomasy płynnej gliceryny
Parametry zapalności i wybuchowości wybranych biomas Parametr Makuch rzepakowy Otręby Pelety z łuski słonecznika Pelety ze słomy Maksymalne ciśnienie wybuchu p max, [bar] 6,5±0,3 6,9±0,3 7,3±0,4 8,2±0,4 Maksymalna szybkość narastania ciśnienia (dp/dt) max [bar/s] 50±15 60±20 77±23 122±37 Wskaźnik wybuchowości K st max [m bar/s] 13±4 18±5 21±6 33±10 Dolna granica wybuchowości DGW [g/m 3 ] 750±16,5 750±10,8 1500±32,9 500±6,1 Temperatura zapłonu obłoku pyłu T CL [ C] 460±3,6 410±3,6 440±3,6 445±3,6 Temperatura zapłonu warstwy pyłu T 5 mm [ C] >400 >400 290±2,9 300±2,9 Minimalna energia zapłonu obłoku pyłu MIE [mj] 865<W min <1250 9,8<MIE<16,2 98<MIE<150 10<MIE<16
Parametry zapalności i wybuchowości wybranych biomas
Przystosowanie instalacji współspalania biomasy do Dyrektywy ATEX
Przystosowanie instalacji współspalania biomasy do Dyrektywy ATEX
Przystosowanie instalacji współspalania biomasy do Dyrektywy ATEX
Przystosowanie instalacji współspalania biomasy do Dyrektywy ATEX
System tłumienia wybuchu HRD
System tłumienia wybuchu HRD
Kocioł OFz-201 Przekazany do eksploatacji 31 grudnia 2012 Dedykowany do spalania biomasy
Kocioł OFz-201 Moc elektryczna bloku: 50MW e Typ kotła: fluidalny, cyrkulacyjny OFz-201 Moc cieplna kotła 139,7 MW t Sprawność kotła > 91,5% Minimum techniczne 40% Min. masowy udział biomasy agro 20% Zużycie paliwa gwarancyjnego 50,4 t/h 360.000 t/rok W tym: 288 000 t/rok biomasa leśna 72 000 t/rok biomasa agro
Sylwetka kotła
Komora paleniskowa
Wymiana dozowników celkowych Nowy dozownik celkowy tnący z certyfikatem ExZu
Wymiana ślimaków wygarniających biomasę ze zbiorników przykotłowych Budowa odporna na duże obciążenia długi cykl żywotności
Modernizacja układu odprowadzania popiołu dennego
Zabezpieczenie przed wybuchem dysze mgłowe firmy MONTOREM Redukcja pylenia przy pomocy mgły wodnej
Zabezpieczenie przed wybuchem (tłumienie wybuchu) system HRD firmy Tessa Zabezpieczenie instalacji zbiorników przykotłowych Producent: Kidde Brand- und Explosionsschutz GmbH Zastosowanie: ochrona przeciwwybuchowa w przypadku występowania substancji łatwopalnych, w stężeniach wybuchowych butle HRD stosowane są do ochrony przed wybuchem aparatów, zbiorników, kanałów i przewodów rurowych, w których występują pyły klasy ST1-ST3 oraz gazy i mieszaniny hybrydowe, w każdej gałęzi przemysłu
Zabezpieczenie przed wybuchem (tłumienie wybuchu) system HRD firmy RSBP Zabezpieczenie instalacji transportu biomasy Zasada działania opiera się o pomiar, analizę wskazań oraz odpowiednią reakcję. Detekcja eksplozji odbywa się przy pomocy detektorów ciśnieniowych. W momencie, gdy zmiana ciśnienia przekroczy ustalony, dopuszczalny zakres wysyłany jest sygnał do centrali sterującej, która inicjuje otwarcie zaworu butli z substancją chemiczną. W efekcie następuje jej rozpylenie przez odpowiednie dysze, co prowadzi do stłumienia wybuchu. Najważniejszą cechą systemu HRD jest szybki czas reakcji. Cały proces liczony jest w milisekundach.
Zabezpieczenie przed wybuchem (odciążenie wybuchu) system paneli dekompresyjnych Zabezpieczenie instalacji magazynowania biomasy W normalnych warunkach eksploatacyjnych otwór odprowadzający jest zamknięty membraną. W przypadku przekroczenia ciśnienia roboczego wewnątrz urządzenia nastąpi rozerwanie membrany, zamontowanej na obudowie urządzenia, a tym samym dojdzie do odciążenia powstałego ciśnienia. W ten sposób urządzenie jest narażone na ciśnienie mniejsze niż jego wytrzymałość
Zabezpieczenie przed wybuchem sieci aspiracyjne Zabezpieczenie instalacji rozładunku biomasy Sieci aspiracyjne służą do obniżenia koncentracji mieszanki pyłowopowietrznej, która pojawia się wewnątrz przenośników układu rozładunku biomasy. W wyniku ich działania zmniejsza się ryzyko wystąpienia atmosfery stwarzającej zagrożenie wybuchem.
Biomasa leśna
Biomasa agro
Rozładunek biomasy Stacje rozładunku zrębki drzewnej
Kontrola biomasy - ważenie Na stanowisku oprócz ważenia następuje weryfikacja dokumentów dostarczanych wraz z biomasą oraz kierowanie na konkretną stację rozładowczą
Kontrola biomasy fotografowanie dostaw Fotografowanie każdego samochodu
Kontrola biomasy fotografowanie dostaw
Kontrola biomasy fotografowanie dostaw i pobieranie prób pierwotnych
Kontrola biomasy fotografowanie dostaw i pobieranie prób pierwotnych
Kontrola biomasy ilość dostaw i zwrotów Rok Ilość dostaw Ilość zwrotów % 2013 5379 78 1,45% 2014 7745 97 1,25%
Czas pracy bloków Blok nr 1 Blok nr 2 Blok nr 3 Czas pracy bloków od zainstalowania do 31 sierpnia 2014 r. w [h] 8 672 109 383 109 075 Czas pracy w 2014 r. w [h] 3 967 4 952 3 448
Produkcja energii zielonej 200 000 180 000 160 000 140 000 120 000 100 000 80 000 60 000 40 000 20 000 0 11 489 37 270 27 914 26 754 1,18 4,38 76 360 3,39 3,00 107 165 9,29 76 116 124 086 11,33 9,79 182 727 174 430 14,71 19,36 16 39418 595 34,86 40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 Współspalanie OZE Udział w całkowitej produkcji %
Dziękuję za uwagę