Wielkie zgazowanie w małej elektrociepłowni

Podobne dokumenty
W temperaturze 850 stopni... Zgazowanie zrębków parą wodną

Zrębki w cenie. Autor: Włodzimierz Kotowski, Eduard Konopka. ( Energia Gigawat nr 8/2010)

Elektrociepłownia zasilana gazem drzewnym

Rys. 1 Rozwój kotłowni opalanych peletami drewna na terenie Niemiec w latach

Układ zgazowania RDF

"Dogrzewanie" sieci ciepłowniczych

Efektywniejsze kotłownie opalane drewnem. zasobnika paliwa

WYSOKOTEMPERATUROWE ZGAZOWANIE BIOMASY. INSTYTUT BADAWCZO-WDROŻENIOWY MASZYN Sp. z o.o.

Skojarzone wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła w źródłach rozproszonych (J. Paska)

Gminna bioenergetyka. Autorzy: Włodzimierz Kotowski, Eduard Konopka. ( Energetyka Gigawat listopad 2008)

PIROLIZA. GENERALNY DYSTRYBUTOR REDUXCO :: ::

IV. PREFEROWANE TECHNOLOGIE GENERACJI ROZPROSZONEJ

Odnawialne Źródła Energii w systemach grzewczych. Edmund Wach Bałtycka Agencja Poszanowania Energii S.A.

Odnawialne Źródła Energii w systemach grzewczych. Edmund Wach Bałtycka Agencja Poszanowania Energii S.A.

Kocioł na biomasę z turbiną ORC

Odnawialne Źródła Energii w ogrzewnictwie. Konferencja SAPE

Geotermia: Ogrom energii

Ekonomika wymusza stosowanie źródeł odnawialnych. Sprzęganie ogrzewania!

Wykorzystanie ciepła odpadowego dla redukcji zużycia energii i emisji

Ogrzewanie: Peletami i słońcem

Co zrobić z drewnem odpadowym? ORC z blokiem zimna

TECHNOLOGIA PLAZMOWA W ENERGETYCZNYM ZAGOSPODAROWANIU ODPADÓW

Doświadczenie PGE GiEK S.A. Elektrociepłownia Kielce ze spalania biomasy w kotle OS-20

Kogeneracja w oparciu o źródła biomasy i biogazu

OKREŚLENIE MAŁYCH PODMIOTÓW TYPU CHP NA BIOMASĘ

UKŁADY KOGENERACYJNE. DOŚWIADCZENIA Z WDRAŻANIA I EKSPLOATACJI

Element budowy bezpieczeństwa energetycznego Elbląga i rozwoju rozproszonej Kogeneracji na ziemi elbląskiej

Czym zastąpić ropę? Autor: prof. zw. dr hab. inż. Włodzimierz Kotowski. ( Energia Gigawat nr 4/2010)

Aby czasowo nie wyłączać odnawialnych źródeł energii... Magazyn energii

Elektrociepłownie w Polsce statystyka i przykłady. Wykład 3

Czym w ogóle jest energia geotermalna?

Efektywność ekonomiczna elektrociepłowni opalanych gazem ziemnym

PL B1. GULAK JAN, Kielce, PL BUP 13/07. JAN GULAK, Kielce, PL WUP 12/10. rzecz. pat. Fietko-Basa Sylwia

Emisja CO2 z upraw biopaliw

Gminna samowystarczalność

Analiza możliwości zastosowania układów ORC uwzględniając uwarunkowania dotyczące śladu węglowego GK JSW

Ankieta do opracowania "Planu Gospodarki Niskoemisyjnej na terenie Gminy Konstancin-Jeziorna"

Nazwisko...Imię...Nr albumu... ZGAZOWANIE PALIW V ME/E, Test 11 (dn )

Budowa układu wysokosprawnej kogeneracji w Opolu kontynuacją rozwoju kogeneracji w Grupie Kapitałowej ECO S.A. Poznań

ZAGADNIENIA KOGENERACJI ENERGII ELEKTRYCZNEJ I CIEPŁA

ENERGETYCZNE WYKORZYSTANIE GAZU W ELEKTROCIEPŁOWNI GORZÓW

ENERGETYCZNE WYKORZYSTANIE BIOGAZU

Biogaz i biomasa -energetyczna przyszłość Mazowsza

MODELOWANIE UKŁADÓW ELEKTROCIEPŁOWNI GAZOWO-PAROWYCH ZINTEGROWANYCH ZE ZGAZOWANIEM BIOMASY

Pojemność do 5 razy większa... Nowe akumulatory

Koszt produkcji energii napędowej dla różnych sposobów jej wytwarzania. autor: Jacek Skalmierski

G Sprawozdanie o mocy i produkcji energii elektrycznej i ciepła elektrowni (elektrociepłowni) przemysłowej. Nr turbozespołu zainstalowana

PEC S.A. w Wałbrzychu

Energetyka konwencjonalna

Formularz danych dotyczących przedsiębiorstwa ciepłowniczego na potrzeby opracowania "Planu Gospodarki Niskoemisyjnej dla Gminy Kudowa Zdrój"

PIROLIZA BEZEMISYJNA UTYLIZACJA ODPADÓW

Wykorzystanie ciepła odpadowego w firmie POPRAWA EFEKTYWNOŚCI ENERGETYCZNEJ W MAŁYCH I ŚREDNICH PRZEDSIĘBIORSTWACH. Przewodnik przedsiębiorcy

Zagospodarowanie energii odpadowej w energetyce na przykładzie współpracy bloku gazowo-parowego z obiegiem ORC.

I. CZĘŚĆ INFORMACYJNA. Nazwa firmy. Adres. Rodzaj działalności

TECHNIKI ORAZ TECHNOLOGIE SPALANIA I WSPÓŁSPALANIA SŁOMY

Ekonomiczno-techniczne aspekty wykorzystania gazu w energetyce

Tajlandia odnawialna...

Niska emisja sprawa wysokiej wagi

Kierownik: Prof. dr hab. inż. Andrzej Mianowski

Zastosowanie kogeneracji w przedsiębiorstwie

PGNiG TERMIKA nasza energia rozwija miasta

4. Wytwarzanie energii elektrycznej i cieplnej 4.1. Uwagi ogólne

Wpływ składu mieszanki gazu syntetycznego zasilającego silnik o zapłonie iskrowym na toksyczność spalin

5.5. Możliwości wpływu na zużycie energii w fazie wznoszenia

Kluczowe problemy energetyki

Energetyczna ocena efektywności pracy elektrociepłowni gazowo-parowej z organicznym układem binarnym

ECG-01 Blok Gazowo-Parowy w PGE GiEK S.A. oddział Gorzów Przegląd zagadnień związanych z technologią zastosowaną przy realizacji

Pompy ciepła

Kierunki i dobre praktyki wykorzystania biogazu

Laboratorium LAB2 MODUŁ DYNAMIKI MIKROTURBIN I MINISIŁOWNI KOGENERACYJNYCH

Doświadczenia ENEGRA Elektrownie Ostrołęka SA w produkcji energii ze źródeł odnawialnych

Niemcy postawili na pelety

Część I. Obliczenie emisji sezonowego ogrzewania pomieszczeń (E S ) :

KOGENERACJA ENERGII CIEPLNEJ I ELEKTRYCZNEJ W INSTALACJACH ŚREDNIEJ WIELKOŚCI

Energia geotermalna dla światowej gospodarki. Grzanie za darmo

Ekonomiczno-techniczne aspekty wykorzystania gazu w energetyce

Rok akademicki: 2013/2014 Kod: SEN s Punkty ECTS: 2. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

LNG. Nowoczesne źródło energii. Liquid Natural Gas - Ekologiczne paliwo na dziś i jutro. Systemy. grzewcze

Biogazownie w energetyce

Możliwości wykorzystania recyklingu energetycznego odpadowych tworzyw sztucznych do sprężania gazu ziemnego dla potrzeb zasilania

Dostosowanie Elektrowni Skawina S.A. do produkcji energii odnawialnej z biomasy jako główny element opłacalności wytwarzania energii elektrycznej

Uwarunkowania, zasoby i kierunki badań nad wykorzystaniem paliw stałych w IMP PAN

PL B1. SUROWIEC BOGDAN, Bolszewo, PL BUP 18/13. BOGDAN SUROWIEC, Bolszewo, PL WUP 04/16 RZECZPOSPOLITA POLSKA

G 10.3 Sprawozdanie o mocy i produkcji energii elektrycznej i ciepła elektrowni (elektrociepłowni) przemysłowej

Rtęć w przemyśle. Technologia usuwania rtęci z węgla przed procesem zgazowania/spalania jako efektywny sposób obniżenia emisji rtęci do atmosfery

Typowe konstrukcje kotłów parowych. Maszyny i urządzenia Klasa II TD

Jakie korzyści można osiągnąć korzystając z Energy Contracting u. swoje. Rób. ogrzewanie. nam zostaw

Program Czyste Powietrze Szkolenie dla pracowników socjalnych Ośrodków Pomocy Społecznej

Ciepłownictwo filarem energetyki odnawialnej

gospodarki energetycznej Cele polityki energetycznej Polski Działania wspierające rozwój energetyki odnawialnej w Polsce...

Ankieta do opracowania Planu Gospodarki Niskoemisyjnej (PGN) dla Gminy Lubliniec I. CZĘŚĆ INFORMACYJNA. Nazwa firmy. Adres. Rodzaj działalności

NISKA EMISJA. -uwarunkowania techniczne, technologiczne i społeczne- rozwiązania problemu w realiach Polski

Drewno jako surowiec energetyczny w badaniach Instytutu Technologii Drewna w Poznaniu

Innowacyjny układ odzysku ciepła ze spalin dobry przykład

Polskie Normy. Kotły i systemy kominowe

POMPY CIEPŁA Analiza rynku Wykres 1

Biomasa i wykorzystanie odpadów do celów energetycznych - klimatycznie neutralne źródła

Techniczno-ekonomiczne aspekty modernizacji źródła ciepła z zastosowaniem kogeneracji węglowej i gazowej w ECO SA Opole.

Dr inż. Andrzej Tatarek. Siłownie cieplne

Wpływ rodzaju paliwa gazowego oraz warunków w procesu spalania na parametry pracy silnika spalinowego mchp

Transkrypt:

Wielkie zgazowanie w małej elektrociepłowni Autor: Włodzimierz Kotowski, Eduard Konopka ( Energia Gigawat nr 8/2012) Miejskie przedsiębiorstwo z Ulm w FRN wybudowało ostatnio na terenie przedmieścia Senden lokalną elektrociepłownię z instalacją zgazowania zrębków drewna o mocy 4,5 MW energii elektrycznej oraz 6,5 MW ciepła użytkowego, kosztem 33 milionów euro. Jest to największa nie tylko w Niemczech tego typu elektrociepłownia. Na terenie Republiki Federalnej Niemiec eksploatuje się obecnie 80 małych, lokalnych elektrociepłowni na bazie zgazowania drewna o globalnej mocy 6,7 MW energii elektrycznej. Technologia zgazowania drewna nie należy do nowych. Działania badawczowdrożeniowe nad nią ukończył Georg Christian Peter w Lotaryngii w roku 1920. Już w roku 1930 przystosowano ją do napędu silników z zapłonem iskrowym. Podczas II wojny światowej miliony samochodów osobowych oraz ciężarowych a nawet pojazdy szynowe były napędzane gazem drzewnym. Stosowano prostej konstrukcji cylindryczne, współprądowe zgazowarki, zasilane zrębkami drewna i powietrzem, uzyskując gaz drzewny o przeciętnym składzie: 15-22% obj. CO, 16-21% H 2, 4-6% CH 4, 11-17% CO 2, a resztę stanowił azot. Obecnie zgazowanie drewna i innych paliw realizuje się w skali przemysłowej nie tylko z uwzględnieniem powyższej technologii, opartej w swej istocie na półspalaniu surowca, ale również przy użyciu mieszaniny tlenu z parą wodną, a nawet jej samej, bez udziału innego składnika utleniającego. Decydując się na budowę elektrociepłowni na bazie drewna w Senden z 22 000 mieszkańców, zdecydowano się na technologię zgazowania zrębków drewna samą parą wodną. Tego typu instalacja w skali półtechnicznej jest od 10 lat eksploatowana w austriackiej miejscowości Güssing (K. Wiedemann, F. Heller; neue energie, 60,20,2011). Jej moc energii elektrycznej wynosi 2 MW, a cieplnej 4,5 MW. Schemat procesowy tego kompleksu energetycznego ilustruje rys. 1. W unikatowej konstrukcji generatorze na terenie elektrociepłowni w Senden, w fazie fluidalnej, w temperaturze około 900ºC i pod ciśnieniem 1,5 bara zgazowuje się 3,4 tony na godzinę zrębków drewna o zawilgoceniu 15%. Proces wodno-parowego zgazowania drewna przebiega endotermicznie. Z tego względu prowadzi się go z udziałem drobnoziarnistego krzemianu żelaza i magnezu, znanego pod nazwą oliwiny, jako nośnika ciepła. Ubocznym produktem zgazowania drewna wyłącznie parą wodną jest węgiel drzewny o niewielkiej granulacji. Ten z w/w krzemianami zsuwa się z generatora zgazowania ukośną rurą do 1

zainstalowanej w bliskim sąsiedztwie pionowej komory, w której bywa spalany w fazie fluidalnej, w temperaturze około 1000ºC. Spaliny unoszą nagrzane do tej temperatury rozpylone oliwiny, które przez cyklon wracają do generatora zgazowania biomasy, przekazując ciepło składnikom tego procesu. Źródło: Biomasse Kreftwerk Güssing repotec Rys. 1. Schemat technologiczny lokalnej elektrociepłowni w Senden koło Ulm (RFN), na bazie wodno-parowego zgazowania zrębków drewna Potrzebną w tym procesie parę wodną o temperaturze powyżej 450ºC uzyskuje się z ciepła spalin w zainstalowanym obok kotle. Dzięki zastosowaniu pary wodnej uzyskuje się gaz drzewny bezazotowy, w dodatku o bardzo małej zawartości smółek oraz o relatywnie wysokiej wartości opałowej, wynoszącej 12,2MJ/Nm 3. Smółki z wyprodukowanego gazu drzewnego wymywa się biodieslem, wytwarzanym na drodze reestryfikacji dowolnego oleju roślinnego najczęściej rzepakowego metanolem w obecności alkalicznego katalizatora. Mieszanina biodiesla z rozpuszczonymi smółkami bywa przetłaczana do komory spalania węgla drzewnego, znajdującej się obok generatora parowego zgazowywania zrębków drewna. 2

Wytworzony gaz o składzie: 59% mas. H 2, 4% CO, 17% CO 2, 18% CH 4 i 2% C 2 H 6 spala się bezproblemowo w silniku Otta lub przed turbiną gazową, którą sprzęga się z elektrogeneratorem, przy czym spaliny ogrzewają nie tylko wodę obiegową miejskiej sieci grzewczej, ale również dodatkową elektrociepłownię znaną pod skrótem ORC (Organic Rankine Cycle). Elektrociepłownia ta różni się tym od klasycznych, że w obiegu między kotłem a turbiną nie ma układu wodno-parowego, gdyż zastępują go lekkie węglowodory najczęściej izobutan, co zaprezentowano na rys. 2. Cechą charakterystyczną tych lekkich węglowodorów jest nie tylko niska temperatura wrzenia, ale i to, że ich ciepło parowania wynosi zaledwie 17% ciepła parowania wody. W tych to właściwościach fizycznych tkwi efektywność ekonomiczna elektrociepłowni ORC, w której skraplanie oparów węglowodorów po turbinie dokonuje się w wymienniku ciepła obiegiem wody ogrzewającej sąsiednie osiedle domów. Na rys. 2 pokazane są dwa obiegi ciepła: pierwszy obejmuje dopływ gorących spalin z silnika Otta sprzężonego z elektrogeneratorem do rurowego wymiennika ciepła, skąd oziębione spaliny uchodzą przez komin do atmosfery. Tymczasem w drugim obiegu cyrkuluje organiczny nośnik ciepła, którym są lekkie węglowodory. Te węglowodory po wymienniku ciepła spalin osiągają temperaturę 190 200ºC oraz ciśnienie 1,6 2,0 MPa i przepływają do turbiny parowej lub maszyny z napędem śrubowym, sprzężonej z elektrogeneratorem. Rys. 2. Schemat elektrociepłowni wg technologii Organic Rankine Cycle (OCR) 3

W tego typu elektrociepłowniach uzyskuje się dodatkowo 14 16% energii elektrycznej ze spalin, co w omawianej powyżej elektrociepłowni w Senden stanowi znaczącą pozycję ekonomiczną. Źródło: F. Heller Rys. 3. Fotografia dwóch silników Otta sprzężonych z elektrogeneratorami, zasilanych gazem drzewnym w elektrociepłowni w Senden kolo Ulm w Niemczech. Podczas, gdy inne typy elektrociepłowni zasilanych biomasą osiągają sprawność elektryczną w granicach 15 20%, to ta w Senden ma ten wskaźnik w wysokości aż 33%, a sumaryczny (z ciepłem użytkowym) wynosi 89%. 4

Prezentowana w niniejszej publikacji lokalna elektrociepłownia w miejscowości Senden zajmuje kompleks różnorakich budynków o długości prawie 200 metrów, łącznie z magazynem zrębków drewna. Elektrociepłownia ta przerabia rocznie 44 000 ton zrębków drewna, które wytwarza się z odpadów drewna w okolicznych lasach oraz z miejscowych zakładach zieleni miejskich. Ze względów ekonomicznych zwozi się je w promieniu do 100 km. Analizy instytucji leśnictwa dowodzą, że w okolicznych lasach uzyskuje się rocznie od 250 000 do 300 000 ton odpadowej biomasy drzewnej. Przy cenie 55-60 euro/tonę za tego typu paliwo, koszty pozyskiwania energii elektrycznej w omawianym typie elektrociepłowni kształtują się w granicach 15-18 eurocentów/kwh, co czyni tę elektrociepłownię opłacalną przy dwudziestoletnim okresie amortyzacji. Kierownictwa wielu lokalnych elektrociepłowni w Niemczech wykazują zainteresowanie technologią parowego zgazowania zrębków drewna odpadowego, z myślą o zastosowaniu jej u siebie. Według autorów ekonomiczno-ekologiczne korzyści z wybudowania tego typu elektrociepłowni w Polsce są na poziomie przybliżonym do osiąganych w austriackim Güssing, jak i w miejscowości Senden koło Ulm w Niemczech. Z tych to względów winniśmy być w naszym kraju zainteresowani budową tego typu lokalnych elektrociepłowni, a te pracujące w Austrii oraz w Niemczech potencjalni inwestorzy powinni koniecznie odwiedzić... 5