„ racioenergia 2008 “

Racioenergia 2008 Bratislava 1

„ Racioenergia 2008 “

Využitie obnoviteľných zdrojov energií v centrálnych zdrojoch tepla s kogeneráciou

„„Energie pre región“Energie pre región“

Autor : Ing. Július Jankovský, generálny riaditeľ - Zvolenská teplárenská, a.s. [email protected] : Ing. Július Jankovský, generálny riaditeľ - Zvolenská teplárenská, a.s. [email protected]


Biomasa ako zdroj energie

Najstarší a najdlhšie využívaný obnoviteľný zdroj energie Minimálne zaťaženie životného prostredia emisiami, z

pohľadu dopadu na ŽP je nízkoemisným zdrojom energie, (SOx NOx TZL, CO2 neutrálne)

Využívanie biomasy má pozitívne environmentálne účinky a pôsobí na kultivovanie krajiny, znižuje dotácie do poľnohospodárskej výroby, má kladný vplyv na rozvoj vidieka

Biomasa je domáci, regionálny zdroj energie s pomerne presnou predikciou ceny a kladným vplyvom na vytváranie nových pracovných príležitostí v regióne

Náhrada drahých fosílnych palív biomasou vedie k zlepšeniu zahranično-obchodnej bilancie štátu, má kladný vplyv na oživenie finančnej bilancie regiónu


Podiel biomasy na OZE v SR


Spôsoby konverzie biomasy na energiu

Typ konverzie biomasy

Spôsob konverzie biomasy

Energetický výstup

Odpadový materiál alebo druhotná

surovina

spaľovanie

teplo viazané na nosič

popol

splyňovanie generátorový plyn dechtový olej, uhlíkaté palivo

Termochemická konverzia

(suché procesy)

Pyrolýza generátorový plyn dechtový olej, pevné horľavé zbytky

anaeróbna fermentácia

bioplyn fermentovaný substrát Biochemická konverzia

(mokré procesy) aeróbna fermentácia

teplo viazané na nosič

fermentovaný substrát

Fyzikálno-chemická konverzia

esterifikácia bioolejov

metylester, biooleje

Glycerín


Spaľovanie biomasy - dreva

Spaľovací proces (oxidácia) dreva prebieha v nasledujúcich fázach:

Povrchová aj viazaná voda vo vnútri dreva začne vrieť (aj veľmi staré a relatívne suché drevo obsahuje 15 % vody vo svojich bunkových štruktúrach)

Z dreva sa postupne uvoľňuje prchavá horľavina ako plyn, pričom pre správne spaľovanie je potrebné, aby tento plyn horel a neunikal do komína ako chemický nedopal

Unikajúci plyn sa mieša s atmosferickým vzduchom a horí pri vysokej teplote

Zvyšok dreva (uhlík ako pevná horľavina) horí tiež, pričom obsiahnutých balastných látok vzniká popol ako odpad.

Pre účinné spaľovanie je potrebné zabezpečiť: dostatočne vysokú teplotu dostatok vzduchu dostatok času, aby mohlo prebehnúť úplné spálenie horľaviny


Spaľovacie technologie

Zariadenia na spaľovanie biomasy a ich účinnosť Otvorené kúreniská do 2% Kozuby a krby do 70% Pece pre lokálne vykurovanie do 60% Prehorievacie kotly do 70% Kotly s vrchným horením do 80% Splyňovacie kotly do 90% Veľké priemyselné kotlové zariadenia s riadeným procesom spaľovania a monitorovaním emisií do 95%


Tepláreň ako centrálny zdroj tepla

Požiadavky na moderný zdroj tepla pre CZT : Maximálny podiel dodávky tepla z kombinovanej výroby

tepla a elektriny (KVET) Efektívne zdroje výroby tepla – riadený proces spaľovania Diverzifikovaná palivová základňa Zabezpečený zálohový výkon zdrojov tepla Turbogenerátory s odberom tepla s výstupnými parametrami

média podľa požiadavky odberateľov Teplonosné médium na ÚK a prípravu TÚV horúca voda Moderné riadiace systémy s dosahom na riadenie emisií


Schéma zapojenia teplárne

Tepláreň TpB

KotolTPO G G

VS-SCZT

RS

Nč

Uhlie

Plyn

Biomasa

TK


Spoluspaľovanie - ekologizácia zdroja tepla

Identifikácia problému : Emisie SO2 zo spaľovania hnedého uhlia

Koncentrácia emisií SO2 bola v rozmedzí 3 000 - 4 000 mg/mn

3

Legislatívne požiadavky :

od 1.1.2007 ELSO2 = 1 700 mg/mn3

od 1.1.2008 ELSO2 = 2 400 - 4 * Ptep

Ptep = tepelný príkon parných kotlov


Ciele projektu

Zabezpečiť plnenie emisných limitov - emisný limit SO2 pre zdroj je 1604 mg/Nm3

- emisný limit NOx - emisný limit TZL Udržať konkurencieschopnosť v hlavných

výrobných činnostiach Zosúladiť prevádzku zdroja s - platnou legislatívou SR a EU - energetickou koncepciou VÚC B.Bystrica - koncepciou mesta Zvolen v tepelnej energetike


Riešenie problému

Rekonštrukcia kotlov K-01 a K-02, 2x108 MWt - granulačné, palivo lignit

- granulačné s pásovým roštom, palivo nízkosírne

hnedé uhlie a biomasa (drevná štiepka) - výkon kotla K-01 výkon 108 MWt

- výkon kotla K-02 výkon 60 MWt

Pomer palív

- nízkosírne hnedé uhlie a drevná štiepka

- min. pomer HU a DŠ 85% : 15 %

- max. pomer HU a DŠ 70% : 30 %


Základné údaje projektu

Prevádzkové potreby : pred po

Spotreba hnedého uhlia 200 000 125 818 t/r Spotreba DŠ 0 22 203 t/r Spotreba ZP 2 500 649 tis. m3/r Spotreba elektriny 17 000 17 000 MWh Množstvo popola 30 000 16 500 t/r

Novobudované prevádzkové súbory : Skládka biomasy a súvisiaca logistika Inštalácia automatického monitoringu spalín (AMS)


Zníženie emisií

Emisné limity po rekonštrukcii v mg.m-3 : Znečisťujúca látka Limit

SO2 1 604 NOx 600 CO 250 TZL 50

Emisie znečisťujúcich látok v t/rok ObdobieTZL SO2 NOX CO

2003 50,0 3 500,0 430,0 50,0 2004 28,7 2 118,6 508,6 36,62005 32,9 2 067,6 538,9 38,12008 34,1 1 117,7 414,6 30,0


Nižšia produkcia skleníkových plynov

Zvýšenie účinnosti zariadenia – zníženie spotreby uhlia a ZPN

Náhrada časti uhlia a ZPN biomasou

Produkcia skleníkových plynov :

Obdobie tony CO2

2003 244 148

2004 206 693

2005 216 150

2008 169 595


Priečny rez kotla po rekonštrukcii


Garantované parametre zdroja tepla

Garantované parametre zdroja sú viazané na palivo nízkosírne hnedé uhlie 14,0 GJ/t obsah síry do 0,4% drevná štiepka 8,5 GJ/t, vlhkosť 45,0% zemný plyn ako stabilizačné palivo

Výkony a účinnosť zariadenia Tepelný výkon kotlov kotol K-01 výkon 108 MWt / 160 t/h kotol K-02 výkon 65 MWt / 90 t/h Účinnosť kotlov kotol K-01 výkon 86,0 % kotol K-02 výkon 88,0 %


Časový harmonogram

Predprojektová príprava 01.03.2005

PD pre stavebné povolenie 15.05.2005

Podanie žiadosti na MŽP SR 23.05.2005

Vyhlásenie verejnej súťaže 01.12.2005

Výber zhotoviteľa 24.04.2006

Začiatok rekonštrukcie K-01 24.04.2006

Komplexné skúšky K-01a DŠ 11.03.2007

Skušobná prevádzka K-01 od 12.03.2007

Začiatok rekonštrukcie K-02 01.04.2007

Začiatok skúšobnej prevádzky K-02 15.03.2008

Vydanie kolaudačného rozhodnutia 31.05.2008


Fermentácia – bioplynová stanica


Princíp BPS - anaerobná fermentácia

Spracovávanie biologických „odpadov“ anaeróbnou fermentáciou poskytuje:

Bioplyn (zdroj čistej obnoviteľnej energie) možno priamo spaľovať v kotloch alebo využiť ako palivo pre kogeneračnú jednotku s kombinovanou produkciou elektriny a tepla.

Kvalitné organické hnojivo, po anaeróbnej fermentácii možno využiť priamo ako tekuté hnojivo, alebo separovať a získať substrát pre pestovanie plodín.

Ochranu životného prostredia, bioplyn je CO2 neutrálny, pri energetickom využívaní biomasy je oxid uhličitý, ktorý bol spotrebovávaný pri fotoyntéze uvoľňovaný späť do atmosféry a uzatvára sa tak jeho kolobeh v prírode v relatívne krátkom čase.


Principiálna schéma zapojenia BPS

Vysvetlivky:1 – násypka 6 – miešanie fermentora 11 – membrána plynojemu2 – homogenizačná nádrž 7 – plynový dóm 12– výpustné potrubie digestátu3 – vrtuľové miešadlo 8 – plynové potrubie 13 – vrtuľové miešadlo4 – kalové čerpadlo 9 – prepadové potrubie 14 + 15 – kogeneračná jednotka5 – fermentor 10 – konečná skladovacia nádrž 16 – výmenník tepla


Pripojenie BPS na centrálny zdroj

Prínos pripojenia BPS na CZT Zníženie investičných nákladov o cenu kogeneračnej

jednotky, ktorá tvorí podľa min. 30% Úspora prevádzkových nákladov o pomerne náročnú údržbu

KJ Celoročné využitie inštalovaného výkonu BPS, t.j. zvýšenie

využitia o min. 30%. Prínos má výkonové obmedzenie celoročnou potrebou výkony v CZT. Vo Zvolene cca 10 BPS

Náhrada fosílnych palív obnoviteľnými zdrojmi energie zníži emisie NOx SO2 CO2 a TZL

Zvýšenie podielu výroby chránenej elektriny pôvodom z cielene pestovanej biomasy. Zvýšenie výnosov z časti podielu elektriny z OZE oproti kogeneračnej o cca 100%


Kontakty

Ďakujem za pozornosť

Ing. Július Jankovský

[email protected]

www.zvtp.sk +421452424201

„ racioenergia 2008 “

Documents