Download - „ 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]
Racioenergia 2008 Bratislava 2
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
Racioenergia 2008 Bratislava 3
Podiel biomasy na OZE v SR
Racioenergia 2008 Bratislava 4
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
Racioenergia 2008 Bratislava 5
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
Racioenergia 2008 Bratislava 6
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%
Racioenergia 2008 Bratislava 7
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
Racioenergia 2008 Bratislava 8
Schéma zapojenia teplárne
Tepláreň TpB
KotolTPO G G
VS-SCZT
RS
Nč
Uhlie
Plyn
Biomasa
TK
Racioenergia 2008 Bratislava 9
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
Racioenergia 2008 Bratislava 10
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
Racioenergia 2008 Bratislava 11
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 %
Racioenergia 2008 Bratislava 12
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)
Racioenergia 2008 Bratislava 13
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
Racioenergia 2008 Bratislava 14
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
Racioenergia 2008 Bratislava 15
Priečny rez kotla po rekonštrukcii
Racioenergia 2008 Bratislava 16
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 %
Racioenergia 2008 Bratislava 17
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
Racioenergia 2008 Bratislava 18
Fermentácia – bioplynová stanica
Racioenergia 2008 Bratislava 19
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.
Racioenergia 2008 Bratislava 20
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
Racioenergia 2008 Bratislava 21
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%
Racioenergia 2008 Bratislava 22
Kontakty
Ďakujem za pozornosť
Ing. Július Jankovský
www.zvtp.sk +421452424201