Методические рекомендации по применению передовой практики Часть A: Сжигание биомассы

Установка комбинированного производства тепловой и электрической энергии и холода на биомассе Фишер/FACC, г. Райд

жүктеу/скачать 2.61 Mb.

бет	10/11
Дата	14.06.2016
өлшемі	2.61 Mb.
	#134894
түрі	Методические рекомендации

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

6.3 Установка комбинированного производства тепловой и электрической энергии и холода на биомассе Фишер/FACC, г. Райд

6.3.1 Общие данные

Компания Фишер ГмбХ, основанная в 1924 г. в городе Райд им Иннкрайс, Австрия, производит товары с торговой маркой, являющейся одной из наиболее известных брэндов в лыжном спорте и теннисе. Дочерняя компания FACC (Fischer Advanced Composite Components ("Прогрессивные композитные компоненты Фишер") была основана в 1989 г. и в настоящее время является ведущей компанией Австрии в сфере разработки, изготовления и обслуживания компонентов, предназначенных для авиационной промышленности. Основные направления производственной деятельности включают изготовление элементов конструкции, обтекателей двигателей и элементов интерьера воздушных судов.
На протяжении около 30 лет технологическое тепло, потребляемое предприятием по производству высокотехнологичной продукции компании Фишер вырабатывалось котлоагрегатом мощностью 8,3 МВт с резервным котлоагрегатьом мощностью 4 МВт, сжигавшими 3 000 тонн тяжелого дизельного топлива в год с уровнем выбросов CO₂ около 9 456 тонн в год. Эта система была дешевой, но наносила значительный ущерб окружающей среде. Когда потребовалось заменить применявшуюся систему, компанией было принято решение вместо перевода старых котлов на природный газ использовать установку на биомассе, позволяющую снизить уровень выбросов CO_2.
Установка комбинированного производства тепловой и электрической энергии и холода была введена в эксплуатацию на предприятии компании Фишер весной 2001 г. Новая установка вырабатывает электроэнергию, теплоту и холод для нужд технологических процессов двух производственных объектов. Она также обеспечивает теплоснабжение системы отопления и тепло- и холодоснабжение системы кондиционирования воздуха. Компания Фишер является первой компанией в мире, обеспечившей удовлетворение собственных нужд в теплоте и холоде за счет использования такой инновационной установки, работающей на биомассе.
Инновационная технология применяется в сочетании с современной схемой финансирования. Эксплуатация установки осуществляется в рамках контракта на производство энергии сроком на 15 лет, заключенного с местной компанией Шароплан (Scharoplan) в июне 1999 г. Контракт предусматривает достижение плановых показателей при использовании энергии в производстве высокотехнологичной продукции, в обеспечении безопасности поставок энергии, снижении уровней выбросов, выполнении обязательств по Киотскому протоколу, и внесение вклада в социально-экономическое развитие региона.
Наиболее сложным условием выполнения строительно-монтажных работ было требование исключить задержки или прерывание производственного процесса на предприятии Фишер/ FACC. Поэтому работы выполнялись в выходные дни и во время остановок производственного процесса. Тщательное планирование работ и тесное сотрудничество между компанией Шароплан и техническим руководством компании Фишер позволили избежать значительных перерывов производственного процесса.
Проект (установка комбинированного производства тепловой и электрической энергии и холода + современная схема финансирования) был удостоен международной награды "Мировая премия за вклад в энергетическое развитие 2001" (Energy Globe Award 2001), как пример удовлетворения потребностей в энергии высокого качества высокотехнологичного предприятия с применением установки, работающей на биомассе.

6.3.2 Описание установки

Установка комбинированного производства тепловой и электрической энергии и холода компании Фишер работает на древесном топливе (коре, древесной щепе, отходах лесопильного производства). Потребляемая биомассы поставляется лесопильными предприятиями и предприятиями сельскохозяйственного и лесопромышленного секторов. Ежедневно на установку необходимо доставить около 180 м³ древесины. С тем, чтобы обеспечить экологически приемлемую транспортировку топлива, на территории компании Фишер/ FACC была проложена подъездная железнодорожная ветка. Для транспортировки части требуемого количества топлива (20 000 м³/год, около 1/3 всей потребляемой биомассы) был изготовлен железнодорожный вагон специальной конструкции длиной 30 м. Остальная часть топлива доставляется автомобильным транспортом.

Рис. 6.5. Разгрузка топлива, предназначенного для установки на биомассе.

Биомасса подается в топочную камеру. При сгорании топлива вода в теплообменнике нагревается до 400^○С под давлением 29 бар. Затем пар расширяется в турбине, соединенной с электрическим генератором. Вода конденсируется и подается обратно в котел. Остаточное тепло котла на биомассе используется в системе подачи технологических холода и теплоты. Горячая вода, имеющая температуру 150^○С, подается на абсорбционную холодильную установку, которая генерирует технологический холод (18^○С-22^○С) для процесса производства лыж. Технологическое тепло подается на производственное оборудование с температурой 130^○С. Технологическое тепло с температурой 250^○С и 290^○С подается на два различных производственных процесса изготовления элементов конструкции воздушных судов. Вырабатываемое тепло также используется для отопления помещений (100^○С).

Рис. 6.6. Монтаж установки на биомассе.

Рис. 6.7. Установка на биомассе после окончания строительно-монтажных работ.

6.3.3 Технические характеристики

Потребляемая биомасса, насыпной объем [м³/год]                                             50 000-60 000
Производство пара [т/ч] и температура [⁰C]                                                        10 / 380
Максимальное рабочее давление [бар]                                                                  32 (предохранительный клапан)
Номинальная мощность котла [кВт]                                                                         7700
Номинальная тепловая мощность [кВт]                                                                    9625
Температура в топочной камере [⁰C]                                                                         850-900
Электрическая мощность [кВт_э]                                                                                   915
Производительность абсорбционной холодильной установки [кВт]:                     900
Давление выпуска пара турбины [бар]                                                                         4-6
Тепловая мощность теплового конденсатора и холодильного конденсатора [кВт]    6200
Давление конденсатора [бар]                                                                                          4-6

6.3.4 Инициаторы и участники реализации проекта

Фишер/FACC: инициатор.
Компания "Шароплан": владелец объекта, консультации, планирование, организации финансирования (приглашение к участию тендере) проекта, получение согласований и разрешений на реализацию проекта.
Компания "Урбас ГмбХ": поставка оборудования.

6.3.5 Финансирование

Общий объем инвестиций составил около 5 000 000 Евро. Вклад компании "Шароплан" составил 65% этой суммы. Остальные инвестиционные затраты финансировались за счет субсидий, предоставленных ЕС, правительством страны и федеральным штатом Верхняя Австрия.
Финансирование строительства установки осуществлялось по финансовой схеме с участием третьей стороны; компания "Шароплан" несет ответственность за реализацию финансовой схемы в соответствии с контрактом на поставку энергии. заключенным с компанией "Фишер". Расчетный срок окупаемости проекта составляет 15 лет.

6.3.6 Результаты

Технические	Годовая производительность установки комбинированного производства тепловой и электрической энергии и холода на биомассе составляет 26 000 МВтт тепла, 1 000 МВтт холода, 2 000 МВтчэлектроэнергии, и 1 500 МВтч энергии теплового масла.
Экологические	Использование биомассы для удовлетворения в полном объеме собственных потребностей в энергии компании Фишер заменяет 2 553 тонн тяжелого дизельного топлива в год. Реализация проекта позволила снизить объем выбросов СО₂ на 9 465 тонн в год и способствовала снижению уровня выбросов других загрязняющих веществ в регионе.
Финансовые	Общая стоимость объема энергии, вырабатываемой установкой, составляет 1 100 000 Евро в год, из которого 77% составляет тепловая энергия. Стоимость годового объема производства электроэнергии составляет 170 000 Евро.
Социально-экономические	Социально-экономические положительные результаты проекта включают создание и сохранение рабочих мест (около 100 000 человеко-часов на этапах планирования и производства строительно-монтажных работ и 3-человеко-года в период эксплуатации объекта). Кроме того, проект обеспечивает получение дополнительных доходов в сельскохозяйственном и лесопромышленном секторах. Доходы каждого их этих секторов от продажи отходов производства составляют 370 000 Евро в год. Проект также способствует снижению зависимости от импорта нефти.

6.3.7 Потенциал для воспроизведения

Для успешного воспроизведения этого проекта на других объектах необходимо обеспечить гарантированные поставки необходимого количества топливной биомассы. Также проект должен отвечать условиям предоставления субсидий.

6.3.8 Где получить дополнительную информацию

Scharoplan
Mr. Helmut Roithmayer
Rainerstraße 21
4020 Linz
Австрия
Тел: +43 732 66 80 09
Факс:+43 732 66 85 60
tb@scharoplan.co.at
web:http://www.scharoplan.co.at/

URBAS Maschinenfabrik GmbH

Billrothstrasse 7
A-9100 Völkermarkt
Тел 00-43-4232-2521-0
Факс: 00-43-4232-2521-55
Email: mailto:urbas@urbas.at
Web:

6.3.9 Библиография

"Компания "Райд им Иннкрайс", установка комбинированного производства тепловой и электрической энергии и холода". В публикации "Возобновляемая энергия в ЕС: Проекты передовой практики. Ежегодник." 1997-2000 гг., стр. 2.3-2.4.
Ried im Innkreis, Fischer/FACC biomass tri-generation plant. In: EU Renewable Energy: Best Practice Projects Yearbook 1997-2000, pg. 2.3-2.4.
"Компания "Фишер" (Австрия)". В публикации "Сообщества в сфере возобновляемой энергии – опыт, успехи, условия и возможности в ЕС-25". Проекты передовой практики", стр. 36-37.
Company Fisher (Австрия). In: Energy Sustainable Communities - Experiences, Success Factors and Opportunities in the EU-25. Best Practice Studies, pg. 36-37
"ФИШЕР – первая компания в мире, использующая установку комбинированного производства тепловой и электрической энергии и холода для удовлетворения собственных потребностей в энергии". В публикации "Кампания по развитию применения возобновляемой энергии в Европе. Развитие навыков и достижения", 2004, стр. 47.
FISCHER the first factory worldwide supplied by a tri-generation biomass plant. In: Campaign for Take-Off. Renewable Energy for Europe. Shaping Skills and Achievements, 2004, pg. 47.

6.4 Котельная установка местного коммунального теплоснабжения на биомассе, Сондре, Ниссум

6.4.1 Общие данные

В Дании на долю установок комбинированного производства тепловой и электрической энергии приходится около 70% тепла, вырабатываемого в централизованных систем теплоснабжения. Некоторые установки систем
централизованного теплоснабжения малой мощности вырабатывают только тепло, и в настоящее время отмечается тенденция к строительству еще менее мощных установок на биомассе. Средняя мощность новых установок, действовавших в 1990-е гг. составляла только половину средней мощности установок, действовавших в 1880-е гг. В настоящее время рынок установок централизованного теплоснабжения почти насыщен, и сейчас в районах, где централизованное теплоснабжение обычного типа является слишком дорогостоящим, все шире применяются местные установки централизованного теплоснабжения.
Примером такого применения может служить установка в поселке Сондре Ниссум, где в 90-е гг. местные власти рассматривали возможность строительства установки централизованного теплоснабжения, стоимость которой составляла 10 миллионов датских крон (1,35 миллионов Евро), но сочли эту стоимость неприемлемой для поселка, состоящего всего лишь из 130 домов, отказавшись от реализации проекта.
Генри Тофт, один из местных фермеров, решил создать собственную сеть теплоснабжения с использованием в качестве топлива соломы с 430 гектаров принадлежащей ему земли. Сначала он изучил возможность продажи соломы для использования в качестве топлива на существующих котельных установках централизованной системы теплоснабжения. Так как цена соломы была слишком низкой, он решил построить собственную котельную установку. Сначала фермер планировал поставлять тепло не частным домашним хозяйствам, а одному крупному заказчику, муниципалитету города УльфборгаВемб, который положительно отнесся к идее реализации проекта и проявил заинтересованность в приобретении тепла для централизованного теплоснабжения. Когда стало известно о том, что фермер заключил договор с местными властями, к нему обратились несколько человек, проявившие заинтересованность в участии в реализации проекта и закупке тепла, которое будет вырабатывать проектируемая установка на соломе. В течение нескольких недель к договору присоединились 56 местных домашних хозяйств, проявивших интерес к проекту, после чего Тофт смог приобрести установку, мощность которой вдвое превысила мощность установки, которую планировалось
приобрести первоначально. В настоящее время тепло подается в более чем 70 домашних хозяйств, местную начальную школу, спортивный центр и дом для престарелых.
Основное различие между установкой системы централизованного теплоснабжения обычного типа и установкой местного коммунального теплоснабжения мощностью более 250 кВт заключается в мощности и форме собственности. Установка системы централизованного теплоснабжения обычно имеет мощность более 1 МВт и принадлежит либо частной компании с ограниченной ответственностью либо государству, например, местным органам власти. Установка местного коммунального теплоснабжения, как правило, находится в собственности у нескольких фермеров или принадлежит товариществу, членами которого являются только один или два партнера.

Рис. 6.8. Котельная установка в Сондре Ниссум.

Рис. 6.9. Котельная установка, работающая на соломе.

6.4.2 Описание

Котельная установка, работающая на соломе, мощностью 800 кВт, предназначена для подачи 70-80% тепла, потребляемого в холодный зимний период. Мощность установки обеспечивает оптимальную экономию тепла как зимой, так и в летнее время, когда тепло вырабатывается только для целей горячего водоснабжения. В наиболее холодное время года установку дополняет котел на мазуте, который также осуществляет подачу тепла, когда котел на соломе отключается для технического обслуживания.
Работа котла осуществляется по простой технологической схеме (см. Рис. 6.10). Генри Тофт подает большие тюки соломы (весом 530 кг) на ленточный транспортер раз иди два раза в день. Тюки автоматически подаются на измельчитель соломы и затем с помощью пневматической системы в циклон загрузки топлива. Из циклона солома подается непосредственно в топку котла. Тепло отпускается потребителям по сети теплоснабжения. .

6.4.3 Инициаторы и участники реализации проекта

Владелец: Сондре Ниссум Фьернварме (Søndre Nissum Fjernvarme).
Главный подрядчик: Лин-Ка Энержи А/S (Lin-Ka Energy A/S).
Эксперт по применению биомассы: датский технологический институт, Аархус.
Финансовая поддержка: Датское энергетическое агентство.

Рис. 6.10.Схема котельной установки, работающей на соломе, в Сондре Ниссум.

Multicyclone = Мультициклон

Flue gas fan = Вентилятор топочного газа
District heating = Система централизованного теплоснабжения
Chimney = Дымовая труба
Ash = Зола
Boiler = Котел
Computer control = Система компьютерного управления
Pneumatic straw transport = Пневматическая подача соломы
Rotary valve = Поворотный клапан
Screw stoker = Шнековый загрузчик
Combustion air = Воздух горения
Shredder = Измельчитель
Big bales (530 kg) = Тюки большого объема (530 кг)
Conveyor belt = Ленточный транспортер

6.4.4 Финансирование

Общие инвестиции	Общие инвестиции в строительство котельной установки и инфраструктуры составили 5500000 датских крон (740000 Евро), при этом стоимость котельной установки, трубопроводной сети и амбара для хранения соломы составили 4700000 датских крон (приблизительно 630000 Евро), а общая стоимость оборудования теплоснабжения индивидуальных потребителей – 800000 датских крон (прибл. 110000 Евро).
Финансирование	Датское энергетическое управление предоставило грант в размере 1,3 миллионов датских крон (175 000 Евро). В местном банке был получен кредит на остальную сумму требуемых средств. Каждый потребитель внес символический взнос (600 датских крон) за подключение к котельной установке и подписал стандартный договор сроком на 10 лет, совпадающий со сроком амортизации.
Источники доходов	Котельная установка подает тепло в местную сеть централизованного теплоснабжения.
Срок окупаемости	Согласно расчету, выполненному инициатором проекта, 10 лет.

Строительство объекта и инфраструктуры осуществлялось в минимальном объеме (были построены только амбар для хранения соломы и здание котельной) и не оплачивались консультационные услуги и надзор за производством строительно-монтажных работ. В результате инвестиционные затраты составили половину суммы затрат на реализацию проекта, от которого отказались местные власти.
Тепло, подаваемое на установку местного коммунального теплоснабжения, продается по 485 датских крон (прибл. 65 Евро) за МВтч. Частные потребители, отказавшиеся от прежних систем теплоснабжения и подключившиеся к установке к системе теплоснабжения от установки, работающей на соломе, экономят в среднем по 2000 датских крон (прибл. 270 Евро) в год.

6.4.5 Результаты

Первоначально к сети Тофта были подключены 34 отдельно стоящих дома, а также муниципальные здания, включая дом для престарелых, школу и местный спортивный зал. Благодаря низкой стоимости тепла, вырабатываемого установкой на соломе, местные жители продолжают подключаться к сети. В настоящее время к системе теплоснабжения подключены 75 потребителей.

Производство энергии, потребление топлива	Среднее производство энергии составило 2 ГВтч в период с октября 1999 г. по октябрь 2001 г. В период с октября 1999 г. по октябрь 2000 г., потребление соломы составило 900 тюков по 350 кг, плюс 1500 литров печного топлива.
Финансовые результаты	Низкие эксплуатационные затраты обусловлены отсутствием персонала. Эффективный экономический расчет эксплуатации объекта позволил установить низкие цены на отпускаемое потребителям тепло (485 датских крон/МВтч).
Социально-экономические результаты	Используется местное топливо. Генри Тофт осуществляет эксплуатацию установки 30-60 минут в день, а его жена выполняет бухгалтерский учет.
Положительные экологические результаты	Выбросы CO₂, образующиеся при работе котельной установки, равны количеству CO_2, выделяемому естественном при разложении соломы. Если бы для выработки тепла использовался котел на нефтяном топливе, он бы потреблял около 200 тонн нефтяного топлива в год. Выбросы двуокиси углерода, образующиеся от при сжигании эквивалентного количества нефтяного топлива, составили бы около 600 тонн.

6.4.6 Потенциал для воспроизведения

Так как низкие затраты на инвестиции и эксплуатацию и ремонт позволяет устанавливать низкие цены на тепло, предполагается что потенциал использования аналогичных малых установок централизованного теплоснабжения будет возрастать.

6.4.7 Где получить дополнительную информацию

Владелец
Sdr. Nissum Fjernvarme
Henry Toft
Kirkebyvej 25A, Sdr. Nissum,
DK-6990 Ulfborg, Denmark
Тел: +45- 97 49 56 79

Главный подрядчик

LIN-KA Maskinfabrik A/S (LIN-KA ENERGY)
Nylandsvej 38,
DK-6940 Lem, Denmark
Тел: +45 9734 1655
Факс: +45 9734 2017
linka@linka.dk
http://www.linka.dk/

6.4.8 Библиография

"Котельная установка мощностью 800 кВт системы централизованного теплоснабжения в Сондре Ниссум". В "Возобновляемая энергия в ЕС: Проекты передовой практики. Ежегодник." 1997-2000 гг., стр. 2.13-2.14.
Søndre Nissum 800 кВт district heating plant. In: EU Renewable Energy: Best Practice Projects Yearbook 1997-2000, pg. 2.13-2.14
"Системы "местного коммунального теплоснабжения" в Дании". "Техническая брошюра по вопросам возобновляемой энергии, CADDETT", № 151, март 2001 г.
Straw-based "Neighbour Heating" in Denmark. CADDET Renewable Energy Technical Brochure No. 151, March 2001

6.5 ТЭЦ на биомассе на предприятии Хонкаракенне Ой, Карстула

6.5.1 Общие данные и цели

Город Карстула с населением 5000 человек расположен в Центральной Финляндии в 100 км к северо-западу от г. Йиваскила. Установка расположена рядом с предприятием по производству бревенчатых домов компании "Хонкаренне Ой". Компания "Хонкаракенне Ой" выпускает 9000 м³ пиленой древесины и бревен для бревенчатых домов в год.

Основные цели проекта:
-Увеличение объема производства бревенчатых домов на предприятии "Хонкаракенне Ой".
-Повышение потребности в энергии, используемой для сушки бревен и горячей обработки.
-Возможность использования в качестве топлива побочных продуктов производства предприятия бревенчатых домов, включая стружки, кору и опилки.
-Расширение местной сети теплоснабжения в г. Карстула.

Рис. 6.11. Хонкаренне Ой, Карстула, Центральная Финляндия.

6.5.2 Описание

Компания "Хонкаракенне Ой" инвестировала значительные средства в развитие и расширение своих предприятий в г. Картстула. Для удовлетворения возрастающих потребностей в энергии (например, тепле для сушки древесины) руководство компании приняло решение заменить старые котлы, работавшие на мазуте, на установку комбинированного производства тепловой и электрической энергии, работающую на древесных отходах. Установка мощностью 10 МВт_т вырабатывает 3 МВт_т тепловой энергии, подаваемой в муниципальную сеть централизованного теплоснабжения, 3 МВт_т технологического пара и 3 МВт_т для собственных нужд компании "Хонкаракенне". Кроме того установка вырабатывает 1 МВт_э электроэнергии, используемой деревообрабатывающим предприятием. Годовое производство тепла составляет около 45 ГВт, а производство электроэнергии – 7 ГВтч.

Рис. 6.12. Древесное сырье и использование древесного топлива в компании "Хонкаракенне Ой".

RAWMATERIAL =СЫРЬЕ

HONKARAKENNE FACTORY = Предприятие компании "Хонкаракенне Ой"
Residues < 1% = Отходы < 1%
Impregnated food = Импрегнированная древесина
Dirty wood, bark and sawdust = Загрязненная древесина, кора и опилки
By-products = Побочные продукты
Bark
Wood chips
Ends
Slabs
Cutter shavings
Sawdust = Кора
Древесная щепа
Откомлевки
Горбыли
Строгальная стружка
Опилки
Log wood houses = Бревенчатые дома
Sawn wood = Пиленая древесина
Main productsОсновные продукты
Processing 49% = Переработка, 49%
Energy 51% (DH, process steam, electricity) = Энергия, 51% (централизованное теплоснабжение, технологический пар, электроэнергия)
Other wood products = Другие лесоматериалы

В качестве топлива используются отходы лесопильного производства (см. Рис. 6.12). Предприятие производит 400 грузовых автомобилей (70 ГВтч) древесных отходов в год. Топливо транспортируется колесными погрузчиками из предприятия на склад установки с объемом складирования 400 м³. Измеренная влажность топлива (стружка: 44%; кора: 30%; опилки: 26%) составляла 36%.

Действительная влажность зависит от сочетания древесных отходов.
Котел на биомассе, поставленный компанией "Вартсила Финлэнд Ой" (прежнее название: "Сермет Ой"), оснащен патентованной системой сжигания топлива "БиоГрэйт" ("BioGrate"), обеспечивающий сжигание топливной биомассы с содержанием влаги от 30% до 65%.
Котел, оснащенный системой "БиоГрэйт", (см. Рис. 6.13) оборудован вращающейся колосниковой решеткой с нижней подачей топлива с гидравлическим приводом, осуществляющей цикличное перемещение топлива. Перемещение решетки регулируется таким образом, чтобы обеспечить распределение топлива ровным слоем по всей площади решетки. Топливо подсушивается и воспламеняется на решетке. Основными преимуществами вращающееся решетки является то, что (а) тсутствуют холодные пятна в первичной топочной камере; (б) обеспечивается равномерная поверхность горения; (в) обеспечивается плавное перемещение зон горения; (г) во вторичной топочной камере происходит полное сгорание топлива.

Рис. 6.13. Котел компании "Вартсила", оснащенный системой "БиоГрэйт".

Электроэнергия вырабатывается генератором, приводимым в действие паровым двигателем. Современная конструкция парового двигателя обеспечивает высокую величину отношения электроэнергия/тепловая энергия при полной тепловой нагрузке, что позволяет эффективно применять эту установку при производстве малых объемов электроэнергии. Эта установка имеет высокий КПД в диапазоне частичных нагрузок, является полностью автоматической и работает без обслуживающего персонала.

Рис. 6.14. Технологическая схема установки комбинированного производства тепловой и электрической энергии на древесном топливе, г. Карстула.

Flow chart of BioPower HW Application = Технологическая схема установки BioPower HW

Make up water = Добавочная вода
Feed water = Питательная вода
Hot water = Горячая вода
Steam = Пар
Air = Воздух
Flue gas = Топочный газ
Ash = Зола
Fuel = Топливо
option = факультативно
Fuel storage = Склад топлива
BioGrate = Система "БиоГрэйт"
Multicyclone/ESP* = Мультициклон/ЭСО*
Steam turbine = Паровая турбина
To process = В процесс
From process = Из процесса
Water treatment = Водообработка
Feed water tank = Резервуар питательной воды
Ash container = Контейнер для золы

6.5.3 Технические данные

Котел Система "БиоГрэйт" (BioGrate),                             10 МВт
Параметры пара                                                    22 бар, 350^oC, 12 т/ч, противодавление 0-1 бар
Производство электроэнергии в год                    5 ГВтч
Производство тепловой энергии в год                        45 ГВтч
Используемое топливо                                     строгальная стружка, кора, опилки
Влажность топлива                                 35-45 весовых %

6.5.4 Инициаторы и участники реализации проекта

Установка была поставлена компанией "Вартсила Финлэнд Ой". Владельцем установки является недавно учрежденная компания "Пуулааксон Энержиа Ой" которой совместно владеют компания "Хонакаракенне Ой", "Кески Суомен Вало" (энергосистема) и городской совет г. Карстула.

6.5.5 Финансирование

Общие инвестиции	4 540 000 Евро
Субсидии	В связи с применением новой технологии Министерство торговли и промышленности Финляндии выделило 1 миллион Евро в качестве инвестиционной поддержки проекта.

6.5.6 Результаты

Производство энергии

Проектная тепловая мощность составляет 45 ГВтч; проектная электрическая мощность составляет 5 ГВтч. Количество тепла, предназначенного для поставок в сеть централизованного теплоснабжения (11 000 МВтч) не удовлетворяет потребности сети в тепловой энергии, поэтому г. Карстула имеет также собственную систему производства тепловой энергии.

Потенциал для воспроизведения

Большие объемы древесных отходов, вырабатываемые деревообрабатывающими предприятиями, свидетельствуют о возможности реализации аналогичных проектов в других регионах.

6.5.7 Потенциал для воспроизведения

Первая установка ТЭЦ с системой "БиоГрэйт" действует в г. Киуревсей (Финляндия) с 1999 г. С 1999 г. компания "Вартсила" ежегодно продает несколько аналогичных установок. Более 80 установок с системой "БиоГрэйт" эксплуатируются в настоящее время в Европе (включая Россию) и Канаде.

6.5.8 Где получить дополнительную информацию

Wärtsilä Finland Oy
Power Plants, Biopower
Arabianranta 6
FIN-00560 Helsinki
Finland Тел: +358 10 709 0000
Факс:+358 10 709 5469
biopower@wartsila.com
http://www.wartsila.com/

6.5.9 Библиография

"Установка ТЭЦ, поставляющая тепло на лесопильное предприятие и в центральную часть города". В публикации "Возобновляемая энергия в ЕС: Проекты передовой практики. Ежегодник." 1997-2000 гг., стр. 2.15-2.216.
CHP plant providing heat to a sawmill and town centre In: EU Renewable Energy: Best Practice Projects Yearbook 1997-2000, pg. 2.15-2.16
"Установка ТЭЦ мощностью 10МВтт/1МВтэ, осуществляющая теплоснабжение деревообрабатывающего предприятия и центра города". Буклет, публикация OPET, Финляндия, август 2000 г., с дополнениями, внесенными в мае 2002 г.
A wood fuelled 10 МВтт/1МВтe CHP plant heating a wood processing factory and a town centre. Leaflet produced by OPET Finland in August 2000, Updated May 2002

6.6 Замена установки на биомассе системы централизованного теплоснабжения на установку ТЭЦ на биомассе, г. Эксйо

6.6.1 Общие данные

Принадлежащая муниципалитету энергетическая компания "Эскйо Энержи АВ", обслуживает расположенный на юге Швеции г. Эскйо, обеспечивая подачу тепла. вырабатываемого одной котельной установкой.
В 1980-х гг. на котельной установке был осуществлен монтаж четырех котлов на биомассе и отходах. В начале 90-х гг. компания "Эскйо Энержи" проявила заинтересованность в самостоятельном производстве электроэнергии с тем, чтобы обеспечить удовлетворение собственных потребностей и снизить затраты, связанные с эксплуатацией установки. Стоимость строительства новой установки ТЭЦ была слишком высокой, однако, когда в 1995 г. д-р Андерс Куллендорф изобрел процесс, позволяющий использовать водогрейный котел для выработки электроэнергии, которая согласно расчетам составляла 10% от общей мощности котла, компания "Эскйо Энержи" проявила интерес к этой технологии и внедрила ее в 1996 г. После того, как шведское энергетическое управление согласилось поддержать проект, осенью 1997 компанией "Вапорел АВ" было поставлено и установлено оборудование для производства электроэнергии. С весны 1998 г. осуществляется эксплуатационная оценка этого оборудования.

6.6.2 Описание

Установка в Эскйо представляет собой котельную установку обычного типа, работающую на биомассе и отходах, содержащую водогрейный котел с давлением 16 бар – стандартным давлением, используемым на котельных установках и лесопильных предприятиях Швеции. Однако до переоборудования котельная установка работала под давлением 6-7 бар.
Производство электроэнергии стало возможным в результате повышения давления до 14 бар и преобразования части горячей воды в пар. Горячая вода подается из существующего котла в расширительную камеру где некоторое количество воды преобразуется в пар и снижается давление. Пар, образовавшийся в расширительной камере, высвобождает часть энергии при расширении в турбине Кертиса. Генератор, непосредственно соединенный с турбиной, преобразует механическую энергию в электрическую энергию. Конденсатор охлаждает пар, выходящий из турбины, для получения дополнительной электрической энергии. Нагретая охлаждающая подается в муниципальную сеть теплоснабжения, к печам лесопильного завода и другим потребителям. В настоящее время установка компании "Эскйо" имеет электрическую мощность 920 кВт и вырабатывает 5500 МВтт электроэнергии в год. Вырабатываемое электричество используется, в основном, для собственных нужд.

Рис. 6.15. Схема установки до и после переоборудования котлоагрегата централизованной системы теплоснабжения в соответствии с технологическим решением компании " Эскйо".

Инновационным решением проекта является соединение расширительной камеры, турбины и существующего водогрейного котла без замены/реконструкции котлоагрегата и выработка электроэнергии с использованием водогрейного котла. Преимуществом этой системы является дешевое и простое технологическое решение, недостатком – ограниченное производство электроэнергии.

Рис. 6.16. Оборудование перед монтажом: расширительная камера, турбина и вакуумный конденсатор, соответственно.

Новая система была установлена осенью 1997 г. шведской компанией "Вапорел АВ" и с весны 1998 г. проводится ее технологическая оценка.

Рис. 6.17. Оборудование после монтажа: расширительная камера, турбина и вакуумный конденсатор, соответственно.

6.6.3 Технические характеристики

Технологическое давление/температура, расширительная камера, [бар / ^○C]    14,5 / 197
Давление /температура в расширительной камере [бар/^○C]                                 9,5 / 178
Выработка пара
- Тип котла                                                                            стационарный кипящий слой
- Мощность котла [МВтт]                                                                                            10
- Расход расширительной воды [кг/с]                                                                    107
- Выработка пара [кг/с]                                                                                            3,8
- Выработка пара в процентах от потока на впуске                                                 3,4 %
Вакуумный конденсатор
- Давление/температура [бар/⁰C]                                                                    0,5 / 81
Электрическая мощность [МВт]                                                                            920
Годовое производство электроэнергии [МВтч/год]                                                5500
Тепловая мощность (технологическое тепло или тепло централизованного
теплоснабжения) [МВтт]                                                                            прибл. 9100

6.6.4 Инициаторы и участники реализации проекта

Компания "Эскйо Энержи АВ" является владельцем и оператором установки. Компания "Вапорел АВ" разработала расширительную камеру и являлась основным подрядчиком.

6.6.5 Финансирование

Общий объем инвестиций	Общий объем инвестиций компании "Эскйо" в переоборудование котельной установки в установку ТЭЦ составил 6,2 миллиона шведских крон (прибл. 568 000 Евро) удельные затраты на инвестиции при переоборудовании в установку ТЭЦ фирмой "Вапорел " составили около 7000 шведских крон (приблизительно 760 Евро) на установленный КВтэ. Удельные затраты на инвестиции ниже для установок большей мощности (>1 Мвт).
Субсидии	Шведское правительство выделило 1,6 миллионов шведских крон (приблизительно 147 000 Евро) так как (а) технология была признана представляющей интерес для других компаний. осуществляющих теплоснабжение с использованием водогрейных котлов, и (б) имелся ряд технических рисков.
Источники доходов	Установка подает горячую воду в местную сеть теплоснабжения.
Период окупаемости	Расчетный период окупаемости составляет 5-6 лет.

6.6.6 Результаты

Технические	Имелся ряд проблем, связанных с приработкой оборудования в течение первых месяцев эксплуатации. Потребовалось некоторое время для настройки системы управления. После января 1999 г. установка работала практически бесперебойно; коэффициент эксплуатационной готовности составил около 99%
Экологические	Реализации системы выработки электроэнергии на котельной установке делает ее энергонезависимой, что способствует снижению потребности в электроэнергии из других источников.
Финансовые	Экономический анализ показал, что низкие инвестиционные и эксплуатационные затраты при выработке электроэнергии для собственных нужд делают эксплуатацию установки рентабельной без предоставления субсидий.
Социально-экономические	Увеличилась потребность в обслуживании установки в результате ее переоборудования в ТЭЦ, что может способствовать созданию рабочих мест.

6.6.7 Потенциал для воспроизведения

В Швеции имеется большое число водогрейных котлов аналогичной конструкции, которые могут быть легко переоборудованы для производства электроэнергии, так как проектное давление котла превышает давление, необходимое для выработки тепла. Благодаря низким инвестиционным затратам это решение также может представлять интерес для лесопилен, использующих процессы сушки.

6.6.8 Где получить дополнительную информацию

Основной подрядчик
Vaporel AB
Storgatan 53
SE-571 32 Nässjö, Sweden
Для: Mr Erik Österlin
Тел: +46 380 760 92
Факс: +46 380 760 99
erik.osterlin@vaporel.se
http://www.vaporel.se/

Изобретатель

Dr. Anders Kullendorf
S. E. P. Scandinavian Energy Project AB
Bror Nilssons Gata 16
SE-417 55 Göteborg, Sweden
Тел: +46 31-779 42 00
Факс: +46 31-51 18 91
anders.kullendorff@sep.se
http://www.sep.se/

Владелец и оператор

Eksjö Energi AB
SE-575 80 Eksjö, Sweden
Attn. Hans-Åke Tilly, Managing Director
Тел +46 381 368 66 000
Факс: +46 381 135 48
hansake.tilly@eksjo.se
http://www.eksjoenergi.se/

6.6.9 Библиография

"Переоборудование котельной установки в ТЭЦ с низкими затратами". В публикации "Возобновляемая энергия в ЕС: Проекты передовой практики. Ежегодник." 1997-2000 гг., стр. 2.65-2.66.
Converting a heating plant to CHP plant at low cost. In: EU Renewable Energy: Best Practice Projects Yearbook 1997-2000, pg. 2.65-2.66
"Переоборудование котельной установки централизованной системы теплоснабжения в установку ТЭЦ компанией "Эскйо Энержи А.Б.", Швеция. Рассмотрение практических применений"; подготовил Рольф Ингман, ОРЕТ, Швеция, в рамках OPET ТЭЦ/ЦСТ, Кластер, 2004 г.
Eksjö Energi AB rebuilding of a district heating plant to a CHP Plant, Eksjö Sweden. Case study prepared by Rolf Ingman, OPET Sweden in the frame of the OPET CHP/DH Cluster, 2004

6.7 Переоборудование котла в тепличном комплексе, г. Еленя Гура

6.7.1 Общие данные

Муниципальной компании по управлению коммунальным хозяйством г. Еленя Гура принадлежит небольшой тепличный комплекс, в которых выращиваются цветы и растения. До переоборудования потребности в тепле девяти теплиц и двух примыкающих к ним офисов удовлетворялись за счет подачи тепла, вырабатывавшегося двумя котлами на лигните общей мощностью 640 кВтт. Однако выработка тепла посредством сжигания угля имеет ряд недостатков:
-уголь, являясь ископаемым топливом, повышает парниковый эффект;
-котлы, работающие на угле имеют очень низкий КПД (менее 50%);
-закупки угля значительно повышают текущие затраты на содержание теплиц;
-высокий уровень загрязнения окружающей среды выбросами пыли, CO и SOx.
Ежегодно муниципальная компания по управлению коммунальным хозяйством собирает около 1100 м³ отходов в процессе ухода за зелеными насаждениями в Еленя Гура и соседних городах Чеплице Здров и Собьежово. Зеленые отходы вывозятся на свалки, мульчируются, сжигаются в котлоагрегатах на угле устаревшей конструкции. Согласно расчетам уже сейчас можно собирать до 700м³ зеленых отходов и в 3,5 раза больше в ближайшем будущем, что представляет энергетический потенциал, составляющий, соответственно, 2100 и 7500 ГДж, что достаточно для эксплуатации котлов мощностью, соответственно, 350 кВтт и 1250 кВтт.

Рис. 6.18. Котельная в Еленя Гура.	Рис. 6.19. Теплица в Еленя Гура.

В связи с этим родилась идея заменить котлы автоматизированной высокоэффективной установкой, предназначенной для сжигания древесных отходов. Реализация проекта началась в 1998 г. Котельная установка была официально введена в эксплуатацию в октябре 2000 г. Инвестиции были предоставлены в рамках осуществления пилотной фазы программы "Совместной реализации" (СР) Польшей и Нидерландами. Этот проект является первым проектом СР в Польше.

6.7.2 Описание

В вышеуказанном тепличном комплексе два котла на угле общей мощностью 640 кВт были заменены автоматическим котлом, работающим на древесной щепе, мощностью 350 кВтт. Установка обеспечивает теплом тепличный комплекс площадью 1200 м³.
Котельная установка закупает топливо по цене 1,25 Евро/м³ древесных отходов и обеспечивает транспортировку древесных отходов от предприятия до котельной установки. На котельной установке древесные отходы измельчаются и хранятся в течение нескольких месяцев на складе длительного хранения.
Склад, объем которого составляет 1000 м³, оснащен системой подсушки (состоящей из воздушных коллекторов с подпольными сушильными каналами). Из склада длительного хранения древесная щепа автоматически подается с помощью пневматического устройства на склад кратковременного хранения.
Склад кратковременного хранения, объем которого составляет 50 м³, оснащен системой подачи топлива, включающей винтовой конвейер и подвижный пол, которые осуществляют автоматическую загрузку щепы в топку котла.

Рис. 6.20. Цепочка поставки топлива и котельная установка.

1- древесные отходы, образовавшиеся при уходе за зелеными насаждениями; 2- транспортное средство; 3- рубительная машина; 4- древесная щепа; 5- склад длительного хранения; 6- сушильная система с подпольными каналами; 7,8- солнечный воздушный коллектор; 9-винтовой конвейер; 10 – склад кратковременного хранении; 11- подвижный пол, 12- винтовые конвейеры; 13- котлоагрегат KARA; 14 – дымовая труба

В зависимости от влажности древесины и температуры окружающего воздуха количество топлива, помещенного в склад кратковременного хранения, обеспечивает работу котла в течение 24-28 часов. На Рис. 6.20 показана цепочка поставки топлива и котлоагрегат.

6.7.3 Инициаторы и стороны, участвующие в реализации проекта

Польские партнеры

Датские партнеры

-Муниципальная компания по управлению коммунальным хозяйством:
бенефициар и местный инвестор
-Муниципалитет г. Еленя Гура: поддержка проекта
-Балтийский центр возобновляемой энергии ЕС: координация на местном
уровне
-Национальный фонд охраны окружающей среды и управления водными
ресурсами; Исполнительный офис Конвенции ООН об изменении климата,
Секретариат-СР: общая ответственность за надзор за реализацией проектов СР, координация и представление отчетов в Секретариат Конвенции ООН об изменении климата (UNFCCC)
-Министерство окружающей среды Польши: вопросы, относящиеся к
деятельности в рамках программы СР в Польше

-Группа технологии биомассы: координация реализации датского проекта СР
-Энергетические системы KARA: поставка оборудования
-SENTER/Министерство экономики Нидерландов: донорское агентство

6.7.4 Финансирование

Правительство Дании финансировало приобретение котлоагрегата, работы по подготовке и планированию реализации проекта, проектно-конструкторские работы, ТЭО и организацию системы мониторинга (общая стоимость около 207 500 Евро в соответствии нижеприведенными данными, при курсе обмена 1 Евро = 4 польским злотым). Польский инвестор финансировал производство строительно-монтажных работ, строительства здания и установки системы подсушивания с подпольными каналами общей стоимостью приблизительно 135 000 Евро.

Компонент	Евро
котлоагрегат с оборудованием системы управления	107500
дымовая труба (включая монтаж)	2500
питатель “подвижный пол”	11250
дополнительные соединения с сетью	17500
склад для щепы, включая систему подсушивания, установленную под полом	25000
воздушный солнечный коллектор	7500
измельчитель	12500
автопогрузчик, дороги и площадки	12500
монтаж котлоагрегата (монтажные работы и кран)	6250
документация	5000
Общие затраты	207500

Углеродные кредиты, полученные в рамках реализации проекта, были распределены между Польшей и Нидерландами следующим образом: Польша: 45%, Нидерланды: 55%.

6.7.5 Результаты

Технические	Перед модернизацией система теплоснабжения теплиц в г. Еленя Гура имела следующие характеристики: -в городе имелись неиспользуемые древесные отходы в количестве 2540 м³; -не менее 700 м³ древесных отходов удалялись на свалку -2 котла, работающих на угле, каждый мощностью 256 кВт; -потребление угля: 220 тонн в год (при цене 90 Евро за тонну) Характеристики после модернизации: -Годовой объем древесины, используемой для целей теплоснабжения (не вывозимой на свалку): 388 тонн. (1100 м³, влажность: 55%); -1 автоматический котел, работающий на щепе, 350 кВт; -не используется уголь.
Экологические	-значительное снижение прямых выбросов: CO₂ - 4,55 т/год, SO₂-2б58 т/год, NOx- 0б039 т/год, пыль - 1б37 т/год (где т/год = тонн в год); -снижение выделения метана при анаэробном сбраживании удаляемых на свалку зеленых отходов, составляющего согласно расчету около 23 т/год; -общее прогнозируемое снижение выбросов в период реализации проекта (десять лет) составит 15 500 в CO₂-эквиваленте.
Финансовые	Годовой объем экономии финансовых средств: -19800 Евро – закупки угля (220 т/год при цене 90 Евро за тонну); -16600 Евро – стоимость удаления древесных отходов (388 т/год – 43 Евро/тонна); -отсутствие экологических взносов и штрафов.
Социально-экономические	-Использование местных источников энергии: отходы древесины из городских районов зеленых насаждений, которые в противном случае пришлось бы удалять. -Использование золы (остаточного продукта сгорания) для удобрения участков зеленых насаждений (возврат части органических отходов в экосистему). -Исключены транспортировка угля на котельную установку и древесных отходов на свалку. -Передача технических знаний (проект предусматривал создание центра энергии биомассы).

6.7.6 Потенциал для воспроизведения

Настоящий проект уже является воспроизведением аналогичного инвестиционного проекта, который был реализован в г. Отвок, расположенном рядом с Варшавой, предусматривавшего преобразование отходов биомассы из парков и других муниципальных участков зеленых насаждений в топливо на современной котельной установке. Помимо использования ряда инновационных технических решений при реализации проекта в Еленя Гура, также было использовано интересное решение финансирования инвестиций в рамках механизма СР, реализация которого позволила получить соответствующие данные и опробовать на практике различные методы определения исходных условий реализации в Польше последующих проектов СР в области получения энергии из биомассы. В целом реализация проекта была успешной и может быть воспроизведена как в техническом, так и в финансовом отношении, в Польше и других странах.

6.7.7 Где получить дополнительную информацию

Marcin Pisarek
EC BREC/IBMER
ul. Rakowiecka 32,
02-532 Warszawa, Poland
Тел/Факс: +48 22 8484 832
Тел/Факс: +48 ...
E-mail:pisarek@ibmer.waw.pl
Web: www.ibmer.waw.pl/ecbrecJan Palka

MPGK Spolka z o.o.

w Jeleniej Gorze
ul. Wolnosci 161/163
58-560 Jelenia Gora, Poland
Тел. +48 75 64 20 100
Факс. +48 75 64 20 105

René Venendaal

BTG Biomass Technology Group BV
P.O. Box 217
7500 AE Enschede
The Netherlands
Phone: ++31-53-4861186
Факс: ++31-53-4861180
Email: venendaal@btgworld.com
Web: http://www.btgworld.com/Alexander van Hunnik

KARA Energy Systems BV

P.O. Box 570
7600 AN Almelo
The Netherlands
Phone +31-546-876 580
Факс: +31-546-870 525
Email:a.vanhunnik@kara.nl
Web: http://www.kara.nl/

6.7.8 Библиография

"Использование биомассы, полученной на муниципальных участков зеленых насаждений для целей теплоснабжения. Пилотный проект программы совместной реализации в Польше". МэнэгЭнержи – "Рассмотрение примера применения".
Utilisation of biomass from municipal green areas for heating purposes. Pilot Joint Implementation project in Poland. ManagEnergy - Technical Case Study
"Древесная биомасса. Йелениа гора. Рассмотрение примера применения. Подготовлено "Энержи-Сите" совместно с BREC/IBMER ЕС.
Biomass-wood. Jelenia Góra. Case study prepared by Energie-Cités in co-operation with EC BREC/IBMER

жүктеу/скачать 2.61 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11